基于自然风压的采空区漏风规律研究

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以斜沟煤矿+700 m水平8号煤12采区18205工作面为对象,研究自然风压变化规律,根据现场实测风量数据,分析自然风压对工作面的影响;采用计算风速投射面积间接获得漏风量及漏风分布规律,通过现场实测和曲线拟合的手段,定量研究自然风压对采空区漏风的影响.研究结果证表明:矿井自然风压改变能显著影响主要通风机工况点及通风系统内的各分支的风量;18205工作面进风量变化的主控因素之一是自然风压;在冬季因自然风压处于较大值,使得进风量增大,采空区漏入风量比夏季大,风流在采空区的速度更快,采空区流场分布面积更大.
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为确保2106工作面煤炭资源在安全前提下实现应采尽采,采用针对连续介质模型的有限元数值计算程序FLAC3D进行数值模拟计算,分析了切顶卸压后的停采线煤柱合理宽度,通过分析50~80 m煤柱宽度下采区准备巷道围岩变形量,确定了2106工作面停采线煤柱留设尺寸可以减小为70 m.
由于现阶段瓦斯解吸试验采样数量少、范围小、实测数据与瓦斯解吸模型计算结果之间有误差,故在多个矿井采集煤样开展解吸试验,以此扩大煤样的采集范围;采用控制变量法,通过改变煤样的吸附平衡压力、粒度以及温度3个变量,来研究不同情况下瓦斯解吸时变规律.对不同赋存条件下的煤样进行解吸试验,以此增强瓦斯解吸模型的适用性,再次检验影响瓦斯解吸的主控因素.
针对综放采空区侧煤巷的非对称变形破坏现象,文章从理论分析、数值计算和现场试验3个方面,对煤巷的围岩应力状况和变形破坏模式进行研究.研究结果表明:综放开采采空区侧煤巷的变形破坏,在纵向和水平方向上均表现为非对称破坏模式,不对称变形的原因是在强行开采情况下,围岩受力条件不均匀所导致.
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文章以龙宫煤业25105回风巷埋深较大、巷道围岩难以控制为工程背景,提出了顶板软弱煤体被动强化支护、及时强化顶帮软弱煤体主动支护原则、利用稳定岩层承载能力的深部巷道支护思路和原则.基于此,开发了深部巷道锚网索棚联合支护技术,现场应用后,及时监测了巷道变形情况,监测结果显示围岩变形均可控,实现了龙宫煤业25105回风巷道的稳定控制.
中国航天空气动力技术研究院建设的2.0 m高能脉冲风洞(FD–21)是一座自由活塞激波风洞,该风洞拓展了中国航天空气动力技术研究院原有的试验能力.主要介绍了这座风洞的研制过程和若干关键技术.在吸收国外相关理论和经验的同时,独立解决了诸多关键性的气动问题,并通过逆向设计流程完成了风洞的气动设计.基于这些努力,高能脉冲风洞在建造过程中,逐步克服了活塞发射、活塞止停和全浮动风洞支撑等工程技术难点.FD–21的成功研制标志着自由活塞驱动技术的全面掌握,缩小了我国高焓地面模拟设备与国外的差距,对提升我国高超声速领域
未来先进飞行器飞行高度不断增大,对风洞试验模拟能力的要求不断提高,需要高超声速风洞具备更低真空的运行能力,常规多级引射系统已不能完全满足要求.为提高风洞试验高度模拟范围,中国航天空气动力技术研究院(CAAA)在新建Φ1.2 m高超声速风洞基础上设计专用真空排气支路,实现了风洞压力真空模式运行.风洞系统调试及校测结果表明:经能力提升改造后,风洞各分系统工作正常且均达到性能设计指标,实现了马赫数5~8、高度40 km以上的高空低雷诺数高超声速试验条件模拟能力,试验段均匀区流场指标满足GJB 4399-2002
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为提高3308综放工作面顶煤回采率及回收效率,采用数值模拟和理论分析的方式分别进行顶煤破裂机理和顶煤运移规律的分析,基于顶煤运移规律分析结果,结合工作面的具体地质条件,通过数值模拟对比分析的方式,确定采用两口单轮放煤、一刀一放的放煤工艺,并在放煤工艺实施后进行现场观测分析.结果表明:工作面在该放煤工艺下,顶煤回采率和回收效率均较高,放煤工艺应用效果良好.
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