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非连续煤层实体模型一体化构建技术研究 被引量:5
1
作者 刘光伟 成功 +2 位作者 宋佳琛 白润才 李鹏 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第5期205-211,共7页
针对受断层切割影响而导致连续煤层模型难以构建问题,系统研究了复杂断层网络切割作用下非连续煤层模型一体化构建过程与方法、分析了断层数据类型,断层切割影响,揭示了断层与煤层模型构建之间的关系,提出了正断层错动处理、逆断层错层... 针对受断层切割影响而导致连续煤层模型难以构建问题,系统研究了复杂断层网络切割作用下非连续煤层模型一体化构建过程与方法、分析了断层数据类型,断层切割影响,揭示了断层与煤层模型构建之间的关系,提出了正断层错动处理、逆断层错层处理方法。研究结果表明:优选断层线作为断层建模数据,可实现复杂断层网络切削处理与模型构建;通过扩展初始煤层面,优化了断煤交线形态,解决了煤层与断层模型无缝拼接问题;通过调整断层与煤层接触关系,消除了数据重叠区域干扰。最终通过构建复杂断层网络模型、非连续煤层面模型,实现了非连续煤层实体模型的一体化构建。以扎哈淖尔露天矿三维地质模型构建为实例,验证了技术方法是可行性的。 展开更多
关键词 断层 非连续煤层 一体化构建 面模型 实体模型
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基于截齿振动及温度特性的煤岩识别研究 被引量:21
2
作者 张强 刘志恒 +2 位作者 王海舰 田莹 黄传辉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第3期1-9,18,共10页
为实现采煤机截割过程中煤岩界面的精准识别,选取截割过程中截齿的振动信号和红外热像信号作为煤岩识别的特征信号,针对截割过程中截齿x、y、z三个方向的振动加速度信号、振动频谱图、齿尖红外闪温值和温度-频数图像进行实时采集,研究... 为实现采煤机截割过程中煤岩界面的精准识别,选取截割过程中截齿的振动信号和红外热像信号作为煤岩识别的特征信号,针对截割过程中截齿x、y、z三个方向的振动加速度信号、振动频谱图、齿尖红外闪温值和温度-频数图像进行实时采集,研究截齿振动信号、红外热像信号与不同煤岩比例试件之间的变化规律。研究结果表明:随着试件中岩石比例的增大,截齿振动加速度均值逐渐上升,频谱图对应的均方根值逐渐增大;截割试件过程中截齿齿尖产生点状闪温区,截割全岩试件时最高闪温值与高温区范围远大于截割全煤试件,温度-频数图像中最高温度所对应的频数逐渐上升。BP(Back-Propagation)神经网络的识别结果和测试样本的实际煤岩比例相符,能够对截割试件的煤岩比例进行准确识别,研究结果可为实现煤岩界面的精准识别提供重要的方法和手段。 展开更多
关键词 采煤机 煤岩识别 截齿 振动信号 红外热像 BP神经网络
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浅埋极近距离采空区下工作面矿压显现规律研究 被引量:22
3
作者 付兴 王鑫 +3 位作者 苏志刚 张宏伟 周坤友 霍丙杰 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期149-155,共7页
针对同一浅埋工作面同时存在极近距离采空区下和实体煤岩下的具体工程条件,运用理论分析和现场实测方法研究了极近距离采空区下工作面矿压显现特征,并与相同地质条件单一工作面矿压显现规律进行了对比分析。研究结果表明:在上覆已破断... 针对同一浅埋工作面同时存在极近距离采空区下和实体煤岩下的具体工程条件,运用理论分析和现场实测方法研究了极近距离采空区下工作面矿压显现特征,并与相同地质条件单一工作面矿压显现规律进行了对比分析。研究结果表明:在上覆已破断关键层形成的平衡"砌体梁"结构与下煤层距离较近情况下,工作面覆岩更易失稳,来压频繁且来压强度较高;相对于实体煤岩下,采空下工作面来压步距均值变小,降幅平均为19%,且在走向方向上变化幅度较大,没有明显的规律性和周期性,来压强度整体增大,增幅平均为6%,而动载系数又有所降低;采空区下工作面较实体煤岩下超前影响范围增大,支承压力峰值点距工作面距离基本不变,峰值强度和深处稳定煤体应力值均明显降低。采空下工作面回采过程中应加强顶板管理和矿压观测,及时采取相应措施,确保安全生产。 展开更多
关键词 浅埋深 极近距离煤层 采空区 矿压显现 现场实测
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CH_4与N_2,CO_2间竞争吸附关系的核磁共振实验研究 被引量:11
