煤层注水研究现状及影响因素分析

首先对煤矿粉尘的危害进行了详细的阐述,其次结合煤的大分子结构对煤层注水的过程和方法的研究现状进行了分析,并总结了影响煤层注水效果的影响因素为：煤层裂隙、孔隙的发育程度,上覆岩层压力及支撑压力,煤的坚固性,煤的润湿性,煤层内的瓦斯压力。并对各影响因素进行了详细的分析,为煤层注水增注方法的研究提供了理论基础。     

煤层动压注水的现场实验研究

主要以西山矿务忆官地矿３２３０３工作面高压注水为例,实测了高压注水时,注水压力,注水量与时间的变化规律及煤体的湿润情况与防水效果,论述了煤体高压注水及防尘机理。     

煤层注水防治冲击地压的应用

通过研究煤层注水防治冲击地压的机理,提出了适合孙村煤矿煤层注水的参数,如注水压力在4.5～8.0 MPa,注水时间为8 d,通过对孙村煤矿十一层煤进行注水,使具有中等以上冲击倾向的十一层煤冲击倾向减弱,达到了防治冲击地压的作用,并为煤矿今后的防治冲击地压提供了新的途径和方法。     

煤层注水降低综采工作面粉尘浓度的研究

通过对煤层注水减尘原理和煤层注水方式的研究,分析钱家营矿以煤层注水为工作面综合防尘措施,提出以煤层注水为工作面综合防尘的主要手段,采取先进的打钻、封孔、注水等方法,可提高煤层注水效果,从而有效的降低工作面煤尘浓度,改善工作面作业环境.     

姚桥矿煤层注水合理参数的研究

本文以大屯姚桥矿七号煤层为对象,以井下试验(煤层透水性试验、注水试验)结果和实验室测定数据为依据,分别就煤层注水性能评价、注水参数设计、注水效果考察、湿润剂浓度确定等问题进行了探讨。通过研究,明确了该煤层的注水性能,确定了该煤层合理的注水方式,给出了该煤层最优的注水参数和最佳湿润剂浓度     

长沟峪煤矿大倾角煤层开采煤体应力数值模拟

研究大倾角煤层开采煤体应力分布规律,应用ANSYS有限元软件对长沟峪煤矿-140 m水平北—北4槽壁式工作面开采煤体应力进行数值模拟。结果表明,工作面前方煤体最大应力集中系数为1.92;工作面下部煤体的应力集中系数高于上部;煤体最大应力值介于4.71～5.12 MPa之间,发生在工作面下部20～24 m范围内。该研究为工作面安全生产与支护设计提供了依据。     

应用渗透棒提高煤层注水效果研究

从煤化学角度对煤层注水机理进行基础研究与实验,对影响注水因素进行了综合分析,提出了煤层注水机理的理论模型和完善的煤体孔隙表面润湿机理。通过大量的正交复配试验研制出了具有使用方便、性能良好的注水用渗透棒,并提出了简单易行的渗透棒生产工艺。淮北矿业集团现场实践证明,采用在煤层注水中添加渗透棒较好解决了煤层注水工艺中注水量少,降尘率低等问题,具有良好的推广应用前景。     

煤层注水效果的模糊控制方法研究

本文应用模糊控制理论和方法对煤层注水系统进行了模糊控制．对模糊数学和现代控制理论应用于煤矿现代化生产和管理问题作一探讨。     

煤层注水中添加粘尘棒降尘试验

提出了在煤层注水钻孔中,添加具有降低注水表面张力和防止水分蒸发双重功效的粘尘棒,提高注水效果的新方法。测定了不同注水方法润湿媒体的效果;分别采用浸润法和壁刻槽法测定了粘尘棒防蒸发性能;进行了普通注水与添加粉地棒注水降尘的对比试验。研究结果表明,注水时添加粉尘棒不仅可以有效地防止注入水分的蒸发,而且还可大幅提高煤层注水的降尘效果。     

数量化预测法与参数修正法对煤层注水的影响

应用数量化理论,给出了煤层注水效果的预测数学模型,预测实例表明,采用数量化理论建立的计算机预测煤层注水效果的方法不仅可以确切地判定所给定的注水组合参数是否最优,同时还揭露了注水参数与水分增值的内在关系,为调控参数提供了科学手段。     

磁化水在煤层注水中的应用

为了防止煤与瓦斯突出、冲击矿压等灾害,预防自然发火等,探讨了磁化水的性质、磁场作用机理及磁技术在煤层注水方面的应用前景。研究结果表明,必须在合适的磁场作用下水的表面张力才能降低到最小;磁处理后,可以明显减少水中某些元素,这对于减少矿井水对管道的腐蚀具有重要意义：磁化水能够增加煤岩体的饱和吸水量,增加水在煤岩介质中的渗透性。磁场作用机理主要表现在可以使水分子缔合体分解成为单分子水或较小的缔合水分子,使水分子键长、键角加大,使水的活性增加、黏性降低。磁化水在煤层注水方面具有良好的应用前景。     

