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高抽巷预抽采工作面爆炸危险性研究

煤炭技术 2024年第8期43卷 160-163页

作者：徐宁边乐方树林王东杰陈立伟山西潞安化工集团余吾煤业公司山西长治046103 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 天地科技股份有限公司北京100013 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心河南焦作454000

高抽巷预抽采工作面对煤矿生产的稳定性和经济效益至关重要。然而,由于其存在爆炸危险性,研究工作面的爆炸危险性具有重要意义。瓦斯爆炸需要满足3个条件:瓦斯爆炸界限、引火温度和氧气浓度。为了研究工作面的爆炸危险性,对余吾煤业采... 详细信息

高抽巷预抽采工作面对煤矿生产的稳定性和经济效益至关重要。然而,由于其存在爆炸危险性,研究工作面的爆炸危险性具有重要意义。瓦斯爆炸需要满足3个条件:瓦斯爆炸界限、引火温度和氧气浓度。为了研究工作面的爆炸危险性,对余吾煤业采用了高抽巷抽采的工作面进行了气体监测实验,并测量了瓦斯回采期间工作面和高抽巷的瓦斯涌出规律。实验结果显示,余吾煤业工作面氧气浓度和瓦斯浓度均符合爆炸条件。通过探究工作面瓦斯涌出规律,发现可以通过调整工作面推进度来改变高抽巷的瓦斯浓度。因此,高抽巷预抽采的工作面在氧气和瓦斯方面均能满足爆炸要求,并可通过调整推进度来降低瓦斯浓度,减少瓦斯爆炸的可能性,为煤矿生产安全提供了参考。

关键词：高抽巷瓦斯爆炸瓦斯抽采瓦斯涌出量

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机械扩孔煤体增透应力变化规律研究

煤矿安全 2024年第1期55卷 28-33页

作者：王海春雷东记代振华覃杰国家能源集团煤炭运输部北京100011 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤炭科学研究总院北京100013

机械扩孔作为一种新型煤层卸压增透强化措施,可广泛适用于低透气性瓦斯煤层。为了探究机械扩孔应力演化规律,通过理论分析,揭示机械扩孔应力分布特征,以车集煤矿2616煤层为研究背景,借助ABAQUS数值模拟软件分析扩孔过程中煤层应力演化... 详细信息

机械扩孔作为一种新型煤层卸压增透强化措施,可广泛适用于低透气性瓦斯煤层。为了探究机械扩孔应力演化规律,通过理论分析,揭示机械扩孔应力分布特征,以车集煤矿2616煤层为研究背景,借助ABAQUS数值模拟软件分析扩孔过程中煤层应力演化规律。结果表明:机械扩孔后孔洞周围煤体应力场存在动态演化过程,由内向外呈圆环状分布,依次为破碎区、塑性区、弹性区和原始应力区;机械扩孔过程中造穴阶段应力扰动范围和应力集中情况都显著大于钻进阶段。

关键词：瓦斯抽采卸压增透机械扩孔应力分布破煤效果

千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术

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煤炭科学技术 2024年第9期52卷 48-67页

作者：于斌邰阳徐刚李勇李东印王世博匡铁军孟二存重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 晋能控股煤业集团有限责任公司技术中心大同山西037000 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

针对综采放顶煤工作面在智能放煤理论、智能感知与识别关键技术、智能放煤综合决策技术和远程放顶煤智能控制技术方面存在的问题,依托“十三五”国家重点研发计划——千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范,开展了千万吨级综放... 详细信息

针对综采放顶煤工作面在智能放煤理论、智能感知与识别关键技术、智能放煤综合决策技术和远程放顶煤智能控制技术方面存在的问题,依托“十三五”国家重点研发计划——千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范,开展了千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术研究,取得如下成果:(1)开展了顶板顶煤组合体压缩试验、煤岩组合体破碎块度分布试验和不同顶板-顶煤条件下综放开采放煤相似模拟试验,阐明了顶板顶煤的破碎-运移的相互作用过程;开发了采空区三维激光空间探测技术,证明了群组放煤过程中顶煤“面接触块体成拱现象;开展以采放协调、高回收率、低含矸率为约束条件的特厚煤层多口群组智能放煤数值模拟,确定了群组放煤口数量;综上,为智能放煤工艺优化提供了可靠理论基础。(2)对工作面煤矸地质信息及物性特征、顶煤放落过程全周期感知要素进行探索研究,形成了包含“顶煤厚度在线探测-煤矸精准识别-煤流动态测量”的综合感知技术体系,为智能化放煤决策技术提供了充分的数据信息支撑。(3)建立了综放面“人-机-环”多源信息数据库,构建了基于采放时间协调、采放空间协调、采放运能协调的特厚煤层综放面采放协调决策模型,开发了基于Q-learning算法的智能放煤决策软件,形成了基于煤矸识别、顶煤厚度探测和过煤量监测感知,结合煤矸运移时序特征和经验数据的人工智能决策技术。(4)研发了智能综放面三机位姿高精度惯导监测与控制技术,实现了采煤机、液压支架、刮板输送机的实时定位、姿态监测及动作控制;开发了智能化矿山融合通信调度系统,构建了智能综放远程综合控制平台,成功实现了“远程一键启动”模式的智能放煤。(5)在塔山矿8222工作面,开展了基于探地雷达的顶煤厚度在线探测技术、融合振动-音频-高光谱的煤矸精准识别技术、基于激光三维扫描的放煤量实时监测技术和综放工作面智能化放煤决策软件的应用,现场顶煤厚度探测、混矸率和放煤量的误差分别控制在10.71%、9.32%和7.8%以内,平均每个放煤循环节省时间约30 min,实现了年产1500万t的综放工作面智能高效放煤。

