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Fracture propagation and evolution law of indirect fracturing in the roof of broken soft coal seams
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作者 Haifeng Zhao Pengyue Li +1 位作者 Xuejiao Li Wenjie Yao 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2024年第1期78-102,共25页
Indirect fracturing in the roof of broken soft coal seams has been demonstrated to be a feasible technology.In this work,the No.5 coal seam in the Hancheng block was taken as the research object.Based on the findings ... Indirect fracturing in the roof of broken soft coal seams has been demonstrated to be a feasible technology.In this work,the No.5 coal seam in the Hancheng block was taken as the research object.Based on the findings of true triaxial hydraulic fracturing experiments and field pilot under this technology and the cohesive element method,a 3D numerical model of indirect fracturing in the roof of broken soft coal seams was established,the fracture morphology propagation and evolution law under different conditions was investigated,and analysis of main controlling factors of fracture parameters was conducted with the combination weight method,which was based on grey incidence,analytic hierarchy process and entropy weight method.The results show that“士”-shaped fractures,T-shaped fractures,cross fractures,H-shaped fractures,and“干”-shaped fractures dominated by horizontal fractures were formed.Different parameter combinations can form different fracture morphologies.When the coal seam permeability is lower and the minimum horizontal principal stress difference between layers and fracturing fluid injection rate are both larger,it tends to form“士”-shaped fractures.When the coal seam permeability and minimum horizontal principal stress between layers and perforation position are moderate,cross fractures are easily generated.Different fracture parameters have different main controlling factors.Engineering factors of perforation location,fracturing fluid injection rate and viscosity are the dominant factors of hydraulic fracture shape parameters.This study can provide a reference for the design of indirect fracturing in the roof of broken soft coal seams. 展开更多
关键词 Indirect fracturing Roof of coal seam Fracture propagation and evolution coalbed methane Cohesive element method Combination weight method
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Numerical simulation and damage analysis of fissure field evolution law in a single coal seam mining 被引量:1
