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Mechanical property and permeability of raw coal containing methane under unloading confining pressure 被引量:10
1
作者 Yin Guangzhi Li Wenpu +4 位作者 Jiang Changbao Li Minghui Li Xing Liu Hairu Zhang Qiangui 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI 2013年第6期789-793,共5页
Based on domestic-developed triaxial servo-controlled seepage equipment for thermal-hydrologicalmechanical coupling of coal containing methane,an experimental study was carried out to investigate mechanical property a... Based on domestic-developed triaxial servo-controlled seepage equipment for thermal-hydrologicalmechanical coupling of coal containing methane,an experimental study was carried out to investigate mechanical property and gas permeability of raw coal,under the situation of conventional triaxial compression and unloading confining pressure tests in different gas pressure conditions.Triaxial unloading confining pressure process was reducing confining pressure while increasing axial pressure.The research results show that,compared with the peak intensity of conventional triaxial loading,the ultimate strength of coal samples of triaxial unloading confining pressure was lower,deformation under loading was far less than unloading,dilation caused by unloading was more obvious than loading.The change trend of volumetric strain would embody change of gas permeability of coal,the permeability first reduced along with volumetric strain increase,and then raised with volume strain decrease,furthermore,the change trends of permeability of coal before and after destruction were different in the stage of decreasing volume strain due to the effect of gas pressure.When gas pressure was greater,the effective confining pressure was smaller,and the radial deformation produced by unloading was greater.When the unloading failed confining pressure difference was smaller,coal would be easier to get unstable failure. 展开更多
