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防喷孔及气水渣动态分离一体化装置研究与应用

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煤炭技术 2025年第1期44卷 190-193页

作者：陈滔龙志强肖国圣王奇飞蒋文筠刘立梁王超湖南省瓦斯治理和利用工程研究中心有限公司长沙410007 湖南煤业股份有限公司长沙410004 黄牛岭矿业有限公司湖南郴州423000 平顶山市安泰华矿用安全设备制造有限公司河南平顶山467000

为解决煤矿井下施工钻孔过程中喷孔问题,使用传统防喷装置气水渣分离效率低,现场环境污染严重,水渣混合物转运不方便、运渣劳动强度大等问题,特设计出一种防喷孔及气水渣动态分离一体化装置,此装置包含孔口收集系统、气水渣分离系统、... 详细信息

为解决煤矿井下施工钻孔过程中喷孔问题,使用传统防喷装置气水渣分离效率低,现场环境污染严重,水渣混合物转运不方便、运渣劳动强度大等问题,特设计出一种防喷孔及气水渣动态分离一体化装置,此装置包含孔口收集系统、气水渣分离系统、防喷孔冗余系统、瓦斯抽采系统、煤岩渣运输系统,利用此5个系统分别完成喷孔防治、气水渣收集与分离、煤岩渣运输,实现环保、高效、经济的处理喷孔问题。并经煤矿井下现场试验与分析,表明了该装置具备使用成本低、操作简单、可靠性高、气水渣分离效果好、环境污染小等特点,取得了良好的应用效果。

关键词：防喷孔气水渣动态分离高效清渣

极松软厚煤层超高巷道顶部高泡材料充填体强度确定

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采矿与岩层控制工程学报 2023年第4期5卷 73-83页

作者：王旭锋贾俊飞杨战标赵万里王纪尧杨培举杨前中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 平顶山天安煤业股份有限公司十一矿河南平顶山467047 平顶山天安煤业股份有限公司煤炭开采利用研究院河南平顶山467000 平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿河南平顶山467522

极松软厚煤层超高巷道采用顶部充填方式控制围岩稳定已取得了显著的技术效果,已有实践表明,顶部充填体强度对支护效果影响重大。为进一步提升该技术的综合经济效益,增加矿井焦煤产出率,提出采用高泡材料进行顶部充填,以减少材料用量和... 详细信息

极松软厚煤层超高巷道采用顶部充填方式控制围岩稳定已取得了显著的技术效果,已有实践表明,顶部充填体强度对支护效果影响重大。为进一步提升该技术的综合经济效益,增加矿井焦煤产出率,提出采用高泡材料进行顶部充填,以减少材料用量和优化支护效果。通过建立超高巷道顶部充填体受力模型,得到了巷道顶部充填体水平及垂直方向的受载强度,确定了顶部充填体所需的强度及变形能;根据不同水灰比、发泡剂含量条件下高泡材料的力学特性,采用数值模拟方法确定了高泡材料的最佳配比,通过工业试验验证了支护效果。研究结果表明,巷道高度为3~6 m时,顶部充填体水平及垂直方向最大受力载荷分别为0.48 MPa和1.37 MPa;巷道高度为6 m时,顶部充填体所需变形能应大于1.17 MPa;将水灰比为3∶1、发泡剂含量为0.03%的充填体充填至巷道顶部,数值模拟及现场的巷道两帮最大位移分别为220 mm和163 mm,满足工作面安全开采要求。研究结果可为类似条件的巷道围岩控制提供借鉴。

关键词：极松软厚煤层超高巷道高水高泡材料材料性能控制效果

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综采工作面超前支护负压喷雾集尘器除尘效果分析

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煤矿现代化 2025年第1期34卷 123-128页

作者：戎华峰山煤国际能源集团股份有限公司山西太原030000

为减少超前支护粉尘,基于计算流体力学(CFD)离散粒子模型对集尘器作用下的粉尘扩散规律的数值模拟结果,结合实验测量和现场试验,研制了一种针对综采环境下超前支护粉尘源的负压喷雾集尘器。模拟结果表明:液压支架在距离液压支架迎风面0~... 详细信息

为减少超前支护粉尘,基于计算流体力学(CFD)离散粒子模型对集尘器作用下的粉尘扩散规律的数值模拟结果,结合实验测量和现场试验,研制了一种针对综采环境下超前支护粉尘源的负压喷雾集尘器。模拟结果表明:液压支架在距离液压支架迎风面0~9 m处的人行道附近形成了浓度高达1000 mg/m^(3)的高浓度粉尘带,并逐渐扩散到0~36 m处;采用负压喷雾除尘器后,液压支架背风面粉尘带浓度降至300 mg/m^(3)以下,扩散范围缩小至采煤机背风侧0~5 m;人行道附近的粉尘带形态也转变为低浓度的粉尘带。经室内试验,选择超声雾化喷嘴作为最终喷嘴,在相同的水气压力为0.4 MPa的条件下,使用该喷嘴配备的负压喷雾集尘器,有效范围为5.03 m,雾化角为71°。将研制的负压喷雾捕集器应用于塔山煤矿5110综采环境中,有效降低靠近人行道作业区推进支架的粉尘浓度,平均总降尘率和呼吸降尘率分别达到81.5%和79.1%,证实了该装置具有良好的降尘效果。

