榆神矿区煤炭开采的地下水动态演化规律

榆神矿区浅表层水资源短缺,生态脆弱,在划分主采煤层上覆含、隔水层组合类型的基础上,采用Visual Modflow软件构建煤层开采的地下水流数值模型,研究地下水流场演化规律,统计区内地下水位观测网(56个水文观测孔)近3年的有效观测数据,掌握首采煤层开采地下水位动态变化。结果表明:2020年第四系萨拉乌苏组潜水流场与2005年统测地下水流场形态基本一致,地下水位降深值在西南部达10 m;近3年的地下水位未发生明显变化,仅YS22钻孔处受村民井取水引起水位下降。研究成果对榆神矿区地下水资源保护与利用具有重要的指导意义。     

采高对采动卸压瓦斯富集区影响的试验研究

为研究采动覆岩中卸压瓦斯富集区的影响规律,以采动裂隙椭抛带理论为基础,建立采高影响下采动卸压瓦斯富集区的模型,运用物理相似模拟试验方法,以山西某高瓦斯矿井主采工作面为原型,揭示综采工作面采动卸压瓦斯富集区的采高控制机理。研究结果表明:随着采高的增大,三带高度也逐渐增大,采高与采动覆岩裂隙的三带高度呈现线性关系,采高与三带高度的拟合曲线斜率处于2～4范围之间。而随着工作面推进,上覆岩层逐渐形成了压实区和裂隙区,压实区随着采高的增大而变小,裂隙区随着采高的增大而变大。通过对不同采高的各岩层的离层量拟合关系分析,发现不同采高开挖后形成的裂隙形态呈现对称的椭抛面,最后通过拟合关系建立了采高影响下的二维采动卸压瓦斯富集区的模型,为采动覆岩卸压瓦斯富集区的识别提供一定的理论基础。     

湿法Mg改性对LiNi0.82 Co0.15 Al0.03 O2的研究

为了湿法和高温处理制备Mg改性LiNi_(0.82)Co_(0.15)Al_(0.03)O_2材料及材料的性能研究,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、表面残余碱含量和电化学性能测试对材料进行表征。结果表明,湿法Mg改性高温处理LiNi_(0.82)Co_(0.15)Al_(0.03)O_2材料具有良好的形貌和层状结构,材料LiOH和Li_2CO_3含量为0. 19%和0. 26%,材料在3. 0～4. 3 V,0. 1 C下的放电容量为202. 4 mAh/g,首次效率为90. 4%; 1 C下的首次放电容量为180. 2 mAh/g,100周循环后的容量保持率94. 4%。后续重点需研究如何控制表面残余碱含量与实际包覆量对应关系,如何优化实验过程为产业化应用提供参考。     

煤矿瓦斯抽采封孔质量检测技术与应用

瓦斯抽采是防治矿井瓦斯灾害的根本措施,而封孔质量的好坏直接影响到瓦斯抽采效果的好坏。为判定瓦斯抽采钻孔漏气位置,在黄陵二号煤矿301工作面针对10个瓦斯预抽钻孔,利用合作研发的抽采钻孔封孔漏气检测装置,开展现场测试工作。结果显示:在钻孔3～16 m内瓦斯浓度的变化比较稳定,漏气通道较少,封孔质量较好,在0～3 m和16～19 m均有漏气现象。判定抽采钻孔的密封质量和漏气位置,可为改进封孔工艺,提高瓦斯抽采效果提供科学依据。     

浅埋煤层群采场周期来压顶板结构及支架载荷

现场勘查发现,神府矿区浅埋煤层群间隔岩层厚度大多在15～45 m时,间隔岩层易存在单一关键层结构。文章通过现场实测得出了浅埋煤层群开采周期来压的基本特征:来压步距减小、强度增大、煤壁片帮严重,动载现象、台阶下沉现象和大、小周期来压现象明显。物理相似模拟实验揭示了间隔岩层关键层与上煤层已扰动关键层同步与非同步破断的大、小周期来压机理,发现了间隔岩层关键层与已扰动关键层共同形成的"梁-拱-壳"结构形态,给出了上煤层已扰动关键层结构形态的判别方法,得出了浅埋煤层群开采顶板周期破断可形成"台阶-台阶"、"砌体-台阶"、"砌体-砌体"的基本结构。综合建立了浅埋煤层群开采间隔岩层周期破断结构与力学模型,给出了支架受动静载荷作用的工作阻力计算方法,并得到了现场验证。     