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作者 Feng Gao Xingguang Liu +1 位作者 Chaofeng Ge Hongmei Cheng 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI 2012年第6期853-856,共4页
Based on the different deformation and failure laws of coal and rock materials under tensile or compressive loads,the damage variable was defined to divide three phases from the damage and rupture point of view in ord... Based on the different deformation and failure laws of coal and rock materials under tensile or compressive loads,the damage variable was defined to divide three phases from the damage and rupture point of view in order to reveal the fissured field evolution characteristics and spatial distribution of coal and rock in the single coal seam mining with low permeability and rich methane.According to the corresponding damage constitutive equations,the secondary development of the finite element program was completed.The fissures field evolution law of a coal mine with single coal seam mining was calculated and analyzed by this new program and the distribution areas and failure degree of the surrounding coal and rock structures with damage,fissure or rupture are given on the condition of mining.This paper provides a scientific basis for quantitative research and evaluation of the safe simultaneous production of coal and gas. 展开更多
关键词 Single coal seam Damage FISSURE RUPTURE FINITE element
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Macro and micro grouting process and the influence mechanism of cracks in soft coal seam 被引量:1
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作者 Hui Yu Housheng Jia +2 位作者 Shaowei Liu Zhihe Liu Baoyu Li 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2021年第5期969-982,共14页
Grouting is an important method to reinforce soft coal roadway,and the presence of primary cracks in the coal body has an important influence on the grouting effect.With the discrete element simulation method,the grou... Grouting is an important method to reinforce soft coal roadway,and the presence of primary cracks in the coal body has an important influence on the grouting effect.With the discrete element simulation method,the grouting process of the soft coal seam was simulated.The mechanism of primary cracks on grouting was revealed,while the influence of fracture characteristics and grouting pressure on the grouting effect was analyzed.The results demonstrated that grouting in the soft coal seam involves the stages of seepage,rapid splitting,slow splitting,and stability.Due to the presence of