煤层深孔聚能爆破封孔技术

针对煤层深孔聚能爆破瓦斯抽放封孔技术问题,通过分析聚能爆破施工工艺及封孔物质力学行为,发现爆破孔孔径和封孔材料性质是影响封孔长度的主要因素.综合分析爆破安全、抽放工艺和施工条件,确定聚能爆破合理封孔长度为7.5～10.0 m.以焦煤集团九里山矿14121和24021工作面为例,对煤层深孔聚能爆破封孔技术可行性进行了验证.     

矿井浪涌脉冲辐射电磁场研究

研究煤矿井下浪涌脉冲电流激励下电缆的辐射电磁场,运用推迟矢量位和行波天线理论推导了浪涌脉冲电流激励下电缆的辐射电磁场时域数学模型,给出了辐射场强的解析表达式,并进行了仿真计算.时域结果表明,浪涌脉冲电流在电缆附近会产生很高的瞬态辐射场强,但随着距离电缆的径向距离的增加,辐射场强迅速衰减;辐射场强的大小与浪涌电流峰值成正比;在巷道径向距离内,同一横截面辐射场强与距离成反比;在浪涌电流峰值为1kA时,距离电缆径向距离4m处瞬态辐射电场强度峰值达到15kV/m,磁场强度峰值达到40A/m.因此在不采取屏蔽措施的情况下,瞬态浪涌辐射会对井下巷道内监控及通信系统的正常工作造成影响.     

矿井监控图像的分形编码

针对井下光照度低,监控图像对比度低,平滑区域较多这一特点,为了提高煤矿井下监控图像的分形压缩编码的效率,采用了基于平滑块处理的分形编码算法。在进行分形编码时,预先设定图像D块及R块的方差阈值,将方差小于其阈值的所有D块剔除在码本之外,对于方差小于其阈值的所有R块不进行搜索匹配,而是直接赋以均值。实验研究结果表明:基于平滑块处理的分形编码算法比基本分形编码算法更有效。该算法的实现提高了分形编码的效率,有助于解决煤矿井下监控图像的低比特率传输问题。     

防治煤自燃的悬砂胶体实验研究

在我国西部和北部地区,煤炭资源丰富但矿井火灾严重,由于缺土少水,常规注浆使用成本偏高,但山砂和粉煤灰资源丰富。为了提高注砂质量,减少注砂时水的消耗量,提高防灭火效率,本文研制出了防治煤自燃的由无机材料和有机高聚物组成的悬砂胶体复合添加材料。该材料悬砂效果显著,常温常压下少量添加即可与砂按比例快速制备出均匀稳定的悬稠砂浆,操作过程简便快捷;通过流变实验研究了浓度、剪切速率和温度对悬砂胶体粘度的影响,建立了悬砂胶体流变本构方程。     

基于Elman组合预测模型的瓦斯涌出量预测

为提高矿井瓦斯涌出量的预测精度,基于Elman回归神经网络原理,以指数型线性回归、双曲线型线性回归及灰色预测三种方法得到的瓦斯涌出量预测值为样本数据,建立Elman组合预测模型,并利用MATLAB软件进行预测。结果表明,Elman组合预测结果的拟合曲线更接近实际情况。该模型有效提高了瓦期涌出量的预测精度,为煤矿安全生产提供了理论支持。     

水力消突对掘进头煤体应力场与弹性比能场影响

研究了水力消突对煤巷掘进头周围煤体应力场分布影响规律，并总结出计算其弹性比能场的解析方法，和注水前后其应力集中范围比值计算表达式；根据岩石破坏最小能量原理推导出堞巷掘进工作面的最小安全距离．为现场煤巷掘进确定安全距离提供了理论依据。通过实例说明水力消突能够有效的使得煤体应力集中范围向煤体深部转移，同时煤体的弹性应变能也大大减小，消弱了突出危险。     

地震偏移成像分辨率的定量分析

在理论分析的基础上,对地震偏移成像分辨率的定量分析过程进行了数值模拟实验.结果表明,影响偏移成像水平分辨率的主要参数是介质速度、地震子波主频和偏移处理的孔径角.在实验分析的基础上,给出了叠前、叠后偏移成像水平分辨率的经验公式.分析表明,加大孔径角是提高偏移成像分辨率的最有效途径,特别是当孔径角值从15°加大到45°时,分辨率迅速提高; 在偏移噪音允许的前提下,偏移处理应尽量选用45°的大孔径角,至少应选择30°的孔径角.该经验公式虽然是在均匀介质条件下建立的,但同样适用于水平层状介质.在实际应用中,由于聚焦孔径角加大,观测系统范围也必须相应加大,否则经验公式失效.     

辽河东部凹陷北部古近系输导体系及其对油气运移的影响

依据沉积体系、断层及其活动期次、不整合特征等分析结果,探讨了辽河东部凹陷古近系输导体系特征及其对油气运移的控制作用。研究结果表明,研究区发育连通砂体、断层和不整合3种输导体系。砂体的连通性与孔渗性、断层两盘岩性配置关系与断层活动性、不整合类型、不整合面上下岩性配置关系是影响输导体系运移效率的主要因素。分析了输导体系对油气运移的控制作用,认为沙一、二段和沙三段的连通砂体是油气横向运移的主要通道,牛青断层和茨东断层是沙一、二段和沙三段油气侧向运移的通道,更是沙一、二段和东营组重要的油源断层;沙一、二段与沙三段之间的不整合是茨榆坨潜山及牛居构造中油气重要的横向运移通道。同时还指出,各类输导体系之间的配置关系决定盆地的整体运移效率,茨东断层和牛青断层在整个输导体系中起重要的瓶颈作用。     

煤岩灾害动力现象危险性预测中的定向定位研究

为了更好地应用非接触电磁辐射方法预测预报煤岩灾害动力现象的危险性，借助于力电耦合方程计算出在天线的各个朝向电磁辐射信号的变化规律及对某一个固定监测点结果的比较，就可以确定出某一个监测点电磁辐射信号的最佳监测方向以及应力变化最大（即危险性最大）的方向；在巷道掘进过程中进行巷道迎头电磁辐射动态监测时，天线测定的位置应该放置在巷道高度方向的中部，并对着煤层层理方向，通过不断改变天线朝向来监测巷道迎头和两帮煤岩层的突出危险性；可以通过应力场数值模拟得出的应力集中区来确定有效预测距离的范围。现场电磁辐射信号测定结果     

徐庄煤矿7199综放工作面突水分析

为实现7199工作面在高水压突水条件下安全回采,通过对徐庄煤矿水文地质条件分析、水质化验及工程验证确定突水水源,采用瞬变电磁探测法和巷道地震共偏移法探测技术探测7199工作面顶板含水层区域,通过工作面两巷及切眼数据综合计算,得到工作面面内及周边和顶板方向上下的相对低阻异常区域的分布情况.结果表明:较大低阻异常区域主要集中在工作面近溜子道一侧;7199工作面突水水源为顶板砂岩水和分界砂岩水,存在底含和侏罗白垩水间接补给;主要的导水通道为采动导水裂隙带.