为了降低采煤工作面瓦斯浓度,采用保护层开采的方式对煤层进行卸压,以山西常庄矿为试验矿井,通过数值模拟对保护层开采后煤层卸压以及瓦斯运移进行研究,根据卸压和瓦斯运移特征确定了瓦斯抽采钻孔技术参数,并对抽采效果进行了检验,研究结果表明:冒落带高度为4.8m,裂隙带高度为25.2m,两侧近煤层区域裂隙发育,为裂隙发育的聚集区,形成"裂隙河";当采宽不断增大时,卸压强度增大,煤层内部应力整体呈"W"型分布;被保护层卸压分为四个区:原始压力区、压力集中区、过渡区、完全卸压区;瓦斯抽放孔最佳参数:钻孔倾角不得大于70°,封孔长度为10m,钻孔间距为30m,孔口负压为12.2k Pa;卸压瓦斯抽采浓度较卸压前大幅提高,保护层开采对于被保护层卸压起到了作用。

依据潘一矿煤层地质条件和瓦斯赋存特性,阐述了地面钻井抽采卸压瓦斯的设计思路,分别对煤岩采动期、恢复期和稳定期内的现场瓦斯抽采参数及其动态变化规律进行分析。现场试验结果表明,地面钻井在336 d内共抽采瓦斯量200万m3以上,抽采半径达211 m,抽采瓦斯浓度在90%以上,对应块段的煤层瓦斯排出率为41%。

瓦斯是煤层安全回采的重大隐患,针对放顶煤工作面回采初期瓦斯超限的问题,开元矿9801工作面采用了组合斜巷卸压抽采瓦斯技术。结果表明,组合倾斜巷瓦斯抽采技术有效地解决了开元矿9801工作面初采期的瓦斯治理问题,为煤层群开采时进行瓦斯治理的有效方法。

针对七台河分公司煤与瓦斯突出矿井数量的增加,以及进行采掘活动的个别煤层瓦斯压力超过了突出危险性临界指标的现状,以研发和推广综合防突技术为目标,结合新兴煤矿和新建煤矿的具体情况,探索保护层开采结合卸压抽采、底板岩巷预抽瓦斯等先进适用技术,分析了该项技术的实施方案及作用,论述了薄煤层大倾角特殊地质条件下治理瓦斯、防治突出事故的综合治理措施及实施效果。

为了保证被保护层瓦斯的消突和治理工作,掌握保护层开采的卸压效果和预测卸压瓦斯的主要分布区域,运用UDEC离散元模拟得到了下保护层开采后被保护层的卸压效果、瓦斯运移规律及分布情况,并根据模拟结果相应地提出了留巷钻孔法抽采卸压瓦斯,实现了无煤柱开采,消除了被保护层应力集中区煤与瓦斯突出危险威胁。经现场实测抽采后3号煤层瓦斯压力降低了1.36 MPa,瓦斯含量降低了9.51 MPa,抽采效果良好。

二、两处卸料的小车控制系统的梯形图设计： 要求：运料小车第一次右行在SQ3处卸料；第二次右行在SQ2处卸料。 1、分析控制要求，确定输入、输出设备，绘制I/O接线图：与上例比较可知，要实现两处 卸料，增加了行程开关SQ3，故只要在上例I/0图的基础上将SQ3连接到PLC的输入端X5。 2、修改、完善以满足控制要求： 1）要实现两处卸料，重要的是判断小车右行时在SQ3处是否需要停。可增加一个辅助继电器（M1）来记忆小车是否到过SQ3（M1+），或SQ2（M1—）。 2）小车到达SQ2处，回头左行时会压下SQ3，使M1+，导致小车第三次右行压下SQ3时不停。

针对煤矿井下探水作业监工人员通过观看视频来监控卸杆作业的方式存在效率低下且极易出错的问题，提出利用三维卷积神经网络（3DCNN）模型对探水作业中的卸杆动作进行识别。3DCNN模型使用3D卷积层自动完成动作特征提取，通过3D池化层对运动特征进行降维，通过Softmax分类处理来识别卸杆动作，并使用批量归一化层提高模型的收敛速度和识别准确率。采用3DCNN模型对卸杆动作进行识别时，首先对数据集进行预处理，从每段视频中均匀抽取几帧图像作为某动作的代表，并降低分辨率；然后采用训练集对3DCNN模型进行训练，并保存训练好的权重文件；最后采用训练好的3DCNN模型对测试集进行测试，得出分类结果。实验结果表明，设置采样帧数为10帧、分辨率为32×32、学习率为0.000 1，3DCNN模型对卸杆动作的识别准确率最高可达98.86%。

为了控制塔山煤矿8304工作面在切顶卸压过程中巷道顶板的下沉变形现象,保证成巷过程及巷道二次复用期间顶板围岩的稳定性,在预留巷道顶板原支护的基础上采用恒阻大变形锚索对顶板进行补强支护。运用理论计算并结合现场实际条件,选用长度为9. 3m,支护密度0. 8根/m2的恒阻大变形锚索加固顶板。现场应用结果表明:巷道顶板下沉量较小,成巷效果良好,可以满足复用生产要求,说明恒阻大变形锚索能很好适应切顶卸压自成巷对巷道顶板的变形影响,也为其他类似条件下沿空留巷顶板支护提供一定参考。

用流体仿真软件Fluent对卸荷主阀进行运动流场数值仿真,得到了不同开口度与不同压差情况下阀腔内流体的压力分布云图和速度分布云图,对仿真结果进行深入分析研究后,改进了卸荷主阀结构。对比分析改进前、后的压力分布图及速度分布图,说明改进后阀腔内流体的流场特性较改进前有了很大的改善。研究结果对矿用乳化液泵站卸荷主阀流道结构的优化有一定的理论意义。

为了减少煤炭资源浪费和积极应对国家限制或地方煤矿监管部门禁止"U+L"型通风所带来的工作面瓦斯治理困局,针对兴无煤矿的近距离煤层群的特殊地况,在试验工作面的采空区开展高水充填沿空留巷项目,将工作面"U+L"型通风改为"Y"型通风,采用斜向穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯。结果表明:试验采用斜向穿层钻孔方法使瓦斯抽采率提升了10%,达到47%;并且改为"Y"型通风后,采用该方法仍能解决瓦斯抽采的需要。