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下沟煤矿煤柱回收工作面冲击地压防治技术

陕西煤炭 2024年第1期43卷 112-115页

作者：蔡谊军李鹏飞计平陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500

冲击地压是世界范围内井工煤矿开采遇到的严重动力灾害,对煤矿安全高效开采构成严重威胁,我国是煤矿冲击地压最严重的国家之一,彬长矿区也是冲击地压在内多种灾害叠加区域。经过多年的探索和研究,我国在冲击地压理论及预防技术和装备方... 详细信息

冲击地压是世界范围内井工煤矿开采遇到的严重动力灾害,对煤矿安全高效开采构成严重威胁,我国是煤矿冲击地压最严重的国家之一,彬长矿区也是冲击地压在内多种灾害叠加区域。经过多年的探索和研究,我国在冲击地压理论及预防技术和装备方面取得了一定的研究成果,冲击地压得到了一定的控制,说明目前的防治措施具有一定有效性。但是,彬长矿区冲击地压事故仍时有发生,没有得到根本遏制。因此,开展煤柱回收工作面防冲技术研究及安全高效回采关键技术研究具有重要的现实意义。通过对下沟煤矿煤柱回收工作面进行简要分析,对防冲的治理工作提出一些看法。

关键词：煤柱回收冲击地压灾害治理防冲预警

动静载作用下区段煤柱能量响应特征及动力失稳机制

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采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 221-231页

作者：王方田王文林牛滕冲魏学谦中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500 中赟国际工程有限公司河南郑州450007

针对综放工作面回采过程中高静载及强动载扰动下区段煤柱动力失稳问题,以陕西蒋家河煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟、实验测试及现场实测等方法研究区段煤柱失稳能量判据、极限能量解析解、静载作用下区段煤柱应力、极限能量演... 详细信息

针对综放工作面回采过程中高静载及强动载扰动下区段煤柱动力失稳问题,以陕西蒋家河煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟、实验测试及现场实测等方法研究区段煤柱失稳能量判据、极限能量解析解、静载作用下区段煤柱应力、极限能量演化规律及动力能量响应特征,从能量角度阐明区段煤柱动力失稳机制,并对煤柱动力失稳危险区进行精准预测。结果表明:煤柱动力失稳应满足煤体单位时间内释放能量>煤体耗散能量,静态失稳则满足煤体单位时间内释放能量≤煤体耗散能量。区段煤柱极限能量与最小主应力呈二次正相关关系,煤体损伤的加深会降低煤体极限能量。动静载组合影响下区段煤柱应力、弹性能均增大,超前采动应力影响范围约为工作面前方80 m,塑性区范围内区段煤柱弹性能>极限能量,验证了理论分析的正确性。以弹性能与极限能量负向差值表征煤柱动力失稳危险性,负差值越大,动力失稳危险性越高。动载荷作用下,区段煤柱竖向应力峰值由41.87 MPa增至43.02 MPa、弹性能峰值由0.22 MJ/m^(3)增至0.24 MJ/m^(3)、塑性区逐渐延伸以至贯通,最大负能量差约为0.02 MJ/m^(3),其所在区域主要位于煤柱顶端及两帮,其中超前段区段煤柱采动侧距离巷道帮部约3.0 m处达到负能量差峰值,是煤柱动力失稳的高危区域,通过对照工作面月度微震能量事件,验证了煤柱动力失稳机制研究的合理性。

关键词：动静载煤柱能量响应动力失稳安全高效开采

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巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案研究

陕西煤炭 2024年第7期43卷 99-104,112页

作者：刘宝振许博陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

针对雅店煤矿深部高应力地质条件下巷道围岩大变形难题,以雅店煤矿ZF1407工作面为工程背景,分析得出巷道围岩大变形的主要因素为高应力作用、巷道掘进和回采影响。提出巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案,方案采用浅部高强度锚杆索支... 详细信息

针对雅店煤矿深部高应力地质条件下巷道围岩大变形难题,以雅店煤矿ZF1407工作面为工程背景,分析得出巷道围岩大变形的主要因素为高应力作用、巷道掘进和回采影响。提出巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案,方案采用浅部高强度锚杆索支护、深部压裂卸压及破碎围岩注浆加固协同控制的方法,并进行理论论证和现场设计实践,通过观测方案实施后井下围岩情况与矿压监测情况。监测结果表明,方案实施后巷道变形量减小,工作面来压稳定,锚杆、支架受力情况得到明显改善。巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案可以有效解决雅店煤矿深部复杂困难条件下的巷道支护问题,保证巷道支护安全稳定。