4
作者 罗明坤 李胜 +2 位作者 荣海 范超军 杨振华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期490-497,共8页
利用核磁共振(NMR)技术测试了CH_4与CO_2,N_2在煤样中相互作用过程的NMR信号,并通过T_2谱形态和谱面积对各气体间相互作用的整个过程进行了描述和分析。测试结果表明:CH_4在煤中吸附过程的T_2谱呈双峰结构,弛豫时间较小的为吸附峰,另一... 利用核磁共振(NMR)技术测试了CH_4与CO_2,N_2在煤样中相互作用过程的NMR信号,并通过T_2谱形态和谱面积对各气体间相互作用的整个过程进行了描述和分析。测试结果表明:CH_4在煤中吸附过程的T_2谱呈双峰结构,弛豫时间较小的为吸附峰,另一个为游离峰。随着吸附时间和注入压力的增加,吸附总量逐渐增加,但吸附速率逐渐降低。强吸附性气体能置换煤中已吸附的弱吸附性气体,反之效果不明显;置换过程中,大孔隙内的气体比小孔隙内的更容易置换。将弱吸附性气体注入已吸附强吸附性气体的煤中,一定程度上能促使原气体由吸附态向游离态转化;同时,少量的弱吸附性气体也能被吸附,气压越大越明显。NMR测试结果直观反映了CH_4与各气体间的相互作用关系。 展开更多
关键词 核磁共振 吸附解吸 置换作用 增产措施
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平煤十矿底板巷穿层钻孔瓦斯抽采模拟研究 被引量:13
5
作者 张浩浩 李胜 +3 位作者 高宏 杨振华 赵春阳 王箫鹤 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期38-43,共6页
为了降低平煤十矿己15-16-24130工作面运输巷掘进中的突出危险性,基于实际工程背景,考虑瓦斯抽采中的瓦斯运移及煤岩变形等因素,建立了瓦斯抽采气固耦合模型,并利用COMSOL Multiphysics软件对平煤十矿己15-16煤层的底板巷穿层钻孔瓦斯... 为了降低平煤十矿己15-16-24130工作面运输巷掘进中的突出危险性,基于实际工程背景,考虑瓦斯抽采中的瓦斯运移及煤岩变形等因素,建立了瓦斯抽采气固耦合模型,并利用COMSOL Multiphysics软件对平煤十矿己15-16煤层的底板巷穿层钻孔瓦斯抽采方案进行数值模拟,研究了瓦斯抽采对于降低掘进过程中突出危险性的影响。研究结果表明:在己18煤层开挖底板巷对己15-16煤层进行穿层钻孔瓦斯抽采,瓦斯抽采180 d后,己15-16-24130工作面运输巷附近煤层残余瓦斯压力及瓦斯含量分别降至0.315 MPa和3.84 m3/t;将底板巷穿层钻孔瓦斯抽采方案进行工程应用,实测抽采后的残余瓦斯压力及瓦斯含量在0.32MPa和3.17 m3/t,均小于平煤十矿煤与瓦斯突出防治规定的"双6"指标(残余瓦斯压力小于0.6 MPa,残余瓦斯含量小于6 m3/t),可有效降低运输巷掘进过程中的突出危险性。 展开更多
关键词 穿层钻孔 瓦斯抽采 数值模拟 突出危险性 气固耦合模型
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供风量对褐煤自燃极限参数的影响研究 被引量:7
6
作者 周西华 牛田元 +2 位作者 白刚 李昂 王成 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期82-86,共5页
为研究不同供风量对褐煤自燃特性的影响规律,选取平庄瑞安煤矿褐煤作为试验煤样,利用程序升温试验和气相色谱仪,研究低温氧化阶段不同供风量条件下褐煤自燃极限参数与温度、供风量之间的变化规律。结果表明:温度在40~120℃时,随着供风... 为研究不同供风量对褐煤自燃特性的影响规律,选取平庄瑞安煤矿褐煤作为试验煤样,利用程序升温试验和气相色谱仪,研究低温氧化阶段不同供风量条件下褐煤自燃极限参数与温度、供风量之间的变化规律。结果表明:温度在40~120℃时,随着供风量增大,褐煤的最小浮煤厚度和下限氧浓度降低,上限漏风强度增加;温度在120~200℃,供风量为40~80 m L/min和160~200 m L/min时,随着供风量的增加,其最小浮煤厚度和下限氧浓度增加,上限漏风强度减少;供风量为80~160 m L/min时,在供风量增大的情况下,褐煤的最小浮煤厚度和下限氧浓度降低,上限漏风强度增加;随着供风量减小,煤样临界点温度降低。 展开更多
关键词 供风量 褐煤 煤自燃 极限参数 临界点温度
