回采工作面采空区煤炭自燃三带范围研究

为防治采空区自燃火灾发生,采用测定采空区温度和氧气浓度相结合方式对2324工作面采空区煤炭自燃三带进行了现场实测,得到了2324工作面采空区自燃三带宽度范围,并确定了工作面最小极限推进度。结果表明,2324工作面采空区三带范围为散热带小于11.82 m;自燃带11.82~65.90 m;窒息带大于65.90m,工作面回采时最小极限推进度为43 m/月。     

3#煤层自然发火标志气体及临界值确定

为做好综放工作面自然发火分级预警,以主采的3#煤层为研究对象,通过程序升温实验、现场测试及统计分析的方法,优选出煤层的自然发火标志气体和确定得到工作面采空区、回风隅角和回风流中CO指标临界值,并依此建立了工作面煤自然发火分级复合指标预警体系。结果表明:采空区、回风隅角和回风流中CO浓度临界值分别为242×10~(-6)、59.6×10~(-6)和20×10~(-6);各个区域建立绿(Ⅰ级)、蓝(Ⅱ级)、橙(Ⅲ级)和红(Ⅳ级)共4级预警响应。     

技术经济分析在矿车轮组技术改造中的应用

随着科学技术的不断发展,技术经济分析在煤矿机修行业也得到了广泛应用。现以义马矿务局机电修配厂在矿车轮组改进方面的例子略加说明。 图1所示为我厂过去生产的一吨矿车轮组的结构图。由图不难看出,该轮组在结构上存在如下一些问题需要改进: 1车轮加工困难,要求便于加工; 2轮组装配困难,要求便于装配; 3轮组使用寿命短,要求提高使用寿命; 1轮组重且不便维修,要求减轻重量、降低成本、便于维修。     

表面活性剂对气体水合物生成诱导时间的作用机理

利用可视化水合物实验设备,研究了摩尔浓度均为1.0×10-3mol/L的3组溶液(T40、T40/T80(1∶1)、T40/T80(4∶1))体系中表面活性剂对气体水合物生成诱导时间的影响,运用直接观测法测定了水合物广义诱导时间,基于物质传递模型、水合物晶核生长模型及相平衡驱动力方程对实验结果进行了分析。结果表明:表面活性剂的增溶作用促使气体分子在溶液中过饱和,促进了体相-水合物晶体之间的物质传递,为气体水合物反应过程中主体分子(水)和客体分子(气体)的络合提供了驱动力;表面活性剂的自身结构特性及其水溶液的状态决定了其在超过临界胶束浓度(CMC)后胶束化,进而束缚气体分子并与水分子形成团簇,团簇的增多、胶束内空余空间的减少,使团簇互相碰撞接触的机会增多,促进了晶核形成;表面活性剂的增溶作用显著降低了被增溶物的化学势,使体系变得更加稳定,促进了水合物生成相平衡。比较表明:表面活性剂T40在促进水合物晶核生成、缩短诱导时间方面的作用显著。     

影响水玻璃—氯化钙胶结特性的因素分析

测压钻孔在施工过程中遇到较软煤层时,会出现塌孔问题。针对该问题,提出了利用水玻璃—氯化钙的胶结性来固孔的新方法,并对其胶结性影响因素进行了试验分析。结果表明:煤的粒度,空气接触、暴露时间以及水玻璃—氯化钙溶液的配比对水玻璃的胶结性有较大影响。     

预抽急倾斜煤层综放工作面采前瓦斯治理

针对西沟二矿综放工作面开采过程中瓦斯涌出来源情况,提出了采前预抽的瓦斯治理方案。结果表明：通过采用穿层预抽和顺层预抽,煤的最大可解吸瓦斯含量降低为0.906 m3/t,回采工作面预抽率为35%,抽采治理效果达到了标准要求,为实现煤与瓦斯共采提供了指导作用。     

表面活性剂Tween-40对瓦斯水合物生成热力学条件改变作用研究

利用自制的气体水合物实验装置,研究了瓦斯水合物在表面活性剂Tween-40水溶液(0.001 mol/L)中的三次生成过程,对水合物生成诱导时间、生成时温度、压力等参数之间的关系进行了分析,将实验热力学结果与相平衡软件计算数据进行了比较,结果表明,Tween-40改变了瓦斯水合物生成的热力学条件。运用表面活性剂对水合物生成的物理作用理论阐述了这一现象的热力学机理。     

表面活性剂在瓦斯水合物生成过程中的热力学作用

在实验研究基础上,结合表面活性剂水溶液中瓦斯水合物生成微观机理,提出了表面活性剂改变水合物生成热力学条件物理作用假说,认为表面活性剂胶束对溶于其中的气体分子和吸附于其周围的水分子的束缚作用,相当于降低了体系的温度.利用T40（0.001 mol·L^-1）、T40（0.002 mol·L^-1）、T40/T80（0.001 mol·L^-1）分别组成的3种气 液 煤 水合物反应体系实验测定了水合物生成时的相平衡参数,与同样温度和压力条件下相平衡计算值比较,结果表明,表面活性剂的加入有效地改变了水合物生成的热力学条件.例如,在T40/T80（0.001 mol·L^-1）实验体系中,当压力为22.67 MPa时,水合物生成相平衡温度为22.6℃,比纯水中提高2.1℃.     

障碍物排列方式对甲烷/空气爆炸特性影响研究

为了研究煤矿井下设备尺寸及安装位置对瓦斯爆炸特性的影响,利用自行搭建的小型瓦斯爆炸实验平台开展了不同阻塞率障碍物在管道内位置的变化对甲烷/空气混合气体爆炸特性影响的研究。结果表明,在阻塞率相同时,到达管道末端的时间随着障碍物距离点火源位置的减小而减小,障碍物距离点火源越近、阻塞率越大,火焰到达管道末端的时间越短,障碍物对传播火焰前期的影响要大于对传播火焰后期的影响;随着距离点火源位置的增加,不同阻塞率的障碍物对爆炸压力峰值呈现先增大后减小的变化规律,障碍物的位置在距离点火源400 mm时,爆燃压力峰值达到最大;在相同管道位置下,爆炸压力峰值随着障碍物的阻塞率的增加而增加。研究结果可为井下设备设计及安装位置提供理论支撑。     

瓦斯水合物分解热力学研究

通过可视化实验设备研究了5组Ⅱ型瓦斯水合物分解热力学条件，利用Clausius—Clapeyron方程、数值分析理论、傅立叶定律及传热方程，建立了水合物分解热计算模型和水合物分解传热过程简化模型；计算了水合物分解热；明确了水合物分解过程中所需热量，煤层／空气传热介质的温度梯度及分解耗时等因素的关系．结合抚顺煤田实际情况计算出当温度梯度为3．5K／m时，煤中14．64m^3／t瓦斯量生成的水合物分解需热量为600kJ，耗时117h．结果表明：水合物分解过程所需热量多、耗时长，证实了利用瓦斯水合作用防止煤与瓦斯突出的可行性．