高瓦斯矿井千米定向钻孔瓦斯抽采技术

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为进一步研究顶板千米定向钻孔的技术原理和工艺参数确定方法,以三元煤矿2305综放工作面为例,结合其地质和通风特点,对回采过程中采空区岩层的结构变化与瓦斯积聚规律等进行了研究,并计算了定向钻孔的垂直层位高度和与回风顺槽的水平投影距离等参数,在此基础上,制定了2305工作面的顶板千米定向钻孔抽采方案,监测表明抽采效果良好,同时解决了上隅角瓦斯浓度超限问题。
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本文应用数值模拟方法确定钻孔和工作面之间距离与上隅角瓦斯浓度的关系,并对单孔、双孔单抽采系统、双孔双抽采系统的抽采效果进行对比分析,从而掌握大直径钻孔最优化布置参数与布置方式,形成了一套适合于腾晖煤业及相似矿井的大直径钻孔抽采的施工参数。
为优化2-2-601综采工作面的回采作业环境,基于目前工作面喷雾降尘系统中存在的问题,进行采煤机湿式风助降尘装置和液压支架风助集中喷雾降尘装置的设计与优化;通过数值模拟的方式进行采煤机喷雾装置喷雾压力、液压支架喷雾装置喷雾压力及气动压力的确定,结合工作面特征具体进行高效喷雾降尘系统设计,并通过测试工作面采用喷雾降尘系统前后的粉尘浓度进行降尘效果验证。结果表明:工作面采用喷雾降尘系统后,全尘降尘率在85%~91%之间,呼尘降尘率在83%~91%之间,降尘效果显著,有效优化了回采作业环境。
以庞庞塔矿综放沿空巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟的方法,分析了综放面沿空巷道基本顶岩层破断机制,指出单一采动和重复采动工作面基本顶破断机制的差异性和相关性,研究了不同煤柱宽度下综放沿空巷道煤柱应力分布与变形特征,研究表明,一定范围内增加煤柱宽度可有效改善煤柱承载性能,减小沿空巷道变形,当煤柱宽度一定时,煤柱具备一定的承载能力,在上工作面侧向支承压力的作用下,煤柱整体向沿空巷道移动,造成沿空巷道煤柱帮变形量加大,据此确定了庞庞塔矿10#煤层工作面煤柱宽度为8~10m,为后期矿井煤柱宽度和支
“四位一体”安全监测系统对于保证井下安全生产意义重大,文章以山西郭庄煤矿为例,介绍了监测监控系统的组成,包括井下、井上2部分,并对“四位一体”系统主要传感器模块电路设计进行了阐述,包括温湿度传感器、瓦斯传感器、声光报警系统。同时,对传感器移动、调校管理工作进行了分析,可类似工作提供必要的技术参考。
为防止2-118C工作面采空区出现自燃现象,通过分析注氮防灭火技术原理和注氮工艺流程,得出注氮方案设计时相关参数的设计原则,进一步采用Fluent数值模拟软件进行采空区注氮口位置及注氮流量合理数值的模拟分析,根据模拟结果确定,设置注氮口为滞后工作面50 m,注氮流量为2000 m3/h,并在工作面回采期间采空区的监测分析。结果表明:注氮方案实施后,采空区内的CO浓度基本稳定在0.0052%,回采期间无采空区自燃现象出现,注氮防灭火效果显著。
为进一步增强煤矿井下带式输送机稳定、可靠工作,减少故障停机时间,针对皮带张紧方案进行建模,进行模型分析以及模型容错机制研究。设计基于动态矩阵(DMC)与PID控制技术相结合的皮带变频张紧控制数学模型和控制方案,并将3种控制方案PID、DMC、DMC-PID进行仿真,结果表明DMC-PID控制方案在系统响应实时性、跟随性以及鲁棒性方面表现最优。设计基于CAN总线通信的模型容错机制,并完成系统测试,测试结果表明该系统故障定位准确、通信可靠,满足带式输送机实际生产需求。
承压水一直以来严重威胁矿井回采和掘进安全,断层、陷落柱等构造一旦将灰岩承压水水系和矿井工作区域导通,后果不堪设想。挖金湾煤矿3-5号煤层区域存在严重承压水突出危险,本文运用层次分析法对该区域突出危险性进行分析评价,分析得出不同诱因的权重值,通过计算可知诱因最大的为承压水水压,权重值为0.3094。以权重值的大小为基础制定相应的治理措施。
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针对豫西松软低透气煤层,瓦斯含量大,抽采效果差的问题,采用煤层注气强化瓦斯抽采治理技术,选择华泰煤矿进行注气强化瓦斯抽采效果现场试验.研究结果表明,随着注气时间的增长
为有效解决2-559工作面采空区内高温异常区域,防止采空区出现自燃现象,根据工作面采空区的特征,采用Comsol数值模拟软件进行采空区“自燃”三带分布规律的分析,根据模拟结果分别得出采空区上部、中部和下部散热带、氧化升温带和窒息带的分布范围,结合数值模拟结果具体进行采空区高温异常区域注浆防灭火方案的设计,并在采空区注浆完毕后进行采空区内气体的监测分析。结果表明:注浆完毕后,采空区温度和CO浓度均大幅降低,高温区域得到有效控制防灭火效果显著。