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基于应变能密度的非均质岩石损伤本构模型研究
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作者 文志杰 田雷 +6 位作者 蒋宇静 左宇军 孟凡宝 董优 林观 杨涛 吕大炜 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1332-1343,共12页
基于岩石细观单元弹性模量近似服从Weibull分布的假设,结合应变能密度理论,建立岩石损伤本构模型,借助声发射事件能量信号和岩石纵波波速提出岩石均质度系数m和弹性模量折减系数K0确定方法,并对参数进行修正。利用建立的损伤本构模型进... 基于岩石细观单元弹性模量近似服从Weibull分布的假设,结合应变能密度理论,建立岩石损伤本构模型,借助声发射事件能量信号和岩石纵波波速提出岩石均质度系数m和弹性模量折减系数K0确定方法,并对参数进行修正。利用建立的损伤本构模型进行单轴加载模拟,将模拟结果曲线与已有模型理论曲线以及单轴加载实验曲线进行对比,该模型能很好地描述试件应力、应变关系与声发射情况。在此基础上,利用该模型进行石膏试件反复加载模拟,分析其应力–应变及声发射特征,并与室内实验结果进行对比分析。研究结果表明:试件均质度越高,脆性破坏特征越明显;借助声发射信号和岩石纵波波速确定的均质度m以及弹性模量折减系数K0的计算结果与试验结果吻合。基于应变能密度的岩石损伤本构模型的构建为综合考虑岩石的均质度及反复加载过程对岩石试件影响提供了新的理论依据。 展开更多
关键词 岩石力学 应变能密度 损伤本构模型 均质度 折减系数 WEIBULL分布
矸石充填采煤工作面覆岩破裂特征及演化规律分析
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作者 傅知勇 张丰雪 郝兰芳 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第5期247-251,共5页
为研究充填开采条件下覆岩破坏变形规律,通过现场监测的方法,在某矿F5001充填工作面不同位置布置覆岩观测钻孔,借助钻孔成像判定覆岩破坏情况,分析了充填开采覆岩破裂特征和运动演化过程。结果表明:覆岩进入离层扩展阶段后具有裂隙向破... 为研究充填开采条件下覆岩破坏变形规律,通过现场监测的方法,在某矿F5001充填工作面不同位置布置覆岩观测钻孔,借助钻孔成像判定覆岩破坏情况,分析了充填开采覆岩破裂特征和运动演化过程。结果表明:覆岩进入离层扩展阶段后具有裂隙向破裂带,破裂带向离层转化的趋势,最快24 h内可出现3处新生破裂带;离层一般出现在不同岩性的岩层分界处,裂隙多出现在较厚岩层内部;T3150泄水巷上方覆岩共出现3处离层、8处明显破裂带,裂隙数目较多,顶板上方最大破裂高度约14.2 m,最大离层高度约11.3 m。 展开更多
关键词 充填开采 覆岩破裂 演化规律 破裂特征 钻孔成像
硬厚砂岩顶板垮落引燃采空区瓦斯机制初步研究
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作者 秦广鹏 王超 +1 位作者 张中腾 裴云鑫 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期2925-2933,共9页
高瓦斯煤层上部赋存硬厚砂岩顶板时,因顶板垮落引燃采空区内瓦斯甚至导致瓦斯爆炸事故时有发生。以夏阔坦煤矿下10煤层1007工作面开采为工程背景,采用室内实验和理论分析的方法,研究岩石摩擦效应引燃瓦斯的点火源、断裂岩层滑落失稳发... 高瓦斯煤层上部赋存硬厚砂岩顶板时,因顶板垮落引燃采空区内瓦斯甚至导致瓦斯爆炸事故时有发生。以夏阔坦煤矿下10煤层1007工作面开采为工程背景,采用室内实验和理论分析的方法,研究岩石摩擦效应引燃瓦斯的点火源、断裂岩层滑落失稳发生条件、边界支承条件和破断阶段对断裂岩层发生滑落失稳的影响。该工程地质条件下研究结论表明,坚硬砂岩摩擦过程产生的热量能够引燃瓦斯,与摩擦过程产生的火花束和高温岩粉流相比,高温热摩擦面更易引燃瓦斯,是主要点火源。顶板岩层初次破断后,岩层侧向破断尺寸与岩层厚度比值di/h常大于2.6;顶板周期性破断时,岩层侧向破断尺寸与岩层厚度比值di/h常小于2,顶板岩层周期性破断期间更易发生滑落失稳。边界支承条件对岩层滑落失稳发生影响较大,岩层破断时简支边界较固支边界更易发生滑落失稳,厚度大于11 m的岩层初次破断时、厚度大于4 m的岩层周期破断时,在简支边界处即可满足滑落失稳发生条件。当工作面上部为已采空区域,采场上部破断三角岩块是硬砂岩顶板垮落引燃采空区瓦斯的危险区域,可从顶板弱化和瓦斯治理两个方面开展防治工作。 展开更多
