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2010年 第8期

摘要:
为确定加固松软破碎煤巷合理的注浆参数,对不同水灰比条件下高水速凝材料单液浆和混合液浆流变曲线进行了回归分析,结果表明:各流变曲线相关系数均大于0.97,回归方程均符合宾汉体的本构方程,确定其流型为宾汉体,针对松软破碎煤巷孔隙率大、渗透系数大、有动压下表现出一定流动性特点,基于广义达西定律和球形扩散理论模型,采用注浆过程中浆液流型不变的假设,推导出宾汉体在松软破碎煤层中基于黏度时变性的有效扩散半径计算公式,进而确定注浆孔间排距和注浆压力的合理参数,与常用注浆参数计算Maag公式相比,因该公式没考虑浆液的屈服强度和黏度时变性,计算的注浆扩散半径偏大。该技术应用于大阳煤矿3100工作面回风巷注浆工程,取得了良好的维护效果。
摘要:
为合理评价煤巷锚杆支护效果,通过采用层次分析法对影响煤巷锚杆支护效果的地质条件、支护参数、支护工艺、采动影响、掘进速度、经济效益等多种因素进行分析,从而确定各影响因素权重值,建立煤巷锚杆支护效果的多层次模糊综合评价模型,进而对支护效果作出好、较好、一般、差的定量评价,提高对煤巷锚杆支护效果评价的准确性和科学性。利用该评价方法对王家沟煤矿402巷道锚杆支护效果进行评价,分析结果表明其评价结果与实测数据一致。
摘要:
为对新集一矿进行地应力测量,在前期勘探时,采用水压致裂法对该矿区典型位置S-5号孔和S-9号孔的地应力场进行测试。测试结果表明:该矿区应力场以水平应力为主,具有明显的构造应力特征,且最大、最小和垂直主应力均随深度的增加而增加。实测该矿区最大水平主应力为13.95~25.23 MPa,方向近于NE向,最小水平主应力为12.16~21.17 MPa。通过对比分析测试结果与淮南矿区的区域地质构造地应力场是基本吻合的。
摘要:
为了解决新集二矿1608运输巷复合顶板原锚杆支护存在问题,选用合理锚杆支护参数保持巷道复合顶板离层稳定,基于对塑性离层和层间离层随时间变化的不同特点分析,将工程实测的新集二矿1608运输巷复合顶板总离层分离为层间离层和塑性离层。结果表明该巷道复合顶板离层不稳定主要是由层间离层引起的,原锚杆(索)支护主要为总预紧力不够,在增加锚(索)预紧力基础上调整锚杆(索)间距和排距,经工程实际应用,取得了很好支护效果。
摘要:
为了加强对强冲击危险工作面冲击地压的监测,根据覆岩运动理论提出了钻屑当量与煤体相对应力之间的关系,研制了属于中后期预警和局部预警的冲击地压在线实时监测系统。通过现场应用,结果表明:该系统能够动态监测不同孔深的煤体应力变化,能有效地对现场冲击危险状况进行实时在线监测和预警,使强冲击危险工作面及时采取防范措施和局部解危措施。实践证实冲击地压在线监测预警技术有助于强冲击危险工作面的安全开采。
摘要:
为分析采空区下松软煤层巷道围岩稳定性特征,基于新庄孜煤矿52207工作面巷道的典型围岩条件,依据锚杆支护长度和锚索的根数提出了3种可行性方案,采用数值模拟方法研究了采空区区域底板垂直应力分布特点及不同支护方案下巷道围岩的应力和位移分布及变化特征。模拟结果表明:巷道处于应力降低区,随支护强度的增加,巷道围岩应力状态改善,围压逐渐增加,位移场分布范围减小,巷道表面位移得到有效控制。根据围岩强度强化理论和数值模拟结果,提出采用以高强锚杆为基础、辅以高预紧力锚索的组合支护技术,巷道围岩变形控制效果好,围岩结构稳定。
摘要:
为了合理地对开滦唐山矿铁三采区城市密集建筑物下的煤炭进行开采,针对该区域煤层多、埋藏深、地面建筑物密集等特点,结合唐山矿充填材料丰富、运输距离短的有利条件,提出了条带开采、充填开采和条带联合充填开采3个开采方案,并对各方案开采后的地表变形、采出煤量和经济效益进行比选分析。结果表明:选用条带联合充填开采方案在确保地表建筑物不维修前提下,即可采出48%被压留的煤炭,取得近30亿元的经济效益,又解决了废弃矸石的环境污染问题。因此唐山矿城市密集建筑群下多煤层条带开采利用废弃矸石充填联合开采方案是合理可行的。
摘要:
基于大面积采空区上覆岩层垮落灾害事故案例综合分析与研究,探讨了近年来出现的一种特殊矿山煤岩动力现象,即采空区顶板大面积垮落诱发矿震与气体动力冲击。通过分析论证了矿震发生前期的动力演变与时空尺度,应用能量转换与守恒理论,揭示出采空区矿震表征及动力冲击要素构成的时空关联尺度,提出将声发射监测技术作为矿震预报的基础与手段,并提出了运用线定位法对震源定位的基本原理。使用声发射监测系统对采空区顶板活动进行在线监测,为采空区矿震监测预报提供一种有效途径。
摘要:
以晋城矿区赵庄煤矿软煤层、碎胀顶板巷道为工程背景,采用数值模拟与理论分析方法,研究了预应力锚索在不同预应力及不同长度条件下的预应力场分布特征和支护应力对围岩承载区的作用,指出高预应力、短锚索的支护效果优于低预应力的长锚索。在分析原有巷道支护设计存在问题及围岩变形与破坏特点的基础上,提出高预应力、短锚索支护技术,该技术能大幅度提高锚索的预应力,并使其有效扩散到围岩中,有效控制顶板离层等有害变形,形成刚性顶板。同时,使二次应力分布更为平缓,减小集中应力,有利于控制巷道两帮变形和底鼓。
摘要:
通过对余吾煤业3号煤层赋存特征及现场实践经验进行分析,确定该矿S2205工作面采用综采放顶煤的采煤方法及其回采工艺并选定了配套设备,指出可采用支架反复支撑顶煤,增大其破损度;增大工作面倾斜长度,降低初采损失、末采损失和端头损失;采用单轮间隔放煤方式并确定该工作面合理的放煤步距为0.8 m等有效途径提高煤炭采出率。同时,采取了一系列安全保障技术措施,有效地治理了工作面瓦斯、防治了煤层自燃、显著降低了工作面煤尘,从而保证了工作面安全高效开采。
摘要:
在实验室进行了不同矿渣微粉掺量对轻质喷射混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度,弯曲韧性及抗氯离子渗透性的影响研究,并分析了产生这些影响的原因与机理。研究结果表明:轻质喷射混凝土3和7 d抗压强度在矿渣微粉掺量30%内均有不同程度的提高;抗折强度随矿渣微粉掺量增加而减小;抗拉强度在矿渣微粉掺量为10%内有所增加,超过20%后降低;随着矿渣微粉掺量增加,混凝土韧度指数有所降低,而抗氯离子渗透性能逐渐提高;矿渣微粉合适的掺量范围为10%~20%。
摘要:
以甘肃省新安煤矿软岩巷道为例,针对其巷道周边围岩大变形、巷道表层支护体失效、来压快、初期变形量大、持续变形时间长、围岩易风化、接触空气潮解强度急剧降低等软岩巷道破坏特征以及软岩巷道支护的难点,探索了在软岩巷道周边开挖卸压槽,主动预留围岩变形空间,缓解应力影响的支护方法,并设计出与之相适应的可控大变形让压拱形支架,以期为有效支护大变形软岩巷道提供参考。
摘要:
为了获取局部保温条件下单管冻结温度场的发展规律,采用ANSYS有限元软件对局部保温条件下的单管冻结温度场进行数值计算。结果表明:局部保温条件下单管冻结时,保温层厚度选用5 cm较合理;在选用5 cm的保温层厚度进行单管局部冻结时,保温段与冻结段交界区域的温度梯度较大,该交界区域的范围主要为保温段下部3 m左右及冻结段上部1 m左右。在采用局部冻结技术的工程设计施工中,要根据实际情况合理布置保温层的厚度及范围。