关键词 mining engineering Unloading confining pressure coal containing methane Mechanical property PERMEABILITY
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西部干旱半干旱煤矿区生态环境损伤特征及修复机制 被引量:1
2
作者 彭苏萍 毕银丽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期57-64,共8页
我国煤炭开发重点已战略西移,实现煤炭资源绿色开采与生态协调发展,成为保障国家能源安全的重要举措之一。西部煤层大多数埋藏浅、上覆基岩薄、煤层厚,有利于一次采全高大规模井工开采或露天开采。但该地区气候干旱少雨、生态条件脆弱,... 我国煤炭开发重点已战略西移,实现煤炭资源绿色开采与生态协调发展,成为保障国家能源安全的重要举措之一。西部煤层大多数埋藏浅、上覆基岩薄、煤层厚,有利于一次采全高大规模井工开采或露天开采。但该地区气候干旱少雨、生态条件脆弱,大规模高强度对矿区及周边生态环境造成的损伤大。由于对开采过程中生态损伤演变机制及采后修复机理尚不清楚,没有成熟的修复理论和方法作指导,成为制约该地区煤炭高质量发展的重大难题。针对上述难题开展系统研究,认为精准勘测煤炭开采全周期工作面地质-水文地质条件和矿区生态演化特征,有助于阐明开采诱致上覆土岩破损机理、水资源散失富集与循环调运规律、生态损伤演变机理和承载力,并揭示采后矿区土岩层、水资源循环、生态自适应机理。采用植物-微生物组合修复方法,初步构建井工和露天矿山人工与自然协同的水-土-生立体耦合修复理论,提出了生态修复机制的新思考,在浅埋深矿区开采形成的裂缝发育犹如农田松土一般,成为生态修复新的契机,促进水-土-生再分配,并利用微生物修复技术,可促进矿区生态环境的正向协同发展,实现西部煤矿脆弱生态区开发“金山银山”,再造“绿水青山”的思维转变。 展开更多
关键词 干旱半干旱 煤矿区 精准勘探 生态自修复 涵水-提质-增容协同修复
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基于云平台的煤矿数据中心研究与应用 被引量:1
3
作者 刘聪睿 赵晋松 +4 位作者 王涛 赵耀忠 刘跃 顾永全 吴涛 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期153-161,共9页
随着智能化矿山建设的逐步推进,应用系统数量逐渐增加,数据不能够完全统一、系统缺乏统筹管理、功能重复建设等问题逐渐凸显。为此,以伊敏露天煤矿数据中心为例,详细分析了煤矿数据中心的总体架构,结合工业私有云开发平台及大数据技术... 随着智能化矿山建设的逐步推进,应用系统数量逐渐增加,数据不能够完全统一、系统缺乏统筹管理、功能重复建设等问题逐渐凸显。为此,以伊敏露天煤矿数据中心为例,详细分析了煤矿数据中心的总体架构,结合工业私有云开发平台及大数据技术建立了开放式、持续集成和部署、支持高负载弹性伸缩、满足智能化露天煤矿管理理念的数据中心,基于数据中心多源数据存储架构解决了矿山领域数据采集难、数据无法统一存储、业务系统孤岛和采地测专业无法及时便捷共享数据等问题,同时综合利用已有设备及其采集的系统数据,采用数据共享和计算分析工具实现生产情况和设备状态的实时掌控,提升了管理决策能力和手段。 展开更多
关键词 露天煤矿 数据中心 容器平台 数据采集 数据分析
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以覆岩离层注浆为主的保水采煤技术研究 被引量:1
4
作者 晏嘉 徐卫卫 +3 位作者 齐宽 王康 王淇 张丝诺 《中国煤炭地质》 2024年第1期41-47,共7页
