检索结果-内蒙古大学图书馆

采矿与安全工程学报 2023年第6期40卷 1243-1252页

作者：沈玲玲丁鹿玮张羽者周楠黄鹏李猛侯世松侯玉亭暴晓庆中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 江苏建筑职业技术学院智能制造学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 兖矿能源集团股份有限公司山东邹城273500

为便于复采后煤炭资源的回收利用,设计充填材料时,需充分考虑充填材料的可洗选性和来源广泛性,减少洗选工序和运输成本。因此,本研究提出以机械力活化煤泥代替部分水泥作为胶结材料,煤粒作为骨料的注浆材料的研究思路,煤泥和煤粒材料来... 详细信息

为便于复采后煤炭资源的回收利用,设计充填材料时,需充分考虑充填材料的可洗选性和来源广泛性,减少洗选工序和运输成本。因此,本研究提出以机械力活化煤泥代替部分水泥作为胶结材料,煤粒作为骨料的注浆材料的研究思路,煤泥和煤粒材料来源广泛,且可以减少采用水泥胶结充填材料混入原煤后增加的洗选成本。基于此,开展活化煤泥注浆材料坍落扩展度、泌水率和抗压强度的研究,分析机械力活化参数对注浆材料性能影响规律,结果表明:采用活化煤泥作为注浆材料时,可使原煤泥料浆浓度由74%降低至65%,活化煤泥替换原煤泥质量对注浆材料的坍落扩展度和抗压强度的影响远远大于活化煤泥时间。活化煤泥料浆浓度65%,活化时间2h,替代原煤泥80%时,注浆材料黏度最大增加约30倍,注浆材料的抗压强度由0.92MPa提高到1.915MPa。活化煤泥改性注浆材料力学特性和流动特性的原因为机械能输入增加煤泥内能,破坏煤泥中高岭土层间结构并生成胶凝材料,激发了煤泥潜在胶结性能,增强注浆材料力学性能。

关键词：残煤复采注浆充填材料煤泥机械活化微细观表征力学性能

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屯留矿煤分子孔隙重构及其表征与分析

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煤炭学报 2022年第S01期47卷 160-170页

作者：孟筠青张硕曹子豪王琛中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083

为定性和定量研究煤的分子孔隙分布情况,选取屯留矿区煤样为研究对象,通过元素分析、固体^(13)C核磁共振和X射线光电子能谱等实验测试并分析了屯留矿煤样的化学结构,构建了煤分子模型。利用分子模拟技术,重构了煤样的分子孔隙。采用最... 详细信息

为定性和定量研究煤的分子孔隙分布情况,选取屯留矿区煤样为研究对象,通过元素分析、固体^(13)C核磁共振和X射线光电子能谱等实验测试并分析了屯留矿煤样的化学结构,构建了煤分子模型。利用分子模拟技术,重构了煤样的分子孔隙。采用最大球算法原理,对分子孔隙模型进行孔隙识别,基于提取的孔隙网络模型对孔隙结构参数进行简化计算,实现了对煤分子孔隙结构的三维可视化表征和定量分析。利用CO_(2)吸附法测试了煤样的孔径分布、比表面积和孔容等孔隙结构参数,与模型对应的孔隙分布特征进行了对比。结果表明,屯留煤样孔径小于1 nm的分子孔隙孔径分布曲线呈现双峰特征,第1峰范围内孔隙的孔径小于0.7 nm,属于极微孔,第2峰范围内孔隙的孔径大于0.7 nm,属于超微孔;孔径在0.40~0.65和0.70~0.89 nm的孔隙数量较多,比表面积和孔容较大;孔隙平均配位数为2.32,大多数孔隙由2个及以上的喉道连通,说明孔隙连通性较好;孔喉半径比主要在1.00~2.00,极少在4.50~7.50,说明煤样孔径小于1 nm的分子孔隙空间发育比较均匀,但在孔隙空间的局部区域存在较大尺寸变化;模型的孔隙分布特征与CO_(2)吸附法测试结果相比,孔径分布曲线趋势相似,数值相近,说明利用煤分子重构煤的分子孔隙并进行孔隙结构的表征与分析是可行的。

关键词：煤分子分子孔隙最大球算法孔径分布孔喉半径比

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基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法

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煤炭学报 2023年第5期48卷 2065-2077页

作者：刘耀琪曹安业王常彬杨旭王强白贤栖刘涛中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州221116 徐州物硕信息技术有限公司江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 山东能源集团西北矿业有限公司陕西西安710018

冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下,如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点。为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击... 详细信息

冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下,如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点。为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击地压的预测预警难题,采用理论分析、数值仿真等手段研究建立基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法。以内蒙古某冲击地压矿井大能量矿震事件频发2215工作面为研究背景,总结了煤矿微震波形数量有限、噪声影响大、反演效率要求高的特点,比较分析了不同矩张量方法反演震源机制的特点及优缺点,确立了混合矩张量反演法更适用于煤矿应用场景;2215工作面顶板破断诱发事件以拉剪以及压剪破坏为主;大能量事件发生前微震事件剪切成分占比不超过40%,顶板破断主导的微震事件走向角主要分布于3°~80°以及150°~270°,倾角主要分布于70°~90°,存在明显的集聚特征;基于煤矿常见的震源破裂机制及定位误差分析了微震事件聚合的可能性并建立了微震聚合准则,构建了基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测方法及指标;预测实例结果表明考虑震源破裂机制及定位误差后可显著增强微震异常聚合区的识别;微震数据较为完整情况下,基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测指标IP阈值设置为0.7时可实现对不同破裂类型大能量事件的准确预测。

关键词：冲击地压危险预测震源机制定位误差校准大能量事件聚合分析

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液氮致裂煤体技术研究现状及展望

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煤炭科学技术 2022年第7期50卷 191-198页

作者：田苗苗张磊薛俊华张村卢硕陈帅中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083

我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。... 详细信息

我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。鉴于液氮致裂煤体技术的重要意义,相关学者对其进行了大量理论及试验研究。为明确液氮致裂煤体技术的研究进展及未来研究方向,综合分析了相关学者的研究成果,对水-冰相变冻胀力、液氮汽化膨胀力和温度应力诱发的煤基质收缩作用等主要作用机理进行讨论,特别深入分析了在含水煤体中起主要作用的水-冰相变冻胀力和在干燥煤体中起主要作用的温度应力。系统分析了液氮致裂煤体内部物理性质影响因素(含水率、煤体变质及胶结程度、节理等)和外部环境因素(温度梯度、液氮作用时间及循环次数、地应力等)的影响程度。归纳分析了循环注入低温、高温流体技术、液氮重复压裂技术、液氮气化压裂技术、低温流体压裂技术和液氮辅助压裂技术等液氮致裂增产工艺的现状及相关设备发展情况。对液氮致裂现场试验与应用情况进行了介绍,重点介绍液氮重复压裂技术和液氮伴注辅助水力压裂技术的试验流程及试验结果。最后进一步对从液氮致裂煤体主要作用机理、影响因素及现场试验与应用等3个方面目前的研究不足进行总结,并在此基础上对研究重点进行了展望。明确提出液氮致裂煤体技术今后的研究重点是综合机理及多影响因素的深入研究,最终目标是实现现场应用,提高煤层气抽采效率。

关键词：煤层气液氮致裂水-冰相变冻胀力温度应力增产工艺

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基于GRACE的黄河流域陆地水储量时空变化研究

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煤田地质与勘探 2022年第4期50卷 106-112页

作者：杨飞张成业李军宋子恒郭添玉中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102211

黄河流域是我国目前主要的煤炭经济可采量和产能聚集地。了解和掌握黄河流域水资源及其变化不仅是推进黄河流域水资源节约集约利用的前提,更是开展黄河流域煤炭矿区生态保护与高质量发展的基础。相较于传统地面水资源监测手段受限于监... 详细信息

黄河流域是我国目前主要的煤炭经济可采量和产能聚集地。了解和掌握黄河流域水资源及其变化不仅是推进黄河流域水资源节约集约利用的前提,更是开展黄河流域煤炭矿区生态保护与高质量发展的基础。相较于传统地面水资源监测手段受限于监测点分布和数目的影响,GRACE重力卫星为中长尺度陆地水储量时空变化研究提供一种新的途径。利用GRACE重力卫星数据,开展2002年4月到2017年6月黄河流域水储量的时空变化规律研究。利用纬圈长度加权平均,计算黄河上中下游水储量变化均值,发现黄河不同流段表现不同的变化趋势,且反映出2003年黄河流域水资源变化受到洪水等因素影响。进一步通过箱形图分析黄河流域上中下游水储量的月平均变化规律,反映出该流域“冬干春旱,夏秋多雨”的气候特点与水储量变化的密切关系。采用时间序列分解方法分析整个黄河流域水储量变化的趋势、年周期及半年周期等特征。结果表明,黄河流域水储量变化存在随经度由西向东递减趋势越来越明显的现象,其中黄河上游源头附近区域的水储量变化呈微弱的增长趋势;黄河流域水储量变化年周期和半年周期振幅存在明显区域差异,这与高山融雪、降水量的季节性差别及区域气候环境密切相关。了解和掌握上述黄河流域水储量时空变化,可为流域矿区的生态保护与可持续发展提供基础数据与参考。

