采场瓦斯防治技术

合理、有效地根治采场瓦斯,防止采场瓦斯超限,是“八五”期间煤矿安全重点研究课题之一.本文根据采场瓦斯运移理论阐述了采场瓦斯超限的基本原因,论述了采场瓦斯根治的技术途径,并给出了在煤矿生产和科研实践中行之有效的根治方法.     

U型通风采场瓦斯的处理技术

本文通过对Ｕ型通风采场瓦斯分布的测定及采空区内瓦斯运移规律的分析，提出了在煤层群中开采具有突出危险煤层时处理采场瓦斯的技术措施。     

薄煤层初采期间的采场瓦斯运移规律

针对新立煤矿90#层采煤工作面初采期间的瓦斯涌出情况,在确定采场关键参数基础上,运用数值模拟和现场实测,进行初采期间薄煤层采场瓦斯运移规律研究。结果表明:漏风主要影响采空区下部瓦斯浓度分布;采空区的瓦斯积聚区域为底板裂隙区下部和回风巷附近的裂隙区;采空区的高浓度瓦斯流出和上隅角低风速共同导致上隅角瓦斯积聚。现场实测证明了研究结论可靠。     

过渡时期采场瓦斯涌出规律的研究

通过对过渡时期采场瓦斯涌出规律的研究，分析风量调整过程中瓦斯涌出和流动状态，结合铁法大明一矿实测资料，探讨了一些瓦斯管理的途径。     

采场应力和煤结构对煤与瓦斯突出的影响

本文通过具体实例,分析讨论了采场应力对矿井煤与瓦斯突出的控制作用;煤的物理性质对矿井煤与瓦斯突出的影响。研究表明:煤的灰分、挥发分含量直接影响着煤体瓦斯压力、含量及煤与瓦斯的突出。     

论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究

随着煤矿生产规模的不断扩大与开采能力的提升,采空区瓦斯涌出问题日渐严重,目前一些矿井采空区瓦斯涌出量已经达到全矿井瓦斯涌出总量的50％、甚至70％,极大地增加了矿井的通风负担与潜在危险隐患.本文在分析生产采空区与封闭采空区瓦斯涌出的不同成因及其分布规律的基础上,提出了采取技术成熟、高效可靠、有针对性的抽放措施,保障井下作生能顺畅、安全进行的具体方法.     

煤与瓦斯共采技术在杏花煤矿的实践

本文讲述了煤层瓦斯、煤矿绿色开采、煤与瓦斯共采技术,介绍了瓦斯抽采技术方法在杏花煤矿的实践,最后指出了实现煤与瓦斯共采,达到煤矿绿色开采,为治理矿井瓦斯灾害提供一条更加根本、经济、有效的途径。     

本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的渗流场数值模拟

针对本煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立钻孔抽采瓦斯的渗流场控制方程和煤层变形场控制方程,结合钻孔抽采瓦斯的初始及边界条件,推导出钻孔抽采瓦斯渗流的固气耦合数学模型.以石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔瓦斯抽采为工程实例,基于研究区域的煤层瓦斯赋存特征,采用数值模拟计算方法,获得了本煤层单一顺层钻孔周围煤层瓦斯压力、煤层瓦斯渗透率、煤层瓦斯渗流速度和煤层变形的分布规律.确定了本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效影响半径,从而为本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的优化布置提供了依据.研究结果表明,石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效半径分别为4 m左右;在延长钻孔抽放时间不到20%的情况下,减少了钻孔工程量50%左右,抽采效果良好.     

伟峰煤矿6~#煤层瓦斯抽采技术研究

依据矿井在达产时瓦斯最大涌出量的预测,伟峰煤矿开采6#煤层时属于高瓦斯矿井。为了有效防范瓦斯事故并合理利用瓦斯资源,文章通过采用对本煤层预抽及边采边抽、邻近层高位钻孔抽采裂隙带、现采空区插管抽采和老采空区全密闭抽采的方法,从而达到煤与瓦斯安全高效共采的目的。     

采场瓦斯涌出变化过程的控制分析

本文运用系统控制理论的方法,把采场风流中瓦斯运移视为复杂空隙结构中瓦斯——空气组合气体运动系统。根据矿井通风状态变化下采场瓦斯动态涌出测定结果,按照系统输入量阶跃变化建立采场瓦斯运动系统控制模型,通过反求参数得出实测矿井通风状态变化作用下采场瓦斯涌出响应曲线。并对采场瓦斯涌出动态特性进行了初步分析。     

瓦斯在通风巷道中流动分布情况研究

瓦斯灾害是煤矿生产中的重要灾害，本文根据矿井通风理论以及图论基本原理，在得到矿井瓦斯涌出现规律的前提下，建立了计算瓦斯在煤矿井下巷道中运动时，瓦斯流量分布情况数学模型，并对该模型的数理性质进行了简要分析，得到该模型用于现场瓦斯治理的方法。最后，通过在现场实际验证，表明了文中所述方法对于现场瓦斯防治的可行性。并进一步讨论了基于本模型如何进行合理监测矿井瓦斯浓度，指导现场科学防治瓦斯灾害。     

露天煤矿采场复垦与再利用

针对我国各露天煤矿的具体情况,对露天煤矿采场进行了具体分类,论述了露天煤矿闭坑后,可能引起环境地质灾害、地下水污染、大气污染等一系列环境问题.借鉴国外露天煤矿采场复垦与再利用的经验,提出了不同类型的露天煤矿采场采取不同措施进行复垦与再利用.     