榆神矿区地域辽阔、煤炭资源丰富,是国家重点建设的陕北煤炭基地的重要组成部分。持续高强度的煤炭开采对下水资源造成了破坏,损害了当地脆弱的生态环境。针对榆神矿区干旱半干旱地区水资源贫乏、生态环境脆弱等特点,以区内郭家滩煤矿... 榆神矿区地域辽阔、煤炭资源丰富,是国家重点建设的陕北煤炭基地的重要组成部分。持续高强度的煤炭开采对下水资源造成了破坏,损害了当地脆弱的生态环境。针对榆神矿区干旱半干旱地区水资源贫乏、生态环境脆弱等特点,以区内郭家滩煤矿为重点研究对象,通过研究煤矿开采条件、地质及水文地质特征,提出了在分层开采、限制导水裂隙带发育高度的基础上,以覆岩离层注浆充填控制上部含(隔)水层稳定为主,结合顶板隔水层再造(加固)、冒落带和导水裂隙带注浆封堵、保水采煤效果动态监测等技术的保水采煤一体化技术体系,并对试验示范区保水采煤效果进行了预计。 展开更多
关键词 保水采煤 离层注浆 分层开采 榆神矿区
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多层叠置含煤系统煤层瓦斯赋存规律及影响因素分析
5
作者 张孟江 周泽 《山东煤炭科技》 2024年第6期134-138,共5页
基于煤层瓦斯地质理论,通过大量的煤田勘探采样数据分析,研究总结陈家沟煤矿瓦斯赋存规律及其影响因素。矿区煤层瓦斯赋存主要受地质、构造、煤岩特征、顶底板岩性、埋藏深度等的影响。陈家沟煤矿属高瓦斯矿井,瓦斯分带以CH4带为主;瓦... 基于煤层瓦斯地质理论,通过大量的煤田勘探采样数据分析,研究总结陈家沟煤矿瓦斯赋存规律及其影响因素。矿区煤层瓦斯赋存主要受地质、构造、煤岩特征、顶底板岩性、埋藏深度等的影响。陈家沟煤矿属高瓦斯矿井,瓦斯分带以CH4带为主;瓦斯含量随着煤层的埋藏深度增加而有增大趋势,埋深达到700 m左右时,瓦斯含量达到最高;区内可分为三个独立含气系统,分别为C1~C12、C14~C26、C31~C69含气系统。经过研究分析,今后在矿井开发中应考虑相应合层排采独立开发。 展开更多
关键词 主采煤层 瓦斯含量 瓦斯分带 多层叠置 含气系统
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针对煤矿高铁锰矿井水处理工艺的研究与实践
6
作者 王雨晨 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2024年第4期93-96,共4页
为响应国家相关环保政策,解决矿区废水铁锰污染问题,针对含铁锰离子矿井水开展研究,以直滤技术作为核心单元改进传统除铁锰工艺,改进后的深度除铁锰工艺可稳定处理含铁锰矿井水,实现了矿井水处理站的自动化安全生产,节省了基建投资,缩... 为响应国家相关环保政策,解决矿区废水铁锰污染问题,针对含铁锰离子矿井水开展研究,以直滤技术作为核心单元改进传统除铁锰工艺,改进后的深度除铁锰工艺可稳定处理含铁锰矿井水,实现了矿井水处理站的自动化安全生产,节省了基建投资,缩短了工艺流程,降低了运行费用,为含铁锰离子矿井水处理提供了良好的技术支撑。 展开更多
关键词 煤矿 含铁锰矿井水 直滤技术 水质水量
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景福公司自备应急电源方案设计
7
作者 翟志强 张文浩 胡晓亮 《煤炭与化工》 CAS 2024年第9期78-81,85,89,共6页
景福公司建设时没有考虑应急备用电源,存在安全隐患,因此为防范和遏制煤矿无计划大面积停电事故,确保井下工作人员安全升井,决定在矿井增设自备应急电源。本文根据景福公司实际情况,对自备应急电源的类型进行选择,选择大容量静态储能装... 景福公司建设时没有考虑应急备用电源,存在安全隐患,因此为防范和遏制煤矿无计划大面积停电事故,确保井下工作人员安全升井,决定在矿井增设自备应急电源。本文根据景福公司实际情况,对自备应急电源的类型进行选择,选择大容量静态储能装置EPS作为自备应急电源,并根据设计所需负载量等信息进行储能装置规格计算和相关系统的布置。实践表明,此次设计的7.15MW/10kV的升压一体化单元以及8.08 MWh的储能电池系统运行良好,可以在突然断电情况下保证景福公司井下重要用电负载的正常运行,达到了预期目的,保障了景福公司安全高效生产。 展开更多
关键词 煤矿机电 自备应急电源 大容量静态储能装置
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塔山煤矿特厚煤层综放面顶煤冒放性研究
8
作者 陈晓伟 《煤炭科技》 2024年第5期32-38,共7页
