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首页 -- 煤矿安全

  • 综放面复杂火区治理及防二次氧化技术应用研究2021年第2期

    作者:司卫彬1,2

    单位:(1.徐州安云矿业科技有限公司,江苏省徐州市,221008;2.中国矿业大学通风防灭火研究所,江苏省徐州市,221008)

    摘 要 为有效治理易燃特厚煤综放面在末采铺网期间煤自燃火灾隐患,以潞新公司5243工作面为工程背景,理论和实践相结合分析了末采铺网期采空区自然发火的诱因,预测采空区3~5 m处为易自燃区域位置,并向预测危险区域施工钻孔,采取了灌注三相泡沫大范围覆盖包裹火区浮煤,注氮惰化、提高采空区压能,减少漏风和灌注液态CO2快速惰化降温的综合防治手段,且制定了火区启封后隔氧、惰化、覆盖降温为一体的防二次氧化措施。通过现场应用,实现封闭火区灾害的有效治理和安全启封,保障了工作面采煤设备及支架的回撤。

    关键词 综放面;自燃火灾;三相泡沫;注氮惰化;二次氧化

  • 2020年全国煤矿水害事故分析及其防治对策2021年第2期

    作者:苗耀武1,叶 兰2

    单位:(1.国家矿山安全监察局,北京市东城区,100713;2.应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029)

    摘 要 为达到“一矿出事故、万矿受教育”,从过去的事故、别人的事故中汲取教训,用事故教训开展警示教育的目的,深入分析了2020年全国煤矿水害事故的基本情况、存在的问题,认为水文地质条件未查清、探放水措施落实不到位、违规在采空区水淹区域下开采急倾斜煤层、防治水技术力量匮乏、发现透水征兆不撤人和安全风险意识不强6方面是导致水害事故的主要原因。提出了严格落实“三专两探一撤”措施、严格执行水害防治监管监察执法要点、严禁在水体下开采急倾斜煤层、严禁在暴雨和洪水期间入井作业和加强职工培训等5条具体的应对举措及建议。

    关键词 煤矿水害;事故原因分析;水害防治;对策研究

  • 智能化煤矿监控与巡视作业行为模式与认知机理研究综述2021年第1期

    作者:栗继祖,徐丽丽,郭彦豫,李妙慧,庞晓华

    单位:(太原理工大学,山西省太原市,030024)

    摘 要 自主决策和自适应开采是当前煤矿智能化发展道路上的关键技术,解决此技术难题的重要支撑之一即为针对操作者认知建模,认知状态对其安全行为有重要影响,研究矿工安全行为认知模型是解决智能化技术的基础工作。对矿工作业过程中不同工作时段多次实时生理、动作数据采集,研究智能化工作面人机系统中活动主体间心理与行为的交互与演化的复杂特征及其与工作环境、工作内容间关系的研究进行了综述。提出煤矿智能化研究在监控与巡视作业行为领域应全面采集监控员与巡视员完成具体工作任务时作业流程及生理、眼动指标,通过指标数据分析构建监控员/巡视员认知表征测量体系;在此基础上分别建立基于ACT-R监控/巡视认知模型,建立基于BP神经网络的认知-行为-安全绩效综合评估模型,探索智能化系统中交互行为的前景状态和最优协作模式。

    关键词 智能化工作面 生理心理特性 认知架构 行为分析 安全绩效

  • 西北矿区浅埋煤层突水溃砂危险性评价2021年第1期

    作者:赵迎春

    单位:(兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司转龙湾煤矿,内蒙古自治区鄂尔多斯市,017000)

