摘要：为有效提高综掘工作面降尘效率,克服单一降尘方式的局限性,建立了综掘工作面仿真模型,结合现场实测结果验证了模拟结果的可靠性,对综掘巷道风流场和粉尘扩散运移规律进行了研究,得到了高浓度粉尘积聚特征及分布范围。研究结果表明:综掘工作面迎头处为主要产尘源,粉尘在向巷道出口扩散过程中浓度逐渐降低;尘粒运移迹线与风速矢量基本一致;受掘进机影响,粉尘流在机身上方形成涡流,大量堆积于司机位置;在掘进机后方形成较大范围的回流沉降区域,易引发二次扬尘,污染巷道回风区域。基于此,提出了区域划分原则,确定迎头、掘进机头、司机位置、皮带上方粉尘回流区及距迎头15 m以外范围为重点除尘区,开发了单区域针对性除尘和多区域联合除尘相结合的半封闭式区域联合控尘技术,设计了由环状喷雾、气幕隔尘装置、除尘风机、散射型雾幕及全断面喷雾构成的综合控尘成套设备。玉华煤矿柴家沟井42221工作面现场应用结果表明,巷道平均降尘率达88%,司机位置全尘、呼尘降尘率均达到86%。

摘要：为预防沙曲一号煤矿4502工作面自然发火,提升煤自燃风险防控能力,设计程序升温实验模拟煤自然发火过程,结合独立指标气体分析和多元指标气体分析方法,通过考察O_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)等气体体积分数及链烷比、烯烷比指标随温度的变化规律,优选煤自燃标志气体,确定煤自然发火临界温度及干裂温度,研究沙曲一号煤矿3+4^(#)煤层自燃特性。结果表明,在临界温度前,耗氧速率、CO浓度、φ(C_(2)H_(6))/φ(CH_(4))增长平缓,C_(2)H_(6)、C_(3)H_(8)少量产出,在临界温度后耗氧速率、CO浓度呈指数规律快速增长,φ(C_(2)H_(6))/φ(CH_(4))则产生突变上升;C_(2)H_(4)出现于100℃,烷烃释放量在100~110℃大幅增加,之后φ(C_(2)H_(4))/φ(CH_(4))规律性单调上升,φ(C_(2)H_(4))/φ(C_(2)H_(6))和φ(C_(2)H_(4))/φ(C_(3)H_(8))则先降低后升高;C_(2)H_(2)出现于240℃,远高于干裂温度。总结得出耗氧速率、CO、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)可作为煤自燃主要预测指标,C_(2)H_(6)、C_(3)H_(8)浓度、φ(C_(2)H_(6))/φ(CH_(4))和烯烷比可作为煤自燃辅助判断手段,3+4^(#)煤层煤样临界温度为75~85℃,干裂温度为100~110℃。

摘要：为解决目前矿井通风网络压能分布图节点分布不合理、压能线连接复杂的问题,提出了一种以独立不相交通路为主要骨架,剩余相连节点两侧分布的矿井通风网络压能图节点分布方法;依据独立不相交通路与剩余节点以及剩余节点之间的空间位置关系,分析了节点之间的分支形状绘制方法并设计出绘制算法。绘制算法绘图结果表明:算法可以利用已有数据将矿井通风网络图合理转换为矿井通风网络压能分布图,且压能分布图中各个节点分布有序,节点之间的压能线连接正常,既可以体现节点之间的网络关系也体现了节点的压能分布;算法可为智能化矿井通风以及井下防火和避险提供参考依据。

摘要：针对目前煤矿泄爆装置的不足,设计了新的泄爆门,对结构、泄爆机理及有益增效进行了论述,运用FLUENT软件在不同工况条件下进行瓦斯爆炸模拟,通过监测爆炸压力、火焰温度和火焰速度分析其变化规律,验证泄爆门的泄爆效果。结果表明:在瓦斯体积分数为9.5%工况下,防爆墙产生的爆炸压力峰值最大,压力衰减后一直维持在0.29 MPa,高压环境下对巷道内围岩和设备造成持续损坏,而泄爆门能够快速泄压,使火区达到无新风封闭状态,减少二次爆炸和次生灾害的发生;在瓦斯体积分数5.5%~11.5%工况下,瓦斯爆炸特性参数整体变化规律相同,随着瓦斯体积分数的增大,瓦斯爆炸特性参数先增大后减小;泄爆门的泄爆能力与瓦斯体积分数无关,无论瓦斯体积分数如何变化均以相同时间泄压和封闭火区。

