不同开采条件下采动力学行为研究
摘要：通过分析3种典型开采条件下（放顶煤开采、无煤柱开采与保护层开采）工作面支承压力分布规律,揭示了采动影响下工作面前方煤体支承压力峰值大小及位置的采动力学特征,获得工作面前方煤体所承受的采动力学应力环境条件,据此进一步开展了不同开采条件下煤体采动力学行为的实验研究。通过升高轴向应力的同时降低围压的方式来模拟长壁工作面前方垂直应力和水平应力,获得了3种典型开采条件下煤体破坏全过程的采动力学行为和应力集中系数,以及不同开采条件下煤体破坏时的支承压力、水平应力、变形等的差异,同时揭示了工作面前方煤体的采动力学行为与开采条件的关系。条带煤柱膏体充填开采覆岩结构模型及运动规律
摘要：以岱庄煤矿2351膏体充填工作面为例,研究了条带煤柱膏体充填开采覆岩时空结构模型及运动规律。结果表明：随着工作面的推进,覆岩由＂C＂型空间结构逐渐转化成不等高支撑的铰接岩梁;工作面的直接顶板即为基本顶,初次来压步距33.6 m,前4次周期来压步距分别为18.3、8.8、13.7、9.0 m;覆岩重力主要作用在工作面前方煤壁和充填膏体上,顶板超前应力和影响范围较小,主要影响范围小于15 m;2351工作面在现行工艺技术条件下,最大合理控顶距为8.8 m,充填支架合理工作阻力为27 MPa、合理初撑力为21 MPa。超高水充填材料基本性能试验研究
摘要：为克服常用充填材料在我国建筑物下压煤充填开采应用中存在的不足,分析并试验了不同水体积超高水材料的基本性能,包括抗压强度、体积应变、凝结时间、流变性、显微结构及其稳定性。结果表明：超高水材料具有早强快硬、两主料（A或B）单浆流动性好、初凝时间可调等特点,生成的固结体不收缩,体积应变小,在三向受力状态下有良好的不可压缩性,而在干燥的空气中以及高温环境下容易失稳。结合矿井煤层开采后采空区潮湿、低温、封闭的环境可知,超高水材料是一种性能良好的采空区充填材料。露天矿滑坡体的探地雷达检测技术
摘要：提出了使用探地雷达检测露天矿山边坡的方法。通过探地雷达探测实际露天矿山边坡,反演分析解释沿测线的雷达图像,结合雷达正演模拟计算,对比Janbu法稳定性计算结果发现：雷达探测边坡内部构造的图像与地表出露的滑坡特征相符,与稳定性计算形成的圆弧滑坡面也基本吻合,而且雷达探测结果还揭示了台阶边坡内部潜在的地质缺陷。探测结果证明,探地雷达检测露天矿山边坡内部地质构造和缺陷是可行的。海域区古近系含煤地层及煤层组识别方法
摘要：采用沉积学、测井地质学、数学方法以及地震方法等对含煤地层及煤层组进行识别,总结出4种含煤地层及煤层组识别方法,并利用地震方法对煤层组进行了预测。结果表明：逻辑判别法和蜘蛛网图法仍然是较为有效的以定性为基础的半定量化方法,而聚类分析法和人工神经网络法则是成功且有效的定量分析方法,但不是通用的模型;对于勘探程度较低的海域区,要综合运用4种方法才能有效地预测含煤地层和识别煤层。地震反演技术与方法对于识别含煤段、判别含煤地层的分布是十分有效的,通过对琼东南盆地多个地震剖面的研究发现三瞬技术法对于识别较厚煤层交互层（复合层段）是可行的。通过对C-93-79和C-52-79剖面进行各类波阻抗反演,发现基于模型反演和神经网络反演的结果与含煤层段有良好的对应关系,是预测含煤层分布较有效的地震识别方法。桦甸盆地古近纪充填特征及对油页岩成矿的影响
摘要：依据层序地层学原理,将桦甸盆地西部划分为3个三级层序（简称层序）,在层序格架中油页岩主要发育在水进体系域和高水位体系域。结合本区的构造演化特征,盆地初始沉降阶段和末期快速充填萎缩阶段,湖泊水体整体较浅,主要发育冲积扇、持续性扇三角洲和滨浅湖沉积,半深湖-深湖沉积暗色泥岩厚度和规模较小;最大沉降阶段,水体较深且稳定,盆地东北部边缘发育间断性扇三角洲沉积,半深湖-深湖沉积暗色泥岩厚度和规模达到最大,在本阶段沉积多层高品质的油页岩。根据油页岩段砂地比、沉积相、油页岩厚度及油页岩含油率展布特征,发现油页岩品质最好且厚度最大的地区并非为水体最深且砂体沉积较少的区域,而是靠近盆地边缘扇三角洲沉积间断的深水区,在垂向上和扇三角洲前缘交互出现有助于陆相营养元素进入水中,形成高湖泊生产力。半深湖沉积时期,深水的还原环境为有机质的保存和富集提供绝佳的场所,易于形成高品质油页岩。煤炭三维地质建模信息系统的研制及关键技术