关键词：特厚煤层智能化煤矸石识别综合决策远程控制

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矿井通风系统可靠性动态评价方法研究

能源与环保 2024年第1期46卷 46-53页

作者：何敏徐明游春林王泽华郝天轩张攀河南能源集团永煤集团股份有限公司新桥煤矿河南永城476600 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

为对矿井通风系统可靠性进行跟踪动态评价,采用改进的AHP(层次分析法)算法确定主观权重,熵权法确定客观权重,通过Scott-Hinsley算法进行风网解算获取通风系统参数。为解决多次跟踪动态评价时计算量大、所需评价专家数量多的问题,引入二... 详细信息

为对矿井通风系统可靠性进行跟踪动态评价,采用改进的AHP(层次分析法)算法确定主观权重,熵权法确定客观权重,通过Scott-Hinsley算法进行风网解算获取通风系统参数。为解决多次跟踪动态评价时计算量大、所需评价专家数量多的问题,引入二维云模型进行可靠性评价,建立矿井通风系统可靠性动态评价二维云模型,可实现通风系统可靠性的动态跟踪快速评价。应用实例表明,该方法评价结果科学可靠,能反映出通风系统可靠性变化状态;进行多次评价时,评价过程更简洁,能实现快速准确评价,可为矿井通风管理工作提供技术支持。

关键词：二维云模型通风系统可靠性风网解算动态评价

应用中高压注水综合防突技术实现煤巷快速掘进

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煤矿安全 2006年第6期37卷 20-22页

作者：白占芳焦作煤业集团有限责任公司方庄煤矿河南焦作454002

针对掘进工作面煤与瓦斯突出严重、掘进速度缓慢这一难题,通过对中高压注水措施防治掘进工作面突出的研究与实践,使这一防突措施在鹤壁五矿取得了成功,并带来了明显的经济和社会效益。实践表明,中高压注水综合防突措施能有效地防治掘进... 详细信息

针对掘进工作面煤与瓦斯突出严重、掘进速度缓慢这一难题,通过对中高压注水措施防治掘进工作面突出的研究与实践,使这一防突措施在鹤壁五矿取得了成功,并带来了明显的经济和社会效益。实践表明,中高压注水综合防突措施能有效地防治掘进工作面煤与瓦斯突出。

关键词：煤与瓦斯突出掘进工作面中高压注水

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深厚冻结井壁壁间前注浆机理与应用

煤炭学报 2009年第7期34卷 912-916页

作者：盛天宝焦作煤业(集团)有限责任公司河南焦作454002

实测了焦作煤业(集团)有限责任公司赵固一矿526 m深厚冲积层冻结井内、外层井壁温度.研究得出,在套内壁结束至冻结壁解冻透水前,有2个时间段壁间处于正温度状态,能实施透水前壁间注浆.前注浆的井壁密实度高,井壁结构整体性强,能有效防... 详细信息

实测了焦作煤业(集团)有限责任公司赵固一矿526 m深厚冲积层冻结井内、外层井壁温度.研究得出,在套内壁结束至冻结壁解冻透水前,有2个时间段壁间处于正温度状态,能实施透水前壁间注浆.前注浆的井壁密实度高,井壁结构整体性强,能有效防止解冻后壁间充水,改变后注浆的由内层井壁单独承载水压为井壁全厚承载水压的作用.基于前注浆井壁作用机理提出并采用"按前注浆压力计算内层井壁厚度"的新方法,优化了副、风井井壁厚度设计,比初设按常规的静水压力计算选取内层井壁厚度减薄150和100 mm.研究和工程应用表明,前注浆能充分发挥井壁的整体作用能力和强度.

