检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭工程 2022年第1期54卷 112-116页

作者：张帅徐金海李冲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

综放沿空巷道底鼓不仅造成巷道的破坏,对窄煤柱、巷旁充填体乃至整个巷道的稳定性也有重要影响,强烈的底鼓带来大量的维护和翻修工作,严重影响矿井正常的生产,大大增加了巷道的支护和维修费用。采用Winker弹性地基理论模型,建立了沿空... 详细信息

综放沿空巷道底鼓不仅造成巷道的破坏,对窄煤柱、巷旁充填体乃至整个巷道的稳定性也有重要影响,强烈的底鼓带来大量的维护和翻修工作,严重影响矿井正常的生产,大大增加了巷道的支护和维修费用。采用Winker弹性地基理论模型,建立了沿空留巷底鼓力学模型,结合工程案例,对巷道底鼓力学模型进行了验证,研究结果表明:实体煤与巷旁支护体侧底板变形接近零,巷道区域底板变形呈现为"抛物线"特征,具有非正对称现象,底鼓最大变形处位于靠近巷旁支护体侧,最大值为628mm;实测变形监测100d后底鼓量最大值为645mm,理论模型最大值与实测最大值误差为2.6%。

关键词：薄煤层弹性地基理论沿空留巷巷道底鼓现场监测

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露天煤矿正射影像切片技术应用研究

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煤炭工程 2023年第S01期55卷 188-192页

作者：刘宇韩智慧周伟栾博钰陆翔国能准能集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯010300 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

为了提高露天煤矿正射影像大规模栅格数据集的处理效率,优化矿区地理信息系统底图显示效果,提出运用地图切片技术处理矿区栅格数据。对无人机正射影像的栅格数据进行网格切片,根据使用需求实现局部快速加载;同时,利用基于前台的实时影... 详细信息

为了提高露天煤矿正射影像大规模栅格数据集的处理效率,优化矿区地理信息系统底图显示效果,提出运用地图切片技术处理矿区栅格数据。对无人机正射影像的栅格数据进行网格切片,根据使用需求实现局部快速加载;同时,利用基于前台的实时影像坐标转换算法,实现不同坐标系统下的数据自动叠加。并在哈尔乌素露天煤矿应用了正射影像切片技术,结果表明:全部加载矿区65 km^(2)范围的11.8 GB影像耗时约为20 min,使用地图切片技术处理,根据显示位置与缩放等级局部加载,每次仅需加载7.5 MB数据,单次地图缩放或平移操作的响应时间0.75 s。

关键词：露天煤矿正射影像地图切片栅格数据

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卸荷煤体分数阶渗透率模型参数探讨及其在渗流模拟中的应用

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煤炭学报 2022年第6期47卷 2386-2395页

作者：赵家巍周宏伟刘泽霖谢森林赵文慧钟江城史艳楠王毅颖中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 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)应急管理与安全工程学院北京100083 临沂大学土木工程与建筑学院山东临沂276000 河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

采动煤体卸荷过程中,因原始及新生裂隙持续扩展而产生损伤破坏,导致渗透率急剧升高,经典煤储层应力-渗透率模型适用范围仅限于煤体线弹性变形阶段,无法反映煤体峰后渗透率的变化规律。借助在描述非线性力学行为方面具备独特优势的分数... 详细信息