primary cracks,the grouting diffusion radius increased significantly.Under the slurry pressure,the tensile stress concentration was formed at the crack tip,and the slurry split the coal once the splitting pressure was reached.In addition,the distribution characteristics of fractures are found to have a great influence on the grouting effect.It is observed that smaller fracture spacing is associated with a larger slurry diffusion radius and thus easier penetration of the primary crack tips.The fracture angle affects the direction of fracture propagation.The secondary fracture formed by splitting is a tensile fracture,which is more likely to extend along the direction parallel to the maximum principal stress.Overall,these simulation results have guiding significance for the setting of reasonable spacing of grouting holes in the practice of grouting engineering. 展开更多
关键词 Discrete element simulation Soft coal seam Primary crack Split grouting
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浅埋巨厚富镓煤层的非均质性与反射波响应特征
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作者 陈同俊 尹海洋 +1 位作者 王海波 武磊彬 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2509-2516,共8页
华北石炭系—二叠系部分煤层富含战略性金属镓。为了探讨利用反射波响应解译浅埋巨厚煤中镓元素含量的可能性,以研究程度较深的准格尔煤田黑岱沟矿6号煤为例,综合样品实测、地震岩石物理建模、主成分分析等方法,表征煤层中物质组成、镓... 华北石炭系—二叠系部分煤层富含战略性金属镓。为了探讨利用反射波响应解译浅埋巨厚煤中镓元素含量的可能性,以研究程度较深的准格尔煤田黑岱沟矿6号煤为例,综合样品实测、地震岩石物理建模、主成分分析等方法,表征煤层中物质组成、镓元素含量及载体矿物、弹性参数的纵向非均质性;综合煤层反射波响应正演模拟、地震属性分析和AVO分析等方法,表征煤层反射波运动学、动力学和AVO响应与煤层矿物富集类型间的相关关系。研究结果表明,按煤质可以将6号煤划分为三个层段,每个层段的矿物富集类型有明显区别;中上层段煤层巨厚,煤中镓元素的主要载体矿物为勃姆石,勃姆石与镓元素含量强线性正相关,纵波阻抗等弹性参数与勃姆石、镓元素含量正相关;当煤层流体饱和状态已知时,煤层顶底板反射波的双程旅行时差与振幅交会图可以有效区分煤层的矿物富集类型;煤层顶底板反射波的AVO截距与梯度交会图,可以有效区分煤层的流体饱和状态和矿物富集类型,是解译煤中镓元素含量的一种有效方法。本次研究成果不仅能够直接应用于浅埋巨厚煤中镓资源勘探,还能为煤中其他战略性金属的勘探研究提供方法借鉴。 展开更多
关键词 巨厚煤层 镓元素 载体矿物 非均质性 反射波 响应特征
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贵州黔西市长江煤矿可采煤层中微量元素地球化学特征及成煤环境分析
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作者 张博 杨维 《资源信息与工程》 2024年第1期59-62,共4页
煤中微量元素隐含着丰富的地质和成煤环境信息。研究煤中微量元素,对反演成煤环境、煤炭的高效清洁利用以及认识有害元素对人和生态环境的影响具有非常重要的意义。本文对贵州黔西市长江煤矿可采煤层中微量元素地球化学特征及成煤环境... 煤中微量元素隐含着丰富的地质和成煤环境信息。研究煤中微量元素,对反演成煤环境、煤炭的高效清洁利用以及认识有害元素对人和生态环境的影响具有非常重要的意义。本文对贵州黔西市长江煤矿可采煤层中微量元素地球化学特征及成煤环境进行了分析,结果表明:长江煤矿可采煤层形成于浅水富氧环境;可采煤层中Ga、Th、F相对富集;在煤层的开采利用过程中,应重视有害元素F的综合治理及生态环境保护。 展开更多
关键词 微量元素 有害元素 可采煤层 长江煤矿 成煤环境
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黄陇煤田典型特厚煤层综放开采涌水机理与导水裂隙带发育规律 被引量:4
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作者 闫和平 李文平 +1 位作者 段中会 杨玉贵 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期129-138,共10页