关键词 采矿工程 硬厚砂岩 滑落失稳 摩擦 瓦斯燃烧
采场空间结构模型及相关动力灾害控制研究 预览
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作者 文志杰 景所林 +10 位作者 宋振骐 蒋宇静 汤建泉 赵仁乐 肖庆华 张同俊 王洪涛 赵洪宝 孙国权 张桐桐 孔超 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期52-61,共10页
基于社会对煤炭行业安全生产的重视,煤矿灾害事故控制研究显得愈发重要,尤其现阶段煤矿灾害事故多发,安全形势愈发严峻。为了有效控制预防煤矿动力灾害事故,提出了采场空间结构模型;探讨了采场空间结构模型中应力分布和结构发育的力学特... 基于社会对煤炭行业安全生产的重视,煤矿灾害事故控制研究显得愈发重要,尤其现阶段煤矿灾害事故多发,安全形势愈发严峻。为了有效控制预防煤矿动力灾害事故,提出了采场空间结构模型;探讨了采场空间结构模型中应力分布和结构发育的力学特征,以及采动时上覆岩层的运动变化规律和矿压显现特征;以采场空间结构模型和采动应力孕育力学特征为基础,提出了采场顶板、巷道顶板控制、冲击地压、顶板水害,以及地表沉陷等煤矿灾害事故致灾条件及其控制措施,构建了相关采场灾害控制结构力学模型。建立的采场空间模型解释了"裂断拱"和"应力拱"结构演化规律以及采动应力与覆岩空间结构演化的相关性;指出了导水裂隙带高度与"裂断拱"高度范围基本一致,是顶板水害治理依据;建立了基于"应力拱"拱外岩梁下沉预测地表沉陷的方法;提出了对直接顶采取"给定载荷"控制方式,对基本顶采取"给定变形"和"限定变形"控制方式的支护方案;预测了冲击地压可能发生位置并提出了控制措施;提出了透水判据和不发生透水事故的合理工作面长度和开切眼位置的计算方法;建立了以开采工作面长度和覆岩裂断步距相关性为核心的采动沉陷模型,从力学的角度解释并计算分析了地表沉陷范围。实践证明,正确建立决策模型是实现煤矿灾害事故控制的基础,模型的建设有效实现了煤矿灾害事故控制从定性到定量的发展,可为煤矿灾害事故的有效预测和科学控制提供指导。 展开更多
关键词 采场空间结构 动力灾害 决策模型 应力场
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松散层拱结构模型及其对覆岩运动的影响
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作者 汪锋 许家林 +1 位作者 陈绍杰 任梦梓 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期497-504,512共9页
针对传统上采动覆岩承载结构研究时主要集中于基岩而将上覆松散层简化为均布载荷作用于基岩顶界面而忽略了松散层中承载结构的问题,结合我国华东和华北矿区广泛分布的厚松散层地质条件,建立了松散层拱承载结构力学模型,揭示了松散层拱... 针对传统上采动覆岩承载结构研究时主要集中于基岩而将上覆松散层简化为均布载荷作用于基岩顶界面而忽略了松散层中承载结构的问题,结合我国华东和华北矿区广泛分布的厚松散层地质条件,建立了松散层拱承载结构力学模型,揭示了松散层拱的形态方程、矢跨比方程和厚度方程,得到了能形成松散层拱的临界松散层厚度的理论表达式,进一步分析了松散层拱形态特征随侧压系数、松散层内摩擦角和内聚力等参数的变化特征。通过相似物理模拟实验揭示了松散层拱对采动覆岩运动的影响规律。研究结果得到了鲍店煤矿1312工作面厚松散层条件下开采时地表沉陷实测数据的验证。 展开更多
关键词 岩层移动 地表沉陷 承载结构 关键层 松散层拱
循环载荷下煤样能量转化与碎块分布特征 预览
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作者 李杨杨 张士川 +4 位作者 文志杰 赵仁乐 曹志国 伦庆忠 白景志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1411-1420,共10页