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隔爆水幕对瓦斯爆炸传播规律影响的试验研究 被引量:8
7
作者 周西华 王原 +1 位作者 李昂 陈猛 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期123-128,共6页
为研究自制隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的有效性,采用大直径瓦斯爆炸试验管道系统,在不同瓦斯浓度和不同水幕流量条件下进行瓦斯爆炸试验,利用数据采集系统测量瓦斯爆炸特性参数并对其变化规律和隔爆效果进行分析。结果表明:瓦斯浓度9.5%时经... 为研究自制隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的有效性,采用大直径瓦斯爆炸试验管道系统,在不同瓦斯浓度和不同水幕流量条件下进行瓦斯爆炸试验,利用数据采集系统测量瓦斯爆炸特性参数并对其变化规律和隔爆效果进行分析。结果表明:瓦斯浓度9.5%时经过隔爆水幕抑制作用,瓦斯爆炸压力峰值由64 k Pa下降到39 k Pa,衰减了39%;温度峰值由969 K下降到498 K,衰减了49%;速度最大值由136 m/s下降到73 m/s,衰减了15%。虽然隔爆水幕对不同浓度瓦斯产生的爆炸起到良好的抑制效果,但隔爆之后的传播规律依然受到瓦斯浓度影响。隔爆水幕对瓦斯爆炸的抑制效果取决于喷水流量的大小,随着流量的增加,水幕的隔爆效果增强,喷头最佳的工作流量为16.4 L/min。 展开更多
关键词 隔爆水幕 瓦斯爆炸 抑制 试验管道 试验系统
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倾斜煤层窄长露天矿分区开采分期境界优化 被引量:6
8
作者 曹博 陶亚彬 +2 位作者 白润才 白文政 刘光伟 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期101-110,共10页
针对倾斜煤层窄长露天矿,经常采用纵采转横采内排的开采程序,基于其剥离物流向流量的变化对经济合理剥采比大小的影响,提出一种分区、分时期的优化开采境界方法。该方法依据首采区位置的不同可分为A模式(即首采区位于矿权一侧)和B模式(... 针对倾斜煤层窄长露天矿,经常采用纵采转横采内排的开采程序,基于其剥离物流向流量的变化对经济合理剥采比大小的影响,提出一种分区、分时期的优化开采境界方法。该方法依据首采区位置的不同可分为A模式(即首采区位于矿权一侧)和B模式(即首采区位于矿权中部)两种开采模式。此外,按照露天剥采工程发展过程中剥离物流向流量变化的情况,将其露天矿山开采过程归结为三个时期:全部外排期、部分内排期和全部内排期。通过构建剥、采、排工程位置模型,系统地研究了两种开采模式分时期境界优化的原则和适用条件,并提出境界优化模型。研究成果在准东露天煤矿开采实践中得到应用,结果表明:准东露天矿的经济合理剥采与其开采境界优化前相比,由原来的1.50m^3/t增加至1.62m^3/t,其经济合理开采深度增加了24.7m,顶帮外扩距离增加了45.65m,经济可采储量增加了85.27Mt。实现了露天开采经济效益的最大化。 展开更多
关键词 倾斜煤层露天矿 纵采转横采 经济合理剥采比 分区开采 分期境界优化
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低透煤层保护层开采卸压效果试验 被引量:7
9
作者 张宏伟 付兴 +2 位作者 霍丙杰 路洋波 周坤友 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2134-2139,共6页
目前保护层开采卸压效果考察多以现场打钻测试被保护层瓦斯参数变化为主,为了更加系统、方便地掌握保护层开采过程中上覆被保护层裂隙发育、应力状态、膨胀变形及渗透特性变化情况,可综合运用试验手段对保护层开采卸压效果进行多指标评... 目前保护层开采卸压效果考察多以现场打钻测试被保护层瓦斯参数变化为主,为了更加系统、方便地掌握保护层开采过程中上覆被保护层裂隙发育、应力状态、膨胀变形及渗透特性变化情况,可综合运用试验手段对保护层开采卸压效果进行多指标评判。因此,基于常规相似材料模拟平台,应用渗流力学理论,开发出被保护层渗透特性测试系统,并以长平煤矿保护层开采为工程对象进行研究。结果表明:长平矿主采3#煤层作为被保护煤层,处于下保护层8#煤层开采所产生的裂隙带顶部,具备卸压增透的初始条件;伴随着8#煤层工作面的开采,上覆岩层次生裂隙经历了起裂、发育、张开、闭合等过程,3#煤层均经过增压区、卸压膨胀区、恢复区的转变,其膨胀变形量曲线大体呈"M"型分布,最大膨胀变形率约为0.774%,平均膨胀变形率约0.60%,大于0.30%;3#煤层渗透率同样经历动态发展过程,其原始渗透率为0.034×10^(-14)m^2,卸压区内最大渗透率1.125×10^(-14)m^2,为原始状态的33倍,增压区内渗透率有所下降,但仍远大于原始渗透率。因此,长平矿保护层开采使被保护煤层具备良好的卸压增透效果,进而为3#煤层卸压瓦斯渗流-运移规律及卸压瓦斯抽采钻孔设计提供了依据。 展开更多