本煤层带压封孔技术装备研究及其应用

瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯问题的根本手段。在分析煤层钻孔应力分布的基础上,研究了带压封孔技术封堵钻孔裂隙的基本原理,并结合"两堵一注"工艺,研制了新型带压封孔装置,并对装置进行实验,结果表明该设备能够满足注浆压力0.5 MPa要求。通过理论分析确定了大佛寺煤矿40118工作面最佳注浆压力为0.4 MPa和最佳封孔长度为12m,经现场验证带压封孔技术抽采瓦斯浓度较常规封孔工艺提高50%以上,有效地保障了工作面的安全开采。     

煤矿硫化氢治理改性碱液实验研究

为了提高煤矿硫化氢治理碱液的吸收效率,以单一碳酸钠碱液为基础原料,通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、氧化剂双氧水对吸收碱液进行改性处理,分别探讨了试剂添加量对硫化氢气体去除效率的影响。实验表明:碳酸钠碱液浓度与硫化氢去除率成正相关性,当碳酸钠溶液浓度增加到2%时,硫化氢初始去除率为100%,但经过振荡后,硫化氢二次散逸问题较为显著;随着十二烷基苯磺酸钠浓度的增加碱液对硫化氢的去除率逐渐提高,双氧水对碳酸钠溶液吸收硫化氢效果具有明显改善作用,最终通过实验分析结合实际情况,提出实验硫化氢治理改性碱液的最佳配比为:碳酸钠溶液浓度2%,表面活性剂浓度0.4%,氧化剂浓度0.6%。     

NCM811前驱体制备过程中的影响因素研究

高镍LiNi_(0. 83)Co_(0. 11)Mn_(0. 06)O_2(简称NCM811)正极材料凭借其高容量、循环稳定性好和成本适中等优点,已成为最有应用前景的新型正极材料之一。合成该材料的方法有很多,其中共沉淀法是应用最普遍、最适合规模化应用的。因此共沉淀反应的产物前驱体Ni_(0. 83)Co_(0. 11)Mn_(0. 06)(OH)_2是影响最终NCM811正极材料性能的关键。通过聚焦在共沉淀反应过程中主要的工艺参数,包括氨水浓度、pH值和进料速度等,研究这些因素对前驱体产品物化性能的影响,进而实现不同形貌、不同性能前驱体的可调控构建。为高镍NCM811前驱体的放大化生产提供借鉴。     

神府矿区大型水库周边浅埋煤层开采水害防治技术

以神府矿区大型水库常家沟水库为例,运用水文地质勘探、钻孔实测、理论计算、数值模拟等手段,查明了常家沟水库周边水文地质条件,拟合得出导水裂隙带高度计算公式,开展了大型水库周边浅埋煤层开采水害问题防治技术研究。研究结果表明:研究区水库周边煤层开采导水裂隙带预计发育高度约为72.8 m,常家沟水库周边煤层开采存在的水害主要包括烧变岩涌(突)水问题、萨拉乌苏组突水溃沙问题、常家沟水库倒灌水害等问题,针对常家沟水库浅埋煤层开采不同水害问题,提出了留设保护煤柱、帷幕注浆与井下探放水疏放、井下探放水与地面抽排联合疏放、上覆煤层采空区积水探查与疏放、沟道裂缝填埋等水害防治技术。水库周边15207工作面回采时,在留设保护煤柱的基础上,采取帷幕注浆625 m,施工疏放4-2煤烧变岩积水钻孔28个,累计放水量33 523 m3,保障了工作面安全回采。     

陕北矿区大断面煤巷快速掘进作业线方案设计与应用

因地制宜的选择巷道快速掘进作业线可以有效的提高单进水平,提高矿井掘进效率,缓解矿井采掘接替关系,对整体提高矿井的经济效益和社会效益具有重要的意义。在调研陕煤集团红柳林煤矿掘进现状基础上,针对顺槽、撤架巷道等大断面煤巷设计出3种作业线方案,并辅以完善的快速掘进保障体系和高效辅助系统,可显著提高矿井的掘进水平。