关键词：围岩协同控制锚杆支护注浆改性水力压裂卸压

Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂对半焦基DC-SOFC性能的影响

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1647-1656页

作者：刘国阳周安宁刘倩王俊哲西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 陕西煤业新型能源科技股份有限公司陕西西安710199

半焦与CO_(2)的气化反应速率是影响半焦燃料基DC-SOFC电池性能的关键。为提高半焦的CO_(2)气化反应性,采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿结构的Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂,用SEM、XRD、XPS、低温氮气吸脱附等分析手段研究了Ca_(2)Fe_... 详细信息

半焦与CO_(2)的气化反应速率是影响半焦燃料基DC-SOFC电池性能的关键。为提高半焦的CO_(2)气化反应性,采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿结构的Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂,用SEM、XRD、XPS、低温氮气吸脱附等分析手段研究了Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂的形貌和结构,采用热重分析实验研究Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂对半焦燃料的CO_(2)气化反应催化活性;在Ag-GDC|YSZ|GDC-Ag电解质支撑电池系统上,研究了添加Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂对半焦燃料基DC-SOFC输出性能的影响。结果表明,随着催化剂焙烧温度的提高,Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂晶粒尺寸逐渐增大、比表面积降低,750℃焙烧的催化剂具有良好的分散性、颗粒尺寸约为0.1μm,在半焦的CO_(2)气化反应中催化作用最好;相较于CaO和Fe2O3,Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂结构中吸附氧浓度更高,在半焦的CO_(2)气化反应中表现出更为优异的催化活性;Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂的循环稳定性取决于催化剂结构的热稳定性,其循环使用时活性降低主要归因于半焦燃料中无机灰分的包裹。催化剂对DC-SOFC输出性能影响表明,当半焦中添加10%的Ca_(2)Fe_(2)O_(5)催化剂时,电池的峰值功率密度从15.3 mW/cm^(2)增大到23.7 mW/cm^(2);EIS分析表明阳极传质阻力是影响DC-SOFC输出性能和燃料利用率的主要因素,降低灰分、催化剂累积带来的传质阻力可有效提高电池寿命和燃料利用率。

关键词：直接碳固体氧化物燃料电池钙钛矿催化剂 C-CO_(2)气化反应

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深部煤层开采矿井水害成因与防治技术

陕西煤炭 2024年第6期43卷 153-156页

作者：张磊于可伟陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

为促进深部煤层开采的安全和可持续发展,对深部煤层开采矿井水防治的关键技术和措施进行探讨。在分析水害成因和矿井水质量控制重要性的基础上,对井下直流电检测法、瞬变电磁检测法和音频电穿透视检测法等矿井水害检测技术的优缺点和适... 详细信息

为促进深部煤层开采的安全和可持续发展,对深部煤层开采矿井水防治的关键技术和措施进行探讨。在分析水害成因和矿井水质量控制重要性的基础上,对井下直流电检测法、瞬变电磁检测法和音频电穿透视检测法等矿井水害检测技术的优缺点和适用范围进行论述,并对填充开采、防水闸门、煤层底板加固注浆和奥灰疏水降压等矿井水害防治技术进行介绍。最后,强调了水质监测与分析、水处理技术、水质调控与调节等防治水质量控制措施的重要性。

关键词：深部开采矿井水害水害成因防治水质量控制

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临空巷道卸压支护方案与实践

陕西煤炭 2024年第6期43卷 92-95,127页

作者：李高锋梁健龙胡鹏飞李培陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

以雅店煤矿ZC1102胶带顺槽为工程背景,巷道临空布置,顶底板均为泥岩,受ZC1101工作面采动压影响,巷道变形较大。为控制变形,提出矿井深部临空巷道卸压支护方案,采用水力压裂技术并进行巷道加强支护,从而降低巷道围岩应力,维持巷道稳定,... 详细信息

