超声振动在矿山煤岩致裂中的研究进展与展望

为了推动超声振动致裂煤岩体技术的发展,提高矿山煤层气增产及硬岩掘进的效率,回顾了超声波技术的发展历程,综述了超声振动在致裂煤岩体方面的应用现状与研究进展,明确了超声振动在煤岩致裂领域存在的关键阻碍性技术难题及发展趋势。(1)总结了传统技术在矿山煤层气增产和硬岩掘进领域存在的技术问题,介绍了超声波技术的独特优势及应用领域,阐述了超声波发生器和超声波换能器的发展阶段及相应性能;(2)归结了超声振动煤层气促解増渗装置及流程,分析了超声振动煤层气促解增产现状,阐明了超声空化效应、机械振动效应、热效应作用下煤层气降压、加速、位能及动能增加进而促进其解吸増渗的机制;(3)归纳了超声振动破岩装置及流程,阐述了超声振动破碎硬岩的进展,揭示了超声振动产生的机械振动效应与热效应作用下疲劳损伤、微裂纹亚临界扩展、矿物颗粒不均匀热膨胀或矿物相变、岩石物理力学特性劣化导致硬岩破碎的内在机理;(4)针对超声波发生器、换能器及超声振动在矿山致裂煤岩体中的局限度,对未来超声振动致裂煤岩体在现场高效应用的研究重点提出了4点建议：高性能防爆型超声波发生器和换能器的研发,超声振动促解増渗机理的深入分析及管线技术框架设计,多...     

深井近距离煤层群采空区下回采巷道联合支护技术

为了解决深井近距离煤层群采空区下巷道围岩变形破坏严重的难题,以平煤四矿己16-23090工作面机巷为例,结合煤柱载荷在底板岩层传递特征分析了上煤层底板应力分布规律,并通过FLAC~(3D)模拟了不同层间距和内错距离时巷道围岩变形情况。结果表明:当煤层层间距在3~12m变化时,采空区下应力降低区范围为30 m;巷道围岩变形量随着内错距离的增加而减少,通过模拟结果和现场经验综合确定巷道合理内错距离为30 m。根据巷道层间距变化,基于"分区支护、分源控制"原则,提出了以锚杆锚索支护为主,U型棚支护为辅的联合支护技术,并通过现场监测,验证了该技术的合理可靠性。     

潘二矿粉煤灰节水充填系统

以潘二矿为例,通过构建井下粉煤灰节水充填系统,对采空区巷道和端头进行充填,减少工作面冷风流损失,从而实现热害治理。充填系统主要包括粉煤灰料浆制备运输系统、料浆浓缩系统、风管发泡系统3大部分,具有资源节约、低成本、无化学污染、可靠性高、安全高效等特点;系统不仅可实现大量粉煤灰的快速输运,也能够解决灌浆浆液高水灰比,大掺量粉煤灰发泡应用及水资源的循环利用等问题。此外提出了巷旁充填工艺和端头充填工艺并在现场得到良好应用。     

遗弃煤层复采综放工作面矿压规律研究

厚煤层遗弃资源储量可观、分布广泛,是煤炭资源整合区回收利用的重要组成部分,研究复采工作面开采过程中矿压显现规律对煤炭复采安全生产有重要意义。以韩咀矿1202工作面为例,对小窑破坏区下工作面顶板进行分类,并基于现场实测和UDEC数值模拟方法,分析了不同顶板类型下复采综放工作面矿压规律。结果表明:工作面来压时呈现中上部大,下部小的特征,初次来压步距为28.3 m,周期来压步距为17.5m;复采工作面通过未完全垮落、完全垮落空区和上覆煤柱时,工作面支架的工作阻力分别呈现"峰值—低值—峰值"单次振动形式,"峰值—低值—峰值"循环式振动形式,持续高阻、振动小特征。