关键词：黄河流域陆地水储量时空分析 GRACE数据煤矿区

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岩石真三轴分级加载声发射与波速演化规律试验研究

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金属矿山 2023年第5期 144-154页

作者：李楠陈鹏李炎蔡超唐振宇杨丛鑫煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

为研究岩石在真三轴分级加载过程中声发射特性与超声波波速演化规律两者间的关系,采用自主研发的岩石真三轴试验机、声发射监测系统及超声波测试系统,开展了岩石真三轴分级加载声发射定位监测及超声波测试试验。研究表明:声发射累计能... 详细信息

为研究岩石在真三轴分级加载过程中声发射特性与超声波波速演化规律两者间的关系,采用自主研发的岩石真三轴试验机、声发射监测系统及超声波测试系统,开展了岩石真三轴分级加载声发射定位监测及超声波测试试验。研究表明:声发射累计能量与累计计数变化趋势可作为岩石破裂前兆信息,第1阶段随着岩石压密其增幅较小;第2、3、4阶段砂岩内部裂隙开始发育其增幅缓慢增加;第5阶段为砂岩破坏的主要阶段其增幅超过80%,推断第5阶段砂岩由于应力达到峰值强度而失稳破坏。声发射定位可以很好地表征裂缝形态与扩展规律。第1、2、3阶段,砂岩内部极少产生声发射定位事件且分布较为分散。第4、5阶段,声发射定位事件大量产生并集中于最小和中间主应力方向两侧的破裂面与破碎带上。超声波波速变化对于岩石内部变形破坏以及裂缝扩展具有良好响应。加载过程岩石波速具有各向异性,最大主应力方向随岩石压密波速增加,压密程度降低波速增速降低;中间主应力方向波速随岩石压密升高,之后随岩石形成破裂面降低;最小主应力方向波速则首先随岩石压密升高,然后随岩石形成贯通破裂面,并伴随有破碎带导致波速迅速衰减骤降至较低水平。

关键词：砂岩真三轴分级加载声发射震源定位超声波波速

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我国煤矿冲击地压防治现状与难题

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煤炭学报 2022年第1期47卷 152-171页

作者：窦林名田鑫元曹安业巩思园贺虎何江蔡武李许伟中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州221116

随着煤矿开采强度和深度的增加,冲击地压矿井数量和冲击危险程度显著增加,政府关注度不断上升,我国冲击地压防治研究取得了一系列重要进展,冲击地压矿井防治能力取得长足的进步,多数冲击地压矿井达到事故可控。基于冲击地压重要研究成果... 详细信息

随着煤矿开采强度和深度的增加,冲击地压矿井数量和冲击危险程度显著增加,政府关注度不断上升,我国冲击地压防治研究取得了一系列重要进展,冲击地压矿井防治能力取得长足的进步,多数冲击地压矿井达到事故可控。基于冲击地压重要研究成果,全面地阐述了冲击地压领域在法规建设、发生机理、监测预警等方面研究进展与发展趋势,同时指明了未来冲击地压防治面临的难题。法规与标准方面,形成了《煤矿安全规程》和《防治煤矿冲击地压细则》为核心的法规体系,法规建设的具体化、标准化不断完善;冲击地压发生机理方面,形成了“三因素”理论、动静载叠加诱冲理论等多种机理共存的局面,从多角度叙述了冲击地压致灾过程,呈现多元化发展;冲击地压预测预报方面,形成了综合多因素、多系统、多前兆信息的复合预测预警体系,预警效率不断上升;冲击地压巷道支护方面,形成了三级支护理论体系,增强了巷道稳定性和抗动载扰动的能力;冲击地压限员管理方面,实现了智能化限员;冲击地压防治层面,形成了区域防范、局部解危相结合的冲击地压防治技术体系,灾害防控能力不断提升。当前我国建立了较为完善的冲击地压防治理论与技术体系,防治效果显著,但由于冲击地压的震动性、瞬时性、复杂性以及难预知性,还存在冲击地压与矿震关系不清、冲击危险预测方法难以定量、空间监测精度不足等问题亟待解决。

关键词：冲击地压发生机理预测预警灾源防治深部围岩控制智能管理

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典型低熟页岩原位加热产油气特征模拟

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石油学报 2023年第5期44卷 765-777页

作者：卢梦蝶李贤庆米敬奎翟佳罗东旭中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心北京100083

国内外页岩油开发实践表明,自然成熟的页岩油高产区对应的页岩成熟度主要处于中—高成熟阶段。而中国广泛发育的中生界—新生界页岩的成熟度相对较低,不适宜页岩油的直接开发,只能通过原位加热方式进行开发。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组... 详细信息