    摘 要 我国西北地区煤矿矿区生态环境脆弱,尤其是浅埋煤层进行开采时,上覆岩层突水溃砂频发,造成重大的人身伤亡和经济损失。以西北转龙湾煤矿23105工作面为研究区,基于熵权法和GIS技术,选取了砂层厚度、含水层富水性、有效隔水层厚度和煤层采厚等4个指标作为影响研究区浅埋煤层工作面突水溃砂危险性的关键因素,建立了基于熵权法和GIS技术的浅埋煤层突水溃砂危险性评价模型,对研究区突水溃砂危险性进行了分区评价。根据模型评价结果与依据“三下规范”评价结果进行对比,结果表明:浅埋煤层工作面突水溃砂危险性多因素分区评价更加充分地考虑突水溃砂的诱发条件,得出了23105工作面突水溃砂危险性处于相对安全-极高危险,工作面从南至北、自东南向西北危险性逐渐减小的趋势,有利于有针对性地防治突水溃砂,在不同分区内采用最适当的工程防治措施。

    关键词 浅埋煤层 突水溃砂 危险性分区 导水裂隙带 熵权法 GIS技术

  • 急倾斜特厚煤层硫化氢气体抽放效果分析2021年第1期

    作者:刘俊1,2,赵凯3,刘奎2

    单位:(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆市沙坪坝区, 400037;2.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆市沙坪坝区,400037;3.神华新疆能源有限责任公司,新疆自治区乌鲁木齐市,830011)

    摘 要 为了解决神华新疆能源有限公司部分矿井受硫化氢气体影响导致生产设备受损、矿井维护难度增大,同时严重威胁矿井的生产安全问题,现针对新疆乌东煤矿开展研究。通过借鉴现有煤矿瓦斯抽放工艺技术,在乌东煤矿5754501试验工作面开展煤体硫化氢抽放工艺技术研究。研究掌握了乌东煤矿煤层硫化氢抽放半径、负压、流量、抽放浓度等工艺参数变化对煤体硫化氢浓度的影响效果以及抽放后硫化氢的治理效果。试验结果表明:当钻孔抽放负压增加时,硫化氢的抽放影响半径会呈现不同程度的增加;硫化氢的抽放浓度会随抽放时间的增加呈现逐渐减小的变化规律。研究结果对乌东煤矿的安全生产和生产接续具有重要的指导作用。

    关键词 硫化氢抽放 抽放半径 抽放负压 抽放流量 抽放浓度

  • 基于瓦斯涌出监测的巷道掘进迈步钻场瓦斯抽采技术研究2020年第12期

    作者:王伟林1 谷嘉兴2 郭书明1 连 强1

    单位:(1.山西潞安化工集团余吾煤业有限责任公司,山西省长治市,046100;2.中国矿业大学,江苏省徐州市,221116)

    摘 要 为有效应对余吾煤业3号煤层掘进工作面瓦斯异常涌出的问题,研究了工作面巷道煤壁瓦斯涌出强度相对衰减随时间的变化规律以及落煤瓦斯涌出量与巷道掘进速度之间的关系,并对迈步钻场参数及钻孔参数进行优化。根据优化结果在S2108胶带巷进行了现场试验,试验结果表明:采用优化后的迈步钻场参数及钻孔参数布置,各测段瓦斯增量随着距工作面距离的增大而减小,测段距离工作面150 m后,瓦斯增加量趋于0.01 m3/min,有效降低了瓦斯突出风险,工作面及回风隅角瓦斯浓度控制在安全值范围以内。

    关键词 瓦斯涌出量 掘进速度 迈步钻场 钻孔 瓦斯浓度 瓦斯突出风险

  • “三软”低透煤层高压注氮促抽瓦斯工程实践2020年第12期

    作者:张 一

    单位:(郑州煤炭工业(集团)有限责任公司,河南省郑州市,450000)