黄陇侏罗纪煤田厚煤层开采导水裂隙带发育高度大,易导通上覆白垩系洛河组巨厚砂岩含水层,区内青岗坪煤矿回采期间出现典型的“脉冲式”涌水特征,给矿井的安全回采造成严重影响。以青岗坪煤矿42105综放工作面为研究对象,采用3DEC离散元... 黄陇侏罗纪煤田厚煤层开采导水裂隙带发育高度大,易导通上覆白垩系洛河组巨厚砂岩含水层,区内青岗坪煤矿回采期间出现典型的“脉冲式”涌水特征,给矿井的安全回采造成严重影响。以青岗坪煤矿42105综放工作面为研究对象,采用3DEC离散元模拟、钻孔冲洗液漏失量、综合物探以及钻孔电视相结合的实测方法,对工作面回采过程中覆岩导水裂隙带和离层发育规律进行研究,探究该典型地质条件下矿井的涌水机制与导水裂隙带发育特征。结果表明:42105工作面导水裂隙带受覆岩周期性垮落影响不断向上发育,洛河组孔裂隙砂岩静储水不断释放,间歇性涌入工作面,形成幅值稍低的“脉冲式”涌水;在采动影响下巨厚砂岩含水层内不断出现离层,导水裂隙带导通砂岩含水层离层积水区,致使涌入工作面的瞬时涌水量突增,形成幅值较高的“脉冲式”涌水。结合现场钻孔冲洗液漏失量实测、综合物探以及钻孔电视结果,揭示了青岗坪煤矿洛河组孔裂隙砂岩静储水与离层水叠加影响的“脉冲式”涌水机理,确定导水裂隙带的最大发育高度为316.83~333.00m,裂采比为30.17~31.71。研究结果对于类似地层条件下矿井涌水的防治和安全高效回采具有指导意义。 展开更多
关键词 黄陇煤田 特厚煤层 导水裂隙带 “脉冲式”涌水 综合探测 离散元模拟
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复杂夹矸煤层三维孪生模型的构建与修正
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作者 张美晨 赵丽娟 +1 位作者 王雅东 张凯 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期40-53,共14页
【目的】复杂夹矸三维孪生煤层要实现对物理煤层的信息化描述,真实映射物理煤层的虚拟形态,构建模型是研究智能化采煤机高效截割的必要前提,同时也为实现“无人化”开采提供有效的数据保障。【方法】以山东兖矿能源集团股份有限公司17... 【目的】复杂夹矸三维孪生煤层要实现对物理煤层的信息化描述,真实映射物理煤层的虚拟形态,构建模型是研究智能化采煤机高效截割的必要前提,同时也为实现“无人化”开采提供有效的数据保障。【方法】以山东兖矿能源集团股份有限公司17层工作面采样数据为基础,研究了融合更多煤层地质结构条件信息的方法。采用不规则颗粒建模技术,孪生硫化铁结核;优化煤岩层颗粒填充技术;建立自定义接触模型模拟煤岩颗粒表面的粗糙度。以所构建的煤层三维孪生初始静态模型为基础,完成煤层应用插件的编译,根据地质特征为煤岩颗粒及结构体添加新属性实现孪生模型结构的修正;开展采煤机截割实验验证孪生模型的可行性。【结果和结论】结果显示:(1)实现了硫化铁结核、断层、顶底板构造的添加,完成煤层工作面三维孪生初始静态模型构建。(2)获得了可实现修正替换颗粒集的动态复杂夹矸煤层三维孪生模型。(3)采煤机截割实验的开展验证了其物理性能与实际煤岩的接近程度,截割复杂夹矸煤层三维孪生模型过程滚筒受载与实际煤岩之间的误差更小。(4)该模型在煤岩截割双向耦合试验中投入应用后,其优化后的重构煤层工作面三维孪生模型真实地反映了工作面煤层的形态,具有修正替换颗粒集功能的动态复杂夹矸煤层三维孪生模型可更准确快速地表达真实工作面的各种地质结构信息,提升煤岩截割数据信息获取的有效性。 展开更多
关键词 三维孪生模型 颗粒集的修正替换 虚拟映射 煤岩截割信息 离散元 复杂夹矸煤层
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Element geochemistry and cleaning potential of the No. 11 coal seam from Antaibao mining district 被引量:5
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作者 WANG Wenfeng1, QIN Yong1, SONG Dangyu2, SANG Shuxun1, JIANG Bo1, ZHU Yanming1 & FU Xuehai1 1. College of Resources & Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China 2. State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China 《Science China Earth Sciences》 SCIE EI CAS 2005年第12期2142-2154,共13页
Based on the analyses of sulfur and 41 other elements in 8 channel samples of the No. 11 coal seam from Antaibao surface mine, Shanxi, China and 4 samples from the coal preparation plant of this mine, the distribution... Based on the analyses of sulfur and 41 other elements in 8 channel samples of the No. 11 coal seam from Antaibao surface mine, Shanxi, China and 4 samples from the coal preparation plant of this mine, the distribution