采动煤体卸荷过程中,因原始及新生裂隙持续扩展而产生损伤破坏,导致渗透率急剧升高,经典煤储层应力-渗透率模型适用范围仅限于煤体线弹性变形阶段,无法反映煤体峰后渗透率的变化规律。借助在描述非线性力学行为方面具备独特优势的分数阶导数,通过已有试验和理论分析,基于现有应力-渗透率模型提出的适应于采动卸荷煤体的双参数分数阶渗透率模型,当阶数γ=0时,分数阶渗透率模型退化为经典的S-D模型,表明S-D模型是分数阶渗透率模型的一种特殊情形,当阶数γ=1时,分数阶渗透率模型表现为S-D模型的幂函数形式,展现峰后渗透率的强非线性变化特征,从而将经典S-D渗透率模型的适用范围拓展至峰后阶段。然而,双参数分数阶渗透率模型参数的物理意义不尽明确,为此,根据改进的Mazars损伤准则,获得了煤体卸荷过程中损伤变量的演化规律,借此探讨了所建渗透率模型中2个参数的关系,得到了只含损伤变量D的单参数分数阶渗透率模型,将模型中的静态参数修正为动态参数,符合损伤扩容过程中煤体割理压缩系数不断变化的事实,弥补了现有应力-渗透率模型中所引入的静态参数与损伤变量不关联的缺陷,使其物理意义更加清晰。将分数阶渗透率模型应用于充填采动煤体瓦斯渗流规律数值模拟,获得了充填采动煤体瓦斯渗流规律,提高充填体弹性地基系数,加剧了本层煤的瓦斯突出风险而减小了下层煤向本层煤涌入的采煤工作面瓦斯体积分数。因此,实施充填开采以后,存在利害两面性,特别是对于瓦斯突出矿井,充填前需加强瓦斯突出风险的评估工作。

关键词：卸荷煤体分数阶导数损伤演化渗透率模型充填开采

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矿井雷达波走时层析成像精度的影响分析及参数优化研究

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矿业科学学报 2022年第1期7卷 134-142页

作者：孙明浩许献磊张迪煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100005 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

矿井工作面内的隐伏灾害源是矿井安全生产的主要隐患,雷达波走时层析成像技术可实现大跨度开采区内隐伏灾害源的高精度探测。本文首先提出了层析成像精度评价标准,包括反演速度场和实际速度场速度差的方差、反演异常体中心偏离程度和大... 详细信息

矿井工作面内的隐伏灾害源是矿井安全生产的主要隐患,雷达波走时层析成像技术可实现大跨度开采区内隐伏灾害源的高精度探测。本文首先提出了层析成像精度评价标准,包括反演速度场和实际速度场速度差的方差、反演异常体中心偏离程度和大小偏离程度;其次通过正演模拟分析不同点间距、不同出射角度和不同反演网格参数对矿井地质雷达层析成像精度的影响规律,并对观测系统及反演参数进行优化;最后应用优化参数进行矿井雷达波走时层析成像探测实验,结果表明,在100 m跨度范围内可有效进行异常体的探测。本研究为矿井大跨度工作面内隐伏灾害源的快速精细探测提供有效的技术支撑。

关键词：矿井隐伏灾害源地质雷达走时层析成像精度分析参数优化

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液氮溶浸时间对烟煤渗流特性的影响及传热过程模拟

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采矿与安全工程学报 2021年第6期38卷 1231-1239页

作者：张磊卢硕唐俊李明雪张村中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083

低透气性一直限制着我国煤层气的高效抽采,近年来,液氮致裂技术因其绿色环保、增透效果显著等优势成为研究热点。低温液氮在冷冲击致裂煤层的同时,热量也在发生迁移,液氮对煤层的致裂效果是随时间逐渐发生衰减的。为了保证液氮致裂全程... 详细信息

低透气性一直限制着我国煤层气的高效抽采,近年来,液氮致裂技术因其绿色环保、增透效果显著等优势成为研究热点。低温液氮在冷冲击致裂煤层的同时,热量也在发生迁移,液氮对煤层的致裂效果是随时间逐渐发生衰减的。为了保证液氮致裂全程的高效性、节约工艺时间,有必要对液氮致裂过程进行细化研究,精确评价其时间效益。为此,选择安徽省淮北煤矿中阶烟煤分别进行了1,5,10,30 min的液氮溶浸处理实验,并对传热过程进行数值模拟。结果表明:1)液氮溶浸处理可显著提升煤体的渗透率,处理后的煤样较初始状态渗透率增幅可达208.82%~432.50%。2)液氮溶浸处理后,拟合参数"a"值明显增大,即煤体渗透率对孔隙压力的敏感性增大;随着围压的上升,拟合参数"a"值呈减小趋势,即煤体渗透率对孔隙压力的敏感性逐渐减小。3)实验结果表明随着溶浸时间的增长,液氮的致裂增透效果是在逐渐衰减的;根据数值模拟结果,将液氮溶浸致裂煤体分为3个阶段:0~158 s为高效致裂阶段,158~450 s为正常致裂阶段,450 s后为低效致裂阶段。