煤矿井下瓦斯数据现场总线传输技术研究

分析了瓦斯数据的传输特性,介绍了采用现场总线技术传输瓦斯数据的优势,以及采用现场总线技术提高煤矿安全等级的技术措施。     

延长气田地层水化学特征及气水分布规律

延长气田气藏出水较严重,气、水分布规律认识不明晰,制约了气田开发进程.综合利用各类测试资料,通过统计分析、叠合对比,系统的研究了地层水化学特征及气、水分布规律,研究表明：地层水呈弱酸性,具有高矿化度特征,表现为封闭地层水特点,总矿化度主要集中在7.49 ～391.74 g/L,平均为94.36 g/L,属于氯化钙型,纵向上由浅到深矿化度逐渐增加,平面上相邻井间矿化度相差较大,地层水主要为局部层间滞留水,水体交换弱;控制气、水分布的主要因素为烃源岩、沉积特征、储集层物性等,烃源岩对气、水分布起到关键作用,构造对气、水分布作用不明显.地层水主要分布在烃源岩欠发育区、沉积边缘相带、物性欠佳区.该研究成果可指导研究区井位优选,确定合理的开发对策.     

基于城市燃气输配的废弃煤矿井储存天然气方法

结合城市燃气输配关键内容,分析了中国废弃煤矿井资源及利用的现状和特点,研究了废弃煤矿井永久地下空间作为城市天然气储存空间的限制条件,提出了废弃煤矿井储存天然气的思路.分析表明,密封性是废弃煤矿井储存天然气的限制条件,可根据城市调峰气量的确定,利用废弃煤矿井井下的永久性地下空间,并配合井下空间的改造及地面工程建设,实现废...     

基于NURBS“蛛网”插值的冲击波压力场重建方法

为解决冲击波压力测试中无法直接获得完整压力场以及通用压力拟合方法不适用于冲击波测试的问题,提出了一种基于NURBS“蛛网”插值的场重建方法。将NURBS插值与“蛛网”型插值网络结合,运用在冲击波压力场重建中。理想场仿真重建,在爆心近距离处重建结果优异,无“平坦”效果,中距离无“花瓣”形误差,远距离误差几乎为零,误差平均值仅为4.14%,远远优于基于Delaunay三角化重建法。实测数据场重建,仅需部分原始数据,误差平均值小于4%,优于Delaunay三角化重建法和经验公式重建法。     

基于纤维面内取向分布的气体扩散层重构与传输性能分析

提出一种重构燃料电池气体扩散层(GDL)微观结构的新方法,用于研究纤维面内取向分布对GDL传输性能的影响。利用XCT扫描获取GDL二维切片图进行阈值分割得到GDL三维模型,通过纤维追踪技术区分纤维与粘接剂,得出纤维面内取向概率分布、纤维骨架局部孔隙率、纤维与粘接剂组分比例等信息作为控制因素,重构更加准确的GDL纤维骨架,并通过形态学处理添加粘接剂得到GDL孔尺度模型。对1 000 μm×1 000 μm×200 μm的GDL计算域进行性能模拟计算,分析不同纤维取向分布对GDL的气体传输、热电传导性能的影响。由于碳纸在制造中大部分纤维顺着造纸机运行方向(纵向)排列,不同排列方式严重影响GDL在纵向、横向和穿面方向(TP方向)的性能。研究结果表明：随着纤维纵向分布集中程度提高,气体传输与热电传导性能在纵向提高,但在横向降低;对于TP方向,本研究中的纤维集中于纵向的一致性系数为0.029的取向分布时,GDL模型性能较优;电导率及热导率对纤维取向分布比气体扩散率更敏感。     

高压水射流技术在煤矿预抽防突中的试验研究

将优化改造后的高压水射流装置应用于四川芙蓉白胶煤矿,进行预抽放瓦斯前的煤体切割,使预抽放钻孔之间形成一系列人造裂缝,然后再进行防突预抽,结果发现切割后的煤体,其瓦斯的预抽放率得到了极大提高,预抽放时间也大大缩短,效果很好,试验获得成功。     

3 D structure parameterization design and modeling for irregular structure of stope bottom

Stope mining design is a very important and complicated task in daily production design and technical management of an underground mine.Based on workface technology and human-computer interaction technology, this study introduces a method of 3D parametric design for the irregular struc-ture of stope bottoms, and focuses on solving technical problems in surface modeling of stope bottom structure.Optimization of the minimum span length algorithm ( MSLA) and the shortest path search algorithm ( SPSA) is conducted to solve the problem of contour-line based instant modeling of stope bottom structures, which makes possible the 3D parametric design for irregular structure of stope bot-tom.Implementation process and relevant methods of the proposed algorithms are also presented. Feasibility and reliability of the proposed modeling method are testified in a case study.In practice, the proposed 3D parameterization design method for irregular structure stope bottom proves to be very helpful to precise 3D parametric design.This method is capable of contributing to improved efficien-cy and precision of stope design, and is worthy of promotion.