of the elements in the seam profile, their geo-chemical partitioning behavior during the coal cleaning and the genetic relationships between the both are studied. The conclusions are drawn as follows. The coal-forming environment was probably invaded by sea water during the post-stage of peatification, which results in the fact that the contents of As, Fe, S, etc. associated closely with sea water tend to increase toward the top of the seam, and that the kaolinite changes into illite and montmorillonite in the coal-sublayer near the roof. These elements studied are dominantly associated with kaolinite, pyrite, illite, montmorillonite, etc., of which the As, Pb, Mn, Cs, Co, Ni, etc. are mainly associated with sulfides, the Mo, V, Nb, Hf, REEs, Ta etc. mainly with kaolintie, the Mg, Al etc. mainly with epigenetic montmorillonite, and the Rb, Cr, Ba, Cu, K, Hg, etc. mainly with epigenetic illite. The physical coal cleaning is not only effective in the removal of ash and sulfur, but also in reducing the concentra-tion of most major and trace elements. The elements Be, U, Sb, W, Br, Se, P, etc. are largely or partly organically bound showing a relatively low removability, while the removability of the other elements studied is more than 20%, of which the Mg, Mn, Hg, Fe, As, K, Al, Cs, and Cr associ-ated mostly with the coarser or epigenetic minerals show a higher removability than that of ash. The distribution of the elements in the seam profile controls their partitioning behavior to a great degree during the coal cleaning processes. 展开更多
关键词 ANTAIBAO MINING district NO.11 coal seam element geochemistry cleaning.
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覆岩应力-漏风综合影响下浅埋煤层群下煤层开采巷道布置研究
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作者 高奎英 张翔 +2 位作者 王乙桥 罗国栋 李兆熙 《中国煤炭》 北大核心 2024年第8期62-71,共10页
针对浅埋近距离煤层群上部遗留煤柱影响下的下部工作面巷道合理布置位置确定问题,以活鸡兔井为例,采用离散元方法(DEM)模拟研究了遗留煤柱底板应力分布与上、下煤层开采采空区裂隙发育特征。结果表明:12号煤层开采过后,22号煤层水平距... 针对浅埋近距离煤层群上部遗留煤柱影响下的下部工作面巷道合理布置位置确定问题,以活鸡兔井为例,采用离散元方法(DEM)模拟研究了遗留煤柱底板应力分布与上、下煤层开采采空区裂隙发育特征。结果表明:12号煤层开采过后,22号煤层水平距上覆煤柱20 m内为垂向应力与主应力差增高区,22号煤层水平应力在区段煤柱内侧较低;下煤层巷道布置采用外错式与重叠式时,巷道两侧围岩主应力差较大,且外错式与重叠式布置方式下22号煤层工作面开采时夹层与上部老空区覆岩二次运移剧烈,采空区两侧斜向裂缝带发育与贯通较好;采用内错式,巷道两侧围岩主应力差随与煤柱距离增大先降低、后升高,在距煤柱25~35 m处主应力差达到最低,且该布置方式下上部采空区覆岩沉降均衡,裂缝带闭合性较好,极大阻止了地表与层间贯通漏风通道的发育。 展开更多
关键词 近距离煤层群 浅埋煤层 离散元方法 巷道布置 漏风通道 裂隙发育
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大变幅加卸载下特厚煤层底板断层突水机理模拟研究
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作者 李浩 朱开鹏 +2 位作者 郭国强 周杨 康志勤 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期118-128,共11页
