数字矿井及其相关技术分析

结合数字地球和数字中国战略的提出 ,对未来的数字矿井进行了构想 ,给出了数字矿井的基本框架 ,全面、系统地论述了数字矿井的相关技术———矿井空间数据的获取与分析技术、网络数据库与分布式计算技术、数据仓库及数据挖掘技术、多种数据整合及虚拟现实技术 ,最后指出数字矿井的作用和意义     

GIS技术在瓦斯区域预测中的应用

结合淮南矿业(集团)有限责任公司潘三矿瓦斯预测信息管理系统的实例,探讨了如何利用地理信息系统(GIS)技术、计算机技术实现瓦斯区域预测的科学化自动化管理,对基于ArcView的瓦斯预测信息管理系统的系统总体结构及系统功能进行了分析和设计,并对系统开发过程中的关键技术进行了详细分析.     

鹤煤十矿突出前瓦斯涌出特征及预测指标的选择与应用

文章论述和分析了煤与瓦斯突出日常预测现状,指出非接触式动态预测是突出预测的发展趋势。利用瓦斯涌出规律预测煤与瓦斯突出危险性是实现非接触式动态预测的途径之一,通过分析鹤壁十矿环境监测系统监测到的3次突出前瓦斯涌出变化曲线,研究了突出前瓦斯涌出变化特征,并结合前人研究成果,评价选择了预测指标,然后通过比较突出区和非突出区的指标值,确定了临界值。     

水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用

分析了掘进工作面各种防突措施的优缺点,研究了水力冲孔技术的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程.研究表明,在严重突出矿井采用水力冲孔措施,可有效地消除激发突出的应力,大幅度地释放煤体中的瓦斯,增大了煤体抑制突出的阻力,很好地起到了综合防突的作用,且提高巷道掘进速度2～3倍.     

鹤壁矿区煤与瓦斯突出规律及其控制因素分析

鹤壁矿区是煤与瓦斯突出相当严重的矿区,其中六矿、八矿和十矿为突出矿井,通过对这3个矿井先后发生的44次煤与瓦斯突出事故统计分析,进而指出了该矿区煤与瓦斯突出规律及其控制因素。研究表明,煤层埋藏深度、地质构造、构造软煤、瓦斯等是控制鹤壁矿区煤与瓦斯突出的主要因素。这为该矿区今后防治煤与瓦斯突出提供了理论指导,更好地保证煤矿安全生产的顺利进行。     

基于瓦斯吸附-解吸试验确定瓦斯含量临界值

为了确定瓦斯含量临界值,以预测煤与瓦斯突出区域,提出了基于瓦斯吸附-解吸试验的瓦斯含量临界值确定方法。通过瓦斯吸附-解吸试验建立了瓦斯压力、瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标Δh2的关系式,得出平煤一矿丁6煤层Δh2的临界值为160 Pa,进而计算出Δh2取临界值时对应的最小瓦斯含量为5.04 m3/t,这与通过朗格缪尔公式法初步确定的瓦斯含量临界值5 m3/t具有较好的一致性。工程应用验证了基于瓦斯吸附-解吸试验的瓦斯含量临界值确定方法的合理性。     

大直径顺层钻孔局部消突技术在突出矿井掘进面的应用

针对高瓦斯突出煤层煤巷掘进过程中易发生煤与瓦斯突出和掘进速度低等问题,提出并实施大直径钻孔抽放瓦斯消除煤与瓦斯突出技术,既消除了煤与瓦斯突出危险,同时杜绝了掘进过程中的瓦斯超限问题,提高了掘进速度,确保了高瓦斯突出煤层掘进工作面的安全生产.     

温度对煤粒瓦斯扩散动态过程的影响规律与机理

根据气体在多孔介质的运移理论,推导出了含瓦斯煤粒的扩散通量、扩散系数与温度分别呈指数函数、幂函数关系。运用自制设备,实验研究了吸附平衡压力为(0.74±0.01) MPa,吸附温度为303 K,解吸环境温度为283~313 K条件下,不同煤阶含瓦斯煤粒的扩散通量与温度的量化关系,确定了3种煤阶煤粒瓦斯放散量随温度变化的修正方法和回归系数,查明了不同煤阶煤粒的瓦斯扩散系数随温度升高的量化变化规律。实验结果表明,前60 min的温度影响回归系数a可在0.011 0~0.012 0之间取值,无烟煤取0.011 0,高变质烟煤可取0.011 5,低变质烟煤可取0.012 0。揭示了温度对含瓦斯煤粒扩散动态过程的影响机理,温度升高增强了甲烷分子的活性、促使孔隙扩张,特别是小孔隙的扩张,大大提高了瓦斯在煤粒中的扩散能力。     

坪上煤业瓦斯抽采系统优化北大核心

针对坪上煤业地面瓦斯抽采泵站本煤层和采空区抽采系统能力不足的现状,分析现有抽采系统中存在管路流速超限、孔口末端负压能力不足等实际问题,开展对高低负压系统的系统改造和升级工作。采用更换大管径、增设新管道井等措施,在不更新大功率抽采泵的前提下,极大减小了矿井的抽放阻力,抽采系统能力大幅度提高。     

深部低透气性煤层水力冲孔措施防突机理分析

针对淮南矿区谢桥、潘三等矿开展的水力冲孔消突试验,利用数值模拟软件ANSYS对水力冲孔措施前后所形成的孔洞进行了模拟解算;定量分析了冲孔前后孔洞周围煤体应力、应变和位移的变化情况,并结合现场实际对水力冲孔措施的防突机理进行了分析,结果表明：在深部无保护层可采的低透气性突出煤层中采用水力冲孔措施后,冲孔后的瓦斯浓度不仅比冲孔前提高了50％左右,而且抽放浓度和抽放瓦斯纯流量也增加了3倍左右,大幅提高了煤层的瓦斯抽放效率,降低了煤体的弹性潜能和瓦斯潜能等突出潜能,减少了煤层的突出危险性。