关键词 安全工程 保护层开采 相似材料 渗透特性 卸压增透
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基于C-F方法三维地质模型精度评价研究 被引量:9
10
作者 刘光伟 宋佳琛 +1 位作者 白润才 李鹏 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第11期192-198,共7页
为解决三维地质模型不确定性问题突出、精度难以评价的难题,分析了三维建模过程中误差来源,提出采用C-F方法对三维地质模型各阶段不确定性进行统一度量,以实现三维地质模型精度有效评价。以扎哈淖尔露天矿为工程实例,构建了扎哈淖尔露... 为解决三维地质模型不确定性问题突出、精度难以评价的难题,分析了三维建模过程中误差来源,提出采用C-F方法对三维地质模型各阶段不确定性进行统一度量,以实现三维地质模型精度有效评价。以扎哈淖尔露天矿为工程实例,构建了扎哈淖尔露天矿三维地质模型精度评价体系,以解析法和模糊评价法确定了各证据的可信度,以简单有效的AHP方法确定了各证据权重,经证据的合成与传递,有效地实现三维地质模型精度定量化评价,最终确定了扎哈淖尔露天矿三维地质模型的可信度为0.783。经实际采动量核算,验证了该方法的可行性,提高了模型实际应用价值。 展开更多
关键词 三维地质模型 可信度 精度评价 C-F方法
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近直立特厚冲击煤层保护层优选方案研究 被引量:4
11
作者 荣海 张宏伟 +4 位作者 朱志洁 吕有厂 孙秉成 贾策 杜文超 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1182-1191,共10页
为了研究保护层开采对近直立特厚煤层的解危效果,以乌东煤矿南采区为研究对象,应用FLAC3D数值计算方法,通过增加单侧煤层开采水平数量,计算岩柱本身及被保护层垂直应力和最大主应力分布的变化情况,对两个保护层的保护范围和保护效果进... 为了研究保护层开采对近直立特厚煤层的解危效果,以乌东煤矿南采区为研究对象,应用FLAC3D数值计算方法,通过增加单侧煤层开采水平数量,计算岩柱本身及被保护层垂直应力和最大主应力分布的变化情况,对两个保护层的保护范围和保护效果进行评价,应用理论分析和相似材料模拟方法对优化方案进行了验证。结果表明:无论B1+2煤层或B3+6煤层作为保护层,均可降低被保护层煤体的垂直应力与最大主应力,应力降低值与两个工作面相对高差成正比;随着B1+2煤层的开采,将同时降低岩柱的垂直主应力和最大主应力;随着B3+6煤层的开采,岩柱的垂直应力将呈现逐渐升高的趋势,增大了冲击地压发生的危险性。当B1+2煤层作为保护层时,可使岩柱局部区域的应力升高1.14%;但当B3+6煤层作为保护层时可使岩柱局部区域的应力升高6.17%。将B1+2煤层作为保护层可降低岩柱垂直应力的升高幅度,降低冲击地压发生危险。B3+6煤层开采对B1+2煤层起到保护效果时的岩柱宽度应小于60 m,B1+2煤层开采对B3+6煤层起到保护效果时的岩柱宽度应小于80 m。 展开更多
关键词 安全工程 冲击地压 近直立特厚煤层 保护层开采 数值模拟 相似材料模拟 方案优化
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考虑水渗流作用的顺层抽采模拟及参数优化研究 被引量:5
12
作者 周西华 张潇文 +2 位作者 白刚 边强 赵璐璐 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期112-118,共7页
