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。     

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。     

大倾角煤层坚硬顶板预裂弱化的数值分析

考虑了新疆焦煤集团大倾角硬顶软底松软煤层的特殊性质和赋存环境复杂性,利用FlAC3D数值模拟软件对预裂弱化前后顶板应力变化特征和运移规律进行计算对比分析,结果表明,FlAc3D数值模拟软件能较好地应用于现场,数值模拟结果对采煤工作面安全开采具有一定的理论参考。     

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。     

煤层注水中的水渗流规律及参数确定

为了降低矿井粉尘浓度,采用煤层注水这一从源头上控制煤尘产生的方法,可以保证煤矿安全生产和职工健康。通过分析煤层注水防尘机理与影响水在煤层中渗透的因素,建立了非饱和-饱和二维非稳定渗流的煤层长孔注水湿润问题的动态数学模型,用有限元数值解法求解。确定了长沟峪煤矿-140 m水平北一石门两翼4槽工作面煤层长孔注水的方式与注水参数。为长沟峪煤矿减小粉尘危害探索出了新的途径和方法,从而能有效的降低工作面煤尘浓度,改善工作面作业环境。     

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。     

预裂爆破技术在坚硬顶板突出煤层回采工作面中的应用

坚硬顶板回采工作面在回采过程中顶板容易悬露不冒,悬露而积超过2m×5m时,一方面容易推垮采煤工作面,造成顶板事故;另一方面采空区瓦斯容易积聚,有可能引发瓦斯爆炸事故.     

煤层注水效果的模糊控制方法研究

针对用煤层注水的方法解决煤矿生产中“三防”的工艺问题,根据煤层地质的不确定因素,对这些过程中难于确定的传递函数和状态方程,运用模糊控制的理论和方法,解决了注水速度、注水效率及注水效果的问题。     

坚硬煤层综采放顶煤顶煤预爆破计算机仿真

利用非线性数值分析程序，仿真工作面开采过程中顶煤预爆破前后顶煤、顶板的变形及破坏规律。计算机仿真结果给顶煤预爆破工艺参数的合理确定提供了理论依据．     

煤体裂纹水力致裂的扩展机理

基于现有的岩石断裂力学和细观损伤力学,在引用裂纹尖端损伤局部化模型,考虑煤体的远场应力、煤体注水压力及局部损伤带内应力作用的前提下,分析了裂纹尖端应力分布,对水力作用下煤体裂纹尖端损伤局部化、裂纹扩展的基本条件及裂纹扩展的方向进行了理论分析与探讨。     

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。     

高压水射流切槽煤层卸压机理

针对开采保护层不能实现本层煤解放的问题,将高压水射流切割技术应用于煤层卸压.通过应用边界理论研究高压水射流切割煤体的过程,揭示了高压水射流切槽煤层冲击地压解危机理.由于射流随喷头后退式移动,因而射流足紧贴着割开的煤层的壁面而流动,将受到固壁摩擦阻力的作用,在切槽中形成三面附壁射流.应用量级比较法和量纲和谐原理计算了射流最大流速,应用应力波在煤体中的传播理论计算了最大切割深度,并对煤体切槽后的卸压范围进行了估算.结果表明,将高压水射流切割技术用于煤层卸压,不仅能够实现本层煤的卸压而且可能克服地质条件等诸多因素的限制,煤体切槽后卸压范围可达到5 m,卸压效果较好.该方法用于煤层卸压有发展前景.     

煤层长孔注水在长沟峪煤矿的试验研究

为了解决长沟峪煤矿工作面粉尘质量浓度大的问题,采用煤层注水这一从源头上控制煤尘产生的方法,针对长沟峪煤矿-140 m水平北一以北15槽煤层的地质特征,设计了其煤层长孔注水系统及注水参数,并应用于现场.通过现场测试注水前后煤样含水率及粉尘浓度的变化的数据表明:煤层注水能有效降低采煤时各道工序产生的粉尘量,使工作面及顺槽的劳动环境条件大为改善.证实长孔煤层注水技术是一项行之有效的防治粉尘的技术措施.     

煤层瓦斯压力测定中的注浆封孔工艺分析

本文介绍了煤层瓦斯压力测定中的注浆封孔工艺的沿革.各种封孔工艺的优缺点,以及如何根据具体情况选择具体封孔工艺。     

坚硬顶板预裂对底板突水的影响

针对焦作矿区突水原因复杂多变的现状,采用岩层运动和矿山压力理论,结合数值计算的方法,探讨了坚硬顶板运动对底板破坏的作用机理。研究结果表明:对坚硬顶板进行提前断顶处理,能够大大减少底板的破坏深度,从而减轻突水危险性。经过多个工作面的实际观测,证明了断顶后大幅度降低了老顶初次来压期间的出水量,起到了很好的防止突水的效果。研究成果可以在相似条件矿区推广应用。     

近距离煤层群水射流割缝卸压石门快速揭煤技术分析

针对西南地区高瓦斯近距离突出煤层群层间距小于7 m时,石门揭煤工作面前方多层煤层需统一消突管理,常规超前钻孔工程量大,严重制约了煤矿安全生产和采掘工作面接替等问题,提出采用穿层钻孔水射流割缝防突技术,一次性对石门工作面前方煤层群统一卸压增透,快速安全揭煤的思路。以贵州雷公山煤矿为例,采用FLAC3D模拟了不同缝槽布置方式以及缝槽间距对煤层群卸压效果的影响。研究表明：多煤层煤孔中部均布置一个缝槽,同一煤层内缝槽间距为4 m,可使石门揭煤工作面前方控制范围内煤体整体卸压。现场应用证明：采用水射流割缝技术,预抽达标时间缩短约39 d,钻孔工程量减少610 m,钻孔数量减少30个,可实现快速安全揭煤。     

倾斜煤层开采对底板突水影响的数值模拟

为了研究倾斜煤层开采条件下的突水规律,在考虑原岩应力、地质构造、地下水、采动影响等因素基础上,从应力场和渗流场共同作用的角度出发,研究含底板岩体在内的采场岩体系统的变形与破坏。研究结果表明,随着工作面的推进,底板岩层的破坏深度和范围加速增加。研究结论将数值模拟结果与工程实际进行比较分析,为寻求安全、经济的开采方法提供了理论依据。     

煤层瓦斯渗流过程中压力分布的滑脱效应

 气体在多孔介质中渗流时,不仅需克服启动压力梯度,而且受气体滑脱效应的影响。基于煤层瓦斯的渗流特性,建立考虑滑脱效应的煤层瓦斯渗流模型,并对煤层瓦斯渗流过程的压力分布进行数值模拟。计算结果表明,在一定煤层深度内,与不考虑滑脱效应时煤层瓦斯压力分布相比,考虑滑脱效应对其影响显著,且随着暴露时间增长和距煤壁距离增大,其差别更为明显。滑脱因子的变化将直接影响煤层内部气体压力的分布,随着滑脱因子的增大,气体压力减小,滑脱越明显。与不考虑滑脱效应(Darcy 解)瓦斯压力分布相比,考虑滑脱效应时煤层瓦斯压力分布曲线更接近实测数据,表明在研究煤层渗流过程中须考虑滑脱效应。