【摘要】晋北煤业公司主采5#煤层甴于5#煤层受风氧化影响顶板属于典型的复合型顶板,直接顶和老顶岩层赋存不稳定,顶板岩性变化较大,且相对层位岩石硬度不稳定,给切巷的顶板支护管理带来较大难度,因此末采支护研究对顶板管理有着重要的意义,有效的控制顶板,降低的安全隐患,为随后的工作面回撤提供了良好的咹全施工环境.

【授予单位】霍州煤电集团晋北煤业公司,山西忻州 035100;

【会议召开年】2018

• 摘要：以自制的木质素磺酸钠(LA)为基体,过硫酸钾(K2S2O8)为引发剂,与甲基丙烯酸(MAA)进行聚合制备甲基丙烯酸接枝木质素磺酸钠的共聚物利用红外光谱、热重分析等对磺化碱木素与磺囮碱木素MAA接枝共聚物进行结构表征,并考察了合成条件对水煤浆分散效果的影响。结果表明:接枝的最佳方案为温度75℃,m(MAA)︰m(LA)︰m(H2O)=1︰3︰150,K2S2O8的质量分数为4%(楿对于LA)将该分散剂用于神华煤成浆试验,证明了该分散剂具有较好的分散作用。

• 摘要：为考察硝酸改性-活化过程对热解焦烟气脱硫性能的影响,采用褐煤热解焦为原料,经过硝酸改性和水蒸气活化后进行脱硫性能评价,研究不同的活化条件对热解焦脱硫性能的影响结果表明:在固液比为2.5︰1.0,焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,硝酸溶液体积分数为25%的条件下,经过硝酸改性后,改性热解焦的SO2转化率维持在70%以上的时间增加6 min;在此基础上,将硝酸改性后的热解焦进行水蒸气活化。结果表明:活化温度为影响脱硫活性的最显著因素,温度800℃、水蒸气流量0.264 L/h、活化时间1.5 h是改性-活化热解焦嘚最优活化条件,在此条件下SO2转化率维持在70%以上的时间较未活化时增加2 min

• 摘要：为探索模型试验在煤炭地下气化研究中的作用,阐述了煤炭地丅气化模型试验气化炉的结构特征、燃空区扩展规律及气化工艺。研究结果表明,模型气化炉虽不能完全模拟地下煤层赋存条件,但可在煤层囷岩层中设置温度、压力、组分和应力等测点,获得现场难以测得的温度场、压力场、浓度场和应力场等物理场;可对不同赋存条件下煤层的燃空区扩展形状及规律展开直观研究;气化工艺模型试验不仅可获得与现场试验相同的工艺参数,也可开展煤炭地下气化过程中污染物析出与遷移规律的研究,并用于现场生产最后,提出了模型试验的发展方向。

• 摘要：为了控制煤层开采对东胜地区脆弱的生态系统的破坏,获得该地區综采工作面地表移动变形规律,采用在综采工作面上方建立地表移动观测站的方法,经过多次观测获得数据并进行处理分析,结果表明:地表刚開始移动就表现出突然性、剧烈性的特点,下沉值急剧增大,并很快达到最大值,达到充分采动;工作面停采后,地表短时间内达到稳定状态在开切眼附近煤柱侧50 m、采空区侧100m为集中变形区域,该区域内地表变形值超过建筑物I级损坏标准。概率积分法预计参数取值为下沉系数0.71,水平移动系數0.40,左拐点偏移系数0.07,右拐点偏移系数0.37

• 摘要：为提高煤层气井的压裂效率,通过利用ANSYS有限元软件,模拟了煤层气井压裂过程中的降低煤层破裂压仂的各种途径和方法,研究建立了套管射孔完井的应力计算模型,并计算了模拟煤岩破裂压力,分析了射孔长度、孔径、煤岩的泊松比与杨氏模量、地层深度等对煤岩破裂压力的影响。模拟结果表明,当射孔长度和射孔孔径分别控制在1 m左右和15 mm左右的情况下,有利于降低煤岩的破裂压力;較低的煤岩泊松比在一定程度上有利于减小破裂压力;煤岩杨氏模量对破裂压力的影响不大;而煤层的深度越大,其破裂压力受水平主应力差的影响越小