为研究特厚煤层综放工作面顶煤冒放性,结合塔山煤矿10501工作面5号煤层的开采条件,分别从埋深、煤体强度、煤体裂隙发育程度、夹矸强度和厚度、采放比等方面分析了顶煤冒放性的主要影响因素,数值模拟了2号和5号煤层采动对顶煤破碎效果... 为研究特厚煤层综放工作面顶煤冒放性,结合塔山煤矿10501工作面5号煤层的开采条件,分别从埋深、煤体强度、煤体裂隙发育程度、夹矸强度和厚度、采放比等方面分析了顶煤冒放性的主要影响因素,数值模拟了2号和5号煤层采动对顶煤破碎效果的影响。根据理论分析、数值模拟结果,采取相应措施后,夹矸破碎程度高,顶煤冒放性好,达到了预期工程效果。 展开更多
关键词 大采高综放开采 含夹矸顶煤 顶煤冒放性 数值模拟
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煤体吸附瓦斯膨胀变形效应的试验研究 被引量:74
9
作者 刘延保 曹树刚 +4 位作者 李勇 王军 郭平 徐健 白燕杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2484-2491,共8页
为了探讨煤体吸附瓦斯产生膨胀变形效应这一特有的力学行为,利用自行研发的含瓦斯煤岩细观力学试验系统,进行不同瓦斯压力下的吸附膨胀变形试验。试验结果表明:(1)同一煤样在不同瓦斯压力下随时间的变形曲线具有相同的变化规律,煤样的... 为了探讨煤体吸附瓦斯产生膨胀变形效应这一特有的力学行为,利用自行研发的含瓦斯煤岩细观力学试验系统,进行不同瓦斯压力下的吸附膨胀变形试验。试验结果表明:(1)同一煤样在不同瓦斯压力下随时间的变形曲线具有相同的变化规律,煤样的应变变化率随时间逐渐减小,直至一个相对稳定值;(2)煤样的吸附膨胀变形呈各向异性,垂直于层理方向和平行于层理方向的应变整体变化趋势呈现一致性,但由于煤体内部裂隙分布差异,垂直层理方向的变形值明显大于平行层理方向;(3)煤体瓦斯吸附量与体应变量呈现较好的线性关系,以此建立考虑温度、水分、灰分和各向异性等因素的吸附膨胀变形计算方程;(4)利用吸附变形应力与制约吸附变形量的线性关系,以及吸附变形量与瓦斯压力的关系得出吸附膨胀应力计算方法;(5)煤体的吸附膨胀变形具有不可逆性,且吸附气体压力越大,其残余变形值也越大。煤体的膨胀变形效应具有重要的工程应用价值,可作为煤层突出危险性测定的辅助指标,以及应用于煤层透气性的研究。 展开更多
关键词 采矿工程 煤与瓦斯突出 含瓦斯煤 瓦斯吸附 膨胀效应 透气性
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温度对含瓦斯煤力学性质影响的试验研究 被引量:31
10
作者 许江 张丹丹 +2 位作者 彭守建 刘东 王雷 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期2730-2735,共6页
利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,以型煤试样为研究对象,在不同温度条件下对含瓦斯煤进行三轴压缩试验,研究温度对含瓦斯煤的变形及力学特性的影响规律。研究结果表明:在相同应力条件下,含瓦斯煤的变形量随着温度的... 利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,以型煤试样为研究对象,在不同温度条件下对含瓦斯煤进行三轴压缩试验,研究温度对含瓦斯煤的变形及力学特性的影响规律。研究结果表明:在相同应力条件下,含瓦斯煤的变形量随着温度的升高逐渐增大,轴向、径向与体积应变在不同的温度区间内分别有不同的变化趋势,温度超过60℃后,径向应变的变化速度超过轴向应变的变化速度;破坏角随着温度的升高略有增加;三轴抗压强度、残余强度、弹性模量等随着温度的升高逐渐降低,但在不同的温度区间内,其变化趋势有所差异;而泊松比则随着温度的升高呈现先降低后升高的趋势。总体看来,温度对含瓦斯煤的变形特性及力学特性有着一定的影响,温度的升高总体上可降低煤体的强度,但在不同的温度范围内,含瓦斯煤的变形特性及力学特性的变化趋势有所不同。研究结果对深部煤炭开采及巷道支护等有一定的理论指导价值。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤 温度 力学性质 变形特性
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型煤与原煤全应力–应变过程渗流特性对比研究 被引量:72
11
作者 曹树刚 李勇 +2 位作者 郭平 白燕杰 刘延保 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期899-906,共8页