摘要：对煤炭三维地质建模信息系统软件QvCoalMine的研制过程及关键技术进行了分析和说明。对系统的主体构架、业务流程、功能模块进行了介绍,详细分析了该系统在研发过程中的主要关键技术：真实折剖面技术;＂钻孔-剖面-等高线＂循环动态建模技术;地层煤层一体化建模技术;三维模型的动态编辑与分析技术。利用我国内蒙古东胜煤田的多个煤炭勘查区对本系统进行了综合测试和运用,结果表明：QvCoalMine系统提供的三维建模功能,能高效地构建出煤炭地质领域大多数地质对象和勘探开采工程的三维模型。基于GIS的信息融合型含水层富水性评价方法——富水性指数法
摘要：为了查明矿井充水含水层富水性分布规律,以平朔井工一矿4煤顶板含水层为例,在分析确定影响含水层富水性主控因素基础上,充分挖掘矿井基础地质资料,采集各主控因素数据信息,应用地理信息系统（GIS）建立各自专题层图,并对多源地质信息进行复合叠加处理,运用非线性（如人工神经网络等）或线性（如层次分析法等）信息融合方法,确定影响含水层富水性的各主控因素＂权重＂系数,建立基于GIS的信息融合型的含水层富水性分布规律评价模型,计算确定富水性指数,最终实现对充水含水层富水性评价,提出其分区划分方案。煤层气赋存的两大地质控制因素
摘要：探讨了构造演化和水动力条件对煤层气赋存的影响机理,并结合实例分析了河北赵各庄井田的煤层气赋存特征。研究表明：构造控制着煤层气生成、聚集、产出过程的每一环节;煤层水溶解了部分煤层气,同时控制着煤储层的压力,水的流动将直接影响煤层气的吸附解吸程度。赵各庄井田现今煤层气的赋存特征主要是构造与水动力条件综合影响的结果,井田构造特征具有明显的分区性：Ⅰ区和Ⅱ区构造较发育,逆冲、压扭性断层对煤层气有很好的封堵作用;Ⅲ区受开平向斜控制,煤层气含量在向斜核部明显较大。同时,井田水文地质边界条件为封闭或半封闭的,而且由于井田所在的开平向斜北西翼受水力封堵作用影响,煤层气封存条件较好。预制裂纹煤样单轴压缩表面电位实验研究
摘要：实验研究了预制裂纹煤样单轴压缩条件下表面电位及其变化规律,初步探讨了预制裂纹对表面电位的影响机理。研究结果表明：预制裂纹试样承载强度以及表面电位幅值显著降低,在峰值应力处载荷卸载幅度加大,表面电位随之大幅升高;峰值应力过后,存在明显的残余电位。表面电位变化规律与载荷变化及预制裂纹密切相关,能够很好地反映含宏观缺陷煤样受压时内部破裂发展情况。CO_2-N_2赋存煤层综放工作面多参量变化趋势及相关性
摘要：为弄清CO2-N2赋存煤层采煤工作面CO来源和风流温度,CH4、O2和CO浓度的变化趋势及相互影响,选取不连沟煤矿F6103综放工作面为研究对象,对包括风流温度,CH4、O2和CO浓度连续进行了35 d的观测。综合运用最小二乘法、数理统计法和Matlab工具对观测数据进行处理和分析。结果表明,沿F6103综放工作面全线布点的2、3、4、5、6处风流温度,CO和CH4浓度基本上是随距进风巷距离增大而增大,峰值多出现在回风端头测点6。回风隅角测点8处风流温度,CO和CH4浓度在历时35 d的观测中基本上与时间成4次多项式变化。通过自相关系数计算可知,测点6和8处CO浓度分别与其测点处O2浓度呈负相关关系,与温度和CH4浓度呈正相关关系。通过比相关系数计算可知,测点5和8处CO浓度和温度分别与测点6处O2浓度呈负相关关系,与测点6处CO、CH4浓度和温度呈正相关关系;测点5和8处CH4浓度分别与测点6处O2浓度和温度呈负相关关系,与测点6处CO、CH4浓度呈正相关关系。CO来源主要由3个方面构成,分别是井下柴油车运行释放的CO,大功率割煤机和煤体相遇瞬时高温氧化产生的CO和破碎煤体与氧的复合氧化产生的CO。抽放瓦斯与乏风混合器的性能研究
摘要：提出了一种扩张引射式混合器,用于将抽放瓦斯与乏风瓦斯混合,一起送入煤矿乏风瓦斯氧化装置内进行氧化利用。为了保证氧化装置及煤矿系统的安全,采用Fluent软件对混合器的混合过程及混合效果进行了数值模拟研究,计算结果表明：增大引射管的最大直径和锥角可以改善混合均匀性,阻力损失也会随之增大;在一定范围内,增加尾锥锥角可以有效改善混合效果,而尾锥锥角对流动阻力损失影响不大。根据模拟计算结果,设计制造了混合器,并对混合效果进行了实验测试,测试结果与模拟计算结果基本一致,验证了模拟计算的正确性。基于G-K评价与粗糙集的煤与瓦斯突出分类分析