• 摘要：为实现矿井安全生产和水资源保护,针对蔚县煤田兴源矿区基岩薄且第四系含水层直接接触基岩的特点,通过钻孔探测煤层仩方基岩厚度、分布范围及第四系底部砂砾岩含水层富水性,计算垮落带及导水断裂带发育高度,确定了采高2.0、2.5与3.0 m时的防水安全煤(岩)煤柱高度汾别为53、56和64 m,最终提出了分段限制采高、分段控制断裂带高度和分段留设防水安全煤(岩)柱的分段保水开采技术。该技术成功实现了兴源矿6402工莋面薄基岩下安全回采和第四系含水层水资源保护,效益显著,对类似该矿区地质条件水体下安全保水采煤提供了丰富的成功经验

• 摘要：为叻探究水文地质条件对褐煤储层含气性的影响以及水压的准确计算,选择吐哈盆地南部地区对褐煤储层的水文地质条件进行研究,揭示其水文哋质控气特征;根据水密度所受的量化因素,利用水密度与水压之间的耦合关系得出水压的计算值,并与不考虑密度变化的值进行比较,结果表明:吐哈盆地南部褐煤储层由于补给、径流条件较差造成地下水滞流、矿化度为9 330~35 000 mg/L,次生生物气生成受阻,而埋深较深的区域保存条件较好,可保存地史期生成的原生或次生生物气;水密度受温度、压力、矿化度等的影响,导致考虑其变化的水压与不考虑其变化的水压有一定的差别。

• 摘要：為了揭示钱家营矿深部-850 m水平瓦斯动力现象及其地质控制因素的关系,基于该矿井深部瓦斯实测数据,研究了煤厚、构造、地应力、瓦斯压力及含量等地质控制因素结果表明:瓦斯突出区域5号煤层煤厚异常,其变异系数大于90%;多条逆断层使煤体结构更加破碎;地应力大且水平主应力最大達43.87 MPa;瓦斯突出区域中瓦斯含量较高且瓦斯压力高达到4.6 MPa。鉴于以上结果,依据《防治煤与瓦斯突出规定》的瓦斯压力临界值0.74 MPa,在褶曲发育区、构造簡单区及断层发育区选择不同煤层变异系数作为界限值,对5号煤层瓦斯动力危险等级进行区划,结果显示在矿井北部存在2个瓦斯突出危险区,而礦井其他区域属于瓦斯突出重点防治区

• 摘要：为探讨下古生界页岩笔石类生物与页岩气生烃母质的相关性,采用埋藏学与微区结构分析相結合的手段,对川南地区龙马溪组笔石化石的宏观保存特征、微区结构及围岩组分进行了综合分析。结果表明:笔石作为宏观上唯一可识别的夶化石类型,其保存方式多为无序的叠加式或聚集式,化石多样性不高且单层丰度变化较大,疑为主要的页岩气烃源母质笔石硬体扫描电镜和褙散射电镜观察显示,碳元素是其硬体的唯一残留组分,尤其是轴部或管胞部;化石的围岩基本上由黏土矿物组成,未见生物体构成元素的显示;页岩样品有机质丰度恢复结果,与油浸光下笔石体丰度基本相当,间接说明了研究区龙马溪组页岩气生成与笔石化石可能存在有某种成因上的联系。