特厚煤层采场空间大、扰动范围广,强烈大变幅荷载易导致底板断层破裂加剧并诱发水害。数值模拟是揭示特厚煤层底板断层活化与突水机理的重要方法,准确反映大变幅加卸载下岩体破裂与裂隙水耦合特征是其合理性的关键。构建损伤变量与塑性... 特厚煤层采场空间大、扰动范围广,强烈大变幅荷载易导致底板断层破裂加剧并诱发水害。数值模拟是揭示特厚煤层底板断层活化与突水机理的重要方法,准确反映大变幅加卸载下岩体破裂与裂隙水耦合特征是其合理性的关键。构建损伤变量与塑性应变、应力之间的相关关系,得到完整岩块的拉、加压卸载损伤演化方程;以平方拉剪应力与Benzeggagh-Kenane为初始、完全断裂准则,建立塑性位移与强度劣化关系,建立加卸载韧性断裂本构关系;基于实验数据建立贯通裂隙加卸载剪切本构关系。以基本方程与状态方程为基础,结合浸没边界方法,形成裂隙岩体水力学模拟理论。由此编制流体动力学-有限离散元CFD-FDEM耦合程序,模拟研究特厚煤层底板断层活化突水过程。结果表明:CFD-FDEM耦合程序可数值实现特厚煤层底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及断层带裂隙水运移过程。底板断层采动破坏包络线呈W形,最深位于断层及其上盘(48.6m),最浅位于断层下盘(23m)。特厚煤层采场底板断层及其上盘受到较大超前集中应力,而后在采空区内大幅卸载,导致该位置出现显著二次破坏,并形成主要导水通道。研究成果为特厚煤层工作面底板断层水害防治提供理论支撑。 展开更多
关键词 特厚煤层 底板断层 突水机理 CFD-FDEM耦合 大变幅加卸载
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伊敏盆地伊敏组煤层地球化学特征及沉积环境
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作者 李斌 张跃恒 +3 位作者 洪链涵 袁静仪 高婷 董振国 《物探与化探》 CAS 2024年第6期1577-1587,共11页
伊敏组煤系地层发育、埋藏浅且赋存稳定,煤炭资源丰富,适宜露天开采,为了查明伊敏组煤层的分布特征并揭示聚煤规律,利用地球化学方法辨识其物源区古地理背景和成煤环境具有重要地质意义。通过系统采集研究区钻孔岩心煤样,进行煤岩煤质... 伊敏组煤系地层发育、埋藏浅且赋存稳定,煤炭资源丰富,适宜露天开采,为了查明伊敏组煤层的分布特征并揭示聚煤规律,利用地球化学方法辨识其物源区古地理背景和成煤环境具有重要地质意义。通过系统采集研究区钻孔岩心煤样,进行煤岩煤质的测试分析,对煤层形成时古地理信息和沉积环境进行恢复和综合研究,结果表明,伊敏组煤层主要为褐煤,其次为丝炭,镜煤反射率(R_(0))均值为0.37%,原煤含油率均值为7.66%,全硫均值为1.32%。煤样CIA均值为58.45,表示物源区经历初级—中等风化作用;w(Si)/w(Al)指标均值为2.72,表明煤中矿物质来自陆源泥质沉积物;灰分指数K为0.34,代表煤层形成于低位泥炭沼泽环境;w(Sr)/w(Cu)、w(Sr)/w(Ba)、m值和n值指标表示煤层沉积期古气候温湿,蒸发量较大,古水体盐度较高;Sr、Ba、w(Ba)/w(Ga)值指标指示煤层为陆相沉积产物;w(V)/[w(V)+w(Ni)]、w(V)/w(Cr)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(Sc)指标指示煤层形成于缺氧的还原条件。研究认为,伊敏组沉积早期,陆相断陷盆地萎缩,气候湿润,湖泊淤浅,形成了三角洲平原泥炭沼泽环境,为煤炭生成和聚集提供了有利的条件。 展开更多
关键词 下白垩统 煤层煤质 元素丰度 沉积环境 伊敏盆地
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薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮齿面接触应力分析
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作者 乔振峰 薛军 《中国矿业》 北大核心 2024年第S02期208-211,共4页
以薄煤层采煤机摇臂系统中NGW型行星传动齿轮为例,分析啮合传动过程,建立无量纲归一化啮合曲线坐标,分别基于赫兹接触理论和Ansys有限元软件,对齿面平均接触应力进行数值计算和仿真分析,得到了平均接触应力沿啮合坐标的分布规律和有限... 以薄煤层采煤机摇臂系统中NGW型行星传动齿轮为例,分析啮合传动过程,建立无量纲归一化啮合曲线坐标,分别基于赫兹接触理论和Ansys有限元软件,对齿面平均接触应力进行数值计算和仿真分析,得到了平均接触应力沿啮合坐标的分布规律和有限元应力云图,交互验证了赫兹接触理论和有限元仿真在求解该类问题上的正确性和可行性。同时也证明三维模型建模的准确性,为后续的强度校核、传动优化设计奠定基础。 展开更多
关键词 行星传动齿轮 薄煤层采煤机 接触应力 赫兹接触理论 有限元分析
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深部近距离煤层类孤岛面布置方式及卸压技术研究
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作者 王旭东 乔文俊 +2 位作者 王鹏 董俊亮 赵海 《煤炭工程》 北大核心 2024年第11期7-12,共6页