摘要：采用G-K评价方法,依据煤矿生产过程中煤与瓦斯突出事故发生的可能性、人员暴露于危险环境中的频繁程度及发生事故可能造成的后果3个指标,确定了矿井煤与瓦斯突出分类等级划分标准。基于粗糙集理论,以指标集为基础,建立了煤与瓦斯突出分类的知识表达系统,提出了决策表中知识约简、规则提取原则。以典型煤矿煤与瓦斯突出实际数据为例,通过粗糙集决策规则的数据处理过程,得出在影响煤与瓦斯突出分类的9种因素之中,主导因素为3项,其排序为最大开采深度、最大突出强度和最大瓦斯压力。在实际分类中,不应该只考虑其中一个因素,而要综合考虑9种因素,从而有效地控制煤与瓦斯突出。综放工作面割煤高度对瓦斯涌出的影响
摘要：为了解决综放开采工作面通风能力有限和瓦斯超限的问题,根据对不同割煤高度综放支架通风断面的比较,提出通过加大割煤高度提高综放工作面单产水平的方法。采用数值模拟方法研究了割煤高度对工作面瓦斯涌出规律的影响,结果显示割煤高度增加将增大通风断面,并使瓦斯浓度降低。针对现场具体条件,在保证煤壁稳定性的基础上,给出了特定煤层条件下合理的割煤高度。应用结果表明,加大割煤高度有利于综放工作面实现安全高效生产。基于物联网的煤矿瓦斯爆炸事故防范措施及典型事故分析
摘要：分析了死亡47人的焦家寨煤矿＂11.5＂特别重大瓦斯爆炸事故原因,即煤矿井下供电系统不可靠,多次无计划停电,造成局部通风机停风,进而造成瓦斯积聚,瓦斯浓度达到爆炸界限;在瓦斯电不闭锁和未采取排放瓦斯措施的情况下,违章送电、送风;动力电缆两通接线盒失爆产生电火花,引爆瓦斯。提出了防止类似事故发生的措施,即加快煤矿物联网研究和应用,加强煤矿防爆电气设备等矿用安全标志准用产品生产、运输、仓储、使用、维护等全过程管控;采用物联网技术,实现瓦斯多级监管,瓦斯风电闭锁;采用物联网技术,实现供电和通风系统及设备多级监管,及时发现供电和通风系统事故隐患,确保连续供电和供风。某矿区带压开采逆断层活化及突水性分析
摘要：根据某矿区732工作面的实际地质特征,建立了力学模型,给出了断层位置法向应力和剪应力的计算公式,计算了该矿区在开采过程中F16逆断层面上的法向应力和剪应力,得出：随着732工作面的开挖,F16逆断层面产生附加法向应力和附加剪应力,附加的法向应力使得断层带内张性裂隙产生与发展,附加的剪应力使得断层带内剪切裂隙和断层两侧的剪节理张开,透水性增强。在此基础上,利用RFPA2D-Flow有限元软件模拟了732工作面开采过程中顶板破坏情况及底板渗流特征,结果表明：732工作面开挖过程中,由于F16逆断层浅部紧闭不导水以及底板页岩未破坏,对盘含水层到采场之间没有形成贯通的裂隙通道,奥灰水不能溃入采场,底板渗流量不足以发生突水危险。微波辐照活性炭脱硫脱硝过程中炭损失研究
摘要：微波辐照结合活性炭的吸附和还原性能可以获得较高的脱硫脱硝效率,但该过程中活性炭会产生一定的质量损失。通过实验研究微波功率、氧含量、活性炭质量、辐照时间等因素对活性炭质量损失的影响。结果表明：微波功率升高,活性炭损耗率增加;辐照时间延长,活性炭质量损耗率增大,150 s内活性炭损耗严重;氧含量升高,活性炭损耗率升高,氧含量在2%～4%浓度范围内活性炭损失明显;活性炭质量增加,其损耗率下降,且呈线性关系。BET结果表明,微波辐照条件下活性炭比表面积略有减小,平均孔径增大。基于ChemCAD的气流床粉煤加压气化工艺参数仿真优化
摘要：基于ChemCAD仿真软件,采用Gibbs最小自由能方法作为气化反应模型,建立了Shell粉煤加压气流床气化仿真模型。针对氧煤比、蒸汽煤比和气化压力3个主要工艺参数,安排了3因子3水平的全析因仿真实验,分析了各工艺参数对气化性能的影响。结果表明：氧煤比是影响产气率和粗煤气有效成分的重要因素,同时对消耗指标的亦有显著影响。产气率等效益指标随氧煤比的增加而增加,而消耗指标则随氧煤比的增加而减少;蒸汽煤比可以提高产气率,但主要影响H2的含量,各消耗指标会随着蒸汽煤比的增加而减少;压力对煤气化性能指标影响不显著。进而,采用综合平衡优化方法,对煤气化工艺参数进行了综合优化,以协调各指标间可能的冲突,寻找到一组使各指标尽可能最优工艺参数的组合。