    摘 要 为提高“三软”低渗透煤层的瓦斯抽采效果,在郑煤集团赵家寨煤矿井下采用注入高压纯氮气(组分为97%)的方法进行强化注抽煤层瓦斯试验。试验结果表明,在注气压力为1.5 MPa时,注气影响半径为2 m,影响范围内的排放瓦斯孔混合流量增加了9~21.8倍,纯瓦斯流量增加了4.2~6.2倍;井下穿层钻孔注气+抽采工艺措施的现场考察结果表明,抽采孔混合流量的增长幅度与注气压力呈正比关系,长时边注边抽的注抽效果好于间歇注抽效果,在6 MPa压力下,注气有效半径为6 m;注气35 d后煤层瓦斯含量降低了25.38%,煤中解吸的气体组分中,CH4浓度由97.12%下降到79.06%,氮气浓度由0.94%增加到12.38%。对比了同样范围长时边注边抽措施和水力割缝措施钻孔工程量、瓦斯治理费用以及预抽瓦斯达标时间等参数。

    关键词 “三软”煤层 高压注氮 驱替煤层甲烷 促抽瓦斯技术

  • 基于力学特性采场裂隙带分布规律研究2020年第12期

    作者:崔 聪1,2 舒龙勇1,2 杨 鑫1,2 王维华1,2 张慧杰1,2 郝晋伟1,2 凡永鹏1,2

    单位:(1.云南煤化工集团有限公司,云南省昆明市,650231;2.煤炭科学技术研究院有限公司,北京市朝阳区,100013)

    摘 要 以长岭煤矿152106工作面为研究对象,通过Abaqus建立三维数值模型,基于真三轴D-P强度破坏准则,研究采空区顶板上覆岩层位移及应力分布规律,分析得到工作面回采过程中冒落带和裂隙带发育高度。试验表明:顶板上覆岩层下沉量由中部位置向运输巷、回风巷两侧位置逐渐减小,呈现出采空区“O”形圈分布特征;受工作面采动应力的影响,上覆岩层“三带”的水平应力符合“压应力-拉应力-压应力”的变化规律。通过下沉量及应力分布得到裂隙带分布范围为17.1~21.45 m与17~23.5 m,具有较好的一致性。根据高位钻孔层位模拟结果进行现场试验,结果表明:高位钻孔单孔浓度最高可达60%,工作面上隅角瓦斯浓度降低了25%,该层位下高位钻孔抽采可有效缓解工作面瓦斯超限问题,基于力学特性的数值模拟研究能够科学合理地预测裂隙带高度,为建成长岭煤矿高产高效示范工程奠定基础。

    关键词 裂隙带 高位钻孔 数值模拟 下沉量 应力分布

  • 低透气煤层高压气水混压增透驱替瓦斯技术研究2020年第12期

    作者:朱传杰1 刘思远1 伍厚荣2 刘 厅1 殷绍林3成艳英2 李连云2 王小兵2 刘 谦4

    单位:(1. 中国矿业大学安全工程学院,江苏省徐州市,221116;2.四川省煤炭产业集团有限责任公司,四川省成都市,610091;3.四川省华蓥山煤业股份有限公司绿水洞煤矿, 四川省华蓥市,638601;4.龙岩学院资源工程学院,福建省龙岩市,364012)

    摘 要 针对煤体纳米级孔隙内瓦斯难以解吸抽采的难题,首次提出了低透气煤层高压气水混压增透驱替瓦斯技术,研究指出高压气水混压增透驱替原理主要包括压裂裂隙的形成、水分竞争吸附置换瓦斯和高压空气驱替提高运移效率并解堵3个核心部分。研发了高压气水混压增透驱替瓦斯技术配套工艺及装备。在绿水洞煤矿K1煤层进行了现场试验,试验结果表明:矿井的平均单孔瓦斯抽采纯量从2.43 L/min提高到6.45 L/min,增加了2.65倍,平均抽采浓度从31.3%提到47.6%,增加了16.3%,煤层瓦斯含量降低了25.14%~80.62%,取得了显著的效果。

    关键词 低透气煤层 压裂 驱替 瓦斯含量 抽采浓度

  • 大柳塔矿掘进面多级除尘工艺改进及实践2020年第11期

    作者:孙祺钰

    单位:(国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司,陕西省榆林市,719315)