煤矿开采中煤体常处于反复加卸载过程,研究煤体在不同加载速率重复载荷作用下的能量转化与破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。利用MTS815.03伺服实验系统,通过单轴循环加卸载试验,结合能量和分形理论,获得了不同加载速率下... 煤矿开采中煤体常处于反复加卸载过程,研究煤体在不同加载速率重复载荷作用下的能量转化与破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。利用MTS815.03伺服实验系统,通过单轴循环加卸载试验,结合能量和分形理论,获得了不同加载速率下煤样变形破坏各阶段能量积聚、耗散和释放的转化机制及其与煤样碎块块度分布规律的内在关系,为开展重复载荷作用下煤岩破裂响应及破坏机制的研究提供依据。试验结果表明:煤样能量转化具有明显的阶段性特征,可分为能量初始积累阶段、能量加速积累阶段和能量快速耗散阶段。煤样破坏前耗散能所占比例经历了高—低—高的过程,而弹性能则相反,加载后期弹性能比例下降或耗散能比例的升高,预示着煤样进入加速破坏阶段;能量集聚和释放与加载速率密切相关,随着加载速率的增大,峰值前弹性能所占比例逐渐增加,煤样破坏前更多的能量以弹性能形式储存在煤样体内,岩石破坏后,更多的能量被释放出来,煤样破坏越剧烈,其宏观破坏形态由剪切张拉和劈裂破坏向弹射破坏过渡;循环加卸载下煤样碎块分形特征具有明显的分段性,在小于尺寸阈值范围内具有较好的自相似性特征,不同加载速率下碎块分形维数为2~3,且随加载速率的增加成线性增长;加载速率越大碎块分形维数越大,煤样破碎程度越高,大块碎块所占比例越小,煤样碎块越破碎且单块碎块质量越小,煤样发生动力灾害的危险性越大。 展开更多
关键词 煤矿动力灾害 循环加卸载 能量转化 加载速率 分形
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宽叶片钻杆排渣的煤粉堆积多相流研究
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作者 李佳 李东民 +2 位作者 马国芳 张砚强 商孟全 《煤炭技术》 CAS 2019年第4期160-162,共3页
为了研究钻杆排渣对卡钻的影响,利用多相流对钻杆排渣流场进行数值模拟。根据现场实测数据,建立了钻杆排渣内部流道的三维几何模型并给出了整个仿真与建模的过程。结果表明:煤粉堆积现象在钻杆正常运转的过程中极少发生,而发生卡钻后,... 为了研究钻杆排渣对卡钻的影响,利用多相流对钻杆排渣流场进行数值模拟。根据现场实测数据,建立了钻杆排渣内部流道的三维几何模型并给出了整个仿真与建模的过程。结果表明:煤粉堆积现象在钻杆正常运转的过程中极少发生,而发生卡钻后,整个排渣通道会发生阻塞,反而导致了煤粉的堆积。 展开更多
关键词 宽叶片钻杆 卡钻 煤粉堆积 多相流 数值模拟
基于GAPSO-SVM的煤层底板破坏程度预测
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作者 靳聪聪 冯夕文 +1 位作者 阮猛 李俊勇 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第3期208-211,共4页
为了对煤层底板破坏程度进行正确预测,分析遗传算法(GA)和粒子群优化(PSO)算法存在优化支持向量机(SVM)易陷入局部最优解和分类精度相对较低的问题,提出了GAPSOSVM优化算法。综合考虑GA和PSO算法的优点对SVM的参数进行了优化,优化后的... 为了对煤层底板破坏程度进行正确预测,分析遗传算法(GA)和粒子群优化(PSO)算法存在优化支持向量机(SVM)易陷入局部最优解和分类精度相对较低的问题,提出了GAPSOSVM优化算法。综合考虑GA和PSO算法的优点对SVM的参数进行了优化,优化后的算法能够较好地调整算法的全局与局部搜索能力之间的平衡。通过对曹庄煤矿底板破坏程度的预测表明,该方法不仅能够取得良好的分类效果,分类精度高于GA-SVM和PSO-SVM,而且有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 煤层底板破坏 支持向量机 遗传算法 粒子群优化算法 突水
考虑含水率影响的煤岩变形及渗透率模型 预览
9