关键词：粉尘煤矿综采环境负压喷雾收集器数值模拟

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地面井分区式瓦斯抽采技术体系及工程实践

煤炭科学技术 2023年第3期51卷 100-108页

作者：李延河平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 中国平煤神马控股集团有限公司河南平顶山467000

为有效减少煤层瓦斯含量,实现瓦斯资源的高效利用并降低井下瓦斯治理难度,结合首山一矿现场地质特征,构建了地面井分区式瓦斯抽采技术,旨在实现矿区瓦斯治理体系化。基于采矿活动的时空分布特征,将井田划分为未采区、采动区和采空区,分... 详细信息

为有效减少煤层瓦斯含量,实现瓦斯资源的高效利用并降低井下瓦斯治理难度,结合首山一矿现场地质特征,构建了地面井分区式瓦斯抽采技术,旨在实现矿区瓦斯治理体系化。基于采矿活动的时空分布特征,将井田划分为未采区、采动区和采空区,分区建立不同地面井进行瓦斯抽采,实现瓦斯治理向瓦斯利用并重转变。体系化瓦斯治理技术包括地面井井位科学布置、井身结构及施工设计、未采区储层压裂增透和排采与集输工程4部分。综合考虑空间层位、煤层特征、地面位置、煤层回采和瓦斯赋存条件进行地面井井位选取。在采动区,基于煤层回采后垮落带和裂隙带高度,设计采动区直井和L型井井底层位分别位于裂隙带中上部,借助本煤层回采的卸压效果,实现区域内多煤层瓦斯高效抽采。设计了未采区L型井井身、采动区直井井身、采动区L型井井身和采空区直井井身。对未采区煤层进行水力压裂实现煤层增透,选用定向射孔+泵送桥塞式光套管压裂的复合压裂工艺进行煤层压裂,采用深穿透加强弹进行射孔作业,支撑剂采用0.841/0.42 mm石英砂。在首山一矿进行地面井分区式瓦斯抽采技术工程实践,统计了矿区内不同类型地面井瓦斯抽采情况,结果显示:采动区地面井单井瓦斯日产量最高可超过4万m^(3),单井累计瓦斯抽采量高达259.7万m^(3),井田区域内目前在抽钻井11口,累计抽采量高达1425.2万m^(3)。现场效果检验表明实施地面井分区式瓦斯抽采技术可实现瓦斯的高效抽采,形成了“采一层治多层”的瓦斯治理模式。

关键词：瓦斯抽采地面井分区式抽采钻井压裂

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深部高地应力巷道组合锚索高压注浆技术研究

煤炭科学技术 2020年第12期48卷 68-73页

作者：孙海良赵静雅孙家悦平顶山天安煤业股份有限公司开拓处河南平顶山467000

为了解决深部高地应力巷道普遍存在的变形严重、支护困难等问题,对深部高应力巷道围岩变形破坏特征及其影响因素进行了分析,探讨了高强锚注支护作用机理,并对组合锚索注浆支护技术及配套施工工艺进行了研究,设计了组合锚索高压注浆技术... 详细信息

为了解决深部高地应力巷道普遍存在的变形严重、支护困难等问题,对深部高应力巷道围岩变形破坏特征及其影响因素进行了分析,探讨了高强锚注支护作用机理,并对组合锚索注浆支护技术及配套施工工艺进行了研究,设计了组合锚索高压注浆技术方案及工艺参数,并研制了新型组合锚索注浆封孔装置。研究结果表明:组合锚索注浆分为封口注浆和封孔注浆2部分,一次注浆后孔口被固化,承受注浆压力明显增强,由原来的3 MPa增大到8 MPa,注浆压力提高后浆液扩散半径明显增大,浆液沿着岩层的裂隙扩散,增加了破碎岩层的黏聚力和围岩整体强度,在巷道周围形成了稳定的承压组合拱,提高了巷道的稳定性;通过对比分析,组合锚索注浆支护段的巷道围岩控制效果明显好于普通支护段,通过组合锚索注浆的应用,大幅增强了巷道围岩支护强度,巷道围岩变形较普通支护段减小50%以上,较好控制了巷道围岩变形。

关键词：高地应力封孔装置组合锚索高压注浆