    摘 要 随着煤矿机械化程度进一步提升,机械设备功率逐步加大,截割煤体、岩体过程中产生粉尘逐步增加,给员工身体健康带来危害。以大柳塔煤矿双巷掘进工作面为研究对象,制定了由KCS-700D湿式除尘风机、机载控尘系统和局部通风机供风的综合除尘工艺。新工艺系统使得作业点处的总粉尘除尘率提高到90%~95%,呼吸性粉尘除尘率提高到80%~85%,同时还减轻了传统降尘工艺给员工带来的劳动强度。

    关键词 掘进工作面 粉尘浓度 除尘工艺 除尘率 劳动强度

  • 基于马兰矿坚硬顶板的水力压裂技术试验研究2020年第11期

    作者:王浩鹏

    单位:(山西西山煤电股份有限公司马兰煤矿,山西省古交市,030205)

    摘 要 为了解决马兰矿坚硬顶板所带来的端头悬顶与巷道变形严重等问题,以马兰矿8号煤层的18509工作面为研究对象,探索了水力压裂技术原理。针对18509工作面实际情况,制定了水力压裂技术试验方案,分别从端头悬顶、巷道片帮底鼓和瓦斯抽采3个方面进行了对比分析。研究表明,与实施水力压裂前相比,18509工作面端头悬顶长度由过去的十几米至几十米减小至5 m以内,其辅运巷压裂段底鼓量较非压裂段降低70%左右,同时压裂钻孔的瓦斯抽采浓度较普通钻孔的抽采浓度提高了30%左右,有效保证了工作面的安全回采。

    关键词 坚硬顶板 水力压裂技术 端头悬顶 巷道变形 瓦斯抽采

  • 差错管理氛围与矿工心理安全行为的关系研究2020年第11期

    作者:杜 婕1 郭丽芳1 吴 鹏2

    单位:(1.太原理工大学经济管理学院,山西省晋中市,030600;2.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古自治区呼和浩特市,010051)

    摘 要 心理安全行为在矿工工作态度与工作积极性方面发挥着重要作用,对引导矿工做出安全行为、减少安全事故具有重要意义。为提高矿工的心理安全行为,结合自我决定理论、心理资本理论、组织支持理论,笔者从组织层面的差错管理氛围视角出发,引入个体层面的安全心理资本为中介变量,利用Amos7.0软件对山西省4大煤矿的303份有效问卷进行结构方程模型检验,深入研究了差错管理氛围对矿工心理安全行为的影响机制。实证研究表明:煤矿企业差错管理氛围显著正向影响矿工心理安全行为;矿工安全心理资本在差错管理氛围对心理安全行为的影响关系中发挥部分中介作用。

    关键词 矿工 差错管理氛围 安全心理资本 心理安全行为 结构方程模型

  • 煤层高压气水混压技术及其有效影响半径测试研究2020年第10期

    作者:赵鹏远1 朱传杰1 伍厚荣2 成艳英2 李连云1 刘 谦3

    单位:(1. 中国矿业大学安全工程学院,江苏省徐州市,221116;2.四川省煤炭产业集团有限责任公司技术中心瓦斯与防灭火研究所,四川省成都市, 610091;3.龙岩学院资源工程学院,福建省龙岩市,364012)

    摘 要 针对现在煤层纳米级孔隙内瓦斯抽采率低的难题,研发了煤层高压气水混压技术,给出了其高压气水混压的技术原理,即依靠高吸附能力的水分置换出甲烷,再注入高压空气驱替孔裂隙中的水分解除“水锁”效应。在川煤绿水洞煤矿开展了初步现场试验,施工3组气水混注考察钻孔,取样分析了采取技术措施后的残余瓦斯含量在1.76~6.75 m3/t之间(除去一个异常点的含量为10.51 m3/t),通过与原始瓦斯含量(9.02 m3/t)对比,最终确定其气水混注有效影响半径最大可以达到48 m。

