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采空区下伏煤层水力压裂试验研究与应用

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 231-242页

作者：陆泳鑫胡胜勇李国富武玺路佳旗杨育涛张村苏燕太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 晋能控股装备制造集团有限公司山西晋城048006 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048200 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 山东电子职业技术学院山东济南250100

采空区下伏煤层气资源储量丰富,长期未能有效开发。水力压裂技术是一种提高煤层气采收率的有效手段,上覆煤层的开采与重新压实会直接影响采空区下伏煤层水力裂缝的扩展行为。通过大尺寸(300 mm×300 mm×300 mm)真三轴水力压裂试验,分... 详细信息

采空区下伏煤层气资源储量丰富,长期未能有效开发。水力压裂技术是一种提高煤层气采收率的有效手段,上覆煤层的开采与重新压实会直接影响采空区下伏煤层水力裂缝的扩展行为。通过大尺寸(300 mm×300 mm×300 mm)真三轴水力压裂试验,分析了不同加卸载应力扰动程度下煤体的力学与声发射响应特征,提出了表征煤体损伤程度的损伤变量T,明晰了损伤与水力裂缝起裂与扩展规律之间的关系。结果表明:采空区下伏煤体垂向应力加载阶段引起的损伤显著大于卸载阶段,垂向加载应力不超过11 MPa时,煤体处于弹性阶段,损伤极少;加载至11~15 MPa,处于屈服阶段,损伤大幅增加;加载至15~18 MPa,处于强化阶段,煤体孔裂隙逐渐被压实。损伤变量T可以有效表征煤体内部损伤程度,Tc为煤体未经过加卸应力扰动时的损伤变量。T=Tc时,煤体内部的损伤程度与未经过加卸载应力扰动的煤体损伤程度相当;T> Tc时,煤体呈应力损伤态,T越大,损伤程度越高;T 煤体呈应力压实态,T越小,压实程度越高。煤体应力损伤程度与破裂压力呈负相关,高损伤程度使得煤体更容易破裂,井筒近端容易形成主水力裂缝,有利于开展水力压裂。煤体的压实程度与破裂压力呈正相关,高压实程度使得水平应力差对水力裂缝扩展的影响减弱,井筒近端水力裂缝发育,不易形成主水力裂缝,阻碍水力压裂开展。基于研究成果制定了采空区下伏煤层水力压裂施工方案优化原则并在现场应用,优化后的方案水力压裂造缝能力显著提高。

关键词：采空区下伏煤层煤层气水力压裂损伤变量裂缝扩展

李村煤矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采参数优化研究

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煤炭工程 2024年第1期56卷 98-104页

作者：申海生邹虎刘垒赵春洲王彦敏曹良伟田锦绣田珑山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿山西长治046000

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试... 详细信息

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试验结果表明:顶板定向长钻孔达到了高抽巷瓦斯抽采的效果,将上隅角瓦斯浓度控制在安全范围内,且其施工进度快,成本低,有效解决了李村矿采掘接替紧张的局面。

关键词：顶板定向长钻孔高抽巷采空区抽采参数优化

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煤矿通风机振动故障预警方法设计及应用研究

山东煤炭科技 2024年第5期42卷 99-103,109页

作者：薛杰沁和能源集团有限公司永红煤矿山西晋城048205

针对通风机振动故障预警存在的不足,对煤矿井下恶劣工作环境中通风机机械典型故障及其特征进行分析,阐述了振动分析方法及其基本规范,设计了一种创新的基于振动分析的煤矿通风机振动故障预警方法。该方法以MCM-100设备状态监测平台为基... 详细信息

针对通风机振动故障预警存在的不足,对煤矿井下恶劣工作环境中通风机机械典型故障及其特征进行分析,阐述了振动分析方法及其基本规范,设计了一种创新的基于振动分析的煤矿通风机振动故障预警方法。该方法以MCM-100设备状态监测平台为基础,603C01加速度振动传感器对振动信号进行高精度在线动态采集,运用频谱分析+振动强度对故障进行诊断识别。实践结果表明:该通风机振动故障预警方法能对永红煤矿FBD8.5-2×75型局部通风机发生的所有振动故障进行准确判断,并进行预警,保障了设备的安全,为煤矿通风机的故障监测与预警提供了一种有效的技术解决方案,有助于提高煤矿的安全性和效率。

关键词：通风机振动故障预警方法 MCM-100监测平台

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煤矿风井防爆盖自动控制锁紧装置设计与应用

山东煤炭科技 2024年第7期42卷 163-166,171页

作者：苏乔峰沁和能源集团有限公司永安煤矿山西晋城048000

永安煤矿通风系统反风操作时立风井防爆盖采用传统人工操作压板式反风锁紧装置,在无准备情况下10 min内无法完成防爆盖的压紧和风机反转操作,存在严重安全隐患。针对该问题提出一种基于液压驱动和自动化控制的防爆盖自动控制锁紧装置,... 详细信息

永安煤矿通风系统反风操作时立风井防爆盖采用传统人工操作压板式反风锁紧装置,在无准备情况下10 min内无法完成防爆盖的压紧和风机反转操作,存在严重安全隐患。针对该问题提出一种基于液压驱动和自动化控制的防爆盖自动控制锁紧装置,主要由液压驱动的防爆盖反风锁紧装置和自动控制系统组成。通过改进防爆盖的锁紧机制,实现快速、可靠的反风操作。结果表明:该防爆盖自动控制锁紧装置可远程控制实施防爆盖的压紧和风机反风操作,反风操作时间均在10 min内,符合安全规范,能够降低劳动强度,减少人工操作带来的安全风险,未发生因防爆盖压紧问题导致的通风安全事故,经济社会效益显著。