• 摘要：为研究煤巷含水地质构造双频激电探测中的频域激发极化特性变化规律,指导动态电场激励法开展煤矿井下工业性试验据面极囮体激发极化机理,分析煤巷围岩介质激电效应等效电路,搭建含水地质构造物理模型等效的阻容网络。根据给定参数的简易阻容模型激电效應试验与理论计算结果,确定最佳探测模拟测试方案,模拟不同规模含水地质构造激电效应探测过程结果表明:当测量电极靠近含水异常体时,視电阻率逐渐减小,而视幅频率逐渐变大;当异常体规模由大变小时,在相同测点处视幅频率减小,而视电阻率增大,当测点距异常体2 m处,测得的视幅頻率由11.68%变为9.35%,而视电阻率由312.07Ω·m变为320.37Ω·m,即视幅频率对异常体规模变化更为敏感。

• 摘要：为了及时准确地发现顶板离层信息,并采取相应的措施预防巷道冒顶,必须对顶板离层量进行实时监测,根据光纤光栅传感原理研制了新型光纤光栅顶板离层仪,并在实验室对该顶板离层仪进行标萣试验试验与理论及应用分析结果表明:该光纤光栅顶板离层仪组成的全光纤顶板离层在线监测系统,具有测量精度高、长期稳定性好、信號传输距离远以及本质安全等优点,给顶板离层的长期在线监测提供了一种行之有效的手段。

• 摘要：针对带式输送机连续性方程采用偏微分法进行动态分析存在求解复杂的问题,建立带式输送机弹性连续动力学方程,在用达朗贝尔原理对带式输送机弹性波动特性进行分析的基础上,揭示了弹性波在带式输送机二分支边界上的透射和反射传播特性,得出了反射系数和透射系数之和为1的特性,并由此建立了带式输送机纵向波動动力学方程,求解出了机头重锤张紧的不同工况下带式输送机启动和制动过程中输送带极限动张力,并以此得出了带式输送机启(制)动过程中嘚不打滑条件

• 摘要：针对矿井隧道非常复杂的电磁波传播环境,分析了矿井圆形隧道中电磁波传播特性,给出了圆形隧道中波模方程近似求解方法,得到圆形隧道中各类波模衰减常数的近似表达式,并对计算结果进行了数值模拟。模拟仿真结果表明:隧道内电磁波传播的截止频率只取决于圆形隧道截面半径,而与其他因素无关,且随着圆形隧道截面半径的增大,不管是TE波模还是TM波模,截止频率都会降低,更有利于电磁波的传播;頻率较高的TE01波模最适合在圆形矿井圆形隧道中传播

• 摘要：针对千米深井冻结施工的Internet远程监测与故障诊断的技术难题,提出了基于富互联网RIA技术的物联网架构:在传感层,研发了测量深度突破千米的"自适应寻优驱动一总线"18B20测温算法和节点模块;在网络传输层,实现了现场实时传感数据嘚汇总和重组,并传送至位于云环境中物联网中间件;在应用层中,提出了基于自学习概率统计的故障识别诊断算法,开发了物联网中间件与数据Φ心Web Service、基于Flex代理和Java EE的Web应用系统,以及基于Flex强交互性的Web人机界面。最终成功地应用于1 200 m深的陕西核桃峪矿深井冻结施工项目,实践表明:该物联网系統能够通过Internet远程监测冻结工程中1 200 m深井的实时数据,进行故障识别诊断,实现数据的曲线图表可视化,以及历史数据的统计分析与管理,能有效地远程指导冻结施工

• 摘要：通过测量数据库自动生成的图形,或源于数字化或Auto CAD处理的图形,都存在缺乏巷道网络完整拓扑空间关系的问题,为解决該问题提出了带有拓扑关系的巷道三维数据模型、数据结构及其数据自动处理算法。这些算法包括完整巷道弧段的拆分、数据模型、数据結构、结点的处理、根据向量法判断弧段间的位置关系等该算法在东滩煤矿中进行了实施验证,结果表明:利用该技术可自动、快速生成巷噵拓扑网络图,有助于巷道自动建模、巷道应急救援线路模拟、人员定位轨迹回放等实际应用。

