摘要：煤矿巷道锚杆支护过程中,锚杆剪切破坏现象时有发生,严重影响着巷道支护的稳定性,特别是巷道周边岩层节理发育区域,其锚杆剪切破断最为频繁。针对煤矿巷道锚杆剪切破断的问题,通过现场调研锚杆破坏情况、查阅相关资料的方式,确定了造成煤矿锚杆剪切破断的主要原因。根据理论分析,提出了在剪切节理面处进行扩孔锚固的方式来增大剪切节理面处锚固体截面直径,降低剪切节理面处锚固体所承受的最大剪应力,提高锚固系统的整体刚度,进而增大锚固系统的整体抗剪切性能。采用数值模拟的方法,对普通锚固、正楔形扩孔锚固和圆柱形扩孔锚固3种锚固类型进行受力分析,以锚杆剪切位移、锚杆剪切变形影响范围及锚杆受力为指标,确定了剪切节理面的最佳锚固方式为正楔形扩孔锚固;在正楔形扩孔锚固的基础上,通过改变不同的扩孔位置,分析锚杆的剪切位移和剪切载荷,确定了扩孔位置在50 mm处最佳。设计加工相应的锚杆剪切试验装置,并从剪切载荷和剪切塑性铰的轴向间距两个方面进一步验证了正楔形扩孔锚固可有效改善剪切节理面处锚固体的受力状态,降低锚杆所承受的剪切载荷,增大剪切塑性铰的轴向间距,减小锚杆的剪切变形,增强锚杆对围岩错动剪切的适应性,进而提升锚固系统的整体抗剪性能。

摘要：为进一步优化煤矿采动区地面井设计方法,对地面井的类型及特点进行了深入分析,将煤矿采动区地面井抽采技术细分为邻近层采动发展区地面井抽采、本煤层采动发展区地面井抽采和采动稳定区地面井抽采3种类型;确定了抽采资源评估、布井位置优选、井型结构优化、高危位置防护、地面安全抽采等5项核心技术,提出了不同类型采动区地面井的逐级优化设计方法。将系统化的技术方法应用在了山西晋煤集团成庄煤矿5310工作面采动区CD-01井的优化设计和抽采工程中,获得了连续抽采、抽采体积分数50%以上的良好抽采效果,证明了逐级优化设计方法及技术的适用性。

摘要：煤层气在利用之前,需要通过脱硫系统将其中的H2S脱除至要求浓度以下。介绍了煤层气脱硫氧化再生技术,阐述了目前常用的PDS法湿式脱硫氧化再生技术的原理和工艺过程;讨论了再生时间、温度、脱硫液碱度等因素对氧化再生工艺的影响,基于这些条件,对氧化再生槽的结构、喷射器进行了设计。

摘要：以吸附干燥装置气体均匀分布为出发点,基于流体力学相关理论建立数学模型,对低浓度煤层气吸附干燥装置布气系统进行数值模拟研究,提出了吸附塔内布气系统的优化方法。通过计算发现,对于实际应用中的圆柱干燥塔,由于进气管与塔体连接处结构设计欠佳,轴向气流分配不均非常严重,气流速度的绝对不均匀系数为1.028;在吸附塔内安装孔板型布气系统,挡板上小孔整体排列,孔径均为3.0 mm,气流速度的绝对不均匀系数由1.028下降到0.321,均匀性得到改善;将布气系统挡板中心的孔径减小到1.5 mm,将靠近壁面的孔径增大到4.5 mm,再将小孔按正三角形排列,气流速度的绝对不均匀系数进一步降为0.101,气流分布更加均匀。

摘要：为深入研究煤与瓦斯突出过程中煤体弹性潜能的产生机制及演化过程,构建突出煤体弹性潜能计算模型,利用正交试验设计法量化分析弹性潜能各影响因素的敏感性,并基于平顶山十矿己_(15)-24080掘进工作面现场实际情况,探讨掘进进尺与煤体弹性潜能的关系。结果表明,突出过程中煤体弹性潜能对支撑压力集中系数、弹性模量、原始有效地应力的敏感性较大,而对煤体内摩擦角、泊松比的敏感性较小;就十矿己_(15)-24080工作面而言,煤体弹性潜能随着掘进进尺的增加呈现先增大后减小的趋势,当掘进进尺达到4.5 m时,弹性潜能达到最大值。

摘要：分析了低浓度煤层气含氧液化装置设计方案,设计采用可靠的DCS/SIS监测监控系统、防雷防静电技术、防隔爆电气设备、压力设备安装泄压装置、可燃气体监测与报警等措施,可省去煤层气液化制取LNG时的纯脱氧工序,极大降低液化装置初期投资。最后,通过对原料气压缩机的做功过程进行数值模拟,发现原料气中甲烷浓度越高,压缩机耗功越少。

摘要：以变压吸附装置节能为出发点,利用工程热力学与吸附热力学有关理论建立严格数学模型,对小型双塔变压吸附空气分离系统进行分析,得出吸附压力和反吹压力对变压吸附装置效率的影响规律,以及变压吸附空分系统各工序的损失分布。通过计算发现,适当提高反吹压力或减小吸附压力都可以提高效率;损失主要发生在空气压缩机后冷却器冷却、吸附柱吸附、废气阀泄压放空3个工序,占总输入能量的比例分别为20.32%、33.57%、19.10%,相对而言,吸附柱泄压、均压、反吹,以及均压阀减压的损失较小。借鉴研究成果,从提高效率角度出发,在保证变压吸附装置的产品纯度、回收率、分子筛吸附量的前提下,应适当减小吸附压力、增加反吹压力,有利于设计出更节能的变压吸附装置。

摘要：对于低浓度煤层气含氧液化装置,板翅式换热器是其冷箱中的关键设备。提出一种新型带有导流翼的板翅式换热器封头结构,采用CFD方法对该新型封头结构进行了数值计算,并对其流动与压力特性进行分析和比较,结果表明:该新型封头结构有效地改善了换热器封头内部物流分配特性,能更均匀地分配物流到各个换热通道。该研究对冷箱中换热器的设计制造具有理论指导意义。

摘要：针对松软煤层顺煤层定向瓦斯治理钻孔打不深、打不准、成孔率低的难题,详细分析了现有顺层定向钻进的技术瓶颈,创新尝试使用了底板定向梳状条带消突钻孔,突破了主孔快速开分支、分支孔水力下筛管护孔等技术难题,并选取杨柳煤矿1077中段机巷进行现场试验,在煤层坚固性系数为0.46的松软层中,共完成总进尺8 494 m,实验效果达到设计要求。现场试验表明,底板定向梳状条带消突钻孔有效缓解了采掘接替紧张局面,提高了矿井钻孔施工及瓦斯治理技术水平,为松软煤层定向瓦斯治理钻孔施工提供了新的技术思路。

摘要：利用ASPEN EDR软件设计管壳式换热器能省去大量的手工计算过程,提高换热器设计者的效率。以低浓度瓦斯发电项目余热利用局部工艺为例,叙述了使用ASPEN EDR软件设计和校核管壳式换热器的通用方法。由于热流介质是具有爆炸危险性的低浓度煤层气,该换热器除了满足换热、压降等一般要求外,还必须采取抑阻爆措施来保证换热器的安全性。