利用自主研制的自压式三轴渗流装置对型煤和原煤试样进行三轴压缩渗流试验,得到不同围压下2种煤样的全应力–应变曲线,并利用流量计和环向引伸计自动采集整个试验过程中煤样的渗流速度和横向变形。从细观损伤力学的观点分析2种煤样不同... 利用自主研制的自压式三轴渗流装置对型煤和原煤试样进行三轴压缩渗流试验,得到不同围压下2种煤样的全应力–应变曲线,并利用流量计和环向引伸计自动采集整个试验过程中煤样的渗流速度和横向变形。从细观损伤力学的观点分析2种煤样不同的破坏形式以及煤样的变形破坏对渗流速度的影响;讨论渗流速度对外部变量的敏感性和煤与瓦斯突出的突发性。研究结果表明,2种煤样的全应力–应变曲线都可以分为5个阶段,并与渗流速度–轴向应变曲线具有良好的对应关系。由于型煤与原煤的结构特性不同,致使2种煤样受力以后具有不同的损伤机制,渗流速度–轴向应变曲线差异较大,尤其在破坏阶段。型煤变形主要在前2个阶段影响煤的渗流特性,而原煤在整个试验过程中都受影响;型煤的渗流速度对轴向压力和轴向变形最敏感,而原煤的渗流速度对体积变形和横向变形比较敏感。原煤全应力–应变–渗流试验的5个阶段可以较好地解释煤与瓦斯突出过程的准备、发动、发展和终止4个阶段,可以间接地利用煤体瓦斯渗流速度变化进行煤与瓦斯突出预测预报。研究结果对探索煤层真实的瓦斯运移规律具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤 三轴试验 全应力–应变过程 渗透性 对比分析 煤与瓦斯突出
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不同加卸载条件下含瓦斯煤力学特性试验研究 被引量:43
12
作者 尹光志 李文璞 +3 位作者 李铭辉 蒋长宝 秦虎 王孟来 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期891-901,共11页
利用自行研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置,以平煤十矿原煤样为研究对象,进行不同加卸载条件下(即增加轴压的同时卸载围压)含瓦斯煤力学特性的试验研究。研究结果表明,不同加卸载条件下含瓦斯煤的力学特性表现各异,主要表... 利用自行研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置,以平煤十矿原煤样为研究对象,进行不同加卸载条件下(即增加轴压的同时卸载围压)含瓦斯煤力学特性的试验研究。研究结果表明,不同加卸载条件下含瓦斯煤的力学特性表现各异,主要表现为:加卸载煤样的承载强度比常规加载煤样的峰值强度低;加卸载煤样的承载强度随初始轴力的升高呈指数关系降低、随轴力加载速度的增加呈幂函数关系降低、随初始围压的升高呈指数关系降低、随瓦斯压力的升高呈线性关系降低;随着轴向应变的增加,各条件下变形模量呈现先迅速减小然后缓慢减小直至破坏后保持基本稳定的趋势,泊松比表现出先逐渐减小后增加最后基本保持稳定的趋势。该研究对巷道支护和瓦斯抽采具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤 加卸载 承载强度 力学特性
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含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置的研制及应用 被引量:100
13
作者 许江 彭守建 +3 位作者 尹光志 陶云奇 杨红伟 王维忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期907-914,共8页