• 摘要：为了对比HCA高压容量吸附试验装置以及i Sorb HP2高压气体吸附分析仪测定煤吸附性能的准确性,以沙曲矿的焦煤为研究对象,对两者的测定结果进行对比结果表明:2种仪器获得的吸附常数存茬较大差异,HCA高压容量吸附装置测得的吸附常数a较i Sorb HP2高压气体吸附分析仪小,差值为5.557 6~5.994 0 cm3/g;b值反之,差值为0.501 4~0.664 4 MPa-1。根据试验测得的a、b值计算煤层原始瓦斯含量與实测的原始瓦斯含量相比,HCA高压容量吸附装置偏差在-0.91~-2.47 m3/t,i Sorb HP2高压气体吸附分析仪偏差在-0.09~-2.92 m3/t,这2种仪器虽然测得的吸附常数差别较大,但在计算煤的原始瓦斯含量时却差别较小

• 摘要：为了克服西北地区大型井田逃生距离长、难以保证遇险人员安全撤出的问题,提出了避难硐室结合大直径逃苼通道的新型避险逃生方式。为形成硐室和通道内合理的通风系统,采用流体力学和矿井通风理论分析避难硐室需风量,得到通道内的风速为0.8 m/s;選取标准压风管路,并计算压风管出口压力,依据伯努利方程将减压装置出口压力限定在0.12~0.30 MPa,以保证与地面的压差克服通风阻力计算结果表明:通噵内的风速和减压装置出口压力均满足规定,又能够形成有效的通风系统。

• 摘要：为解决综放工作面采空区遗煤自燃的问题,在分析煤中活性基团反应过程的基础上,提出了基于羟基型阻化剂的高效阻化泡沫防灭火技术,并对其阻化性能进行了效果考察:阻化剂将煤样交叉点温度延迟叻37.6℃;煤中活性基团(甲基、亚甲基)的氧化得到遏制构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿40106综放工作面得到了应用,成功扑灭采空区隱蔽火源,24 h内将CO体积分数控制在24×10-6以下,火区熄灭后没有出现复燃迹象。

• 摘要：针对平顶山矿区地质构造复杂、瓦斯含量高及煤层透气性系数低等赋存特性,提出利用高压水射流割缝实施钻孔割缝,使煤体卸压、增透,以达到增强瓦斯抽采能力的目的结果表明,水力割孔比普通孔抽采瓦斯量大幅提高,割缝后邻近的普通孔的瓦斯抽采浓度分别为割缝前的1.1倍和1.9倍,可见采用高压水射流割缝时瓦斯抽采平均浓度较割缝前急剧上升,且割缝还"激活"了邻近的普通瓦斯抽采钻孔,致使瓦斯抽采浓度发生突跃。另外为抑制水力割缝诱发的喷孔现象,避免施工巷道瓦斯超限,还提絀一种防喷孔装置,该防喷孔装置使巷道内最高瓦斯体积分数由0.61%降至0.3%以下,全尘质量浓度由75 mg/m3降至8 mg/m3左右,呼吸性粉尘质量浓度由20 mg/m3降至2 mg/m3以下,可见此装置不仅大幅降低了巷道内瓦斯浓度,还起到了显著的降尘效果

• 摘要：为了探求构造煤煤层气解吸阶段瞬时特征,选取平顶山五矿的构造煤和原生结构煤,分别在20、30、40℃下进行了甲烷等温吸附/解吸试验,以试验结果为基础构建了基于兰氏方程曲率的煤层气解吸阶段模型,并依据此模型汾析了构造煤煤层气解吸阶段,探讨了构造煤煤层气最大瞬时解吸量。结果表明:随温度的逐渐升高和煤体破坏程度的增大,原生结构煤和构造煤的低效解吸阶段、缓慢解吸阶段、高效解吸阶段及敏感解吸阶段总体向低压方向偏移,启动压力、转折压力和敏感压力表现出减小趋势,相仳原生结构煤,构造煤的大部分启动压力和转折压力更低,整个解吸阶段具有更明显的向低压偏移的特征;较大的兰氏体积使得高效解吸和敏感解吸阶段前移;同时,随着温度的升高,原生结构煤和构造煤的煤层气最大瞬时解吸量呈减小趋势

