【摘 要】
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为解决综掘面工作区域内煤尘扩散污染,设计并提出了新型旋动雾幕控尘技术,通过相似实验结合数值模拟对旋动雾幕控尘装置的形成机理、可行性能方面进行分析,并采用高清相机对旋动雾幕的形成过程进行记录.研究结果表明:旋动雾幕形成状况分析及该装置多风速条件下可形成有效的隔尘雾幕;从能量分布关系及雾幕装置形成角度出发,可将新型旋动雾幕形成的过程分为涡旋射流堆叠发生段(Ⅰ段)、射流冲击破碎混合段(Ⅱ段)、旋转雾幕扩散输出段(Ⅲ段);随着射流风速由10 m/s上升至35 m/s时,超过20 m/s时可以形成稳定雾幕,超过35
【机 构】
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内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁阜新123000;内蒙古额济纳旗煤炭资源管理站,内蒙古额济纳735400
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为解决综掘面工作区域内煤尘扩散污染,设计并提出了新型旋动雾幕控尘技术,通过相似实验结合数值模拟对旋动雾幕控尘装置的形成机理、可行性能方面进行分析,并采用高清相机对旋动雾幕的形成过程进行记录.研究结果表明:旋动雾幕形成状况分析及该装置多风速条件下可形成有效的隔尘雾幕;从能量分布关系及雾幕装置形成角度出发,可将新型旋动雾幕形成的过程分为涡旋射流堆叠发生段(Ⅰ段)、射流冲击破碎混合段(Ⅱ段)、旋转雾幕扩散输出段(Ⅲ段);随着射流风速由10 m/s上升至35 m/s时,超过20 m/s时可以形成稳定雾幕,超过35 m/s对设备性能要求过高.并通过数值模拟与雾化性能实验获得了旋动雾幕最佳射流风速工作区间20～30 m/s.
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以东风煤矿为工程背景,采用数值模拟方法对3#煤、4#煤的掘进过程进行模拟,揭示了上、下层采空区围岩的裂隙发育特征、位移及内力变化规律,结果表明:3#煤、4#煤采空区上覆围岩沉降最大值均位于采空区中心偏上山位置,偏移中心距离与煤层倾角有关;下层煤层开挖会引起上层煤围岩的二次垮落,且垮落下的岩体增加了下层采空区顶板的变形,4#煤顶板为变形最大部位,煤层开采完成后,3#煤、4#煤的采区中部顶板、3#煤采区的两端存在大范围塑性区,为岩体薄弱位置;地表靠近煤层上山开采部位出现局部隆起,隆起值随着开挖面的接近而增加.
在大城勘查区以往勘查资料成果的基础上,采用富集系数的概念,对大城煤田石炭-二叠系可采煤层中有害元素的富集特征进行了分析,并针对属于轻度富集及以上的元素,对其垂向和平面上的分布规律进行了深入研究,为将来区内煤炭资源的清洁利用提供基础依据.
为了研究剪切屈服后煤层顶板岩体在开采过程中渗透率的演化规律,进行了不同轴向应变下的围压循环加卸载渗透试验.当达到峰后轴向应力的90％时开始循环加卸载围压,分析剪切屈服后砂岩渗透率随围压、轴向应变的变化规律.结果 表明:(1)随着围压、轴向应变的增大,砂岩的渗透率均呈现降低趋势;(2)随循环次数的增多,围压对渗透率的影响越来越小,渗透率恢复率升高;(3)随着轴向应变的增大,砂岩产生的塑性变形越大,由此围压对渗透率的影响减小,渗透率恢复到初始值的能力降低.最终得到剪切屈服后围压和渗透率的理论关系式,为预测巷道
针对金泰煤矿待掘区域普通钻孔瓦斯治理存在的钻孔深度浅、轨迹不可控和抽采效率低等问题,基于煤矿井下随钻测量定向钻进技术,集成了有线随钻测量技术、双动力复合钻进技术和缓升倾角探顶技术等关键技术,配套了定向钻机、液动螺杆马达、随钻测量装置、中心通缆钻杆和定向钻头等装备,提出了顺煤层随钻测量定向钻进技术.在金泰煤矿10605运输顺槽开展了现场试验,共施工9个顺煤层定向钻孔,最大进尺232 m/d,最大孔深552 m;单孔抽采瓦斯浓度最高可达96％,单孔抽采瓦斯纯量最大可达0.66 m3/min,分别为普通钻孔6倍
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