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粉煤灰膏体充填材料工作性能影响因素研究

矿业研究与开发 2024年第6期44卷 65-71页

作者：李明李起行吴相儒邬志雄河南能源集团永煤公司陈四楼煤矿河南永城市476617 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州市221116 内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司内蒙古鄂尔多斯市010323

为促进充填开采的推广应用,采用正交试验的方法,通过泌水率、坍落度和单轴抗压强度试验,研究了料浆质量浓度、矸石粒径、矸灰比和粉煤灰替代率对粉煤灰基膏体充填材料输送和力学性能指标的影响规律,给出了当前试验阶段充填材料的最佳配... 详细信息

为促进充填开采的推广应用,采用正交试验的方法,通过泌水率、坍落度和单轴抗压强度试验,研究了料浆质量浓度、矸石粒径、矸灰比和粉煤灰替代率对粉煤灰基膏体充填材料输送和力学性能指标的影响规律,给出了当前试验阶段充填材料的最佳配比。结果表明:料浆质量浓度是输送性能的主控因素,粉煤灰替代率和矸灰比次之,矸石粒径的影响较小;料浆质量浓度也是力学性能的主控因素,矸灰比次之,粉煤灰替代率和矸石粒径的影响较小;现阶段粉煤灰基膏体充填材料的较优配比为80%料浆质量浓度、0~5mm矸石粒径、1.0矸灰比以及30%粉煤灰替代率。研究成果对于降低充填成本具有重要意义。

关键词：粉煤灰膏体充填正交试验输送性能力学性能

高瓦斯煤层大直径钻孔卸压增透瓦斯渗流时空演化机理

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煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 47-61页

作者：王方田李哲张村何东升张洋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 北京龙软科技股份有限公司北京100190 中国矿业大学(北京)能源与矿业工程学院北京100083 永城煤电集团股份有限公司河南永城476600

矿井瓦斯抽采面临抽采率低、有效抽采周期短、瓦斯预抽体积分数不达标等困境。为实现高瓦斯低透气性煤层的精准卸压增透,以顺和煤矿2404典型深井高瓦斯低透气性煤层工作面为研究对象,基于长时力学效应理论建模、COMSOL数值分析和现场试... 详细信息

矿井瓦斯抽采面临抽采率低、有效抽采周期短、瓦斯预抽体积分数不达标等困境。为实现高瓦斯低透气性煤层的精准卸压增透,以顺和煤矿2404典型深井高瓦斯低透气性煤层工作面为研究对象,基于长时力学效应理论建模、COMSOL数值分析和现场试验等方法,构建了大直径钻孔卸压煤层瓦斯运移多场耦合模型,提出了大直径钻孔瓦斯有效抽采半径的判定指标——残余瓦斯压力不超过0.22 MPa,揭示了大直径煤层钻孔卸压增透机理及瓦斯运移规律:单一大直径钻孔煤层瓦斯压力呈以钻孔圆心为对称中心的椭圆分布,即由钻孔圆心向外瓦斯压力逐渐增加,随着抽采时间延长,抽采达标区域逐渐扩大。钻孔周边应力转移特征为:随着抽采时间增加,单一大直径钻孔周边点的垂直应力呈现先增后降趋势。进一步提出了高瓦斯低透气性煤层大直径钻孔卸压增透抽采技术。模拟确定了钻孔有效抽采半径,孔间距6.0 m、直径300 mm钻孔卸压增透效果最好,其两侧3.0 m内平均渗透率为1.58×10^(-15)m^(2),远大于初始值1.15×10^(-17)m^(2)。现场应用表明,大直径钻孔瓦斯抽采远优于普通钻孔,300 mm大直径钻孔瓦斯体积分数最大值为47.2%,75 mm原钻孔最大瓦斯体积分数最大值仅为10.6%,且大直径钻孔5.0%以上高瓦斯体积分数抽采天数提高了40.2%,有效解决了小直径瓦斯钻孔治理难题,为高瓦斯煤层高效精准卸压增透强化抽采提供了有效途径。

关键词：高瓦斯大直径钻孔卸压增透瓦斯渗流抽采半径高效抽采

基于有限元和理论力学的支架顶梁开裂机理研究

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煤矿机械 2024年第10期45卷 80-82页

作者：王勇杨洋高有进永城煤电控股集团有限公司机电设备管理中心河南商丘476600 河南工程学院资源与安全工程学院郑州451191

针对ZY10500-11-22D支架在实际工程应用中顶梁部分出现的问题,对该支架进行理论力学计算。损坏位置为加强板与主肋交界处。通过力学计算与数值模拟得出,顶梁在该处的损坏与受弯无关,为受扭导致。通过把相邻主肋增高15 mm,将支架的使用... 详细信息

