顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距研究

为合理确定本煤层瓦斯抽采钻孔的布孔间距,通过煤层瓦斯渗流场控制方程、煤体孔隙率和渗透率耦合方程及煤层变形场控制方程,建立了钻孔抽采条件下瓦斯渗流固气耦合数学模型;采用数值模拟计算方法,得出顺层瓦斯抽采钻孔的抽采半径,并推导出瓦斯抽采钻孔布孔间距与单钻孔抽采半径的关系式。以黄岩汇矿15107工作面为应用实例,通过在该工作面进行单钻孔和多钻孔瓦斯抽采试验,求算并验证了抽采半径及布孔间距与抽采半径关系式的正确性,为现场瓦斯抽采提供科学依据。     

破碎岩体大断面硐室掘进和支护与加固技术

针对破碎岩体大断面硐室的掘进和支护问题,提出了初次支护采用锚网喷支护和低预应力锚索加固,而二次支护采用仝断面锚注加固,使之形成了山锚杆、锚索、金属网、喷层和注浆加固组成的“三锚”动态叠加支护结构,并结合现场实际给出了具体的支护参数和施工工艺.通过现场应用和监测,满足了破碎岩体大断面硐室的支护要求,取得了良好的技术与经济效果.     

黄岩汇矿15~#煤层瓦斯分布规律及突出区域预测

为准确对黄岩汇矿的15#煤层进行突出危险性区域预测及划分,实测了井下煤层瓦斯含量,分析了断层、褶皱、陷落柱、顶底板岩性、埋深等地质因素对瓦斯赋存及分布的影响。研究发现埋深对煤层瓦斯的含量的变化起主控作用,其他因素对局部瓦斯含量的分布也有重要的影响。     

一种井下防灭火多相凝胶泡沫材料的研制

以4种发泡剂（F1、F2、F3和F4）、稠化剂H、交联剂AL和大屯煤电公司粉煤灰为原料制备煤矿井下防灭火用多相凝胶泡沫材料,着重研究了发泡剂复配方案及用量、稠化剂H与交联剂Al的配比及用量、不同发泡方式（机械搅拌发泡和压缩氮气发泡）对材料发泡性能的影响。结果表明,将F1和F3按1∶1的质量比进行复配,在复配发泡剂与水的质量比为4‰、稠化剂H和交联剂AL与水的质量比均为3‰、水灰比为5∶1的条件下采用压缩气体发泡方式进行发泡,材料产生的多相凝胶泡沫性能最佳。     

新集二矿煤层突出危险性区域划分研究

通过对新集二矿6#、13#煤层瓦斯压力的测定,分析了煤层瓦斯压力的分布规律,根据瓦斯压力的分布规律,划分出新集二矿6#和13#煤层各自在标高-600～-550 m范围内的突出危险区和无突出危险区。并结合煤的破坏类型、瓦斯散放初速度和煤的坚固性系数三项指标,验证了突出危险区的划分效果,结果显示,单项指标与瓦斯压力的分布规律相符合。     

基于钻屑理论的抽采钻孔合理封孔深度研究

为了准确确定瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度,从巷道"三带"的角度分析了合理封孔深度的范围,并从钻屑量指标理论的角度探讨了钻屑量的影响因素。根据钻屑量与地应力的关系,基于黄岩汇矿的现场实际,通过计算钻屑量的变化规律,并结合FLAC3D数值模拟软件,确定出试验区所在埋深的煤层合理封孔深度为8.5~13 m;经现场试验验证了合理封孔深度的准确性。