作者 李波波 李建华 +3 位作者 杨康 任崇鸿 许江 张敏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1076-1083,共8页
煤矿开采深度不断增加,煤层瓦斯含量升高导致动力灾害逐渐增多,给煤矿安全开采带来严峻考验。对于瓦斯在煤层中流动的研究一直以来都备受关注,其中渗透率正是影响煤层中瓦斯流动的关键参数之一。因此,为准确模拟开采环境变化导致的煤岩... 煤矿开采深度不断增加,煤层瓦斯含量升高导致动力灾害逐渐增多,给煤矿安全开采带来严峻考验。对于瓦斯在煤层中流动的研究一直以来都备受关注,其中渗透率正是影响煤层中瓦斯流动的关键参数之一。因此,为准确模拟开采环境变化导致的煤岩变形及渗透特性变化,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,开展不同含水条件下孔隙压力升高过程中煤岩渗透特性的试验研究,建立考虑含水率的吸附方程和吸附-渗透率模型,探讨含水率和孔隙压力共同作用对煤岩变形及渗透特性的影响。研究结果表明:①孔隙压力升高过程中,径向应变及轴向应变随孔隙压力的升高均呈降低趋势,瓦斯流量的变化呈上升趋势,煤基质由于吸附瓦斯产生膨胀变形,体积应变逐渐减小。②当含水率恒定时,随着孔隙压力的升高,瓦斯吸附量随孔隙压力增大先增大而后趋于平缓,产生的吸附变形的变化趋势与其相同;当孔隙压力恒定时,煤岩的吸附量和吸附变形均随着含水率的增大而减小。③在恒定含水率条件下,煤岩渗透率曲线随孔隙压力的升高先减小后趋于平缓;而在相同的孔隙压力条件下,随含水率的增加,煤岩渗透率整体逐渐减小,而且含水率越大孔隙压力对渗透率的影响越弱,水分子对渗透率的影响越强。④构建了考虑含水率的吸附量计算方程,并在此基础上进一步构建考虑含水率煤岩吸附-渗透率模型,其中所计算的渗透率值与试验所测结果基本一致,反映了煤岩渗透率变化规律。 展开更多
关键词 煤岩 孔隙压力 含水率 渗透率 变形
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煤矿深部开采冲击地压监测解危关键技术研究 预览
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作者 谭云亮 郭伟耀 +3 位作者 辛恒奇 赵同彬 于凤海 刘学生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期160-172,共13页
针对煤矿深部开采冲击地压监测防治难题,采用理论分析、数值模拟、室内试验和现场监测相结合的综合研究方法,研究了深部应变型、断层滑移型和坚硬顶板型3类冲击地压的致灾机理,提出了煤岩组合冲击能速度指数和卸围压冲击能速度指数两个... 针对煤矿深部开采冲击地压监测防治难题,采用理论分析、数值模拟、室内试验和现场监测相结合的综合研究方法,研究了深部应变型、断层滑移型和坚硬顶板型3类冲击地压的致灾机理,提出了煤岩组合冲击能速度指数和卸围压冲击能速度指数两个新指标,建立了与冲击地压类型相适应的煤岩冲击倾向性评价体系,获得了深部开采3类冲击地压的前兆信息特征,给出了以深部开采冲击地压类型为导向的监测预警及组合式卸压解危方法,研发了钻孔施工与预警同步一体化技术。结果表明:(1)深部应变型冲击地压是围岩系统能量积聚大于能量释放与耗散之和的结果;与浅部开采相比,深部坚硬顶板破断释放的变形能明显增大,以及深部断层更易发生错动滑移;(2)深部应变型和深部坚硬顶板型冲击地压的冲击倾向性评价需在国家标准基础上分别增加卸围压冲击能速度指数、煤岩组合冲击能速度指数,而对于深部断层滑移型冲击地压,这两个指标均需增加;(3)深部应变型和深部坚硬顶板型冲击地压监测预警应以能量和应力判据为主,但深部断层滑移型冲击地压应以能量判据为主;(4)深部应变型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、大直径钻孔、断底和煤层注水;深部坚硬顶板型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、深孔断顶爆破、大直径钻孔、断底和煤层注水;深部断层型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、大直径钻孔和煤层注水;(5)采用钻孔施工与预警同步一体化技术,可在钻孔施工过程中通过监测煤粉量和应力变化信息,对施工过程中可能发生的冲击危险进行同步预警。煤矿深部开采冲击地压防治作为一个复杂的系统工程,以科学分类为基础的系统防治技术体系仍是深部开采冲击地压需要重点攻关的研究方向。 展开更多