    关键词 瓦斯抽采 高压气水混压技术 有效影响半径 瓦斯含量

  • 深化山西煤矿安全监察改革的创新探索2020年第10期

    作者:王端武

    单位:(山西煤矿安全监察局,山西省太原市,030012)

    摘 要 针对山西省整体生产能力大、煤矿数量较多、煤矿地质条件比较复杂、灾害齐全,全省煤矿安全生产形势依然比较严峻的问题,创新性地建立了煤矿安全监察“六个执法”体系,并对“六个执法”体系的落实提出具体要求。通过深化煤矿安全监察改革创新,激发了监察人员的内生动力,实现了煤矿安全生产、监察执法力度、精准执法水平、学法用法热情、煤矿主体责任意识、监管部门主动作为六个显著提升。

    关键词 煤矿安全监察 改革创新 “六个执法”体系 科学构建 山西省

  • 衰老矿井服务后期通风系统优化研究2020年第10期

    作者:王海波1 桑 聪2,3 郝晋辉1 周锦文1 李 伟2,3 刘彦青2,3

    单位:(1.山西汾西矿业集团有限责任公司双柳煤矿,山西省吕梁市,033300;2.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京市朝阳区,100013;3.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京市朝阳区,100013)

    摘 要 为掌握衰老矿井服务后期通风系统现状及存在的问题,结合矿井通风系统实际确定了2条通风阻力测试路线,以精密气压计基点法对矿井中央风井系统和东风井系统进行了通风阻力测定。矿井2个回风井系统通风阻力均较大,通风阻力较大的原因是中央风井系统回风区及东风井系统的用风区和回风区巷道有效通风断面较小且巷道风速较大。根据通风系统存在的问题制定了对中央风井系统和东风井系统回风区巷道修复断面的优化降阻方案。利用三维矿井通风智能分析系统VentAnaly对矿井通风系统优化方案进行模拟,确定优化方案切实可行。矿井进行通风系统优化后,中央风井系统和东风井系统通风阻力大幅降低,且地面主通风机风量有所增加,矿井通风系统实际优化效果与软件模拟相比误差较小。

    关键词 通风系统 阻力分布 优化降阻 方案模拟

  • 煤矿顶板事故分析与防治对策研究2020年第10期

    作者:杜龙龙 宋宜猛 冯宇峰

    单位:(应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029)

    摘 要 针对我国煤矿顶板事故多发的现状,在我国近20年顶板事故数据统计的基础上,总结了顶板事故发生的规律、趋势及特点,分析了顶板事故发生的原因,并在此基础上提出了相应的防治对策。研究认为,我国煤矿顶板事故总量总体下降,但占比仍然较重,且以一般事故为主,散发多发明显。但近来较大事故起数增多,顶板事故有抬头趋势,防范较大及以上恶性事故重要性凸显;顶板事故发生的原因主要集中在思想认识和管理水平不足及顶板管理知识、能力不足方面;从顶板管理水平和能力两方面提出顶板事故防治的相应建议。

    关键词 顶板事故 事故分析 顶板管理 事故防治

  • 长岭煤矿瓦斯抽采效率评估与管路泄漏研究2020年第9期

    作者:张 镭1 崔 聪2,3

    单位:(1.云南煤化工集团有限公司,云南省昆明市,650231;2.煤炭科学技术研究院有限公司,北京市朝阳区,100013;3.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京市朝阳区,100013)

    摘 要 为确定长岭煤矿现有抽采系统能否满足采掘平衡及安全生产需求,开展了矿井瓦斯抽采系统的管路摩擦阻力测定、瓦斯抽采泵效率评估;采用抽采管路首尾压差测定法对泄漏进行检查,应用数值模拟方法验证了压力梯度法进行抽采管路漏点定位的准确性与可行性。结果表明:基于长岭煤矿瓦斯抽采效率评估与管理泄漏试验研究成果,通过现场及时维修、维护,能够有效提高长岭煤矿瓦斯抽采效率。