针对ZY10500-11-22D支架在实际工程应用中顶梁部分出现的问题,对该支架进行理论力学计算。损坏位置为加强板与主肋交界处。通过力学计算与数值模拟得出,顶梁在该处的损坏与受弯无关,为受扭导致。通过把相邻主肋增高15 mm,将支架的使用寿命从15 000次提升至30 000次,为支架在极端情况下受损机理分析及结构优化提供理论支撑。

关键词：液压支架采煤工作面安全开采力学计算数值模拟

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矿用高强无机锚固材料性能优化试验

矿业工程研究 2024年第1期39卷 21-25页

作者：董广乐蒋帅旗永煤集团股份有限公司城郊煤矿河南永城476600

巷道底板高预应力锚索支护是解决巷道底板底鼓的有效方法之一,但由于底板和锚固孔孔底通常含有积水,导致树脂锚固剂及水泥砂浆锚固剂在底板锚固时锚固效果较差,锚固力低,锚固力衰减较快.因此,以自主研发的锚固原材料为基础,通过正交试... 详细信息

巷道底板高预应力锚索支护是解决巷道底板底鼓的有效方法之一,但由于底板和锚固孔孔底通常含有积水,导致树脂锚固剂及水泥砂浆锚固剂在底板锚固时锚固效果较差,锚固力低,锚固力衰减较快.因此,以自主研发的锚固原材料为基础,通过正交试验研究硅灰、矿粉、偏高岭土、聚丙烯纤维素对锚固材料性能的影响,并通过SPSS数据分析软件对试验结果进行方差、极差以及Duncan多重比较分析,得到当水灰比为0.4,添加的硅灰、矿粉、偏高岭土、聚丙烯纤维素质量分别占锚固原材料总质量的1.50%,0.10%,12.00%,0.05%时,锚固材料固化体的抗压强度较强.

关键词：锚固材料方差极差 Duncan多重比较抗压强度

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大断面切眼一次成巷施工工艺优化与应用

江西煤炭科技 2024年第2期 8-10页

作者：万夫兵陈冰永煤集团股份有限公司顺和煤矿河南永城476600

随着井工煤矿开采深度逐渐增加,井下巷道及采掘工作面受地应力的影响越来越大,导致巷道支护难度增大。顺和煤矿针对大埋深高应力下巷道支护难的问题,通过优化施工工序以及增加支护强度,采取高强应力锚杆+W钢带+单体柱与π型梁搭配联合... 详细信息

随着井工煤矿开采深度逐渐增加,井下巷道及采掘工作面受地应力的影响越来越大,导致巷道支护难度增大。顺和煤矿针对大埋深高应力下巷道支护难的问题,通过优化施工工序以及增加支护强度,采取高强应力锚杆+W钢带+单体柱与π型梁搭配联合支护的方法,实现了综采工作面切眼大断面一次成巷,成功解决了大埋深高应力巷道支护和快速掘进问题。

关键词：综采面切眼大断面一次成巷大埋深高地应力

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石门快速安全揭煤关键技术研究与应用

江西煤炭科技 2024年第1期 101-103页

作者：王坤陈冰永煤集团股份有限公司顺和煤矿河南永城476600

顺和煤矿西翼皮回一联巷揭煤区域瓦斯局部赋存不稳定,治理难度大,为解决石门快速安全揭煤问题,通过对西翼皮回一联巷揭煤采取“穿层为主+顺层为辅”的瓦斯抽放区域防突措施,推广应用穿层钻孔水力冲孔增透技术,揭煤时采用先掘进对侧巷道... 详细信息

顺和煤矿西翼皮回一联巷揭煤区域瓦斯局部赋存不稳定,治理难度大,为解决石门快速安全揭煤问题,通过对西翼皮回一联巷揭煤采取“穿层为主+顺层为辅”的瓦斯抽放区域防突措施,推广应用穿层钻孔水力冲孔增透技术,揭煤时采用先掘进对侧巷道待揭煤层,将煤巷段掘进结束(4.5 m),然后从岩巷段掘进,在揭露煤层的同时与对侧已掘煤巷硐室贯通,实现安全揭煤。

