高瓦斯易自燃综放工作面停采期抑爆防灭火技术

来源 :煤矿安全 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ranandong
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针对山西汾西中兴煤业有限责任公司中兴高瓦斯矿1413综采工作面停采后,采空区CO体积分数持续超限、采空区自然发火问题,经过分析得出采空区上覆煤岩破碎形成漏风裂隙、瓦斯抽采加剧漏风是导致采空区火源无法熄灭的主要原因.为了解决瓦斯与火共存条件下火区治理难题,采用采空区建立网状监测系统、综合抑爆与高效综合火区治理措施,即布置网状测温测气系统实时监测火区,应用降氧惰化技术快速使火区失爆、通过调压控风技术减少采空区漏风、采用喷注堵漏封堵漏风通道、实压注吸能高水灭火材料续降低火区温度.结果表明:1413综采工作面均压密闭内外压差均小于15 Pa,采空区CO和O2体积分数降至正常水平,CH4体积分数均低于5%,温度始终低于25℃,最终实现1413工作面采空区火区的彻底熄灭,保障了中兴煤矿的正常安全生产.
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煤层瓦斯直接测压法对测试地点和封孔质量要求严格,导致测压成功率较低、测试成本高且周期长,而间接测压法在实验操作、技术要求等方面存在一定不足,因此提出了一种基于“状态复原”原理的免封孔煤层瓦斯压力测定技术.依托免封孔煤层瓦斯压力测定仪,模拟煤体赋存条件分别设定了0.10、0.31、0.53、0.74、1.00、1.50 MPa共6个吸附平衡压力;通过压力卸载和常压解吸模拟井下取样过程,然后进行常压定量补气、煤心体积复原和储层条件温度模拟,使测压试样在与储层环境同等条件下恢复稳定;最终,6个压力恢复值分别为0
为了研究气水喷嘴内部结构参数对雾化性能的影响,基于自行搭建的试验平台,以及多普勒激光雾粒测数仪来分析不同结构参数喷嘴的雾化特性,并进行现场试验验证.研究得出:在水压一定时,随着供气压力的增加,喷嘴的3个关键内部结构参数尺寸与耗气量、射程成逐渐增加;压气喷嘴空气帽直径直径越大,喷雾雾化后粒径尺寸越大,粒径分布范围越广,小尺寸粒径占比越小;同时,在空气帽直径一定时,适当增加气道和水道直径能优化雾化效果.将试验结果中雾化效果最好的喷嘴4进行煤矿井下现场试验,得出在顺逆风割煤时,下风侧司机处与采煤机下风侧15~2
为了研究煤自燃时和煤田火区影响下汞的迁移机理和迁移过程,采用理论与实验相结合的方法进行了研究;从传热传质学角度建立了多孔介质中和半无限大介质条件下汞的迁移方程,推导出温度场条件下汞的迁移方程,对12#煤样等5个地点的样本燃烧前后重金属含量测定结果表明煤燃烧后迁移出大量汞;测定了五虎山煤矿地表原煤、燃煤、12#煤层原煤的煤样中汞含量,测定结果验证了煤在燃烧时会释放出大量汞,总结了12#煤层中的汞含量变化规律.研究结果表明:可以通过测定煤田火区地表气态汞浓度来判断火区高温异常区域.
