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。     

注水对顶煤强度及冒放性的影响机理研究

针对注水后煤层强度降低及顶煤冒放性增加的机理,引用Mohr-Coulomb强度准则构建水理性分析模型,并采用大量煤样岩石力学试验方法,分析了水对煤体单轴抗压强度和剪切参数的影响作用,得出了降低煤体强度、增加顶煤的冒放性与煤层注水水压力和孔隙压力系数的关系,分析了煤层注水对顶煤强度及冒放性的影响因素。结合碱沟煤矿急倾斜坚硬特厚煤层综放开采条件,进行了顶煤注水弱化试验,验证了模型的合理性。     

煤体渗流特性的模糊数学分类方法及其应用

本文在文献［１］、［２］研究的基础上．提出了进行煤体渗流特性分类的四个主要指标，即煤体裂隙分布的分形维数Ｄ、特征尺度Ｌ＝１ｍ的裂隙条数Ｎ、煤样导水系数Ｔ和煤的孔隙率η等；建立了煤体渗流特性模糊数学综合评价的数学模型；根据煤层注水工程应用的实际情况．将煤层分为五类．每类又分为三级．这一分类结果对煤体注水效果评价和注水参数的选择具有重要的指导意义。     

磁化水对A549肺癌细胞生长的影响

为了考察水经磁场作用后分子结构的改变及其生物功能，将三蒸水在不同磁场强度下进行磁化，通过电导率的变化来表征水分子结构的改变，并分析了其作用机理．然后将磁化水应用于A549肺癌细胞的体外培养，观察A549肺癌细胞的生长情况，用MTT比色法绘制细胞生长曲线。实验表明，磁场改变了三蒸水的活性，使得磁化水培养的细胞数量明显增加．证明磁场作用可改变水分子簇中的分子个数，从而使水在生物体中的作用发生变化。     

煤壁浅孔高压注水在回采工作面的应用

煤壁浅孔动压注水实质是采煤工作面生产通过打钻孔的方法用高压力水湿润尚未开发的煤体，使其在开采过程中大大减少或抑制浮游粉尘的发生，动压水进入煤体后沿着煤层中的裂隙渗透流动。这种方法既能抑制回采过程中伴生的大量煤尘，又能使煤层裂隙中原生。煤尘失去飞扬能力。本文分析了煤壁浅孔动压注水降尘机理和实验方法及应用，使用该方法达到降尘和减少瓦斯涌出等效果，值得推广应用的综合性防尘措施。     

螯合剂对煤体性质的影响

煤矿进入深部开采后,煤体的力学性质发生改变,致使煤层的可注性降低,且煤层注水效果随着时间的推移逐渐变差。选用螯合剂增加煤层注水效果,通过实验分析发现:所注低渗透煤层中含有一定量的矿物质,螯合剂亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)可以使矿物质解络成离子,使原本处于封闭状态的孔隙被疏通,水在煤层中的流动性增强;煤层中矿物质离子的浸出量随螯合剂IDS质量浓度增加逐渐增大, IDS用量在质量浓度为2 000 mg/L时性价比最高;IDS作用后煤样的冲击倾向性下降;含硫矿物质(例如黄铁矿)中金属离子被螯合后硫被释放,从源头上减少了硫的含量,同时IDS又是可降解环保型螯合剂,其使用对环境无毒性影响。煤层注水添加螯合剂为复合动力灾害防治提供参考。     

高位钻场煤层注水防尘技术

针对松软、低透气性、底板起伏大煤层注水防尘效果差的问题,提出了高位钻场煤层注水防尘技术方案.根据11 071工作面煤层实际特点,确定了合理的钻场间距.每个钻场设计了20个钻孔,分为主要钻孔和辅助钻孔,其中主要钻孔湿润工作面前方大部分煤体,辅助钻孔主要湿润高位钻场周围煤体.此外,根据理论分析、计算及实践经验,确定了钻孔技术参数和注水工艺参数.通过分析现场测定注水前后粉尘浓度的数据表明:实施高位钻场煤层注水技术后,工作面各工序产生的粉尘量大幅降低,工作面及平巷的劳动环境显著改善.该成果对松软低透煤层注水防尘具有一定的参考价值和指导意义.     

应用渗透棒提高煤层注水综合效果的试验研究

为降低综采工作面空气粉尘浓度,减小粉尘对矿工及设备的危害,在阳泉二矿81201工作面开展渗透棒注水试验。通过渗透棒性能测试实验和渗透棒注水试验研究,分析渗透棒的性能及其注水效果。结果表明:渗透棒具有较强的抗蒸发能力、润湿保湿能力;渗透棒注水后,工作面主要生产工序处的降尘效率均在80%以上,较普通注水提高30%以上;煤体润湿半径达20 m以上,是普通注水的2～3倍,可减少注水钻孔数50%以上;渗透棒注水后,煤体失水率降低2～5倍,注水速度可提高50%以上,说明添加渗透棒能提高水的润湿能力,拓展注水润湿范围,改善注水效果,为类似条件下煤层注水提高降尘效果提供参考。     

煤层注水水气驱替的理论分析

将根据煤层注水过程实际上是水区逐渐扩大、瓦斯区域逐渐缩小的实际,对注水过程中,水在煤层中的流动状况进行研究,建立注水驱气(瓦斯)的基本理论,建立起渗流与煤层特性、注水工艺参数的定量关系,得到界面处欧拉观点的渗流速度和拉格朗日观点的质点实际速度的关系式,由此得到水前锋到达的位置和时间的关系式,从而建立了煤层注水驱替的基本理论和基本的处理方法,为从理论上研究煤层注水预防冲击地压提供方法和途经.     

东荣二矿煤层注水工艺优化及应用

为明确煤层注水过程中水分增值的变化规律,确定合理工艺参数,提高煤层注水效果,使用COMSOL4.3b2D开展煤层定压注水数值模拟,并使用SPSS软件对数值模拟结果进行逐步回归,建立了湿润范围关于注水压力、时间和水分增值的综合计算方程.研究结果表明:提高注水压力和时间能够扩大湿润范围,能使煤体的水分含量分布更加均匀;依据建立的综合结算方程和现场实际,并结合经验方法确定的综采工作面注水方案,实施之后粉尘浓度降低72%以上,吨煤瓦斯涌出量降低为原来的1/3左右,日均产量增加1倍左右.