坚硬煤层注水预裂水压力计算

主要运用有效应力原理及断裂力学推导了煤层注水所需的最小注水压力,初步探讨了多组裂隙同时存在对煤层最小注水压力影响的计算方法,并分析了影响倾斜坚硬煤层注水压力的因素,指出了注水压力与煤层倾角及埋藏深度之间的关系,其理论结果与现场相符。     

长沟峪煤矿大倾角中厚煤层变薄带的顶板压力

大倾角煤层开采后,受采空区冒落矸石下滑充填的影响,特别是工作面中部煤层变薄带的影响,工作面顶板岩层的变形、破坏和运动形式不同于其他煤层。以长沟峪大倾角煤层变薄带顶板压力观测数据为基础,结合计算机模拟方法,分析该煤层顶板压力特点。数值模拟与实测分析均显示工作面煤层变薄带下部顶板压力大。这为相近条件下采煤工作面顶板支护设计提供了技术指导。     

注水法软化煤层在梅河一井综放中的应用

为了降低综放工作面粉尘体积分数,采用煤层注水的方法对梅河一井综采放顶工作面煤层进行降尘,结果表明:通过合理的选择煤层注水钻孔施工工艺,优化煤层注水参数,减少影响煤层注水效果的因素,加强煤层注水的日常管理,使水从煤体的裂隙和孔隙中挤走大量的游离沼气,延迟了瓦斯解吸释放的时间,降低了煤层开采时的瓦斯涌出量及上隅角瓦斯体积分数,杜绝了瓦斯超限现象。另外,在高瓦斯矿井煤层注水能使煤质变软,增加塑性,从而减少冲击,降低煤与沼气突出次数。实践证明:是煤层注水是一种行之有效的方法,为其他采区的综放工作提供了先进的方式和经验。     

倾斜薄煤层开采工作面覆岩活动的规律

为解决倾斜薄煤层顶板控制技术难题,以东风煤矿倾斜薄煤层开采为背景,运用RFPA2D软件,建立数值模型,分析不同倾角下薄煤层工作面覆岩活动规律及顶板失稳特征。结果表明:倾斜薄煤层开采后,直接顶从采空区中部偏上向采空区弯曲,最后发生断裂破坏形成冒落带,顶板冒落沿层面向下滑动,冒落呈不对称形状;倾斜薄煤层工作面煤体上段顶板压力最大,下段次之,中段最小;随着煤层倾角的增大,顶板沿煤层倾斜方向的分力增大,垂直作用在支架上的分力减小,导致工作面推进方向的工作面矿压显现逐渐变缓,顶板下沉量也将变小。该研究为类似地质条件的倾斜薄煤层工作面顶板控制提供了理论依据。     

坚硬煤层爆破致裂增注技术研究及应用

为解决坚硬煤层注水难度大的问题,对煤层采取爆破致裂的技术,增加煤体裂隙,以平顶山矿区某煤矿为研究对象,验证了爆破致裂增注技术在坚硬煤层中的应用效果。结果表明:单孔爆破后裂隙扩展范围达到2~3 m,注水流量及总注水量比普通钻孔显著增大。双孔同时爆破时,由于应力波的相互叠加,使煤体应力重新分布,在两孔之间形成相互贯通的径向裂隙和环向裂隙,裂隙扩展范围可达6 m,爆破效果优于单孔爆破。     

急倾斜煤层冲击地压防治的可行性研究

针对京煤集团木城润矿大台井地质条件与煤的赋存状况，通过相似模拟实验和数值模拟方法，讨论急倾斜煤层开采解放层的可行性。通过观测相似模拟实验中的煤岩失稳过程，定性地了解冲击地压的发生规律，裂隙带发生、发展过程和解放范围。采用反映煤岩等脆性材料破坏特征的五参数Wilianm-Warnke强度准则破坏模型，利用有限单元法单元“处死”的功能真实模拟开挖过程，进行急倾斜煤层开采解放层防治冲击地压的数值模拟研究，作为定量分析依据。为急倾斜煤层开采解放层防治冲击地压制定较为合理的方案、安全技术措施等提供重要的科学依据和理论指导作用。     

中厚倾斜煤层残留煤的复采数值模拟

采用FLAC3D模拟了在大变形模式下,开采倾角25°下分层煤对上覆岩层应力状态、变形、位移等参数的影响规律。模拟结果表明:同一工作面上,复采比初采顶板下沉量和底板鼓起量大2～3倍;从初采到复采完毕后采空区上覆围岩会形成回字型不均匀沉降;通过抽样选取的25°复采现场支架反馈值与模拟顶板压力值进行对比分析,吻合性较好,且采空区顶板中部比两侧所受压力大,压力沿走向变化趋势与位移变化趋势相同。