介绍自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,该装置主要由伺服加载系统、三轴压力室、水域恒温系统、孔压控制系统、数据测量系统以及辅助系统等6个部分组成,其最大轴压为100MPa、最大围压为10MPa、最高加热稳定温度为100℃,试... 介绍自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,该装置主要由伺服加载系统、三轴压力室、水域恒温系统、孔压控制系统、数据测量系统以及辅助系统等6个部分组成,其最大轴压为100MPa、最大围压为10MPa、最高加热稳定温度为100℃,试件尺寸为φ50mm×100mm。该装置具有如下特点:(1)所进行的试验能反映地应力、瓦斯压力、温度等对含瓦斯煤渗透率的综合影响;(2)实现伺服液压控制加载功能,能进行多种形式的加载;(3)实现"面充气",更加逼真地反映实际煤层瓦斯源的情况;(4)设计有导向装置,实现加压活塞杆和支撑轴的对位,避免在加压过程中产生晃动,使得试件受压均匀而稳定;(5)数据采集使用更加灵敏、精确度更高的各类传感器;(6)设计有大型水域恒温系统,并安装有水域循环水泵,加热过程更加均匀;(7)具有研究含瓦斯煤渗透性、变形特性等多种功能。采用该装置进行含瓦斯煤在不同围压、不同温度条件下的渗透试验,结果表明含瓦斯煤变形存在4个阶段,其抗压强度随着围压的增加而增大;含瓦斯煤渗流流量在应力–应变过程中存在阶段性变化且随着温度的升高呈现总体减小的趋势。该装置可用于含瓦斯煤热流固耦合渗流领域的研究,为进一步深层次揭示煤层瓦斯运移规律和研究煤层瓦斯抽采技术提供理论基础。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤 热流固耦合 渗流 伺服控制系统
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含瓦斯突出煤三轴压缩下力学性质试验研究 被引量:49
14
作者 李小双 尹光志 +2 位作者 赵洪宝 王维忠 敬小非 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期3350-3358,共9页
以典型煤与瓦斯突出矿井松藻煤电集团打通一矿7#突出煤层制备的型煤试件为研究对象,利用岛津AG-250伺服材料试验机和自行研制的三轴渗透仪,对不同外界应力条件下含瓦斯突出煤的力学特性进行试验研究。结果表明:瓦斯压力固定的情况下,围... 以典型煤与瓦斯突出矿井松藻煤电集团打通一矿7#突出煤层制备的型煤试件为研究对象,利用岛津AG-250伺服材料试验机和自行研制的三轴渗透仪,对不同外界应力条件下含瓦斯突出煤的力学特性进行试验研究。结果表明:瓦斯压力固定的情况下,围压对含瓦斯煤的力学特性起到强化和改善的作用。随着围压的增加,突出煤样的三轴抗压强度、弹性模量和峰值应变均呈线性单调增加;围压大小一定情况下,瓦斯压力对含瓦斯煤的力学特性起到弱化的作用。随着瓦斯压力的增加,突出煤样的三轴抗压强度和弹性模量分别呈线性和对函数形式单调递减,而峰值应变则呈线性单调增加;有效应力对含瓦斯突出煤的力学性质具有强化和改善的作用,随着有效应力的增加,含瓦斯突出煤的弹性模量、三轴抗压强度和峰值应变均单调增加。研究成果对采动影响下煤层瓦斯抽放和煤与瓦斯突出防治及预测具有重要意义。 展开更多
关键词 采矿工程 瓦斯压力 围压 有效应力 含瓦斯突出煤 三轴压缩
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两种含瓦斯煤样变形特性与抗压强度的实验分析 被引量:94
15
作者 尹光志 王登科 +1 位作者 张东明 王维忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期410-417,共8页
介绍型煤煤样和原煤煤样的制作过程,设计含瓦斯煤样的三轴实验方法和步骤。利用自行研制的三轴蠕变瓦斯渗流装置和材料实验机组成含瓦斯煤样三轴压缩实验装置,对型煤煤样和原煤煤样进行含瓦斯三轴实验,获得大量不同围压和不同瓦斯压力... 介绍型煤煤样和原煤煤样的制作过程,设计含瓦斯煤样的三轴实验方法和步骤。利用自行研制的三轴蠕变瓦斯渗流装置和材料实验机组成含瓦斯煤样三轴压缩实验装置,对型煤煤样和原煤煤样进行含瓦斯三轴实验,获得大量不同围压和不同瓦斯压力条件下的实验数据;根据实验结果系统地研究含瓦斯煤样两种煤样在三轴应力条件下的变形特性和抗压强度。研究结果表明,围压和瓦斯压力对含瓦斯煤样的变形特性和抗压强度都有一定程度的影响;型煤煤样和原煤煤样的变形特性和抗压强度具有规律上的共性,但是其力学参数存在显著差异;弹性模量和泊松比在含瓦斯煤样的变形过程中不是定值,而是动态变化的,且2种煤样的弹性模量差别很大,泊松比也不相等;相同载荷条件下型煤煤样的变形比原煤煤样的要大得多,其形状改变也比原煤煤样的大。研究结果对进一步认识含瓦斯煤样的力学性质具有一定的意义。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤样 三轴实验 变形特性 抗压强度 瓦斯压力
