摘要：现有的沿空留巷采空区密闭方法大多集中于构筑密闭墙及封堵墙体裂隙,施工周期较长且反复进行,消耗大量人力成本,自动化程度低,易发生二次破坏。针对上述问题,设计了一种沿空留巷采空区自动化密闭系统。该系统以柔性密闭气囊为载体,将未充气的气囊置于采空区密闭墙和单体液压支柱之间,对气囊充气使其与沿空留巷顶底板及采空区密闭墙外侧贴合接触;智能感知矿压显现导致的巷道围岩变形,气囊随时变化形状柔性应对,即当气囊内部压力上升并超过安全泄压阀额定压力时,自动释放气囊气体缩小体积,以重新与顶底板围岩紧密贴合,达到持续密闭采空区的效果,抑制采空区危险气体泄漏。现场试验结果表明:安全泄压阀在柔性密闭气囊内部压力达到约4 kPa时正常开启,压力达到2.7 kPa左右停止泄气;柔性密闭装备感知压力变化后收缩体积以重新适应围岩形态,可长时间并持续性地密闭采空区;柔性密闭装备安装后与采空区密闭墙贴合度高,密闭墙墙体前瓦斯体积分数降低0.13%,有效抑制了瓦斯溢出。

摘要：为探究气囊密闭工艺在矿井发生灾变过程中的密闭工艺效果,以唐山开滦实验巷道为工程条件,运用Fluent数值软件,结合快速气囊密技术,研究了不同火灾发展阶段下灾区爆炸危险气体的变动特性以及运移规律,分析了快速气囊密闭的工艺效果,并针对现有工艺进行了进一步的优化和设计。结果表明:灾区内上隅角CH_(4)浓度最高,气囊密闭具有封堵速度快、气密性好的特性,能在5 min内完成巷道的完全封堵,漏风率控制在5%以内,同时快速气囊密闭使得通风量急剧减少,CH_(4)积聚速度变快,氧气扩散较慢,未形成爆炸危险区域。利用PLC控制方式和远程遥控手段优化现有气囊密闭工艺,实现了远程控制。

摘要：针对焦作煤业(集团)新乡能源有限公司赵固二矿(以下简称“赵固二矿”)岩巷掘进工程量大、单日产生的矸石多、副井提升矸石所需时间长等问题,研究与设计了煤矿矸石高效智能储运系统,该储运系统主要由储矸系统、装矸系统、卸矸系统和控制系统等组成,能够储存大量矸石,实现对装矸、卸矸过程的可视化一键操作和智能控制;对地面缓冲仓给煤机进行改造,使得给煤机在正反2个方向分别运输原煤和矸石,并且矸石能够及时利用卡车运走,实现地面煤矸分运。通过实际应用表明,该储运系统能够减少矸石堆积对掘进速度的影响,出矸效率大幅提高,工人劳动强度明显降低,为岩巷快速掘进创造了有利条件。

摘要：地震前岩石圈存在可观测的磁场前兆异常,岩石破坏过程的磁场效应规律却鲜有研究.本文设计建立了岩石破坏磁场效应监测实验系统,测试分析了岩石破坏过程磁场与载荷、声发射、电磁辐射之间的关系,探讨了岩石破坏磁场产生机制与岩石破坏磁场效应对地震预报的意义.结果表明:岩石在受载破坏过程能够产生磁场,磁感应强度与载荷变化存在良好的对应关系.在受载前期,磁感应强度波动增加,受载中后期,磁场强度显著增加;主破坏发生时,磁场强度快速增加并达到最大值.磁感应强度与累积声发射计数平均相关系数达到0.825,呈高度相关,表明磁场变化能够反映岩石的变形破坏阶段和状态.岩石破坏磁场的产生主要与电性变化有关,运动电荷或电流的变化产生了磁场.岩石破坏磁场与电磁辐射同属于电磁信号,磁场是一种极低频、连续、脉冲式的信号,信号频率一般为0~20 Hz;电磁辐射是一种瞬态、阵发性的电磁波,信号频率一般为kHz~MHz.相对于电磁辐射,磁场前兆异常先出现,岩石破坏的磁场监测结果对于评估地震的临震预报具有显著的意义.