摘要:
基于淮南矿区高瓦斯煤层群开采条件,运用卸压开采及采场采动裂隙O形圈卸压瓦斯抽采理论,提出了一系列钻孔或巷道抽采卸压瓦斯方法;研究分析了开采卸压层时瓦斯抽采技术、上向卸压瓦斯抽采技术、下向卸压瓦斯抽采技术,采用煤层气开采消突试验方法有底板岩巷穿层钻孔条带预抽瓦斯、顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、地面钻井压裂预抽瓦斯,这些方法广泛应用于淮南矿区生产实践,建立起了卸压开采瓦斯抽采工程体系。结果表明:自1998年以来矿井杜绝了瓦斯爆炸事故发生,百万吨死亡率由4.01降低到0.18,2009年瓦斯抽采量达3.2亿m3,矿井瓦斯抽采率达到53%,采煤工作面瓦斯抽采率达到90%以上;使高瓦斯突出煤层转变为低瓦斯无突出危险煤层,同时抽采出的瓦斯作为绿色能源,减少大气污染。
摘要:
为治理保护层工作面的瓦斯,平煤股份四矿施工了大直径长距离高位钻孔,钻孔终孔直径193 mm,平均孔深100 m以上,抽采了采空区裂隙带的高浓度瓦斯,对高位钻场、钻孔参数进行了优化,并对钻孔封孔技术进行了改进。通过采取上述措施,高位钻场的抽放瓦斯体积分数增加到12%~30%,混合流量增加到25.68~45.70 m3/m in,纯流量增加到3.08~8.73 m3/m in,上隅角瓦斯体积分数下降到0.2%~0.6%,回风流瓦斯体积分数下降到0.2%~0.7%,保护层工作面月产原煤10万t以上,利用瓦斯日发电3.5万~3.8万kW.h,实现了煤与瓦斯共采。
摘要:
为了降低开采过程中煤自燃带来的次生灾害,针对采空区深部煤自燃的特点,应用危险源隔离控制原理,提出了对采空区深部煤自燃进行胶体隔离的控制技术,主要研究了胶体材料的灭火机理、胶体性能特点以及胶体隔离技术的施工工艺,最后将该技术应用于柴家沟矿ZF42105工作面和孟巴矿1110工作面的火区治理中,结果显示启封后工作面上隅角CO体积分数均低于2.4×10-5,说明胶体隔离技术能够有效降低采空区的漏风量,阻止采空区高温点向工作面方向发展,保证工作面的生产不受采空区深部煤自燃的威胁。
摘要:
为了考察穿层控制爆破技术的卸压增透强化瓦斯抽放效果,以义安煤矿12031工作面为试验点,通过考察穿层控制爆破前后瓦斯抽放体积分数和流量的变化,得出穿层控制爆破技术的卸压增透强化抽放技术的效果明显。试验结果表明:控制爆破后,瓦斯抽放体积分数和瓦斯抽放量均有较大增加,瓦斯流量平均增加了5倍,瓦斯体积分数增加3倍,最高体积分数达爆破前的23倍。通过对间距6和8 m两组抽放钻孔爆破前后流量和体积分数的考察,得出有效抽放半径为3.0~3.5 m,因此爆破孔间距取6~7 m较合适,可提高穿层控制爆破卸压增透的效果。
摘要:
为了研究纳米粉体的抑爆作用,采用自主改进容积为20 L的近球形抑爆试验系统,测试添加SiO2纳米粉体时的瓦斯爆炸极限、压力等特性参数的变化,并同微米级粉体对比分析其抑爆效果,同时研究粉体质量浓度和点火时间对抑爆效果的影响。试验结果表明:同微米级粉体相比,纳米粉体的抑爆效果更好;质量浓度为0.1 g/L、粒径为50 nm的SiO2粉体可使瓦斯与空气混合气体(瓦斯体积分数7%)的爆炸压力下降约70%,压力上升平均速率下降约90%,爆炸极限范围缩小约43%;超细粉体抑爆剂在固定空间内存在最佳抑爆浓度范围,并不是粉体添加量越大抑爆效果越好;粉体抑爆剂喷洒形成固体微粒气溶胶后存在最佳抑爆时间范围,超出该时间范围抑爆作用衰减明显。
