当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

二氧化碳致裂技术及在煤矿安全生产中的应用研究

发布时间:2018-10-12 18:48
【摘要】:二氧化碳致裂技术是一种利用气体相变原理致裂爆破的方法,具有致裂过程不产生火花,致裂威力可控,储存与运输安全和操作便捷等诸多优点。煤科集团沈阳研究院有限公司通过对该项技术和产品的研发与改进,在不同矿区进行了大量现场试验,尝试探寻该技术在煤矿安全生产的不同领域中的应用,以便更好服务于矿井生产。本文首先对二氧化碳致裂技术、致裂原理、爆破机理进行了分析。认为二氧化碳致裂的本质是通过高压气体和应力波的共同作用对煤(岩)体进行破坏,产生裂隙和位移。根据岩石力学和气体爆破等理论尝试运用数值模拟推算致裂过程中的裂隙发育情况及其影响范围,为现场应用提供理论参考。其次,系统地介绍二氧化碳致裂设备产品构造、功能、型号参数及灌装加注和爆破工艺流程,归纳总结了二氧化碳致裂技术特点以及在应用中注意事项。随后,对二氧化碳深孔预裂爆破在低透气性煤层增透和巷道快速掘进增透消突领域的应用进行了研究。在低透气性煤层中采用爆破钻孔和抽采观察钻孔交叉布置的方法,预裂爆破后巷道煤壁和爆破孔内形成明显裂隙,对比致裂前后瓦斯抽采浓度及纯量提高效果明显。在煤巷掘进工作面采取条带式钻孔深孔预裂爆破和预抽相结合的方法进行消突,实施后钻孔内瓦斯浓度提高2~3倍,爆破前掘进期间回风流瓦斯浓度为0.78%,爆破后经预抽瓦斯,掘进期间回风流瓦斯浓度为0.28%,掘进预抽期缩短一半以上。在矿井煤(岩)体松动与破碎应用中,包括落煤、处理底鼓、过工作面断层、大块矸石处理等领域,自由面状况、煤(岩)体硬度和节理发育程度、钻孔参数、地质条件等因素对应用效果影响较大。在落煤生产中,单孔爆破落煤1.5t~3t,块煤率在80%左右,垮落煤块在1m~3m范围内;岩石松动和破碎中,自由面状况较差时,可适当调整钻孔参数营造自由面,为岩体松动位移提供空间。钻孔布置孔间距在0.8m~2.5m,钻孔角度30°~60°,更易于破碎和裂隙延伸。
[Abstract]:Carbon dioxide cracking technology is a method of cracking and blasting based on the principle of gas phase transformation. It has many advantages, such as no sparks produced in the process of cracking, controllable splitting power, safe storage and transportation, and convenient operation and so on. Through the research and improvement of the technology and products, Shenyang Research Institute Co., Ltd. of Coal Group has carried out a large number of field tests in different mining areas to try to explore the application of the technology in different fields of coal mine safety production. In order to better serve the mine production. In this paper, the technology of carbon dioxide cracking, the principle of cracking and the mechanism of blasting are analyzed. It is considered that the essence of carbon dioxide cracking is to destroy coal (rock) body through the interaction of high pressure gas and stress wave, resulting in fracture and displacement. According to the theory of rock mechanics and gas blasting, this paper attempts to use numerical simulation to calculate the crack development in the process of fracture and its influence range, which provides a theoretical reference for the field application. Secondly, the product structure, function, model parameters, filling, injection and blasting process of carbon dioxide cracking equipment are systematically introduced, and the characteristics of carbon dioxide cracking technology and matters needing attention in application are summarized. Then, the application of CO _ 2 deep-hole pre-splitting blasting in the field of anti-penetration in low-permeability coal seam and fast tunneling in roadway is studied. In the low permeability coal seam, the obvious cracks were formed in the coal wall and the blasting hole after pre-splitting blasting by using the method of blasting drilling and mining observation to observe the cross arrangement of the boreholes, and the effect of increasing the concentration and scalar quantity of gas extraction before and after splitting was obvious. In the coal roadway driving face, the combined method of deep hole pre-split blasting and pre-drainage is adopted to eliminate outburst. After the implementation, the gas concentration in the borehole is increased by 2 times, the gas concentration in the return air flow is 0.78 during the excavation period before blasting, and the gas is pre-pumped after blasting. The gas concentration of return air flow during tunneling is 0.28 and the advance drainage period is shortened by more than half. In the application of coal (rock) body loosening and breaking in coal mine, including coal falling, treating bottom drum, working face fault, large gangue treatment, free surface condition, hardness and joint development degree of coal (rock) body, drilling parameters, etc. Geological conditions and other factors have great influence on the application effect. In the production of coal falling, the single hole blasting caving coal is 1.5 t ~ 3 t, the lump coal rate is about 80%, and the caving coal block is within the range of 1m~3m, when the rock is loose and broken and the free surface condition is poor, the drilling parameters can be adjusted appropriately to create the free surface. Provide space for loose displacement of rock mass. The hole spacing is 0.8m ~ 2.5m, the angle of drilling is 30 掳~ 60 掳, it is easier to fracture and crack extension.
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD712.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 项顺怀,罗国庆,牛晓燕;浅谈新形势下监狱煤矿安全生产工作的难题及对策[J];煤矿安全;2000年11期