摘要：回采巷道围岩塑性区分布特征是围岩稳定性控制的关键。针对双巷布置条件下留巷易受到相邻工作面采动影响的特点,以塔拉壕矿为研究背景,采用FLAC3D数值模拟和理论计算的方法研究了采动影响下留巷的应力分布、塑性区演化、支护阻力对塑性区的控制作用。结果表明:1)留巷位置应力分布随推进尺寸而增加,最终趋于稳定,且对称分布;2)留巷位置侧压系数随工作面推进度而减小,最终趋于稳定,且对称分布;3)留巷塑性区由超前150 m到滞后200 m逐渐加大且由对称分布演化为非对称性分布;4)在现有条件下加强支护阻力减小围岩塑性区的作用有限。基于塑性区形态演化设计锚杆(索)支护参数进行巷道稳定性控制,并应用于现场实际,经过现场实测和数据分析,得出基于塑性区演化的顶板稳定性控制效果良好。

摘要：在分析煤与瓦斯突出能量来源的基础上,利用冲击动力学理论,建立煤与瓦斯突出的强度、能量与防突结构的变形能之间的关系,根据型钢的极限抗弯强度,并结合剪应力和整体稳定性验算,计算防突栅栏处于极限状态时可以承担的最大煤与瓦斯突出强度,从而形成防突栅栏的极限设计方法.现场试验证明:防突栅栏是一种有效防止煤与瓦斯突出事故扩大的技术措施.

摘要：设计了煤粒瓦斯解吸实验,得到4种粒径煤样在4组不同初始压力条件下累积解吸量随时间变化的实测曲线.根据菲克扩散定律与达西渗流定律分别建立了瓦斯在球形煤粒中放散的数学模型,通过有限差分的方法并利用VB编程进行解算,得到煤粒在不同初始压力下的累积解吸量.通过与实验结果对比,表明达西模拟结果与实验结果匹配度较高,而菲克模拟结果与之偏离较大.验证了煤粒中的瓦斯放散更符合达西定律.

摘要：采场顶板来压极易将采空区内瓦斯压出引发上隅角瓦斯超限甚至瓦斯爆炸。基于岩体的尺寸及时间效应分析了采空区瓦斯宏观流动通道的演化发育规律,应用离散元数值软件计算了顶板来压前后瓦斯宏观流动通道的变化,结合关键层理论研究了基于顶板来压影响及瓦斯宏观流动通道变化的高位抽采钻孔终孔位置、钻场间距及钻孔接续的确定方法及设计技术。结果表明:采空区基本顶载荷作用时间越长,垮断距越大,岩层裂隙越发育;顶板来压及接近来压时瓦斯宏观流动通道最为发育,贯通性最好,其水平裂隙宽度是来压前的3倍,最利于瓦斯抽采。现场应用来压时抽采效率提高约55%,避免了瓦斯超限。

摘要：研究基于突出煤层连续卸压的近距下保护层合理开采展开。为确定被保护层开采的可行性与卸压效果,首先进行相似模拟试验并提出基于关键层理论的采场"三带"划分方法,结合实践数据确定被保护层在"三带"中的层位及相应的卸压效果,并对层间关键层以及保护层开采范围的影响进行分析。结合某矿开采煤2作为煤1保护层的工程实际,认为层间关键层在原设计工作面长度情况下会影响煤1沿倾向的卸压效果,提出在煤2中布置完全无煤柱搭接工作面,相应的裂隙带高度上升,相对降低煤1在裂隙带中的层位,卸压效果更充分,并且可以实现煤1沿倾向的连续以及反复卸压。最后,综合回采率和巷道工程量考虑,煤2采用无煤柱开采方案比原方案增加回采利润2.84亿元人民币;与5 m小煤柱沿空掘巷相比,减少岩巷工程费用计600万元人民币,增加回采利润1.4亿元人民币。因此,研究的结论具有一定技术与经济意义。

摘要：为了研究煤粒瓦斯的解吸和放散规律,设计了煤粒瓦斯解吸实验,得到不同粒径煤样在不同初始压力条件下累积解吸量随时间变化的实测曲线。根据达西定律,建立煤粒瓦斯放散的数学模型,运用有限差分法对数学模型进行处理,利用Visual Basic语言编制计算机程序对数学模型进行解算,得出煤粒内部瓦斯压力变化规律和煤粒内不同压力下的累积解吸量。通过对比模拟结果和实验结果,得出瓦斯从煤粒中放散出来符合达西定律。