综放工作面初采期间防止瓦斯超限的措施

潞安环能股份公司常村煤矿经过不断摸索与实践,通过采取调斜、打释放钻孔、退锚等一系列配套措施,促使综采工作面顶煤在初采期间有序垮落,有效地防止了顶煤大面积垮落引起的瓦斯超限。     

采动岩体瓦斯渗流规律研究

为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大量次生裂隙,增加了煤体的渗透性,覆岩横向离层裂隙和竖向破断裂隙的动态发育变化,为实现煤与瓦斯的共采创造条件。为进一步理解采动影响下煤与瓦斯共采提供了理论基础和科学依据。     

采动岩体瓦斯渗流规律

为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,基于煤岩介质力学性质及变形破裂过程的渗透特性,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,模拟研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。研究结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12 m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大量次生裂隙,增加了煤体的渗透性,覆岩横向离层裂隙和竖向破断裂隙的动态发育变化,为实现煤与瓦斯的共采创造条件。工业性试验验证了受采动影响下推进距离和工作面瓦斯抽放量间呈非线性关系,为进一步理解采动影响下煤与瓦斯共采提供了理论基础和科学依据。     

低瓦斯高强度开采综放工作面卸压瓦斯抽采关键技术

为研究低瓦斯高强度开采综放工作面采动覆岩裂隙演化过程中瓦斯的运移规律,提高矿井瓦斯治理能力,以王家岭矿12302工作面为例,研究了煤层开采后上覆岩层的垮落和位移特征,通过分形维数定量描述了裂隙的发育情况,得到了覆岩的三带高度、跨落角、裂隙区等参数,以此参数建立数值模型研究采动裂隙与瓦斯运移的耦合特性,将研究结果应用于现场的卸压瓦斯的抽采设计并进行了效果检验。结果表明:走向模型的冒落带为28.2 m,裂隙带为118.6 m,切眼处和停采线处的垮落角分别为59.5°和51.5°,倾向模型的冒落带为28.2 m,裂隙带为113.6 m,进刀端和停采线处的垮落角分别为62.5°和55.5°;随着工作面开采距离的增加,分形维数先增大后减小最后趋于平稳;采场卸压瓦斯整体上有向上、向采空区深部、向回风巷一侧运移的特性,采空区深部瓦斯浓度可达20%,上隅角瓦斯浓度接近1.5%,采动裂隙带瓦斯聚集区位于距回风巷20～50 m、高度距煤层顶板25～50 m范围内;采用高位定向长钻孔抽采采动裂隙带聚集瓦斯的抽采效果较好,上隅角和回风流瓦斯浓度均小于0.8%,保证了矿井的安全生产,为类似条件下的瓦斯治理提供参考。     

冲击波引起瓦斯爆炸的动力学特性仿真研究

在实验室条件下进行管道内冲击波瓦斯爆炸过程模拟试验,通过模型仿真及分析,研究冲击波引起瓦斯爆炸的动力学特性。结果表明,冲击波速度和压力均经历了一个相似的变化过程,相同的瓦斯浓度范围,燃烧引起爆炸后的有关数据变化较冲击波引起爆炸后的数据变化小;管道长径比的增大,增大了冲击波的传播速度和瓦斯积聚区的压力、速度及温度值,使瓦斯积聚区的反应强度更高,更易于演变成爆炸;初始面上的变化,温度升高与燃烧速率为互长互消的关系,冲击波压力与燃烧速率为激励效应的关系;初始面之后的变化,瓦斯爆炸波传播呈渐强趋势。     

半封闭受限空间瓦斯爆炸传播

针对掘进工作面不同强度瓦斯爆炸传播差异性的问题.用一端开口的半封闭爆炸试验装置,通过改变瓦斯聚集长度模拟爆炸点源和线源,研究瓦斯弱爆过程中超压的变化规律.实验结果表明:半封闭受限空间内瓦斯弱爆下,爆炸超压在燃烧区呈非线性变化,先上升后下降,并随传播距离增加而逐步衰减直至消失.爆炸实验结果与借助爆炸力学理论构建的弱爆理论模型相比,冲击波在一般空气区内的传播变化趋势与理论解吻合,理论模型不适用于瓦斯燃烧区.研究结果为防治瓦斯爆炸及事故勘验提供了技术和理论支持.     

结构异常管路对瓦斯爆炸传播特性的影响

在实验研究的基础上,分析了结构异常管路对瓦斯爆炸传播特性的重要影响。研究结果表明,在拐弯处的瓦斯爆炸传播过程是一个压力波、火焰、复杂流动场相互作用的过程,压力波超压、火焰传播速度迅速增大,对拐弯处的壁面破坏特别严重。弯管角度对瓦斯爆炸传播特性有很大的影响,瓦斯爆炸通过不同角度的弯管后,火焰传播速度和压力波超压值都有不同程度的变化。管道拐弯既增加了燃烧区的湍流度而加速燃烧产生能量以推动加速传播,同时也因为拐弯而增大了总阻力和热量向壁面的传递,弯角处膨胀波也会抑制瓦斯爆炸的传播。管道拐弯对瓦斯爆炸传播特性的影响取决于抑制因素和激励因素的综合作用。     