以雅店煤矿ZC1102胶带顺槽为工程背景,巷道临空布置,顶底板均为泥岩,受ZC1101工作面采动压影响,巷道变形较大。为控制变形,提出矿井深部临空巷道卸压支护方案,采用水力压裂技术并进行巷道加强支护,从而降低巷道围岩应力,维持巷道稳定,减少巷道维修,保证巷道安全使用。通过分析现场应力监测和巷道变形量,表明卸压支护方案完全可行。

关键词：临空巷道水力压裂加强支护围岩应力

强含水层下特厚煤层综放开采导水裂隙带发育高度

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第2期6卷 110-120页

作者：刘成勇宋伟盛奉天古文哲袁超峰张磊中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

导水裂隙带高度是顶板水害防治的关键参数之一,为研究强含水层下特厚煤层综放开采条件下导水裂隙带发育高度,以彬长矿区雅店煤矿ZF1405工作面为背景,采用多元非线性回归建立了导水裂隙带高度预测模型,并采用数值模拟和钻孔实测相结合的... 详细信息

导水裂隙带高度是顶板水害防治的关键参数之一,为研究强含水层下特厚煤层综放开采条件下导水裂隙带发育高度,以彬长矿区雅店煤矿ZF1405工作面为背景,采用多元非线性回归建立了导水裂隙带高度预测模型,并采用数值模拟和钻孔实测相结合的方法,对该条件下导水裂隙带高度进行了全面探测。结果表明:考虑的影响因素越多,建立的导水裂隙带高度预测模型越合理,模型预测结果为257.4m,相较于经验公式更精确;数值模拟得到的导水裂隙带最大发育高度为244.2 m,发育规律可分为缓增阶段(工作面推进0~200 m)、突增阶段(工作面推进200~280m)和稳定阶段(工作面推进280m后),其中突增阶段最易发生顶板涌水事故,现场开采时,工作面由开切眼推进至200m后需提前做好预防措施;钻孔钻液消耗量和钻孔窥视探测的导水裂隙带高度分别为247.4,238.4m;数值模拟和钻孔实测结果共同验证了预测模型的可靠性,为安全起见,取4种研究方法的最大值257.4m作为最终结果。研究结果可为类似条件的矿井导水裂隙带高度预测提供参考。

关键词：彬长矿区强含水层导水裂隙带预测模型钻孔探测

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基于微震监测的矿井地质灾害分析预测

陕西煤炭 2024年第5期43卷 137-140页

作者：张磊陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

基于微震监测的矿井地质灾害分析预测是一种重要的技术手段,用于预警和预测矿井灾害。通过监测地下岩体的微震事件,可以获得地下岩体变形和破裂的信息,进而评估地质灾害的潜在风险。本文旨在探讨基于微震监测的地下矿井地质灾害分析预... 详细信息

基于微震监测的矿井地质灾害分析预测是一种重要的技术手段,用于预警和预测矿井灾害。通过监测地下岩体的微震事件,可以获得地下岩体变形和破裂的信息,进而评估地质灾害的潜在风险。本文旨在探讨基于微震监测的地下矿井地质灾害分析预测的优势和具体应用,以提供更准确的矿井安全管理和风险控制方法。

关键词：微震监测矿井地质灾害分析预测

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孤岛工作面回采期间冲击危险性及防冲要求

陕西煤炭 2024年第2期43卷 91-94,103页

作者：李鹏飞蔡谊军冯鑫彬县煤炭有限责任公司陕西咸阳712000 陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500

由于前期矿井局部区域工作面布置不合理,滥开滥采,在矿井末期孤岛工作面形成应力集中区域已是必然。需要做到尽可能避免应力集中区,合理且有效地进行工作面布置,解决在工作面后期开采期间面临的诸多问题及灾害防治,如冲击地压防治、防... 详细信息

由于前期矿井局部区域工作面布置不合理,滥开滥采,在矿井末期孤岛工作面形成应力集中区域已是必然。需要做到尽可能避免应力集中区,合理且有效地进行工作面布置,解决在工作面后期开采期间面临的诸多问题及灾害防治,如冲击地压防治、防灭火等。通过对孤岛工作面冲击地压显现、防治现状及影响因素进行分析,发现区段煤柱、底煤厚度、临近采空区等因素均对工作面开采期间冲击地压的产生有较大影响,对煤岩结构与动力灾害关系均做出危险性分析评价,对孤岛工作面回采期间冲击地压区域防范措施做出明确要求。

关键词：孤岛工作面巷道布置冲击地压治理措施