摘要:
利用Eview软件的数理统计功能,采用均方差回归分析方法对构造软煤电性参数的影响因素进行了定量研究。结果表明:灰分、水分和视密度是影响煤电阻率发生变化的主要因素,电阻率随着灰分的增加而增加,随着水分和视密度的增加而减小,孔隙率和挥发分对电阻率影响较小;介电常数随着灰分和孔隙率的增加而增加,随着挥发分、水分和视密度的增加而减小。煤中的水分和灰分加强了煤的导电性,煤的相对介电常数的主要影响因素是煤的变质程度。
摘要:
煤层瓦斯压力是评价煤层突出危险性及煤层气开发研究的重要指标,采用朗格缪尔公式,结合化乐一矿勘查阶段部分钻孔揭露6煤组时实测的瓦斯含量计算煤层瓦斯压力,并根据煤层瓦斯赋存具有分区分带的特点,将化乐一矿勘查区划分为4个瓦斯地质单元。根据断层对瓦斯压力的影响程度,分别对4个单元内6煤组的瓦斯压力与基岩埋深关系进行回归分析,发现第2单元受开放性断层影响,埋深500 m以浅的瓦斯压力与基岩埋深为负相关,其他区域为正相关,相关系数均大于0.6;依据回归分析结果及异常点筛选,建立了瓦斯压力分布的6个数学模型。
摘要:
为了掌握煤自燃的规律,采用油浴程序升温试验系统,对亭南煤矿不同粒径煤样进行了程序升温试验,发现油浴程序升温试验系统比空气介质的程序升温系统稳定;可以采用CO和C2H4作为自燃预测预报的指标气体;亭南煤样自燃临界温度为55~70℃,干裂温度为90~110℃,煤样粒径越小则煤自燃的临界温度和干裂温度也越小;煤样耗氧速率、气体产生速率随煤温的升高而增大,煤样粒径分布范围越宽的煤样的耗氧速率越大。
摘要:
为了实时监测输送带纵向撕带故障,提出了基于单片机的压力监测方案。简要分析了输送带发生纵向撕带的机理,由于输送带发生纵向撕带时输送带表面压力会突然增大,并持续一定时间,直至输送带发生纵向撕带,根据这一压力特征,提出了基于MSP430F14P单片机的输送带纵向撕带自动监测系统,能够超前有效监测纵向撕带,并及时发出停机指令,进而保护输送带的安全性。同时,该系统可通过短消息实现远程无线通信,在无人监测时将故障信息及时通知监测人员。
摘要:
以年产600万t大采高综采成套技术与装备中的ZY10000/26/55型两柱掩护式液压支架为研究对象,对其进行合理简化后,应用Pro/Engineer三维建模软件与ANSYS有限元分析软件相结合的方式建立有限元模型,采用接触法处理销孔铰接关系,应用内加载方式对液压支架在顶梁偏载、底座前后端集中载荷和顶梁扭转、底座前后端集中载荷2种恶劣工况下的受力状态进行整架数值模拟,通过对计算结果的分析,得出大采高液压支架的受力特点和变形规律,为支架的结构设计和材料配置提供理论依据。
摘要:
机器人化采煤设备是煤矿机械研究的重要方向,因此,基于逻辑机器人的概念,建立了一个由矿长、队长、操作工等机器人和可控设备组成的机器人化采煤设备系统模型,设计了一个网络化的机器人化采煤设备系统控制方案,该方案的通信主干线采用高速以太网连接,地面上有多台远程逻辑机器人,它们分别按各自的职责对远程设备进行操作,井下每台设备都有一个支持网络的本地机器人,直接对设备进行操作和控制。
摘要:
分析了井下胶轮车油气悬架系统的结构,根据实际工况,建立了机械、液压及路面激励的悬架系统物理联合模型和油气悬架系统数学模型。利用多学科仿真软件AMESim,结合油气悬架系统的结构参数以及蓄能器初始条件等因素,研究了油气悬架系统的位移特性,这将有助于进一步研究井下胶轮车油气悬架系统固有频率和平顺性的设计。
摘要:
研究一种基于B/S模式的新型煤炭运销管控系统,采用Ajax技术解决浏览器端串口通信、数据抽取、策略服务等问题,通过设计系统的硬件接口和软件接口,建立中心业务平台,实现了一种集运输、销售、管理和监控为一体的现代煤炭企业运销管理控制系统。该系统有效地将煤炭企业零散的管理系统结合在一起,最大限度地实现了数据共享、协同办公,满足了现代大中型煤炭企业的管理要求,提高了煤炭企业的管理水平和核心竞争力。
摘要:
为了改善液压牵引采煤机司机的工作条件,改变现有的司机跟机行走的操作方式,在液压牵引采煤机上安装了无线遥控装置。该装置由电气装置和液压装置组成,可实现采煤机的遥控调高、遥控启停、遥控断电、遥控牵引等功能,同时为了增加可靠性,仍旧保留原有的手动功能。通过对采煤机结构的布置、接收装置、无线遥控原理等方案的制定与实施结果,表明遥控装置的使用大幅增强了司机的安全感,避免了多起煤矸片帮伤人事故。
摘要:
以ZWY-150型挖掘式装载机工作装置为研究对象,使用Pro/Engineer建立其实体模型,导入HyperMesh中划分网格,建立有限元模型,并在ANSYS中对4种典型工况下的有限元模型添加约束与载荷,对其整体进行有限元结构静力分析和模态分析,并对其结构提出油缸座支撑耳板要加焊加强板或用较厚的板代替,延长小臂下底板,增强小臂侧板的箱型封闭性,加强铲斗侧板等改进方案。
摘要:
为了查明木城涧煤矿采空区范围及其富水性特征,运用矿井瞬变电磁法对采空区进行探测,探测过程中采集了2组感应磁场强度数据。通过对采集到的数据进行分析和处理,基本上查明了采空区的范围和富水情况。结果表明:采空区内富水性较强,局部地区由于顶板垮落作用,富水性减弱,因而视电阻率呈现不均匀变化。建议在采空区周围留设合适的防水煤柱,以保障周围工作面的安全回采。
摘要:
为了确定朱庄井田太灰上段各单层灰岩的富水性类型,认识该井田太灰突水水源的规律性,通过对地面抽水试验、井下简易放水试验和井田水文地质资料的分析,研究表明:太灰上段L1灰岩溶裂隙不发育,富水性极弱,在单个工作面范围内可视作相对隔水层;L2灰岩岩溶裂隙发育一般,是具有较强富水性岩溶裂隙含水层;L3和L4灰岩,岩溶裂隙发育,富水性极强,并具有同一水力联系,是极强富水岩溶裂隙含水层,对6煤开采具有极大的危害性。研究发现突水系数法适合6煤回采工作面突水危险性预测评价,朱庄井田太灰上段含水层突水系数较大,但均在《矿井水文地质规程》要求范围内,其中3613,3614,3621等7个工作面突水系数超过临界值,通过采取了疏水降压、底板注浆改造等安全措施实现了安全开采。
摘要:
以甲基丙烯酸、马来酸酐、聚乙二醇、丙烯磺酸钠为原料,合成聚羧酸水煤浆分散剂,应用傅里叶变换红外光谱对聚羧酸分散剂的结构进行了分析,测出聚羧酸分散剂是主要含有羧基、亚甲基和磺酸基团的聚合物,并对聚羧酸分散剂改善水煤浆性能的作用机理进行了初步探讨,考察了该分散剂对神府煤制浆性能的影响,并采用多元线性回归分析方法对制浆浓度进行了拟合。结果表明:当聚羧酸分散剂添加量为0.6%(质量分数)时,神府煤浆体质量分数可达71%,表观黏度为1 214.3 mPa.s。
摘要:
为提高炼焦煤选煤厂总精煤产率,提出了通过降低浮选精煤灰分,提高选煤厂总精煤产率的技术路线,即超细粉碎煤泥中间产物,致使其中的无机矿物和有机可燃体充分解离,采用絮团浮选的方法分选出灰分较低的浮选精煤,在保持现有总精煤灰分不变的情况下,适当提高重选的分选密度,提高重选精煤的灰分,由此达到较大幅度提高全厂总精煤产率的目的。试验结果表明,在保持全厂总精煤灰分不超过9.50%时,重选精煤的产率由现有的69.25%提高到75.79%,全厂总精煤产率增加了6.54%。