关键词：深厚冻结井壁前注浆井壁厚度

基于水位、水温、突水量和水质的充水水源识别神经网络模型

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河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 36-42页

作者：桑向阳林云刘保民潘国营中国平煤神马集团地质测量处河南平顶山467000 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000

华北石炭-二叠系岩溶型煤田主采煤层底板的太原组薄层灰岩岩溶水和奥陶系或寒武系厚层灰岩岩溶水的水化学特征存在着天然相似性,单纯以若干项水化学指标辨识这些水源存在着误判甚至错判的风险。目的为解决寒武系灰岩水、太原组下段灰岩... 详细信息

华北石炭-二叠系岩溶型煤田主采煤层底板的太原组薄层灰岩岩溶水和奥陶系或寒武系厚层灰岩岩溶水的水化学特征存在着天然相似性,单纯以若干项水化学指标辨识这些水源存在着误判甚至错判的风险。目的为解决寒武系灰岩水、太原组下段灰岩水和部分太原组上段灰岩水的水质指标相似而难以完全正确识别的问题,方法提出并构建基于水位、水温、突水量和水质识别充水水源的神经网络模型。以平顶山矿区充水水源识别为例,以阴阳离子毫克当量百分比[γ(Na)%,γ(Ca+Mg)%,γ(HCO_(3)^(-))%,γ(SO_(4)+Cl)%]、钠钙比、碱硬比、ρ(CO_(3)^(2−))、ρ(SO_(4)^(2−))、TDS、ρ(Na+K)、水位、水位动态变化、水温、突水量、衰减天数共15项指标作为识别因子,构建结构为15-10-6的神经网络模型。结果结果表明,所有训练样本对自身水源的拟合均值均超过0.98,比单纯以水质指标为识别因子的建模方法识别正确率高,能够有效消除因水质指标相似但水源不同而出现的误判或错判情况。结论建模方法已经嵌入平顶山矿区识别充水水源计算机软件和手机APP软件中,经过检验,识别正确率达到91.3%。

关键词：煤矿水源识别水位水温突水量水质神经网络

三维静载与循环冲击共同作用下组合煤岩体力学特性试验研究

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中国安全生产科学技术 2024年第8期20卷 58-67页

作者：马智会马智勇潘荣锟朱长远张春光张露四川轻化工大学化学与环境工程学院四川自贡643002 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室河南焦作454000 义马煤业集团股份有限公司河南三门峡472300 西安科技大学西部煤炭绿色开发国家重点实验室陕西西安710054 四川吉众矿安工程科技有限公司四川自贡643000

为进一步研究循环冲击载荷下煤岩体的力学特性,以岩-煤-岩结构试样为研究对象,利用改进后霍普金森压杆试验系统,开展三维静载与循环动态冲击试验,研究冲击入射能及围压对岩-煤-岩结构试样的强度、变形及破坏特征的影响。研究结果表明:... 详细信息

为进一步研究循环冲击载荷下煤岩体的力学特性,以岩-煤-岩结构试样为研究对象,利用改进后霍普金森压杆试验系统,开展三维静载与循环动态冲击试验,研究冲击入射能及围压对岩-煤-岩结构试样的强度、变形及破坏特征的影响。研究结果表明:相同围压下,总循环次数随冲击入射能的增加而逐渐减少;相同入射能下,总冲击次数随围压的增大而增加;相同围压下,平均应变率随着冲击次数、冲击入射能的增加而逐渐增加;相同入射能下,围压9 MPa时应变率较低且前期增长幅值较为缓慢,围压3 MPa时应变率较高且增长速度较快;峰值应力、变形模量随入射能增加而逐渐递增,随冲击次数增加而逐渐递减;相同入射能下,峰值应力及变形模量随围压的增大而增加;相同围压下,峰值应力与应变率呈幂函数递减,变形模量与应变率呈线性函数递减;循环冲击下,煤岩体破碎程度明显高于单次冲击,破坏主体是煤,破坏形式为剪切-拉伸复合破坏,并且具有明显的率相关性,随着冲击入射能的增加或者围压的减少,煤碎块尺寸较小且块数较多。研究结果可为深部煤岩体动力灾害控制提供理论参考。

关键词：三维静载循环冲击组合煤岩体力学特性

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沿空留巷工作面新老采空区瓦斯综合抽采技术

能源与环保 2024年第1期46卷 76-79,85页

作者：王树军李乾荣山西兰花集团东峰煤矿山西晋城048400 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

近年来沿空留巷应用愈加普遍,但在应用中挡矸支架在方便挂模注模的同时,形成抽屉式的半封闭空间,容易积聚瓦斯。此外,由于无煤柱隔离,首采面到末采面会逐渐形成一个大采空区。老采空区瓦斯受到二次甚至多次采动影响,连通新采空区积聚瓦... 详细信息

近年来沿空留巷应用愈加普遍,但在应用中挡矸支架在方便挂模注模的同时,形成抽屉式的半封闭空间,容易积聚瓦斯。此外,由于无煤柱隔离,首采面到末采面会逐渐形成一个大采空区。老采空区瓦斯受到二次甚至多次采动影响,连通新采空区积聚瓦斯一并快速涌出,导致瓦斯超限风险频发,甚至酿成瓦斯事故。为此,进一步优化了长钻孔瓦斯治理技术,一方面,采用走向高位钻孔抽采裂隙带瓦斯;另一方面,施工倾向高位钻孔至老采空区顶板裂隙带,持续抽采新老采空区瓦斯,最大限度降低采空区及其顶板裂隙带瓦斯存量。通过新老采空区瓦斯综合抽采,工作面瓦斯治理效果显著。

关键词：沿空留巷高位钻孔上隅角采空区瓦斯