【摘 要】
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液态CO2相变致裂钻孔参数的合理选取是避免大面积致裂空白区域及提高增透效果的关键.通过CO2相变致裂p-T曲线,探究了液态CO2致裂增透过程,采用有限差分数值模拟软件,建立了单孔、双孔数值模型,分析了致裂后煤体塑性区特征,确定了最优的钻孔参数.结果 表明:(1)随着煤层地应力增加,液态CO2致裂塑性区域范围呈先增加后减小变化趋势,随着致裂孔直径增加,孔径在φ100 mm左右时致裂效果较好;(2)采用数值模拟、理论计算2种方法确定最优致裂孔参数直径为q94 mm、钻孔间距为3 m;(3)CO2相变致裂井下试
【机 构】
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贵州省煤矿设计研究院有限公司,贵阳550025;贵州省矿山安全科学研究院,贵阳550025;中国矿业大学安全学院,江苏徐州221116;贵州省煤矿设计研究院有限公司,贵阳550025;贵州省矿山安全科
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液态CO2相变致裂钻孔参数的合理选取是避免大面积致裂空白区域及提高增透效果的关键.通过CO2相变致裂p-T曲线,探究了液态CO2致裂增透过程,采用有限差分数值模拟软件,建立了单孔、双孔数值模型,分析了致裂后煤体塑性区特征,确定了最优的钻孔参数.结果 表明:(1)随着煤层地应力增加,液态CO2致裂塑性区域范围呈先增加后减小变化趋势,随着致裂孔直径增加,孔径在φ100 mm左右时致裂效果较好;(2)采用数值模拟、理论计算2种方法确定最优致裂孔参数直径为q94 mm、钻孔间距为3 m;(3)CO2相变致裂井下试验后,致裂孔抽采孔平均瓦斯抽采纯量是普通抽采孔的4.76倍,瓦斯抽采浓度平均提高2.8倍,抽采达标时间缩短65％左右.合理选择液态CO2致裂钻孔参数,能够为井下达到最优致裂增透效果及成本节约提供一定参考.
其他文献
五家沟矿5105工作面属于典型的地表沟流下的浅埋综采放顶煤工作面开采,该区内地下及地表水资源比较丰富,且大部分都覆盖在煤层上覆的岩层中,矿井内部地表径流、顶板与采空区积水随时会给工作面的安全开采带来一定的威胁.通过COMSOL Multiphysics数值模拟方法对采场上裂隙带的导水特性进行模拟分析,确定了大沙沟河流和宽导水裂隙带很有可能威胁到工作面的安全生产,所以有必要采取相关解决措施来预防水害发生.研究成果可为相类似浅埋条件下的矿井安全高效开采提供技术支撑.
封闭工作面的启封是恢复煤矿安全生产的常规措施,对照《煤矿安全规程》第279条规定对黄白茨煤矿021005工作面是否具备启封条件进行判定,并将气样组分比率RT作为指标对启封后火区复燃情况进行评估,由于工作面埋深相对较浅,且启封后回采期间对应地表存在冒烟裂缝,根据开采现状进一步对安全回采是否受到冒烟裂缝威胁进行评估.结果 表明:021005工作面已经具备启封条件且启封后引起复燃的可能性较小,地表冒烟裂缝对9#、10#煤层021005工作面安全回采不构成威胁,为类似工作面的启封及火灾危险评估提供借鉴.
为了准确预测急倾斜特厚煤层分层开采工作面的瓦斯涌出量,对该条件下的瓦斯涌出影响因素进行分析,并对瓦斯涌出规律进行总结,建立了适合急倾斜煤层瓦斯涌出量预测的数学模型.对试验工作面瓦斯涌出规律分析,针对其瓦斯含量、推进速度及开采工艺等瓦斯涌出量影响因素分析,得到了不同影响因素对瓦斯涌出的影响及相关关系.根据乌东煤矿实际开采情况,运用所建立的瓦斯涌出量预测模型,得出预测结果与实际瓦斯涌出量相差仅为8.63％,为急倾斜特厚煤层工作面瓦斯涌出量预测提供了依据.