摘要：针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题,以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例,实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律,提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离心力降尘,设计了可并联装配的气雾涡旋发生器,阐述了不同粒径粉尘在气雾涡旋发生器中的运动规律;采用模块化设计思路,设计了由风流捕集、初级过滤、气雾团聚、涡旋分离、重力卸灰及二次气雾6个模块组成的综掘工作面气雾涡旋降尘装置。采用试验测试方法分析了气雾涡旋降尘装置中供水供气压力对降尘效率的影响,并研究了降尘效率与气水比、液气比的关系。结果表明:随着与掘进头处距离的增加,42221综掘巷道生产期间沿程粉尘浓度逐渐减小。全尘降尘效率随着供水压力和供气压力增大而升高;呼尘降尘效率随着供水压力增大而升高,随着供气压力增大先升高后降低;处理风量随着供水和供气压力增大而增大;液气比随着供水压力增大而增大,随着供气压力增大而减小。当供水压力和供气压力为0.4 MPa(即气水比为1)或液气比控制在0.070~0.075时,气雾涡旋降尘装置的综合性能最佳。经现场应用,柴家沟井42221综掘巷道平均降尘率约88%。

摘要：针对黄陇矿区含油型气矿井瓦斯涌出随机性强、气体组分不稳定、防控难度大的特点,通过分析瓦斯-油型气混合气体组分特性,采用可燃性混合气体爆炸极限测算方法以及10 L球形多组分气体爆炸试验,研究了瓦斯-油型气混合气体爆炸范围的变化规律,提出了基于CH4浓度和采空区煤自燃联合防控的瓦斯-油型气混合气体爆炸预警技术,建立了瓦斯-油型气混合气体爆炸预警指标体系,设计了混合气体爆炸预警系统。结果表明,黄陇矿区瓦斯-油型气混合气体组分中CH4降低到13%~67%,C3H8和C4H10升高到10%~30%,各向异性明显;烷烃类气体增加,使得混合气体爆炸范围降低为1.85%~9.85%,混合气体爆炸危险度升高到4.32,高于普通矿井2.15倍;确定了黄陇矿区回风巷CH4的预警体积分数为0. 38%,基于煤自燃氧化升温试验得出了煤自燃监测指标为CO、φ(C2H4)/φ(C2H6)。研究成果为瓦斯-油型气混合气体爆炸灾害防控提供了依据。

摘要：为解决黄陵二矿煤层瓦斯抽采易造成抽采空白带以及抽采范围小、时间短、无法超前治理瓦斯的问题,对黄陵二矿409工作面进行了定向长钻孔瓦斯预抽试验。通过长钻孔设计及施工工艺的改进,有效提高了施工效率,预抽两年后,煤层瓦斯含量降为1.56~1.73m3/t,预抽率仍达到42.52%~48.17%。瓦斯压力由原来的0.65MPa降低到0.19~0.28MPa。工期缩短35d,钻孔瓦斯初始流量提高了1.46倍,有效消除了煤层抽采盲区,杜绝了采掘过程中发生瓦斯超限现象。

摘要：针对煤矿粉尘治理存在的问题和不足,设计了一种水膜除尘装置:在巷道形成大断面水膜,利用水膜捕捉和吸附粉尘,并进行了数值模拟和现场实验。结果表明,装置对巷道粉尘净化后,巷道粉尘最高浓度为3.9%,净化率最高达到95.5%;呼吸性粉尘最高1.0%,净化率最高达到94.3%。

摘要：目前,煤矿井下工作面均压主要以调节风窗加调压风机均压系统为主。在实际调压过程中,主要通过调节风窗开口面积来实现工作面均压,而这种方法存在调节不及时、不准确和工作量大等问题。针对这一问题,以某煤矿6102工作面通风系统为蓝本,研制了该工作面均压系统的物理相似模型,设计了一种基于单片机控制的煤矿均压自动控制系统并进行了测试实验。实验结果表明:该均压自动控制系统具备实时监控和自动控制能力,能够实现工作面的自动均压调节,在实验条件下可以减小采空区漏风30%左右,为该煤矿井下应用均压自动控制系统提供了参考。

摘要：提出了导数相同点连线插值法和基线法线插值法两种求解风机特性曲线方程的方法。以BD№30风机风压特性曲线(H-Q)为例,得出了各种方法绝对误差最小的使用范围。通过上述研究可以获取任意叶片角度下近似的风机风压特性曲线,为矿井通风系统设计、优化等研究提供基础数据支持。