深部矿井近距离煤层群开采后期在上煤层易产生一侧本煤层采空、一侧下煤层采空的类孤岛工作面,其位置设计对于工作面的采动强度有直接影响。结合新街一井地质及开采条件,通过现场调研与分析,提出了近距离上煤层类孤岛面围岩的“下”型结... 深部矿井近距离煤层群开采后期在上煤层易产生一侧本煤层采空、一侧下煤层采空的类孤岛工作面,其位置设计对于工作面的采动强度有直接影响。结合新街一井地质及开采条件,通过现场调研与分析,提出了近距离上煤层类孤岛面围岩的“下”型结构,并阐述了其开采隐患因素。根据此类孤岛面与下煤层实体煤的位置关系提出了3类布面方案,并基于离散元数值软件建立了8种类孤岛面布置模型。研究结果表明,当类孤岛面布置在内错下煤层实体煤且错距为25 m左右时,巷道实体煤帮峰值应力增高系数降至1.5以下,煤柱帮应力出现明显的下降段,在该位置布置工作面较为适宜。同时考虑到实际此类孤岛面存在厚层坚硬顶板的情况,提出了“合理布面+顶板预裂+卸后再采”技术,为现场相关工程提供借鉴参考。 展开更多
关键词 深部开采 近距离煤层 类孤岛工作面 离散元模拟 卸压开采
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鹤壁矿区深部煤中微量元素富集特征及赋存状态研究
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作者 张春辉 廖俊杰 +1 位作者 刘晓攀 涂政 《中国煤炭地质》 2024年第10期11-21,共11页
为探讨Cr、Cd、Se、Mn、Ge、Ga等微量元素在鹤壁矿区深部煤中的富集特征及变化规律,采取鹤壁矿区深部二叠系二_(1)煤煤样,采用原子发射光谱(AES),原子吸收光谱(AAS),电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和质谱(ICP-MS)等测试方法,获... 为探讨Cr、Cd、Se、Mn、Ge、Ga等微量元素在鹤壁矿区深部煤中的富集特征及变化规律,采取鹤壁矿区深部二叠系二_(1)煤煤样,采用原子发射光谱(AES),原子吸收光谱(AAS),电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和质谱(ICP-MS)等测试方法,获取上述微量元素含量,在前人现有研究成果的基础上,通过采用矿物学、岩石学、煤地质学、地球化学、地质学、统计学等学科相关知识,对研究区内二_(1)煤中14种微量元素的分布规律、富集特征进行了研究。研究结果表明:Cl、Hg、Se、Pb四种微量元素在研究区煤中明显富集,Cl元素可能是岩浆作用所带来的挥发分及被其活化的元素一起进入煤层的,研究区内Hg元素可能主要来源于热液作用和成煤植物中的裸子植物或者草本植物,Se、Pb元素也是亲硫元素,可形成广泛的类质同象关系,都主要以硫化物的形式存在,其富集可能与燕山期岩浆热液作用有关;初步认为Mn、Ga、F、P、Cd等5种元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与无机物有关;Hg、Cr、Se、Pb等4种元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与硫化物有关;As、U、Ge等3种元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与有机质有关。V元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与黏土矿物有关。本次成果可以为研究区今后相关研究提供参考,为研究区今后在生产过程中对煤炭合理清洁利用提供参考依据。 展开更多
关键词 二_(1)煤层 微量元素 富集特征 赋存状态 鹤壁矿区
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煤及顶板中稀土元素赋存状态及逐级化学提取 被引量:62
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作者 代世峰 任德贻 李生盛 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期349-353,共5页
用逐级化学提取的方法研究了石炭井、石嘴山和峰峰矿区煤层及顶板中稀土元素的存在形态 ;根据稀土元素的特性 ,把稀土元素分为水溶态 ( )、可交换态 ( )、碳酸盐结合态 ( )、有机态 ( )、硅铝化合物结合态 ( )和硫化物结合态 ( ) ... 用逐级化学提取的方法研究了石炭井、石嘴山和峰峰矿区煤层及顶板中稀土元素的存在形态 ;根据稀土元素的特性 ,把稀土元素分为水溶态 ( )、可交换态 ( )、碳酸盐结合态 ( )、有机态 ( )、硅铝化合物结合态 ( )和硫化物结合态 ( ) .研究表明 ,无论是煤中还是顶板中的稀土元素主要赋存在硅铝化合物结合态中 ;水溶态和可交换态中稀土元素含量甚微 ,是稀土元素地球化学性质稳定的表现之一 .高含量的碳酸盐矿物、硫化物矿物和有机质亦对稀土元素的赋存状态起了一定作用 .在煤层顶板中 ,以硅铝化合物和硫化物结合态的稀土元素含量随着原子序数的增加而减少 ,以有机质结合态的稀土元素随着原子序数的增加而增加 ,且和煤层中稀土元素的赋存状态不同 ,表明不同沉积环境以及相同沉积环境对不同物质中的稀土元素的分馏效应是不同的 . 展开更多
关键词 稀土元素 逐级化学提取实验 赋存状态 煤层顶板 沉积环境 分馏效应
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缓倾斜厚煤层综放开采顶煤采出率数值模拟 被引量:14
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作者 谢耀社 宋晓波 +1 位作者 胡艳峰 秦健 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第6期19-22,共4页