国内外页岩油开发实践表明,自然成熟的页岩油高产区对应的页岩成熟度主要处于中—高成熟阶段。而中国广泛发育的中生界—新生界页岩的成熟度相对较低,不适宜页岩油的直接开发,只能通过原位加热方式进行开发。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)和松辽盆地白垩系青山口组1段(青1段)典型低熟页岩样品为研究对象,进行了升温速率为20℃/d的原位加热至450℃的模拟实验。实验结果表明:长7段和青1段低熟页岩通过原位加热产页岩油气特征有比较大的差别。长7段页岩通过原位加热页岩油的最大产率(以单位页岩为标准)为43.94 kg/t,青1段页岩原位加热页岩油的最大产率只有10.50 kg/t;相应的页岩气产率分别为15.68 m^(3)/t和3.73 m^(3)/t。两种页岩样品产页岩油的主要温度区间均为380~410℃,410℃以前的页岩油产率占最大产率的91.88%和75.71%。两种页岩样品原位加热产出的页岩油主要为轻质油,产油温度区间原油主峰碳数为C9—C10。对于页岩油的分子组成,青1段页岩原位加热所产页岩油中含有更多的甲基芳香烃和轻质二甲基环烷烃。而对页岩油气开发方案和开发工艺影响比较大的不同成分酸性气体产率明显不同。长7段页岩模拟产生的H2及H2S明显比青1段页岩高,而青1段页岩模拟产生的CO_(2)产率则是长7段页岩的1.84倍。虽然长7段页岩有机质类型相对较差,但有机质含量更高,单位质量页岩原位加热产页岩油量和天然气量都是青1段页岩的4~5倍。因此,长7段页岩比青1段页岩原位加热开发页岩油气的效率更高。

关键词：低熟页岩长7段页岩青1段页岩原位加热产油温度区间页岩油气产率

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基于多变量LSTM网络的K_(2)灰岩富水区预测——以阳泉泊里矿区为例

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煤田地质与勘探 2023年第5期51卷 155-163页

作者：师素珍石贵飞刘最亮李礼姚学君裴锦博何亚洲中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 华阳新材料科技集团有限公司山西阳泉045000

在山西阳泉泊里矿区,太原组K_(2)灰岩是15号煤层上部主要的含水层,查明其富水分布特征对上下组煤层安全开采至关重要。为了准确得到K_(2)灰岩的富水分布区域,首先,利用常规的波阻抗反演获取精确的K_(2)灰岩空间展布特征。然后,结合皮尔... 详细信息

在山西阳泉泊里矿区,太原组K_(2)灰岩是15号煤层上部主要的含水层,查明其富水分布特征对上下组煤层安全开采至关重要。为了准确得到K_(2)灰岩的富水分布区域,首先,利用常规的波阻抗反演获取精确的K_(2)灰岩空间展布特征。然后,结合皮尔逊相关系数法与交叉验证−逐步回归法优选出9种地震属性,构成网络的训练数据。此外,引入适合于时序数据处理且能够捕捉测井曲线前后相关性的长短期记忆神经网络(LSTM),构建智能化、多变量LSTM视电阻率预测模型,以精确地预测研究区视电阻率进而得到地层富水性分布特征。同时,分别利用常规多属性回归算法与多变量LSTM模型在井点位置建立电阻率测井曲线与地震属性井旁道之间的映射关系。最后,将井点处训练好的网络模型推广至无井区得到全区视电阻率体,根据视电阻率值的高低、矿区地质构造与陷落柱发育情况圈定灰岩富水区。实际数据的测试结果表明:与常规多属性回归算法相比,多变量LSTM模型预测误差小,与测井相关系数高,说明多变量LSTM模型可以更加精确地预测出工区视电阻率,在含煤地层的富水性预测中有较好的应用价值。

关键词：富水性视电阻率属性优选含煤地层长短期记忆神经网络

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注气驱替机理研究现状及展望

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矿业安全与环保 2023年第1期50卷 103-108,114页

作者：龙泳翰张磊李菁华卢硕中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

注气驱替因其安全环保性成为近年来解决低渗煤层瓦斯抽采问题的主要方法之一。将注气驱替机理总结为3种,即气体的置换作用、驱赶作用及支承作用,分析了注气压力、气体种类、温度等因素对3种作用的影响;认为在3种作用中驱赶作用起主导作... 详细信息

注气驱替因其安全环保性成为近年来解决低渗煤层瓦斯抽采问题的主要方法之一。将注气驱替机理总结为3种,即气体的置换作用、驱赶作用及支承作用,分析了注气压力、气体种类、温度等因素对3种作用的影响;认为在3种作用中驱赶作用起主导作用,主要通过压力势差来强化抽采,区别于其他压裂方式强化抽采。总结了目前注气驱替技术的研究进展,对相关重点和难点进行归纳,认为大多实验是以单变量研究为主,考虑复合影响因素共同作用的研究较少。最后在目前注气驱替技术的运用基础上,从液氮致裂—注气驱替联合增产技术、智能化注气驱替技术、高温气体注气驱替技术3个方面展望未来注气驱替技术的运用。

关键词：注气驱替瓦斯机理影响因素吸附解吸展望

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