大埋深煤巷掘进超高强锚杆支护控制技术

对高地应力、强烈采动影响、松软破碎围岩等复杂困难条件下的大埋深煤巷的支护控制进行了理论分析。结合平煤集团天安十矿己15-24080机巷支护设计的实际条件,论述了埋深900 m、顶板岩性不坚硬、围岩层位变化大、煤层倾角较大等状况的深井高地压大断面软岩巷道围岩稳定控制问题。超高强锚杆支护控制技术在平煤十矿己15-24080机巷掘进过程中取得了成功应用,实现了一次成巷,大大减少了巷道后期维护量,且对大埋深煤巷掘进支护控制技术的研究与设计具有参考价值。     

顺层钻孔抽采煤层瓦斯有效影响半径数值模拟及应用

确定钻孔有效抽采半径是煤矿瓦斯安全高效抽采的关键,本文结合实际矿井的基础参数资料,利用流体力学软件Fluent,通过软件内置的多孔介质模型,对流场区域添加用于表征多孔介质性质的阻力参数来实现对流体在多孔介质中的流动过程的模拟。结果表明:1该工作面的理论有效瓦斯抽采半径约为1.9m,该工作面的抽采间距可设计为4m;2煤层渗透率改变影响瓦斯运移的阻力的变化,从而能大幅影响煤层内瓦斯的运移速度,而抽放负压通过影响瓦斯运移的动力,在一定程度上也会影响钻孔瓦斯流量;3模拟结果与试验结果具有很好的统一。     

液态CO_2相变致裂技术在金佳煤矿的应用

为更好地在低渗透、高瓦斯、强突出煤层中应用CO_2致裂技术,在金佳煤矿11224运输巷与212石门进行CO_2相变致裂的防突预抽现场试验,通过比较煤层致裂后的瓦斯压力与含量变化,确定CO_2致裂技术在顺层孔与穿层孔中的差异,研究结果表明:一次液态CO_2相变致裂时间为2.0～2.5 h,且需要多次注入液态CO_2致裂才能提高瓦斯抽采效果;采用液态CO_2致裂技术可在原来基础上减少煤层瓦斯含量6%～12%,减少煤层瓦斯压力9%～12%,并且运用在穿层孔的效果要优于顺层孔,但是穿层孔的规律不如顺层孔稳定;液态CO_2致裂技术的致裂半径为6 m,为提高致裂效果可采用叠加致裂的布孔方式,增大钻孔群的抽采效果。该对比研究结果为液态CO_2相变致裂技术运用在煤矿瓦斯突出与防治领域提供了有效依据。     

突出煤层炮掘工作面光面爆破技术

通过对光面爆破原理的分析及其参数的计算,结合平顶山天安煤业十矿突出煤层炮掘工作面己15-24080机巷光面爆破技术的研究应用,发现光面爆破能使巷道成型规整,消除围岩的突出处应力集中,最大限度地保持了围岩自身强度,能较大减少掘进的超挖量,有效消除围岩的凹凸不平,减少通风阻力和瓦斯积聚,减少材料消耗,从而降低了成本,加快了掘进进度。     

基于图像分类网络的非侵入式负荷辨识算法的运算成本优化

目前基于图像分类网络的非侵入式负荷辨识算法可达到较高的辨识准确率,但存在较严重的参数冗余,引发了不必要的运算成本。对此类算法的运算成本进行优化,提出一种基于灰色编码的设备特征组合方法,以减少算法中设备特征的参数冗余;然后使用轻量级图像分类网络ZFNet构建设备辨识模型,并引入Inception模块来减少模型中卷积层输出的参数冗余,同时基于仿真实验结果对模型中全连接层的结构和参数进行适应性调整,以减少模型的参数冗余,最后使用PLAID数据集进行算例分析。结果表明：相比于同类算法,所提算法在设备特征的参数量上减少了66.7%～67.5%,在模型的参数量上减少了90%～97.1%,在整体运算量上的变动为-91.7%～6.1%。     

基于COMSOL-Multiphysics研究煤与瓦斯突出

文章分析多物理场耦合分析软件——COMSOL Multiphysics在研究煤与瓦斯突出方面的可行性和优越性,并指出其实现方式和技术路线。介绍新的研究煤与瓦斯突出的工具和提出研究煤与瓦斯突出的另一个视角。     

考虑煤弹性能的瓦斯突出冲击波超压计算模型

基于能量守恒理论,通过理论分析推导出了吨煤弹性潜能的近似计算公式,进而根据气体动力学理论得出了煤与瓦斯突出冲击波产生的入射超压和反射超压的定量解析计算方法,算例分析结果表明:计算公式与实测值基本一致。突出冲击波超压解析计算方法考虑了煤岩多参数的综合影响,可以为巷道内设施作用力的计算提供参考。     

煤与瓦斯突出后灾害气体影响范围试验研究

为确定煤与瓦斯突出事故发生后处于爆炸极限内的瓦斯分布区域,避免在此区域布置机电设备,降低突出后发生瓦斯爆炸的危险性,根据矿井的实际参数,设计相似模拟试验,建立在巷道风流作用下的突出气体运移扩散模型,并结合实际煤与瓦斯突出强度和通风条件,分析了突出后高浓度瓦斯的时空分布规律。研究结果表明:各测点监测的气体量与监测距离呈负指数关系,紊流扩散系数与实测值基本一致,灾害气体到达各测点的初至时间和监测距离均呈现良好的线性关系;风量为648 m3/min,断面面积为9 m2条件下,突出10 000 m3瓦斯后,距离突出源563 m以内的巷道区域为瓦斯爆炸危险区域,0~290 s内发生瓦斯爆炸危险性最大,而在距离突出源563 m以外的区域布置机电设备,巷道发生瓦斯爆炸的危险性较小。