关键词：矿井反风风井防爆盖锁紧装置自动控制

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煤矿安全目标管理的作用分析

煤炭新视界 2024年第1期 294-296页

作者：毕艳明沁和能源集团有限公司端氏煤矿山西晋城048203

文章就安全目标管理在煤矿安全管理中的作用进行探讨,分析煤矿安全管理中存在的问题,提出煤矿安全目标管理相关措施,包括打造安全的作业环境、加强设备稳定性、推动技术创新、加强对作业人员的培训等。

关键词：煤矿安全目标管理地质结构作业环境

永红煤矿大采高综放开采小煤柱沿空掘巷技术的实践

维普期刊数据库评论

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山东煤炭科技 2024年第6期42卷 33-37页

作者：张小东沁和能源集团有限公司永红煤矿山西晋城048025

永红煤矿以往传统留设38~45 m区段大煤柱造成资源严重浪费,以15102特厚煤层大采高综放面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场观测方法,对小煤柱沿空掘巷技术进行实践研究。计算得到小煤柱宽度上下限,确定合理的小煤柱宽度为6m,对... 详细信息

永红煤矿以往传统留设38~45 m区段大煤柱造成资源严重浪费,以15102特厚煤层大采高综放面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场观测方法,对小煤柱沿空掘巷技术进行实践研究。计算得到小煤柱宽度上下限,确定合理的小煤柱宽度为6m,对掘进和回采期间小煤柱沿空巷道支护进行设计。结果表明:采用6m小煤柱沿空掘巷技术能有效控制掘进和回采期间围岩稳定性,可显著提高资源回收率。

关键词：大采高沿空掘巷煤柱

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含水纵向裂隙煤岩破裂特征与演化规律研究

矿业研究与开发 2024年第7期44卷 191-196页

作者：李小辉邢楷彭群晋能控股装备制造集团寺河煤矿山西晋城市048000 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司山西晋城市048000 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

煤岩中的纵向裂隙与含水率对煤岩的力学性质和破裂特征具有显著影响。对含水纵向裂隙煤岩进行了单轴压缩试验并监测声发射事件。分析了含水状态下纵向裂隙对煤岩峰值应力、峰值应变、弹性模量以及破坏模式的影响,并探讨了含水率与煤岩... 详细信息

煤岩中的纵向裂隙与含水率对煤岩的力学性质和破裂特征具有显著影响。对含水纵向裂隙煤岩进行了单轴压缩试验并监测声发射事件。分析了含水状态下纵向裂隙对煤岩峰值应力、峰值应变、弹性模量以及破坏模式的影响,并探讨了含水率与煤岩力学特性之间的关系。研究揭示了完整煤岩与纵向裂隙煤岩在破坏模式上的显著差异:完整煤岩倾向于发生自持性破坏,而纵向裂隙煤岩的破坏表现为非自持性破坏,并且峰值强度较完整煤岩下降约20%。此外,纵向裂隙煤岩在加载过程中,当加载时间达到48.5%~62.6%时,声发射事件会在煤岩的破坏中心区域发生聚团现象。研究还发现,含水率与浸水时间之间的关系为ω_(a)=0.82lnt+0.31,峰值强度与含水率之间的关系为σ=19.77-3.11ω_(a)。这些试验结果不仅对煤岩破坏模式、破坏范围和破坏强度的定性描述提供了依据,还对探究煤岩的变形破坏机制和地下工程的稳定性分析具有重要的参考价值。

关键词：浸水煤岩纵向裂隙单轴压缩声发射

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煤炭综采工作面生产安全自动控制系统的设计

自动化应用 2024年第15期65卷 79-81页

作者：韩孔军沁和能源集团有限公司端氏煤矿山西晋城048203

针对煤炭综采工作面生产安全问题,提出了一种自动控制系统设计方案。该系统基于工业以太网和PLC控制技术,通过实时监测和控制综采工作面的关键参数,实现了工作面生产过程的智能化管理。系统采用模块化设计,具有结构简单、可靠性高、可... 详细信息

针对煤炭综采工作面生产安全问题,提出了一种自动控制系统设计方案。该系统基于工业以太网和PLC控制技术,通过实时监测和控制综采工作面的关键参数,实现了工作面生产过程的智能化管理。系统采用模块化设计,具有结构简单、可靠性高、可扩展性强等优点,能够满足煤炭综采工作面的实际需求。

关键词：煤炭综采自动控制系统 PLC控制技术工业以太网智能化管理

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煤矿安全管理存在的问题及应对措施

煤炭新视界 2024年第1期 297-299页

作者：王璞波沁和能源集团有限公司端氏煤矿山西晋城048203

为提高煤矿安全管理水平,首先,分析煤矿安全管理的重要性,包括降低事故发生率、减轻事故损失及提升企业形象等;其次,指出煤矿安全管理中存在的人员素质问题、技术设备问题和管理层面问题等;最后,提出应对这些问题的措施,包括增强作业人... 详细信息

为提高煤矿安全管理水平,首先,分析煤矿安全管理的重要性,包括降低事故发生率、减轻事故损失及提升企业形象等;其次,指出煤矿安全管理中存在的人员素质问题、技术设备问题和管理层面问题等;最后,提出应对这些问题的措施,包括增强作业人员安全意识和提高技术水平、加大技术设备投入和更新改造、完善矿山安全管理制度和监管机制等。

关键词：煤矿安全管理人员素质技术设备管理制度监管机制