建立了缓倾斜厚煤层综采长壁放顶煤二维颗粒流模型(PFC2d,Particle Flow Code-2d),根据实际生产情况,设计了16个正交实验。通过对试验数据进行回归分析,得出了顶煤厚度、顶煤垮落角、放煤步距、支架尾梁摆角与顶煤采出率的关系;运用方... 建立了缓倾斜厚煤层综采长壁放顶煤二维颗粒流模型(PFC2d,Particle Flow Code-2d),根据实际生产情况,设计了16个正交实验。通过对试验数据进行回归分析,得出了顶煤厚度、顶煤垮落角、放煤步距、支架尾梁摆角与顶煤采出率的关系;运用方差分析法,将4个因素对顶煤采出率影响的显著性进行了研究,得出了顶煤垮落角对顶煤采出率影响特别显著,顶煤厚度、支架尾梁摆角对顶煤回收率影响比较显著,放煤步距对顶煤采出率的影响显著性较小的结论。 展开更多
关键词 顶煤采出率 离散元 顶煤厚度 缓倾斜厚煤层
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火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害防控技术 被引量:25
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作者 王刚 王锐 +3 位作者 武猛猛 辛林 周晓华 刘成武 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1765-1775,共11页
火区下近距离煤层开采容易导致有害气体入侵灾害的产生,严重威胁着工作面的安全回采。陕西煤业化工集团孙家岔煤矿30110工作面上部采空区自然发火严重,虽然采取了注氮、堵漏风技术进行防治,但效果均不明显。针对此问题,利用PFC2D软件建... 火区下近距离煤层开采容易导致有害气体入侵灾害的产生,严重威胁着工作面的安全回采。陕西煤业化工集团孙家岔煤矿30110工作面上部采空区自然发火严重,虽然采取了注氮、堵漏风技术进行防治,但效果均不明显。针对此问题,利用PFC2D软件建立了火区下近距离煤层开采数值模型,对3号煤层开采过程中的裂隙变化进行动态追踪,结果证明了有害气体入侵灾害的产生并判断了灾害产生的时间节点,为灾害发生前的重点监测工作以及均压通风系统的应用提供了依据。为了防止有害气体的入侵并避免新鲜风流压入火区引发灾害的扩大,对30110工作面进行均压通风技术研究,将上部火区和下部工作面的气压差控制在一个安全的范围内。通过计算确定了均压通风系统试运行期间的安全压差为296 Pa,正常运行期工作面回风风窗压差安全调节区间为(118 Pa,166 Pa)。现场应用结果证明,均压通风技术能够有效地避免有害气体入侵灾害的发生,确保工作面的安全回采。 展开更多
关键词 近距离煤层开采 离散元 火区 有害气体入侵 均压通风
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有限元强度折减法在煤层底板破坏中的应用 被引量:14
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作者 雷文杰 汪国华 薛晓晓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期299-303,共5页
采用有限元强度折减法,求得煤层开采后底板岩体破坏滑移面,并给出底板塑性区贯通过程,得出其滑移线与理论形态相近,底板塑性滑移形状类似Prandtl型,并与滑移线理论计算结算进行了对比,两者误差在10%以内,说明了采用有限元法求解煤层底... 采用有限元强度折减法,求得煤层开采后底板岩体破坏滑移面,并给出底板塑性区贯通过程,得出其滑移线与理论形态相近,底板塑性滑移形状类似Prandtl型,并与滑移线理论计算结算进行了对比,两者误差在10%以内,说明了采用有限元法求解煤层底板破坏情况是可行的。并用于模拟上保护层开采过程中底板及下伏煤层卸压范围,为保护层工作面回采过程中瓦斯来源提供理论依据。说明有限元强度折减法可用于确定承压水体上煤层开采其底板所需的临界厚度和上保护层开采过程中的有效层间距。 展开更多
关键词 有限元强度折减法 滑移线 煤层底板 保护层
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黔西南煤层中铌、铀、钒和锂元素富集与潜在资源评价 被引量:9
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作者 杨瑞东 程伟 +5 位作者 高军波 陈军 陶振鹏 魏怀瑞 沈明联 李士彬 《贵州地质》 2017年第2期77-81,96,共6页
通过对普安、晴隆一带煤矿主采煤层元素测试分析,发现煤层中U,Li,Nb和V金属元素高度富集,其燃烧后的煤灰中U,Li,Nb和V金属元素基本达到工业品位,表明该区煤矿具有潜在的伴生资源利用前景。
关键词 资源评价 金属元素 煤层 黔西南
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煤层注水湿润分布状态的数值模拟 被引量:13
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作者 海国治 秦书玉 李宗翔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期519-522,共4页
建立了非饱和-饱和二维非稳定渗流的煤层长孔注水湿润问题的动态数学模型,用有限元数值解法求解.用非饱和吸附理论构造了湿润过程中煤体贮水系数、导水系数与湿润压力的关系,其中参数识别用最优化算法与现场注水试验结果进行反求拟... 建立了非饱和-饱和二维非稳定渗流的煤层长孔注水湿润问题的动态数学模型,用有限元数值解法求解.用非饱和吸附理论构造了湿润过程中煤体贮水系数、导水系数与湿润压力的关系,其中参数识别用最优化算法与现场注水试验结果进行反求拟合获得.实例计算表明,模拟湿润状态符合注水煤层的湿润情况. 展开更多
关键词 煤层注水 湿润 分布状态 有限元 数值模拟
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