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“煤-水”双资源型矿井开采技术方法与工程应用 被引量:78
16
作者 武强 申建军 王洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期8-16,共9页
由于我国东、西部地区煤-水资源呈逆向分布,为解决煤炭资源安全绿色开发、水资源供给、生态环保之间的尖锐矛盾和冲突,实现煤矿区水害防治、水资源保护利用、生态环境改善的多赢目标,在阐述"煤-水"双资源型矿井开采概念与内... 由于我国东、西部地区煤-水资源呈逆向分布,为解决煤炭资源安全绿色开发、水资源供给、生态环保之间的尖锐矛盾和冲突,实现煤矿区水害防治、水资源保护利用、生态环境改善的多赢目标,在阐述"煤-水"双资源型矿井开采概念与内涵的基础上,提出了根据矿井主采煤层的具体充水水文地质条件优化开采方法和参数工艺、多位一体优化结合、井下洁污水分流分排、水文地质条件人工干预、充填开采等"煤-水"双资源型矿井开采的技术和方法。以蔚县矿区兴源矿为工程背景,提出了松散含水层下薄基岩区房式保水开采方案,建立了煤房"固支梁"力学模型,提出了基于让压理论的煤柱设计方法,修正了屈服煤柱上覆载荷计算公式。结果表明:主关键层的存在和稳定扩大压力拱的形成是屈服煤柱设计的关键,且屈服煤柱具有足够的强度支撑扩大压力拱下方的覆岩重量;采5留4、采5留5、采6留5等方案具有可靠的安全系数。 展开更多
关键词 双资源型矿井 保水采煤 多位一体优化结合 压力拱 屈服煤柱
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复杂应力路径下含瓦斯煤渗透性变化规律研究 被引量:46
17
作者 王登科 魏建平 尹光志 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期303-310,共8页
通过含瓦斯煤渗透特性试验研究,系统分析复杂应力路径下含瓦斯煤渗透性的变化规律,建立含瓦斯煤渗透率与轴向压力、围压、瓦斯压力、围压升降、全应力–应变过程等之间的定性与定量关系,深入探讨各种不同应力路径下含瓦斯煤渗透性的控... 通过含瓦斯煤渗透特性试验研究,系统分析复杂应力路径下含瓦斯煤渗透性的变化规律,建立含瓦斯煤渗透率与轴向压力、围压、瓦斯压力、围压升降、全应力–应变过程等之间的定性与定量关系,深入探讨各种不同应力路径下含瓦斯煤渗透性的控制机制和变化规律。结果表明,应力路径对含瓦斯煤的渗透率有重要影响:(1)含瓦斯煤渗透率随着轴向压力和围压的增大而减小,随瓦斯压力的增大而增大。(2)含瓦斯煤渗透率与轴向压力、围压和瓦斯压力均呈指数关系变化。(3)围压升、降过程中,含瓦斯煤渗透率会受到一定程度的损害,其损害程度可以用最大渗透率损害率和渗透率损害率来表征。同时,三维压缩条件下含瓦斯煤会发生二次密实效应。(4)三轴压缩下全应力–应变试验过程中,含瓦斯煤的渗透率呈"V"字型变化趋势;渗透率随煤样的应变先减小后增大,然后达到最大值,并且渗透率的增幅小于其减幅。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤 应力路径 渗透性 影响因素 渗透率损害率
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高压注水对煤体瓦斯解吸特性影响的试验研究 被引量:82
18
作者 赵东 冯增朝 赵阳升 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期547-555,共9页
