煤与瓦斯突出过程中地应力、瓦斯压力作用机理探讨

基于煤岩破裂损伤理论和气固耦合方法,针对不同地应力和不同瓦斯压力条件,采用RFPA2D-Flow数值计算软件对煤与瓦斯突出发生、发展过程进行数值研究,获得了煤体裂纹孕育、扩展演化规律及突出孔洞变化特征,并结合红阳二矿、西马煤矿突出实例进行验证分析。研究表明:地应力与煤与瓦斯突出发生所需的最小瓦斯压力呈线性反比关系,地应力越高突出所需的瓦斯压力越小;高地应力条件下煤与瓦斯突出的初始阶段,煤体主要在剪-拉应力作用下,形成以"–"型和"I"型裂纹组成的网格型裂纹,宏观破坏呈楔形分布,而较低地应力条件下煤与瓦斯突出的初始阶段,煤体主要在拉应力作用下,形成"I"型裂纹,宏观破坏呈环状分布;突出过程中地应力的作用使煤体破坏以楔形方式发展,瓦斯的作用使煤体破坏以弧形方式发展,突出孔洞的最终形状由地应力和瓦斯共同决定。     

司家营铁矿Ⅲ采场露天转地下境界顶柱合理厚度研究

针对露天转地下开采中境界顶柱的合理厚度问题，结合司家营铁矿实际情况、地质资料和采矿资料，应用FLAC^3D软件建立矿体的力学模型，模拟境界矿柱的受力及其塑性区分布情况，研究境界顶柱、间柱厚度以及间柱之间的间隔距离对矿柱应力分布以及塑性区分布的影响，从而确定境界矿柱的合理厚度及其他的相关参数，为该矿山露天转地下生产顺利进行提供科学依据。     

任家庄煤矿首采工作面瓦斯涌出量预测

通过对任家庄煤矿首采工作面瓦斯涌出量影响因素的分析,认为该矿瓦斯涌出量控制系统是个充满灰现象的灰系统。应用灰色系统理论,建立了预测该矿首采工作面瓦斯涌出量的灰色系统GM(1,1)模型,并用残差序列进行了修正。     

任家庄煤矿首采范围上覆含气岩层瓦斯探查研究

任家庄煤矿在建井及首采煤层巷道掘进时,遇到瓦斯异常涌出现象,初步推断瓦斯来源为富含瓦斯气体的砂岩层,如何确定该含气砂岩层的分布规律及其对生产的影响程度成为该矿需要解决的首要问题。针对该矿地质特征及实际掘进情况,对含气砂岩层的探查方案进行了研究,对首采范围内的气体分布状态和含气砂岩层的分布进行了研究,获得了首采范围内风化带分布规律及上覆含气岩层的分布规律,并提出了针对性的治理建议。     

多级加氢反应进料泵优化设计和性能预测

在已有的高效水力模型基础上,对影响性能的几个关键水力参数进行不同的优化组合,设计了两组叶轮模型和两组导叶模型,组合成4组水力模型。应用CFD数值模拟对4组水力模型进行性能预测,挑选出最优水力模型,并把最优水力模型制作成单级模型泵进行试验。试验表明:在设计工况下,效率为74.43%,扬程为203m,与数值计算的相对误差分别为10.7%、4.01%,满足设计要求。因此,结合CFD软件模拟加氢反应进料泵来进行优化的方法是可行的。     

回归分析法在预测瓦斯涌出量中的应用

介绍了回归分析法在预测矿井瓦斯涌出量中的应用,分别采用线性拟合和指数拟合建立了瓦斯涌出量与开采深度的近似函数关系,从而实现对未开采区瓦斯涌出量预测的目的,并针对拟合结果提出了在瓦斯涌出量预测中应注意的问题。     

石门揭穿突出煤层预留岩柱最小厚度的确定

针对目前石门揭穿突出煤层仅靠经验确定的情况,从岩石力学角度,采用快速拉格朗日数值计算方法,并对东山煤矿东二石门揭穿3#突出煤层时预留厚度分别为5、3、2、1 m的岩柱进行研究,研究结果直观形象地展现了石门掘进过程中不同预留岩柱承受的应力分布状态和塑性破坏程度,从而确定了合理的最小预留岩柱厚度。     

含气岩层对首采工作面回采的影响

任家庄煤矿在建井及首采煤层巷道掘进过程中,遇到含有大量游离瓦斯气体的砂岩层,针对该含气岩层的分布情况,对回采工作面开采后形成的冒落带、裂隙带的高度进行经验计算和数值研究,研究结果表明该含气岩层处于开采引起的裂隙带内,在首采工作面推进400 m后,含气岩层内的游离瓦斯将直接涌入采空区,威胁回采工作面的安全生产。     

综掘巷道瓦斯涌出规律研究

通过测定煤壁的瓦斯涌出强度和落煤的瓦斯解吸强度,建立煤壁和落煤的瓦斯涌出强度经验公式和瓦斯涌出量预测公式,从而建立综掘巷道的瓦斯涌出量预测模型。通过测定综掘巷道瓦斯涌出,对建立的计算模型进行验证。结果表明,煤壁和落煤的瓦斯涌出强度随时间的变化符合指数或双曲线关系,由该关系建立起的2种预测模型相互结合应用,能够很好地表达综掘巷道的瓦斯涌出规律。     

复杂管路网在多瓦斯抽放系统中的应用探讨

对井下移动泵站和地面固定泵站的网络化连接技术进行了探讨,并针对平顶山煤业集团天安十矿的现场应用,对抽放系统复杂管路网进行了有效调控,并网后既减轻了高浓度瓦斯向专回的排放,也为瓦斯的利用奠定了基础。