关键词 深部开采 冲击地压 分类 机理 监测预警 防治
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掘进巷道湿喷施工过程粉尘弥散规律研究 预览
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作者 周智 陈连军 +3 位作者 崔向飞 蒋学凯 董其征 陈军 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第2期10-14,共5页
为了研究长压短抽通风条件下湿喷施工作业产尘在掘进巷道空间内的弥散规律,应用Fluent软件中的离散相模型,对湿喷中的初喷施工产尘、复喷施工与凿岩机破岩同时作业时产尘进行数值模拟,得到了粉尘在巷道中的弥散规律。研究结果表明:压风... 为了研究长压短抽通风条件下湿喷施工作业产尘在掘进巷道空间内的弥散规律,应用Fluent软件中的离散相模型,对湿喷中的初喷施工产尘、复喷施工与凿岩机破岩同时作业时产尘进行数值模拟,得到了粉尘在巷道中的弥散规律。研究结果表明:压风侧初喷作业粉尘质量浓度高于抽风侧初喷作业粉尘质量浓度,且掘进巷道端头附近尤为明显;压风侧或抽风侧复喷施工与凿岩机破岩同时作业时,粉尘质量浓度变化规律均为沿程先降低,后因复喷作业而升高,然后再降低。根据粉尘弥散规律,提出了相应的防尘建议,以减轻粉尘对施工作业人员的危害。 展开更多
关键词 掘进巷道 湿喷 粉尘质量浓度 长压短抽 数值模拟
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煤层底板承压水导升监测系统研发与应用
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作者 张培森 武守鑫 +3 位作者 颜伟 安羽枫 段中稳 孙亚楠 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期549-557,共9页
为深入分析底板导水通道的演化形成过程及承压水导升规律,自主研制了底板承压水导升监测系统,该系统由承压水加载系统、承压水导升系统组成。试验结果表明:承压水导升监测系统不仅可以较为精准地模拟含水层对底板岩体的力学作用,而且可... 为深入分析底板导水通道的演化形成过程及承压水导升规律,自主研制了底板承压水导升监测系统,该系统由承压水加载系统、承压水导升系统组成。试验结果表明:承压水导升监测系统不仅可以较为精准地模拟含水层对底板岩体的力学作用,而且可直观地再现底板不同位置处承压水的导升情况;当采动压力峰值经过导升管所处位置后往往会造成该处水流量增加,并伴随底板岩体应力不断释放,承压水导升高度也随之增加,底板岩体卸荷程度与监测管出水量同步达到峰值。 展开更多
关键词 承压水导升 底板破坏 导升通道 相似材料试验
基于表面活性剂的煤尘润湿性研究
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作者 仝瑞刚 曹庆贵 王世聪 《煤炭技术》 CAS 2019年第4期118-120,共3页
通过对4种不同浓度的表面活性剂单体溶液进行张力值的测定,并结合表面活性剂单体溶液对煤尘润湿接触角实验,对煤尘润湿性进行定量表征研究。研究表明,表面活性剂单体溶液对煤尘的润湿性不仅表现在溶液的表面张力的大小,而且体现在溶液... 通过对4种不同浓度的表面活性剂单体溶液进行张力值的测定,并结合表面活性剂单体溶液对煤尘润湿接触角实验,对煤尘润湿性进行定量表征研究。研究表明,表面活性剂单体溶液对煤尘的润湿性不仅表现在溶液的表面张力的大小,而且体现在溶液与煤尘的接触角大小;通过煤尘接触角实验结果拟合分析,阐明了非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在润湿效果上明显好于阳离子和两性离子表面活性剂的机理。 展开更多
关键词 表面活性剂 润湿 表面张力 接触角
煤自燃预测预报理论及技术研究综述 预览
14
作者 刘晨 谢军 辛林 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第3期92-95,99共5页