为了研究层理对原煤受载破坏形式的影响,分别对平行层理煤样和垂直层理煤样进行单轴压裂实验和相同围压、不同瓦斯压力下的三轴压裂实验.结果表明:平行层理煤样的抗压强度略小于垂直层理煤样,但后者的峰值应变是前者的2.33倍;随着瓦斯压力增大,垂直层理煤样的峰值应力先增大后减小,变化的幅度为26.62%,平行层理煤样的峰值应力先减小后增大再减小,变化的幅度为35.14%;单轴压裂和三轴压裂时,平行层理煤样的破坏为整体纵向剪切破坏,煤样沿纵向裂开为几大块,垂直层理煤样的破坏为局部横向张拉破坏,煤样上半部分剧烈破坏,下
为探究煤样受载破坏时声电信号持续时长规律,对不同加载速率下煤样单轴加载破坏过程声电信号进行了全波形同步采集,对比分析了煤样破坏过程声电信号时序特征及完全破坏阶段的声发射与电磁辐射的波形特征与持续时长.结果表明:煤样单轴加载破坏过程,声电信号响应有较好的协同性,加载速率越大,主破坏时产生的声电信号更为密集且强度更高;声电信号随加载具有阶段性变化特征,压密与弹性阶段无明显声电信号,加速破坏阶段声电信号逐渐丰富且幅值升高,完全破坏阶段声电信号幅值在主破坏发生时达到最大,并在峰后同步衰减;不同加载速率下煤样主破裂
针对浅埋厚松散层赋存状态的主采煤层俯采扰动作用下,覆岩裂隙损伤发育历程及富含水层工作面水灾防治问题,以锦界煤矿31409工作面为工程背景,采取理论计算与现场实测结合的分析方法,得到了覆岩导水裂隙理论高度为30.9~53.9 m.结果表明:开采过程中断裂带只贯穿基岩含水层且未影响松散含水层稳定性,充水模式以基岩裂隙与风化裂隙充水型为主,地下水位变化呈“动态消耗+侧向补给”型特征.利用3DEC软件建立俯采工作面采动覆岩扰动计算模型,阐明覆岩导水裂隙演化历程呈现移动裂隙区、固定裂隙发育区及裂隙发育动态增长区3个
为了研究小纪汗主含水煤层在采动影响下塑性流动性质和滞回特性,进行了不同围压下的轴向循环加卸载试验;当峰后轴向应力降到峰值应力的70%时开始循环加卸载轴向压缩试压,分析滞环的割线模量、宽长比及相邻滞环的轴向峰值应力比的变化规律.结果表明:随着围压的增大,轴向应变-轴向应力滞回曲线、径向应变-轴向应力滞回曲线的割线模量和宽长比增大,相邻滞环的轴向峰值应力比减小;随着循环次数的增大,轴向应变-轴向应力滞回曲线、径向应变-轴向应力滞回曲线的割线模量和宽长比减小;对于近似相同初始应力状态,围压对滞回曲线的几何特征量
为探究真三轴载荷下不同煤岩比例组合体力学响应规律,制备不同组合方式立方体试件,以现场实测应力演化为真三轴加载路径,探究不同煤岩比例组合体在该应力路径下的力学响应及变形特征,并增加纯煤、岩样试件作为参照进行对比分析.结果表明:在真三载荷下煤、岩试样强度、弹性模量及抗变形能力较单轴压缩均有显著提高;煤岩组合体力学参数与峰值应变介于煤样与砂岩样之间,试件强度和弹性模量与煤层占比负相关,但随着煤层厚度增加,二者减小趋势并不相同,弹性模量随煤层厚度增加近乎等比例减小,而强度随煤层厚度增加而降低的速率逐渐减小;同时发
以赵固一矿15011煤层工作面相应底板L8灰岩加固的多分支水平注浆井为研究对象,以设计钻取导眼探孔获取所治理灰岩层埋深、伽马值、ROD等相关地质参数及构造信息,进行精准设计及控制多分支水平注浆井主孔钻入煤层底板治理灰岩层的着陆点;优化常规多分支水平注浆井钻具组合,优选自带欠尺寸对称扶正器螺杆及欠尺寸凸起部位自带滚珠的球形扶正器,以此构成双扶稳斜钻具组合降低了定向及复合钻进过程井斜和方位漂移量,减少了分支孔轨迹定向调整频次和定向段的长度.基于以上技术措施实现了精准控制多分水平注浆井轨迹位于L8灰岩层稳定钻进