气压计法测定矿井通风阻力出现负值时的数学处理方法

<正> 通过对山东、江苏、四川近20多对矿井的通风阻力测定表明,只要测点标高准确,使用 BJ 型数字式精密气压计测定矿井通风阻力完全满足精度要求,其测定精度如表1所示。从表中看出,所测矿井通风阻力其相对误差都不超过5%。但在测定中发现,若测点标高不准确(特别是老矿井、总回风巷、导线点消失地段等),往往造成局部巷道通风阻力出现负值。如某矿总回风巷阻力测定计算结果如图1,这四段巷道通风阻力没有一个能反映本巷道的通风阻     

基于Micro-CT的受载煤岩裂隙孔隙时空演化规律

煤岩裂隙孔隙作为流体渗流的主要通道,其在采动应力作用下的扩展、连通演化规律,对煤岩的渗透性能具有重要影响。为深入揭示煤岩细观裂隙孔隙结构特征随轴向应力加载的演化规律,利用NanoVoxel–3502EX射线三维扫描成像系统与Deben加载试验装置进行煤岩单轴压缩Micro-CT原位扫描试验,获取不同应变条件下的实时CT数据,提取煤样的孔隙裂隙分布特征,定义空隙率并依据空隙率曲线的阶段性将煤样均匀分为3个部分(区域1,2和3),分析煤样细观结构随轴向应力的演化规律。研究表明：煤岩单轴压缩过程中呈现阶段性破裂,且裂隙、孔隙分布特征与内部应力传播有密切关联。单轴压缩下轴向应力的传递对冲使区域2首先出现裂隙、孔隙发育,而后靠近轴向应力加载压头的区域1裂隙、孔隙发育并连通,并在峰值(1 100 N)和破坏后(492 N)的孔裂隙体积表面积的最大值和体空隙率最大,而靠近轴向固定压头的区域3区段裂隙孔隙发育相对缓慢,其孔裂隙体积表面积的最大值和体空隙率最小。煤岩基质(骨架)在轴向力的作用下产生局部变形与破坏,形成孤立孔隙与微小裂隙,而裂隙、孔隙的空间展布加剧了煤岩内部应力分布的不均匀性,进而对煤岩破...     

综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的数值模拟

针对配有附壁风筒综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的特点,分别采用k-ε和k-ε-Θ-k_p数学模型建立了该流场单相风流流动和气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对该流场风流及粉尘的扩散进行了数值模拟。模拟结果显示,综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统可在掘进机司机的前方形成基本封闭整个巷道断面的旋流气幕,能有效地将粉尘封闭在掘进头至掘进机司机前方0.5 m的空间内,防止粉尘向其它区域扩散。依据模拟结果和工作面现场的实际条件,设计了由附壁风筒和抽尘净化装置构成的综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统,该系统在综掘工作面应用后,有效地降低了工作面现场各作业地点的粉尘浓度,取得了较好的降尘效果。     

低孔隙率煤层高压注水技术

针对天安矿业有限公司星村煤矿3#煤层高地压低孔隙率、产尘浓度高、地温高和具有较大冲击地压危险性的特点,从高效注水用渗透剂(表面活性剂)的选择、高地压低孔隙率煤层注水工艺技术的研发为目标出发,对煤层注水采用理论分析、实验室研究和现场观测相结合的方法进行研究,设计了高地压低孔隙率煤层注水工艺参数。     

综掘工作面粉尘浓度分布的数值模拟

针对矿井掘进工作面的特点,建立了与现场实际较符合的掘进巷道数值仿真模型;根据气固两相流理论,采用计算流体力学的离散相模型对长压短抽式通风掘进巷道中的粉尘运动规律进行了数值模拟,得出长压短抽式通风掘进巷道中粉尘质量浓度的分布规律:工作面附近区域的粉尘质量浓度较高,然后沿程逐渐降低;距离压入式风筒另一侧煤壁越近回风侧空间内的粉尘质量浓度越高。     

束管监测系统气样传输时间的确定

通过实验,求得了柴里矿束管的百米风阻值和真空泵特性曲线,根据真空泵的特性曲线,结合束管管路的风阻曲线,确定了束管监测系统的气样传输时间。     

PROTOS2-2高速卷接机组调头轮技术的改进

PROTOS2-2高速卷接机组采用锥齿轮式锥形调头轮技术,安装精度要求高,在高速运行下容易产生磨损和噪声,在烟支交接点存在速度差异,对烟支交接造成较大冲击,容易影响烟支外观质量。为此,对PROTOS2-2卷接机组的调头轮进行了改进。改进后的锥形调头轮:①无凸轮结构,避免了高速旋转下凸轮磨损带来的不利影响;②利用独立伺服电机代替齿轮传动,避免了齿轮结构造成的易磨损、噪声大、安装要求高等问题;③烟支运动控制准确,保证了烟支在调头前后交接柔和平稳。PRO/E动态仿真结果表明,烟支交接速度和伺服电机扭矩均达到了预期设计效果。采用伺服电机驱动的锥形调头轮安装快速,调整方便,可以满足PROTOS2-2卷接机组16000支/m in的生产要求。     

煤矿安全评价中评价指标安全度值的确定

煤矿安全评价是辨识和消除煤矿生产系统危险的重要方法，安全评价至为关键的因素之一是准确可靠的确定评价指标的安全度值，基于经典统计和模糊统计之上的集值统计，能有效的确定具有随机，模糊性质的煤矿安全评价指标的安全度值；并在确定过程中，给出评价指标安全值的可靠性程度和各评价的专家的偏离度，实例表明，此法弥补目前煤矿安全的评价中由经典统计法确定安全度值的不足，提高了煤矿安全评价的准确度和可靠性。     

软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术

软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P_0的计算方程。计算分析知,当底臌压力P_0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其"控底-助帮"的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验。工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性。