基于RFPA~(2D)的煤层顶板覆岩采动破坏数值模拟

本文在分析工作面揭露的开采地质条件和岩石力学性能等参数的基础上,运用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D)模拟分析了工作面煤层顶板覆岩层采动破坏特征。结果表明采动引起工作面顶板覆岩离层面和纵向破断面的张开和闭合是一个动态演化过程。区域内直接顶初始垮落步距约10m,基本顶的初次来压步距为60～65m,采动冒裂高度为57m。模拟结果为工作面顶板管理及上隅角瓦斯抽采提供了科学依据。     

浅谈强制放顶在煤矿综采工作面的应用

在煤矿生产过程中顶板事故占有较大比率,尤其是煤层顶板坚硬、完整、不易冒落综采工作面的初采,由于一般采取自然垮落法,随着工作面的推进,造成采空区悬顶面积不断扩大,当采空区大面积瞬间垮落时极易形成飓风和冲击压,不但造成人员伤亡和设备损坏,而且容易造成瓦斯瞬间涌出,诱发瓦斯重特大事故。为了解决这个问题,本文结合煤矿工作实际,分析了强制放顶技术的可行性,希望能为相关作业人员提供一定参考。     

抑制煤矿砂岩顶板岩石摩擦火花和升温

为预防和控制采空区砂岩顶板跨落岩石摩擦火花和高温引发的瓦斯事故,采用电动摩擦试验装置,进行了岩石自然和饱水状态下摩擦打火和表面升温的模拟研究.结果表明:顶板跨落时岩石相互摩擦产生火花且表面升温,升温值与岩石质量、跨落高度之间呈正相关关系,与岩石质量满足三次幂级的函数关系,饱水岩石摩擦产生火花的频率、强度及表面升温值较自然状态下有明显的降低.本文通过注水岩石试件试验,为减少岩石碰撞火花和降低岩石表面温升值提供了可靠的试验依据.为防止因顶板跨落而诱发瓦斯灾害提供了有效的技术措施.     

基于LabVIEW的网络虚拟实验室的设计和实现

运用模块化的设计思想,对基于LabVIEW的网络虚拟实验室进行了设计.实现了虚拟示波器、虚拟信号发生器等虚拟实验,将虚拟实验作为子VI设计了一个虚拟实验平台,并对虚拟实验平台进行网络化,使网络虚拟实验能真正打破时间和空间的局限,更好的服务于教学与科研工作.     

基于互联网的开放式虚拟实验模型研究

在远程教育中教与学是分离的，学习者不受时间和空间的限制，打破了时空界限。对于理论教学通过将制作好的课件直接放入互联网中就可以完成，但对于实验教学就存在一定的难度。对远程教学中的重要环节－虚拟实验及虚拟实验所用的虚拟仪器作了较为详细的分析和定义。     

基于虚拟机的研究

随着计算机硬件价格的大幅下降,越来越多的计算机都具有1GB以上的内存和160GB以上的硬盘,目前看来性能已经不存在问题.越来越多的人开始对多操作系统和复杂网络环境很感兴趣,但是由于计算机硬件和人员操作水平的局限,仍然很难让每个人都在自己的系统上安装多个操作系统,这使得实现这些复杂环境的实验变得非常困难.文章提出利用虚拟机来解决安装多操作系统和复杂网络实验的困难问题.     

基于虚拟平台通信原理实验系统的研究

针对本科实验教学传统实验手段的诸多不足,提出一个基于虚拟平台的实验系统,开发基于虚拟平台的通信原理实验系统,给出该系统的总体设计方案及具体实现途径,介绍了方案实现中的一些具体技术细节。该设方案实用、精练,实现便捷。     

关于虚功率原理的注记

为了简化计算，引入了虚速度、虚功率的概念，并推导出虚功率原理。借助于运动学中的理论，较容易地分析出一些处于平衡状态的系统中力的作用点处的速度之间的关系，从而较容易地列出虚功率方程，进而得到正确的结果。     

网络环境下基于虚拟现实技术的虚拟实验室的研究

本文对虚拟现实技术(VirtualReality,VR)进行了深入研究,论述了分布式虚拟现实系统(Distributed Virtual Reality)在构建虚拟实验室中的重要作用,提出了基于虚拟现实技术的虚拟实验室的构建模型。     

基于虚拟演播室的教学模式研究

虚拟演播室(Virtual Studio)技术是一种新兴的制作技术,它的应用为教育技术工作者把先进的教育思想整合到目前的教育教学实践中开拓了思路,为创建基于虚拟演播室技术的崭新的教育平台奠定了基础.研究虚拟演播室技术并将其与现代教育技术理论与实践进行结合,探索基于虚拟演播室技术的教学模式,特别突出其在道德情感教育和动作技能教育中的优势.     

基于LabVIEW的虚拟实验的设计和实现

在LabVIEW软件中设计了一个虚拟实验平台,并实现了八选一数据选择器实验、四位串行加法器实验、用MSI实现组合电路实验、JK触发器实验等一系列实验.通过对虚拟实验平台的网络化,在互联网上任一终端输入服务器的URL地址即可进行远程实验.     

基于MultiGen Creator/Vega的虚拟校园设计研究

以昆明理工大学为例,介绍了如何利用MultiGen Creator和Vega进行建模和系统设计,最终实现虚拟校园的建设。     

虚拟仪器软件开发平台的研究

文章介绍了虚拟仪器系统软件开发工具的设计方法与数据结构，在此基础上研制成１种可视化“虚拟仪器软件开发平台”，利用该软件开发平台，可组态生成各种不同的虚拟仪器。文中最后给出了用该开发平台实现“虚拟示波器”的生成举例。