采空区液态CO2降温规律模拟研究
景巨栋;段旭辉;李宁;魏伟;翟小伟;王凯;【目的】液态CO2在矿井火灾中应用越来越多，为进一步提高液态CO2的防灭火效率，以羊场湾煤矿某工作面为研究背景，【方法】建立了采空区三维数值模型，通过改变液态CO2的压注流量、压注时间和工作面风速，研究了CO2压注参数对降温范围的影响规律。【结果】结果表明，低于0℃的范围随压注流量的增大而增大，压注流量从2.5 kg/s增至7 kg/s，低于0℃的范围增大46.7倍，CO2浓度高于50%的范围增大40倍；随风速增大而减小，风速从0.3 m/s增至1 m/s，低于0℃的范围减少79.1%,CO2浓度高于50%的范围减少78.9%；延长压注时间可增大低于0℃的范围。结合羊场湾工作面配风和降温惰化性能需求，确定工作面风速在0.3～0.5 m/s时，液态CO2最佳压注流量为5.5～7 kg/s，压注时间为4～5 h。【结论】研究结果为羊场湾煤矿工作面制定液态CO2防灭火措施提供了理论依据。
煤矿充填工作面支巷围岩变形破坏规律研究
贵永杰;高帅;【目的】为探究充填开采时工作面支巷围岩变形破坏时空演化规律，以潞安集团的潞安矿区某矿1#充填工作面为背景，【方法】通过FLAC3D数值软件建立包含充填开采工作面及周边围岩的数值模型，模拟顺槽、支巷开采、拉底以及充填过程，结合现场位移监测掌握充填开采支巷服务各阶段变形特点与变形量，进而研究支巷开采过程中的围岩变形破坏规律。【结果及结论】结果表明，顺槽开采后围岩最大竖向位移32.2 mm，水平位移70.2 mm，塑性区破坏深度顶板1.5 m、底板4.0 m、两帮2.0 m；支巷拉底前期对两帮围岩收敛变形影响显著。第1轮支巷开采后最大竖向位移95.0 mm，水平位移83.0 mm，塑性区破坏深度顶板2.0 m、底板2.0 m、两帮5.0 m；第2轮22#支巷拉底过程中，前80 m拉底对两帮围岩收敛变形影响最大，拉底完成后两帮围岩最大收敛变形量100.9 mm；现场监测中，随着拉底进度增加，支巷围岩变形会相对集中在支巷20～90 m位置，最大变形量达90 mm，与数值模拟结果高度吻合。
基于数值模拟方法的近断层巷道稳定性影响研究
郭高峰;高帅;煤矿开采过程中，巷道围岩稳定性受多种地质因素影响，其中断层构造对巷道变形破坏的影响尤为关键。【目的及方法】本研究以三元煤矿4326工作面为工程背景，采用FLAC3D数值模拟软件模拟采动影响下临近断层区与无断层区工作面巷道变形破坏情况，在此基础上研究巷道开挖支护围岩的变形破坏规律。【结果及结论】研究结果表明，断层扰动致340 m埋深临近区竖向应力升至8.9～9.2 MPa，较无断层区高4.7%～8.2%，非对称场致围岩变形存在差异；近断层区巷道围岩变形量大于无断层区。掘进面超断面14 m后，近断层区顶底板垂直位移111.6 mm，比无断层区高58.8%；两帮水平位移煤柱侧100.4 mm、实体侧55.6 mm，分别增加79.3%和75.4%。断层使巷道围岩变形加剧，水平位移增幅更显著；断层还导致巷道围岩塑性区深度扩展，无断层区与近断层区相比，底板、煤柱帮和实体帮塑性区破坏深度分别扩展50%、40%和33.3%，断层主要影响底板和两帮塑性区扩展，顶板破坏深度受影响较小。
高阻水复配阻化剂对煤自燃影响特性研究
刘旦龙;李金岭;梁毅;刘福祥;张聪;【目的】旨在探究高阻水的添加是否会增强MgCl2阻化剂对煤阻化特性的影响，探究高阻水的作用以提升煤矿防灭火效果。【方法】采用热重分析(TG-DSC)和程序升温实验方法，系统比较了原煤、MgCl2阻化剂煤样及高阻水复配MgCl2阻化剂煤样在热解和燃烧过程中的特征温度、活化能、气体产物生成及耗氧特性。【结果】高阻水复配MgCl2阻化剂能显著提高煤的临界温度、燃点温度和燃尽温度等特征温度点，延缓煤的自燃进程，同时有效抑制CO、CO2和C_2H4等关键气体的生成速率，并显著降低煤样的耗氧速率，抑制效果最明显。【结论】添加高阻水后对阻化剂的阻化效果进一步增强、延缓燃烧反应进程和降低自燃倾向，表现出优于单独添加阻化剂的阻化性能，为煤矿防灭火技术提供了可靠参考。
深部缓倾斜特厚煤层回采工作面强矿压显现规律研究
赵凯;李建武;许泰毓;李准;【目的】针对深部缓倾斜特厚煤层开采中强矿压灾害频发的问题，【方法】以宁东灵武矿区130207工作面为工程背景，采用FLAC3D数值模拟方法，构建精细化三维模型，系统研究工作面强矿压显现规律。【结果】结果表明，应力集中主导强矿压显现机制，随着工作面推进，垂直应力向煤柱和煤壁显著转移而并非线性积聚。推进至400 m时，顶板最大垂直应力达32.5 MPa，应力集中系数增至2.61，形成强矿压显现的核心诱因；塑性区演化揭示灾变路径，临空侧卸荷引发覆岩塑性区向采空区双向扩展(最大高度5 m)，破坏模式由剪切向拉伸转变，构成强矿压作用下覆岩失稳垮落的直接空间载体与关键致灾区域；覆岩破断动态过程，推进200 m时基本顶断裂导致高位离层贯通，应力向煤柱转移诱发拉张破坏；推进至300～400 m后，离层压密趋于稳定，但应力集中持续加剧。【结论】通过动态模拟揭示了深部缓倾斜特厚煤层强矿压的应力-破坏联动机制，为优化支护设计、防控冲击地压提供了理论依据与工程参考。
期刊信息
期刊名称：陕西煤炭
创办日期：1982年
主管部门：陕西省国资委
主办单位：陕西煤业化工集团;陕西省煤炭工业协会
刊期：月刊
电话：029-82210219 18165302958
Email: sxmtzz@vip.163.com
国内统一刊号（CN）：61-1382/TD
国际统一刊号（ISSN）：1671-749X
网站访问量
今日访问量: 421
友情链接