在对近年来国内外有关煤自燃预测预报理论及技术方面的文献进行收集整理的基础上,从煤自燃预测预报理论、煤自燃监测技术和隐蔽火源探测技术等 3 个方面,对煤自燃预测预报的研究进展进行了归纳分析。指出了现有煤自燃监测技术的优势和... 在对近年来国内外有关煤自燃预测预报理论及技术方面的文献进行收集整理的基础上,从煤自燃预测预报理论、煤自燃监测技术和隐蔽火源探测技术等 3 个方面,对煤自燃预测预报的研究进展进行了归纳分析。指出了现有煤自燃监测技术的优势和存在的不足,对其适用条件进行了界定;分析了目前常用的隐蔽火源探测技术的特点及其技术途径,并对其优缺点进行了对比分析。对未来的煤自燃预测预报理论及技术发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 矿井火灾 煤自燃 预测预报 监测 探测
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新型复合煤尘抑制剂的制备及特性
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作者 丁建飞 马云龙 李帅龙 《煤炭技术》 CAS 2019年第6期98-100,共3页
随着科学技术的发展,我国对煤炭的需求也不断提高,在堆存以及运输过程中不可避免的会产生大量粉尘,不仅污染环境还会威胁人体健康。以海藻酸钠为接枝基体,通过对海藻酸铵进行多重改性,以及在阴离子表面活性剂共同作用下,制备了新型环境... 随着科学技术的发展,我国对煤炭的需求也不断提高,在堆存以及运输过程中不可避免的会产生大量粉尘,不仅污染环境还会威胁人体健康。以海藻酸钠为接枝基体,通过对海藻酸铵进行多重改性,以及在阴离子表面活性剂共同作用下,制备了新型环境友好型抑尘剂。通过对抑尘剂的相关性能进行研究发现,该抑尘剂性能优良、抑尘效果好。 展开更多
关键词 海藻酸钠 丙烯酰胺 过硫酸铵 分子改性 抑尘
综掘工作面喷雾降尘技术与应用 预览
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作者 仝瑞刚 《山东煤炭科技》 2019年第2期88-90,共3页
为降低综掘工作面煤尘和岩尘对矿山安全高效生产和工作人员身体健康造成的威胁,本文通过现场实测蒋庄煤矿综掘面粉尘浓度,基于理论分析综掘面产尘机理,模拟井下综掘面风速大小,得到最优类型及喷雾压力,并应用于现场,从而达到有效降低煤... 为降低综掘工作面煤尘和岩尘对矿山安全高效生产和工作人员身体健康造成的威胁,本文通过现场实测蒋庄煤矿综掘面粉尘浓度,基于理论分析综掘面产尘机理,模拟井下综掘面风速大小,得到最优类型及喷雾压力,并应用于现场,从而达到有效降低煤矿粉尘浓度的目的. 展开更多
关键词 综掘工作面 粉尘治理 技术应用
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密实膏体充填面沿空留巷围岩稳定性控制研究
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作者 左文强 张新国 +1 位作者 王高尚 WITTAYAKUL SITTISARN 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第5期65-69,共5页
为减少区段煤柱的留设,提高建筑物下遗留煤柱的回采率,以岱庄煤矿2353工作面运输平巷沿空留巷为背景,提出'采空区密实膏体-巷内支护体-实体煤'共同作用于上覆岩层的联合控制系统,通过构建FLAC3D模型,明确影响膏体充填面沿空留... 为减少区段煤柱的留设,提高建筑物下遗留煤柱的回采率,以岱庄煤矿2353工作面运输平巷沿空留巷为背景,提出'采空区密实膏体-巷内支护体-实体煤'共同作用于上覆岩层的联合控制系统,通过构建FLAC3D模型,明确影响膏体充填面沿空留巷围岩稳定性的3个因素的合理取值,模拟结果表明:工作面充填率为95%,膏体强度为5 MPa,木桩排距与采高比为1∶3时可进一步强化围岩控制;同时依据该矿地质条件,给出了沿空巷道加固支护方案。现场施工后,监测到顶板最大下沉量为137 mm,两帮最大移近量为290mm,围岩变形量在允许范围内,满足邻近2354工作面的使用要求。 展开更多
关键词 膏体充填 沿空留巷 围岩稳定性 充填率 膏体强度 木桩排距与采高比
弱胶结软岩巷道围岩非协同变形及灾变机制