为研究水渗流作用对顺层钻孔抽采的影响,为抽采工艺参数优化提供理论依据,建立了考虑水渗流场的气水两相流固耦合方程,并利用COMSOL Multiphysics软件对赵庄矿1309工作面顺层钻孔的抽采负压与钻孔间距进行参数优化。研究结果表明:随着... 为研究水渗流作用对顺层钻孔抽采的影响,为抽采工艺参数优化提供理论依据,建立了考虑水渗流场的气水两相流固耦合方程,并利用COMSOL Multiphysics软件对赵庄矿1309工作面顺层钻孔的抽采负压与钻孔间距进行参数优化。研究结果表明:随着抽采时间增加,煤层水压与水相相对渗透率均快速下降后趋于稳定不变,气相相对渗透率先升高后不变,煤层瓦斯压力在抽采过程中逐步降低;抽采负压改变对煤层相对渗透率几乎无影响;在相同预抽时间里,抽采影响半径与抽采负压呈指数函数关系,抽采负压由15kPa提高到27kPa,可降低煤层瓦斯压力,有效影响半径扩散明显,超过27 k Pa变化不再明显;钻孔间距设置为4.5 m可在预抽期内满足抽采要求且节约施工成本。 展开更多
关键词 水渗流 流固耦合 相对渗透率 抽采负压 钻孔间距
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煤尘层最低着火温度变化规律实验研究 被引量:2
13
作者 刘天奇 李雨成 罗红波 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期143-149,共7页
为研究煤尘层最低着火温度随煤样变质程度、煤尘粒径及煤尘层厚度的变化规律,采用煤尘层最低着火温度测定系统进行实验研究,结果表明:随着煤样由褐煤到无烟煤变质程度逐渐增大,煤尘层最低着火温度由290℃上升到400℃以上,同时,褐煤、长... 为研究煤尘层最低着火温度随煤样变质程度、煤尘粒径及煤尘层厚度的变化规律,采用煤尘层最低着火温度测定系统进行实验研究,结果表明:随着煤样由褐煤到无烟煤变质程度逐渐增大,煤尘层最低着火温度由290℃上升到400℃以上,同时,褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤煤尘层着火时观察到明显的火焰。随着煤尘粒径不断减小,不同煤质的煤尘层最低着火温度明显减小,煤尘层厚度为15mm时,随着煤尘粒径由0.5mm减小至0.075mm,不同煤质煤尘层最低着火温度分别减小了31.0%、26.7%、28.1%、25.8%、28.6%、27.8%、18.9%和15.0%,煤尘粒径影响作用十分显著。随着煤尘层厚度的增大,不同煤质在不同粒径下的煤尘层最低着火温度都减小,其中无烟煤的变化最不明显。 展开更多
关键词 煤尘层厚度 着火温度 变化规律 煤尘粒径
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露天矿相邻采区间先压帮后留沟内排方式研究 被引量:6
14
作者 白润才 郭伟强 +2 位作者 刘光伟 李浩然 徐晋文 《露天采矿技术》 CAS 2020年第6期16-20,共5页
分析了露天矿相邻采区间压帮和留沟内排方式的特点,结合全压帮与全留沟二者的优点,提出了先压帮后留沟的内排方式,并将其内排发展阶段分为压帮期和留沟期;采用数学期望法,建立了先压帮后留沟内排方式在压帮期与留沟期的单翼内排和双翼... 分析了露天矿相邻采区间压帮和留沟内排方式的特点,结合全压帮与全留沟二者的优点,提出了先压帮后留沟的内排方式,并将其内排发展阶段分为压帮期和留沟期;采用数学期望法,建立了先压帮后留沟内排方式在压帮期与留沟期的单翼内排和双翼内排运距的公式,得出了在留沟期双翼内排变为单翼内排的条件;运用费用补偿法,建立了以压帮长度为单一变量的一元二次函数,确定了压帮内排转变为留沟内排的最优位置。将该方法应用于国能平庄煤业集团平西白音华一号露天矿,确定留沟期在留沟长度为455.5 m时由双翼内排转为单翼内排,确定在压帮长度为465 m时为最佳压帮位置。 展开更多
关键词 露天煤矿 相邻采区 内排运距 重复剥离 先压帮后留沟 费用补偿法
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双系煤层孤岛结构对工作面矿压显现影响研究
15
作者 张宏伟 付兴 +2 位作者 霍丙杰 陈蓥 周坤友 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期845-851,共7页
为了确定大同矿区侏罗系煤层群开采形成的孤岛覆岩结构对石炭二叠系工作面开采矿压显现的影响,以同忻矿8104、8106工作面为研究对象,通过理论分析确定侏罗系煤层群开采孤岛覆岩结构的形成条件,构建FLAC^(3D)数值模型,分析孤岛覆岩结构... 为了确定大同矿区侏罗系煤层群开采形成的孤岛覆岩结构对石炭二叠系工作面开采矿压显现的影响,以同忻矿8104、8106工作面为研究对象,通过理论分析确定侏罗系煤层群开采孤岛覆岩结构的形成条件,构建FLAC^(3D)数值模型,分析孤岛覆岩结构对石炭系煤层应力控制及矿压显现特征,并结合微震监测数据进行了合理验证。研究表明:当侏罗系煤层遗留煤柱宽度≥22.3 m时可形成孤岛覆岩结构,煤柱宽度为80 m时,孤岛覆岩结构对石炭系煤层工作面影响达到峰值;数值模拟说明8106工作面及5105巷道受到孤岛覆岩结构影响,其矿压显现强度及范围明显增大,围岩应力最大增至40 MPa;微震监测显示8104工作面推进孤岛覆岩结构过程中,个别微震事件能量级别达到了106J,具备了诱发冲击地压发生能量条件。 展开更多