为研究瓦斯抽采钻孔内部漏气问题,根据钻孔漏气检测原理,利用自行研制的封孔质量检测装置,在山西某矿3118工作面开展瓦斯抽采钻孔漏气检测试验.通过分析42个测试钻孔孔内不同位置处瓦斯浓度分布特征,判断瓦斯钻孔内部漏气情况;结合采用COMSOL数值模拟软件,研究不同密封长度的孔周应力变化情况,达到确定瓦斯抽采钻孔合理密封长度的目标.研究结果表明:(1)瓦斯抽采钻孔内部9～11 m位置处存在较为严重的漏气情况,其主要原因是孔内深处裂隙发育明显,钻孔封孔长度不足,形成煤岩体漏气情况.(2)通过数值模拟软件,对比分
捅要:针对矿井主通风机故障类型多、故障间的关联耦合度高、检测困难等问题,提出一种基于改进模糊推理理论的矿井主通风机故障检测模型.首先利用模糊推理理论将构建的主通风机故障规则库转换为故障关系模糊矩阵,然后引入最大隶属度函数原则,通过模糊算子计算、合并等过程最终找出故障发生的置信度最高的故障原因.仿真结果表明,该模型能够达到高效、快速排除故障的目的 ,对于解决当前矿井主通风机系统的故障检测或预判问题具有非常重要的意义.
为了解决小峪煤矿8202综放面初采期间,CO气体持续上升的问题,通过分析工作面CO气体来源,采取地表裂缝治理、地面打孔注液态CO2和黄泥浆、井下增大注氮量、工作面头尾三角区域加强封堵以及柬管监测等系列工程手段,该工作面CO浓度得到有效控制.结果 表明,8202项抽巷CO浓度由最大的341×10-6下降到26×10-6,5202回风巷CO浓度由最大的72×10-6下降到2×10-6,保证了工作面安全开采.
针对现有带式输送机的驱动系统存在效率不高和安装不方便等问题,采用外转子永磁同步电机,通过直接转矩控制,设计出一种永磁电滚筒传动装置,提高了带式输送机的传动效率,安装便利.
随着开采深度增加,具有突出危险性近距离煤层群开采瓦斯治理成为关键,探寻高效的治理方法,缓解采掘接替压力,保障安全生产,对中煤组集中瓦斯治理技术进行研究,根据煤层覆存条件合理选择首采层及首采面,采取集中瓦斯抽放巷作为掘进、回采期间瓦斯治理的区域防突措施,通过穿层长钻孔对首采面及近距离煤层群卸压范围内瓦斯集中抽放,高效利用瓦斯治理空间,该技术具有钻孔利用率高、瓦斯治理范围广的特点,不仅达到煤巷掘进消突目的 ,且降低后续瓦斯治理难度.
为了深入研究致裂机理,结合岩石力学和气体射流方程对CO2致裂的原理分析,借助地面实验平台进行了相关致裂参数的测定研究,得到了致裂过程的压力波形图.通过实验发现该爆破与传统爆破不同,其致裂过程没有产生爆轰波,基于致裂的原理确定了致裂过程前期主要为高压气体的冲击作用,后期主要为气体的膨胀作用;在忻州窑矿进行了致裂效果的现场试验,通过钻孔窥视仪对不同装液量下的致裂孔的破坏情况考察,确定了同等条件下装液量直接影响致裂的效果,研究成果为CO2致裂机理更深一步的研究奠定了基础.
为探究榆神府矿区矿井水水质水量地带性特征,通过单因子评价法和模糊综合评价法分析各煤矿矿井水主要超标因子及综合水质状况;通过计算矿井涌水量与年开采量比值,得出矿井富水系数.分析榆神府矿区矿井水水质水量地带性特征.研究结果表明:将研究区按水质特点划分为神府区、榆神区、榆横北区3个区域,神府区矿井水主要超标物质为Fe3+、Mn2+、F-;榆神区矿井水除NH4+超标外,其余指标均合格;榆横北区个别煤矿SO42-、Cl-、总硬度等超标严重,矿井水综合水质从北至南依次先变好再变差,矿井水水量从北至南逐渐增加,呈明显的