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作者 赵增辉 马庆 +2 位作者 高晓杰 谭云亮 陈绍杰 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期272-279,289共9页
西部矿区弱胶结软岩地层极不稳定,巷道常布置在煤层,形成全煤和半煤半岩2种布巷方式。基于接触单元法及非线性接触理论,建立弱胶结软岩地层2类布巷方式的数值计算模型,考虑岩层界面效应,分析顶板的离层变形机理,揭示顶板、两帮及底板的... 西部矿区弱胶结软岩地层极不稳定,巷道常布置在煤层,形成全煤和半煤半岩2种布巷方式。基于接触单元法及非线性接触理论,建立弱胶结软岩地层2类布巷方式的数值计算模型,考虑岩层界面效应,分析顶板的离层变形机理,揭示顶板、两帮及底板的变形规律,并进一步获得不同顶板刚度下2类巷道离层破坏的演化特征,阐明2类巷道的灾变发展过程。所得结果表明:2类巷道的顶、底及两帮的变形具有非协同性,底板位移收敛较快,变形量相对较小,围岩变形以顶板和两帮为主,相比而言,全煤模型的稳定性更好。当顶板取不同刚度时,监测点的铅垂位移初始呈"阶跃式"突跳特点,然后平稳增长至稳定值。而且距离巷帮越近,监测点的铅垂位移越大,位移突跳越明显。这种位移"阶跃式"突跳,可以看作围岩产生非稳定破坏的标志。现场钻孔电视对离层情况探测表明,该数值计算结果具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 弱胶结软岩 非协同变形 接触单元法 数值模拟 钻孔电视
裂隙对含孔洞砂岩力学及损伤演化特征的影响 预览
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作者 周军华 杨坤 +2 位作者 房凯 赵同彬 邱东卫 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期968-975,共8页
为研究裂隙对含孔洞岩体力学及损伤演化特征影响,利用颗粒流模拟程序,对存在不同裂隙形态的含孔洞岩样在单轴压缩下的力学性质进行数值试验研究,分析岩样破裂与力学特征随裂隙形态的变化情况,对其损伤演化特性进行探讨。研究结果表明:... 为研究裂隙对含孔洞岩体力学及损伤演化特征影响,利用颗粒流模拟程序,对存在不同裂隙形态的含孔洞岩样在单轴压缩下的力学性质进行数值试验研究,分析岩样破裂与力学特征随裂隙形态的变化情况,对其损伤演化特性进行探讨。研究结果表明:裂隙的存在会改变原有含孔洞岩样沿孔洞贯通的破坏模式,大多数岩样会形成贯通裂隙的主破裂带;但当裂隙存在于距原主破裂带较远,且倾角较大或长度较小时,岩样依沿孔洞形成主破裂带;岩样的峰值应力随裂隙距孔洞距离或裂隙倾角的增大而增大,随裂隙长度的增大逐渐减小;含孔洞岩样周边存在距孔洞距离越远,长度越大的裂隙,在相同应变下损伤越小;含孔洞岩样的损伤修正系数取值为0.77~0.90。 展开更多
关键词 孔洞 裂隙形态 岩石力学 声发射 损伤演化
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坚硬砂岩顶板条件下采空区瓦斯运移规律 预览
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作者 王超 鲁锐华 +3 位作者 张中腾 侯涛 张雪丹 蒙江波 《中国矿业》 北大核心 2019年第7期114-118,共5页
以夏阔坦煤矿1007综放工作面为研究背景,运用FLUENT软件模拟分析砂岩顶板条件下采空区瓦斯运移规律。随着工作面的推进,上覆顶板岩石垮落在采空区内,在垮落过程中质量大的岩块相互撞击摩擦,一方面会在采空区内产生高温摩擦点并伴随有摩... 以夏阔坦煤矿1007综放工作面为研究背景,运用FLUENT软件模拟分析砂岩顶板条件下采空区瓦斯运移规律。随着工作面的推进,上覆顶板岩石垮落在采空区内,在垮落过程中质量大的岩块相互撞击摩擦,一方面会在采空区内产生高温摩擦点并伴随有摩擦火花产生,另一方面对于采空区多孔介质的渗透率影响较大,大量的岩块垮落在一起,为采空区内瓦斯气体自由逸散和混合提供了有利条件。通过模拟分析研究,尽可能避免瓦斯燃爆事故的发生,且对煤矿安全生产提供可靠的依据。 展开更多
关键词 采空区 FLUENT软件 高瓦斯 偏Y型通风 坚硬砂岩
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