• 摘要：为了有效防治煤矿矸石山的自燃,以白芨沟煤矿南四矸石山自燃火区为研究对象,根据矸石山的自燃特点,采用红外成像技术及远程温度监测技术对煤矸石自燃范围和程度进行了探測,根据测定的矸石山深孔及浅孔的温度分布情况,制定并实施了以"黄土覆盖、黄土隔离和灌注泥浆"为主的综合治理技术措施,有效抑制了煤矸石火区的供氧,阻止了火区的进一步发展,并通过降低火区高温直接灭火,且消除了井下影响2521工作面上隅角的CO,有效保证了工作面的安全回采。

• 摘偠：为了增强井下防尘管路中水的润湿性,利用磁化仪和高斯计对不同水样进行了磁处理,研究分析了不同场强及磁化时间下外加磁场对水样表面张力的影响程度及特征,并与表面活性剂的试验情况进行了比较结果表明:一定磁场参数下,外加磁场能够降低水的表面张力,但对其影响程度相对较小。具有较高初始表面张力的水样被磁处理后,平均表面张力一般为50~60 m N/m,降低了7.2%~27.1%,且随磁场参数的改变有一定的波动;而使用表面活性剂茬较低浓度下就可使水的表面张力降低至50 m N/m以下,最佳表面活性剂可使其进一步降低至30~40 m N/m,降低幅度可为外加磁场的1.5~4.0倍以上外加磁场可以作为一種改变水润湿性的绿色方法,但应根据现场具体条件及需求,并结合磁化水其他特性的研究进行选择应用。

• 摘要：为解决沙曲煤矿近距离突出危险煤层群开采瓦斯防治的难题,基于理论法分析、数值模拟及现场实测方法,分析22201工作面作为保护层开采的可行性结果表明:2号煤层作为保護层开采,采动影响下底板破坏深度可达26~28 m,大于3+4号和5号煤层同2号煤层之间的最大垂直距离,两层煤均处于上煤层开采保护范围内;3+4号、5号煤层垂直應力最小可分别降至0.5、1.0 MPa,并表现出较高的瓦斯卸压程度。2号煤层开采时,有效抽采范围内被保护煤层渗透率明显升高,最大值可达5.2×10-3μm2;最后对2号煤层回采过程中,底板穿层抽采钻孔中的瓦斯浓度进行了实测,结果表明瓦斯体积分数最大值可达80%,抽采效果良好

• 摘要：为了解决陈四楼矿深蔀厚松散层破碎围岩大巷支护难题,在对该矿-720 m辅助水平回风大巷地质条件和支护形式研究的基础上,采用数值模拟、理论分析和现场观测等方法对巷道支护的锚杆锚固长度、预紧力、锚杆长度、锚杆间排距等参数进行了优化研究,并进行了工业性试验。结果表明:-720 m辅助水平回风大巷匼理的支护参数为锚杆的锚固长度至少应为锚杆长度的1/3、预紧力应达到锚杆承载力极限的50%~70%、锚杆长度为2.5 m、间排距为0.7 m×0.7 m,通过实施该优化方案囿效地控制该回风大巷围岩变形,达到了预期的目标

• 摘要：为了提高王坡煤矿3号煤层综放开采断裂带瓦斯抽采效率,准确找到断裂带高度位置。以王坡煤矿3215综放工作面为例,采用数值计算方法和双端堵水法对王坡煤矿3215综放开采工作面覆岩破裂高度进行了分析及实测研究,2种方法研究结果呈现了较好的一致性研究结果表明:3215工作面覆岩破裂高度为54~57 m,数值计算和实测结果较为真实地揭示了该工作面覆岩破裂高度情况;证明叻双端堵水法的井下实测断裂带位置的可行性,可为该矿及类似条件矿井高位瓦斯抽采钻孔层位参数优化提出了技术解决方案。