2 朱锴;安全管理是煤矿安全生产的重要保证[J];劳动保护科学技术;2000年01期

3 ;云南制定《乡镇煤矿安全整顿工作的实施意见》[J];中国煤炭;2001年07期

4 李志明;进一步做好关闭整顿小煤矿和煤矿安全生产工作[J];中国经贸导刊;2001年19期

5 ;欢迎订阅《煤矿安全》杂志[J];矿业安全与环保;2001年05期

6 ;煤矿安全再次引起各方关注[J];煤矿开采;2001年02期

7 白玉林;煤矿安全要注重感情投资[J];山西煤炭;2001年03期

8 瞿国相;云南省成立煤矿安全专项整治“四证”核发办公室[J];安全;2002年04期

9 江建国;德国的煤矿安全[J];安全与健康;2002年09期

10 燕明春;煤矿安全五种意识[J];劳动保护;2002年03期

相关会议论文 前10条

1 李景平;;煤矿安全监控的现状及发展[A];中国劳动保护科学技术学会机电安全专业委员会换届会议论文集[C];2000年

2 郜陕生;;加强安全文化建设 促进煤矿安全生产[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2004年学术年会论文集[C];2004年

3 王淑江;;关于煤矿安全文化的几个基本问题[A];第一届全国安全科学理论研讨会论文集[C];2007年

4 魏婷;;煤矿安全信息传播中的新思考[A];第一届全国安全科学理论研讨会论文集[C];2007年

5 李东方;陈文涛;欧阳梅;;煤矿安全文化建设模式研究[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年

6 ;煤矿安全政策[A];2008中国煤炭工业发展研究报告[C];2008年

7 ;2012年全国煤矿安全学术年会日程安排[A];2012年全国煤矿安全学术年会论文集[C];2012年

8 吕晓芳;;煤矿安全生产管理体制的两方博弈模型分析[A];中国企业运筹学[C];2009年

9 吕正兴;;织金县煤矿安全现状调查及对策[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年

10 ;第23章 煤矿安全政策[A];2009中国煤炭工业发展研究报告[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者;我国首部煤矿安全规划出台[N];中国安全生产报;2007年

2 记者 史鹏飞 特约记者 宋刚强 张迅;郊区六项措施狠抓煤矿安全生产[N];长治日报;2006年

3 记者 王轶;牢记职责 强化煤矿生产现场监管 不辱使命 确保安全形势持续好转[N];长治日报;2007年

4 记者 郭思嘉;把长治驻矿安检员打造成“铁军” 确保全市煤矿安全生产“零事故”[N];长治日报;2007年

5 王宏;“加强中国煤矿安全保障”项目启动[N];中国矿业报;2007年

6 记者 谭志文邋实习生 彭博;清醒认识当前安全生产形势 抓好煤矿安全生产和关闭整顿[N];郴州日报;2007年

7 刘双英;汲取晋城临汾事故教训 确保煤矿安全生产[N];大同日报;2007年

8 敏捷;省煤矿安全生产调研组莅同[N];大同日报;2007年

9 蒋天兵;抓好标准化建设 时刻绷紧安全弦[N];广安日报;2006年

10 李玲 本报记者 赵颂;做好煤矿安全生产工作[N];贵阳日报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 袁秋新;基于第二序改变理论的煤矿安全管理模式研究[D];中国矿业大学;2010年

2 王龙康;煤矿安全隐患层次分析与预警方法研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

3 张长鲁;基于数据挖掘的煤矿安全可视化管理研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

4 李世波;煤矿安全标识设计及其效果评估研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

5 李永利;呼吉尔特区煤矿安全模糊综合评价研究[D];辽宁工程技术大学;2015年

6 王书明;煤矿安全投入系统分析及其决策的研究[D];中国矿业大学;2008年

7 王欣艳;煤矿安全隐患治理能力评估与预测方法研究[D];中国矿业大学(北京);2013年

8 田涛;我国煤矿安全投入机制研究及效率评价分析[D];中国矿业大学(北京);2013年

9 何刚;煤矿安全影响因子的系统分析及其系统动力学仿真研究[D];安徽理工大学;2009年

10 郑爱华;煤矿安全投入规模与结构分析及政府安全分类监管研究[D];中国矿业大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 周潇;我国煤矿安全有效监管研究[D];南京师范大学;2008年

2 姚婷;煤矿安全生产法律问题研究[D];山西财经大学;2007年

3 王帅;煤矿安全政府监管制度研究[D];苏州大学;2010年

4 王璐;煤矿安全文化建设研究[D];辽宁工程技术大学;2008年

5 王克;内蒙古煤矿安全生产的政府规制[D];内蒙古大学;2013年

6 萨兰;中国煤矿安全投资财务监督管理机制研究[D];华北科技学院;2015年

7 王敬阳;煤矿安全精细化管理研究[D];河北工程大学;2015年

8 申莹莹;我国煤矿安全生产监管行政问责制研究[D];郑州大学;2015年

9 吴元峰;泰丰煤矿安全监测监控系统的设计与实现[D];山东大学;2014年

10 曹宇翔;山西省政府煤矿安全监督管理研究[D];山西大学;2015年



本文编号:2267217

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/2267217.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户706b3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com