为了研究高压水作用后的煤层瓦斯解吸特性,依据地面水力压裂煤层抽采煤层气的方案和工艺,设计一系列含瓦斯煤体注水后的解吸特性试验,说明实际状态下的含瓦斯煤体在受到高压水的长期作用后解吸能力及规律的变化。试验装置采用自主研制... 为了研究高压水作用后的煤层瓦斯解吸特性,依据地面水力压裂煤层抽采煤层气的方案和工艺,设计一系列含瓦斯煤体注水后的解吸特性试验,说明实际状态下的含瓦斯煤体在受到高压水的长期作用后解吸能力及规律的变化。试验装置采用自主研制的吸附-注水-解吸成套设备,分阶段地进行吸附、高压注水和解吸试验,对于不同煤种同等吸附压力下、相同煤种不同吸附压力下的块状原煤进行自然解吸和不同压力下的高压注水解吸试验,以获得不同条件下试验煤体的瓦斯解吸规律。结果表明:(1)在相同吸附平衡压力下,试验用1-1#贫煤的自然解吸率为56.17%,略高于试验用2-1#无烟煤的51.50%,与矿井实际的条件相同;(2)水对含瓦斯煤体的解吸特性影响较大,等压注水后的1-1#,1-2#和2-1#煤体的瓦斯解吸率分别为40.15%,47.17%和27.09%,只有自然解吸时的50%~70%,无烟煤的影响最大,较高瓦斯吸附压力下的贫煤影响最小;(3)随着注水压力的增加,最终解吸率逐渐呈非线性的规律衰减,在注水压力达到一定极值后解吸率会保持稳定;(4)解吸的时间效应与注水有关,自然解吸在较快时间内可以达到平衡,而注水后的解吸达到平衡的时间有不同程度的增加。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤体 高压注水 吸附和解吸 煤层气开采
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不同瓦斯压力条件下原煤剪切破裂细观特征试验研究 被引量:6
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作者 许江 梁永庆 +3 位作者 刘东 程立朝 王雷 宋晓 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2431-2437,共7页
利用自主研发的含瓦斯煤岩细观剪切试验装置,开展不同瓦斯压力条件下原煤在剪切荷载作用时裂纹演化细观特性试验研究,分析裂纹开裂扩展与形态演化模式及其受瓦斯压力的影响规律。研究结果表明:煤岩裂纹的开裂扩展及破坏后形态受其原始... 利用自主研发的含瓦斯煤岩细观剪切试验装置,开展不同瓦斯压力条件下原煤在剪切荷载作用时裂纹演化细观特性试验研究,分析裂纹开裂扩展与形态演化模式及其受瓦斯压力的影响规律。研究结果表明:煤岩裂纹的开裂扩展及破坏后形态受其原始裂纹影响;分析放大素描图发现,最终形成的宏观破裂是由一系列倾斜裂纹(主要从左下角至右上角)在剪切荷载作用下贯通形成的,并且随着瓦斯压力的增加,倾斜裂纹的扩展范围增大。不同瓦斯压力下剪切荷载-剪切位移曲线和开裂荷载水平Pk及贯通荷载水平PG对比分析表明,随着瓦斯压力增加,煤岩损伤加大,破裂加剧,完整性降低,开裂后破坏速度加快;对裂纹的开裂角度分析发现,在没有原始损伤的区域开裂时,裂纹开裂方向与剪切荷载作用方向呈一定角度相交但随着瓦斯压力的增加有减小的趋势,最终形成的宏观破坏方向也不完全与剪切荷载作用方向一致,而以一定角度相交。 展开更多
关键词 采矿工程 含瓦斯煤 剪切荷载 裂纹 细观
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主关键层结构稳定性对导水裂隙演化的影响研究 被引量:49
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作者 王晓振 许家林 朱卫兵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期606-612,共7页
针对部分矿区采动导水裂隙异常发育的问题,采用模拟实验和工程探测的方法,就主关键层结构稳定性对顶板导水裂隙演化和含水层水位的影响进行了深入研究。结果表明:当主关键层与煤层间距小于7~10倍采高时,顶板导水裂隙会发育至基岩顶界面... 针对部分矿区采动导水裂隙异常发育的问题,采用模拟实验和工程探测的方法,就主关键层结构稳定性对顶板导水裂隙演化和含水层水位的影响进行了深入研究。结果表明:当主关键层与煤层间距小于7~10倍采高时,顶板导水裂隙会发育至基岩顶界面,但主关键层上部的导水裂隙会随主关键层结构稳定性的变化呈现出两种不同的演化形态。当主关键层结构稳定运动时,主关键层上部导水裂隙经历"产生—发育—闭合"的过程;当主关键层结构滑落失稳时,主关键层上部导水裂隙形成后难以随采动闭合消失。现场工程探测结果验证了上述主关键层结构稳定性对导水裂隙演化的影响规律。提出了采用高阻力支架来控制主关键层结构不发生滑落失稳的措施,使导水裂隙可以随采动逐步闭合,含水层水位逐渐恢复,进而实现保水采煤的目标。 展开更多
关键词 主关键层 导水裂隙 滑落失稳 保水采煤
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