关键词 双系煤层 孤岛覆岩结构 矿压显现 微震监测
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含水弱胶结外排土场边坡稳定性研究 被引量:15
16
作者 马力 张建国 +2 位作者 肖双双 张杰 杨傲 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第6期931-936,共6页
弱胶结软岩物料具有强度低、胶结差的特点,对边坡稳定性具有重要影响。为了分析含水弱胶结软岩对排土场边坡稳定性的影响,依据五林油页岩露天矿地质及实际生产情况,结合边坡稳定性计算的Bishop方法,分析了台阶坡面角、含水率、平盘宽度... 弱胶结软岩物料具有强度低、胶结差的特点,对边坡稳定性具有重要影响。为了分析含水弱胶结软岩对排土场边坡稳定性的影响,依据五林油页岩露天矿地质及实际生产情况,结合边坡稳定性计算的Bishop方法,分析了台阶坡面角、含水率、平盘宽度和台阶高度4个主要因素对含水弱胶结软岩排土场边坡稳定性的影响,并采用正交试验方法建立了4因素3水平正交试验模型,通过数值模拟确定了不同因素对边坡稳定性的影响程度,最后对排土参数进行了优化。结果表明:台阶坡面角、含水率、台阶高度与边坡稳定系数呈负相关,平盘宽度与边坡稳定系数成正相关,且平盘宽度对弱胶结外排土场边坡稳定性影响的敏感程度最高,其余依次为台阶高度、台阶坡面角、含水率,确定最佳排土参数为:台阶高度18 m,台阶坡面角23°,平盘宽度15 m. 展开更多
关键词 露天矿 边坡稳定 含水率 弱胶结
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沿空留巷充填区域直接顶受力状态探讨与应用 被引量:31
17
作者 张自政 柏建彪 +2 位作者 王卫军 陈勇 于宪阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1960-1970,共11页
针对综采放顶煤、复合顶板等松软破碎顶板沿空留巷直接顶稳定控制难题,根据沿空留巷顶板活动的时空特征,建立了沿空留巷充填区域直接顶弹性损伤力学模型,推导了充填区域直接顶应力分布表达式,研究了充填区域直接顶应力分布演化规律,进... 针对综采放顶煤、复合顶板等松软破碎顶板沿空留巷直接顶稳定控制难题,根据沿空留巷顶板活动的时空特征,建立了沿空留巷充填区域直接顶弹性损伤力学模型,推导了充填区域直接顶应力分布表达式,研究了充填区域直接顶应力分布演化规律,进而得到了充填区域直接顶拉应力范围和水平错动范围计算式及相应的演化规律。结果表明:充填区域直接顶受力状态受基本顶回转下沉角和直接顶损伤变量的影响,随着基本顶回转下沉角的增加,拉应力作用范围逐渐减小,水平错动范围逐渐增大。结合新元煤矿3107工作面沿空留巷的工程地质条件,提出了分区域动态加固沿空留巷充填区域直接顶的控制对策,工程应用表明,沿空留巷充填区域顶板下沉量得到了有效地控制,沿空留巷围岩稳定性较好。 展开更多
关键词 沿空留巷 充填区域 直接顶 受力状态 变分法
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煤层渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响 被引量:13
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作者 范超军 李胜 +3 位作者 兰天伟 杨振华 罗明坤 陶梅 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期132-137,共6页
为揭示渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响,假设煤层是一种孔隙-裂隙结构的弹性连续介质,构建各向异性渗透率方程;基于多物理场耦合理论,建立考虑气-水两相流的煤层流固耦合模型,结合试验测得的煤层不同方向上的渗透率,模拟确定煤层瓦... 为揭示渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响,假设煤层是一种孔隙-裂隙结构的弹性连续介质,构建各向异性渗透率方程;基于多物理场耦合理论,建立考虑气-水两相流的煤层流固耦合模型,结合试验测得的煤层不同方向上的渗透率,模拟确定煤层瓦斯抽采的合理钻孔间距和钻孔布置方向。结果表明:由于渗透率各向异性,在钻孔附近形成椭圆形的压降区域,该区域向煤层边界扩展,逐渐变为鼓形;在模拟工况下,抽采120天内达标的合理钻孔间距应为2.346~2.598 m;钻孔与最大渗透率方向的夹角越大,瓦斯抽采量越大,钻孔布置方向与煤层最大渗透率方向应保持较大夹角。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 煤层渗透率 各向异性 流固耦合模型 有效半径 钻孔方向