关键词：石门揭煤穿层钻孔水力冲孔施工顺序

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“以孔代巷”在顺和煤矿的应用

江西煤炭科技 2024年第1期 135-137页

作者：叶方方陈冰永煤集团股份有限公司顺和煤矿河南永城476600

随着科技不断进步,煤矿的生产辅助系统部分工程,可以施工工程钻孔予以代替,但现有的钻探工艺,钻具组合是制约工程钻孔施工的主要瓶颈,无配套的成熟装备可供使用,尤其在煤矿井下大孔径钻孔施工方面研究较少,施工经验及配套的钻探成功案... 详细信息

随着科技不断进步,煤矿的生产辅助系统部分工程,可以施工工程钻孔予以代替,但现有的钻探工艺,钻具组合是制约工程钻孔施工的主要瓶颈,无配套的成熟装备可供使用,尤其在煤矿井下大孔径钻孔施工方面研究较少,施工经验及配套的钻探成功案例很少,目前仍停留在竖直大孔径钻孔施工的阶段。顺和煤矿通过采用大功率钻机,使用变径塔式钻头,优化施工工艺的方式来突破孔径及施工角度的限制,从而达到大孔径钻孔代替巷道工程、优化矿井生产系统的目的。

关键词：倾斜巷道溜矸孔以孔代巷变径塔式钻头

陈四楼煤矿地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术

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西安科技大学学报 2024年第1期44卷 84-93页

作者：赵伟刘洲王琦李文江河南龙宇能源股份有限公司陈四楼煤矿河南永城476600 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

为了进一步提高极复杂地质构造下矿井底板岩溶水害区域治理技术的有效性,降低底板突水的危险性,解决矿井区域水害治理过程中面临的太原组上段灰岩含水层岩溶裂隙发育、水压高、富水性强、井下钻孔工程量大、施工工期长等安全技术难题,... 详细信息

为了进一步提高极复杂地质构造下矿井底板岩溶水害区域治理技术的有效性,降低底板突水的危险性,解决矿井区域水害治理过程中面临的太原组上段灰岩含水层岩溶裂隙发育、水压高、富水性强、井下钻孔工程量大、施工工期长等安全技术难题,通过分析矿井近年来区域治理后工作面底板出水案例及特征,提出了地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术。以陈四楼煤矿南翼九采区2901、2903试验工作面开采为背景,选取了L8灰岩含水层作为目标层位,设计了地面定向孔组的技术参数,并通过现场试验测试分析了治理前后的二2煤底板水压和各钻孔的吸水率。结果表明:注浆后各钻孔的吸水率呈现明显的下降趋势,Z2和Z3孔组钻孔平均吸水率分别下降97%和94%,经过定向钻孔超前注浆加固底板太原组上段灰岩后,岩溶裂隙得到了有效充填;治理后区内太原组上段L8灰岩内水压下降至1.2~4.2 MPa,且水压分布不再与地层埋深吻合,多呈孤岛状,太原组上段L8灰被改造为等效隔水层,底板突水系数下降至0.023~0.057 MPa/m。技术成功应用实现了极复杂地质构造下强突水危险性工作面的安全高效回采,为同类矿井相似型综采面的底板岩溶水害防治,探索出了一套新的方法。

关键词：地面定向钻孔超前钻探高承压水隔水层注浆加固

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工作面过断层期间瓦斯防治与安全管理研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第10期 0147-0150页

作者：李涛永煤集团公司河南永城476600

本研究深度地研讨了断层穿越期间的瓦斯防护和安全管理措施,特别重点研究了瓦斯的生成与其扩散原理、断层在工作面的特点及瓦斯释放模式、以及安全管理的体系及应急计划等领域。科学探索揭示,断层周边的瓦斯生成为和扩散的过程,受到地... 详细信息

本研究深度地研讨了断层穿越期间的瓦斯防护和安全管理措施,特别重点研究了瓦斯的生成与其扩散原理、断层在工作面的特点及瓦斯释放模式、以及安全管理的体系及应急计划等领域。科学探索揭示,断层周边的瓦斯生成为和扩散的过程,受到地质结构和煤体属性的双重作用,明显的迹象为即将出现的瓦斯爆发提供了明确信号。提升技术革新与管理策略变得至关重要于瓦斯防治,并且成功的案例研究也展示了实际操作中的宝贵经验。通过结合理论探索和具体案例,为工作面过断层的瓦斯防护提供了理论支撑和操作参考。

关键词：瓦斯生成工作面断层瓦斯防治技术安全管理体系应急预案挑战与对策