    关键词 瓦斯抽采效率 管路检漏 漏点定位 抽采系统 压力梯度

  • 余吾煤业主采工作面瓦斯动态变化规律研究2020年第9期

    作者:杨 键1 叶新卫2

    单位:(1.山西潞安集团余吾煤业有限责任公司,山西省长治市,046103;2.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京市海淀区,100083)

    摘 要 为了研究工作面瓦斯动态变化规律,提高煤层瓦斯抽采效果以及改进瓦斯治理技术,以余吾煤业生产工作面为工程背景,通过建立瓦斯吸附解吸试验系统,对余吾煤业工作面煤样进行瓦斯吸附解吸试验,分析工作面煤样解吸过程的试验结果,得出3号煤层的瓦斯解吸扩散规律;沿工作面倾向方向布置瓦斯浓度测试装置,测试其瓦斯浓度动态变化规律,得到工作面动态变化规律和上隅角瓦斯浓度超限的原因。

    关键词 瓦斯吸附解吸 工作面倾向 上隅角 动态变化规律 余吾煤业

  • 小庄矿“以孔代巷”瓦斯抽采技术可行性研究2020年第9期

    作者:郭林生1 林建成1 李 可1 夏海斌1 董春发1 李 葳1 龙 航2

    单位:(1.陕西彬长小庄矿业有限公司,陕西省咸阳市,713500;2.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西省西安市,710054)

    摘 要 针对高抽巷工程量大、成本高等问题,提出采用高位长钻孔代替高抽巷工作面采空区瓦斯抽采模式。对比分析了小庄煤矿40309工作面高抽巷、高位钻孔、上隅角插管和边采边抽的瓦斯抽采量,对工作面现有瓦斯抽采能力进行了核定。研究发现,瓦斯抽采量约占绝对瓦斯涌出量的86.2%,高抽巷抽采占比约为48.39%,高位钻孔抽采占比仅为7.71%,现有抽采系统难以实现高位长钻孔代替高抽巷的抽采工艺;针对高位钻孔抽采占比低的问题,结合现场瓦斯抽采系统抽采能力,为实现工作面采空区瓦斯“以孔代巷”进行了高位钻孔参数核算,主要包括高位钻孔抽采量、钻孔数量、管路最小内径及抽采泵最小额定流量等参数,并从施工成本角度分析了现场实施“以孔代巷”技术的可行性。

    关键词 瓦斯治理 瓦斯抽采量 以孔代巷 高位钻孔 高抽巷

  • 8.8 m超大采高综采工作面顶板水害动态监测技术研究2020年第8期

    作者:杨茂林

    单位:(国家能源集团神东煤炭集团生产管理部,陕西省榆林市,719315)

    摘 要 针对上湾煤矿8.8 m超大采高综采工作面回采过程中顶板可能存在的水害隐患,采用视电阻率监测系统对工作面回采至石灰沟段顶板裂隙导通上覆含水层的情况进行了分段动态监测,结合地面水文观测孔及工作面涌水量对监测结果进行验证,并划分顶板水害预警级别。结果显示:在采空区内有明显的高阻异常发育,分析为煤层采空后顶板冒落导致上覆岩体裂隙增大所致。随着工作面的推进,在距离切眼1576~1766 m、1842~2260 m范围内存在低阻异常区,分析认为导水裂隙带导通了上覆含水层;通过查看井下采空区涌水和地面水文孔观测数据,验证了视电阻率监测结果。根据视电阻率监测情况对12401工作面顶板水害预警级别进行了评估,该工作面水害风险预警级别为二级预警,水害风险一般。

    关键词 8.8 m超大采高 顶板水害 动态监测 视电阻率 预警级别 涌水量