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沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学分析与工程应用 被引量:29
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作者 张自政 柏建彪 +3 位作者 王卫军 陈勇 于宪阳 吴海 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期893-901,共9页
以兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷为工程背景,建立了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学模型,推导得到了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的计算式,确定了充填区域锚索锚固区内外顶板离... 以兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷为工程背景,建立了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学模型,推导得到了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的计算式,确定了充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的影响因素及影响规律。结果表明:各支护因素对顶板离层量的影响程度依次是巷内顶板支护强度>充填区域临时支护强度>充填区域外侧临时支护强度>充填区域锚索支护强度>实体煤帮支护强度;各几何因素对顶板离层量的影响程度是充填区域外侧宽度>充填区域宽度;沿空留巷宽度对充填区域顶板离层影响规律与基本顶在采空区侧侧向破断位置有关。基于此,提出了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层分区分阶段控制对策,并成功应用到兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷中。 展开更多
关键词 沿空留巷 充填区域 离层变形 锚索锚固区
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煤岩动力系统失稳机理 被引量:13
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作者 荣海 张宏伟 +2 位作者 梁冰 韩军 王雅迪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1663-1671,共9页
为了计算不同冲击危险程度煤岩体的具体影响尺度,实现煤矿冲击地压的针对性预防和治理,提出了"煤岩动力系统"的概念,构建了"煤岩动力系统与冲击地压显现关系"模型。基于爆破理论和Mises屈服强度准则,提出了"... 为了计算不同冲击危险程度煤岩体的具体影响尺度,实现煤矿冲击地压的针对性预防和治理,提出了"煤岩动力系统"的概念,构建了"煤岩动力系统与冲击地压显现关系"模型。基于爆破理论和Mises屈服强度准则,提出了"煤岩动力系统"各区域尺度计算方法并建立了相应的评价指标体系。根据煤矿已发生冲击地压和"高能量"微震事件的震源位置和能量值,确定煤岩动力系统"动力核区"、"破坏区"、"损伤区"和"影响区"等各区域尺度的具体影响范围,判断不同尺度范围内煤岩体的冲击危险程度。将煤岩动力系统各区域尺度计算方法在老虎台煤矿进行了准确性验证,表明该方法具有较高的可信度和实用性,可以广泛应用在矿井冲击地压的预测与危险性评价工作中。 展开更多
关键词 冲击地压 煤岩动力系统 微震能量 区域尺度 危险性评价 准确性验证
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