关键词：液氮致裂时间效益渗透率热应力数值模拟

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砂岩真三轴分级加载声发射特性与损伤演化研究

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金属矿山 2023年第3期 106-113页

作者：陈鹏李楠房柳林蔡超黄敬李毅刘璇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 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 四川煤矿安全监察局安全技术中心四川成都610045

深部矿井、隧道等深地工程岩体处于三向高应力状态,受采掘影响围岩在竖向常受到明显的分级加载作用。针对岩石真三轴分级加载声发射特性的研究,对于深地工程围岩变形破坏灾变监测预警具有重要意义。为此,开展了砂岩真三轴分级加载声发... 详细信息

深部矿井、隧道等深地工程岩体处于三向高应力状态,受采掘影响围岩在竖向常受到明显的分级加载作用。针对岩石真三轴分级加载声发射特性的研究,对于深地工程围岩变形破坏灾变监测预警具有重要意义。为此,开展了砂岩真三轴分级加载声发射监测试验,分析了砂岩在真三轴分级加载过程中的声发射信号特征,揭示了基于声发射窗口波形数的岩石损伤演化规律。结果表明:砂岩在真三轴条件下,随着最大主应力不断提高,破坏形式逐渐由拉伸破坏向剪切破坏转化。声发射窗口波形数对于砂岩内部应力变化具有良好响应,能够直观反映岩石内部损伤演化,因此提出了基于累计窗口波形数的损伤变量和损伤演化模型。砂岩损伤—应变关系可以分为4个阶段:初始损伤阶段,三向同时加载导致岩石内部缺陷压密闭合引起轻微损伤;损伤平稳发展阶段,损伤缓慢增加,损伤—应变关系接近线性;损伤快速发展阶段,岩石应变不随应力升高而增加,损伤迅速增长;破坏失稳阶段,岩石应变不断增加,内部裂隙扩展、贯通形成宏观破裂面直至岩石失稳破坏。

关键词：真三轴分级加载声发射窗口波形数损伤演化

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基于加权马氏距离-灰靶决策模型的煤自燃程度判定方法

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中国科技论文 2022年第5期17卷 508-515页

作者：张志旭杨胜强蔡佳文周步壮中国矿业大学安全工程学院江苏徐州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

为提高矿井煤自燃程度预测预报准确性,采用煤自燃氧化模拟系统,通过电子自旋共振(electron spin resonance,ESR)波谱仪分别检测煤氧化过程中的气体产物和自由基变化,从不同层面分析煤自燃氧化规律,从而优选煤自燃预测指标。结果表明:自... 详细信息

为提高矿井煤自燃程度预测预报准确性,采用煤自燃氧化模拟系统,通过电子自旋共振(electron spin resonance,ESR)波谱仪分别检测煤氧化过程中的气体产物和自由基变化,从不同层面分析煤自燃氧化规律,从而优选煤自燃预测指标。结果表明:自由基浓度Ng、ΔCO/ΔCO_(2)、ΔCO/ΔO_(2)、ΔCO_(2)/ΔO_(2)均可作为判定煤自燃氧化进程的指标;分析煤体耗氧速率和不同指标气体变化规律并结合不同温度段拟合曲线相关系数,得出煤自燃由缓慢氧化到快速氧化阶段的临界温度为60℃,再过渡到剧烈氧化阶段的临界温度为130℃;将加权马氏距离引入灰靶决策理论,建立加权马氏距离-煤自燃氧化判定标准,得出煤自燃缓慢氧化、快速氧化、剧烈氧化阶段对应的加权马氏距离范围分别为0~4.123、4.123~12.507、>12.507;求解过程中决策指标间的相关性和量纲的差异问题得到解决,可有效提高煤自燃预测预报结果的准确性和数据清晰度。

关键词：煤自燃加权马氏距离灰靶决策预测指标

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黄原胶和羧甲基纤维素对水合物浆液流变特性的影响规律研究

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中国海上油气 2022年第2期34卷 146-155页

作者：孔庆文王志远马楠付玮琪中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 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

当深水钻井气侵发生后,水合物在井筒中生成,从而改变钻井液流变性,造成井筒压力精确控制困难。实验研究了水基钻井液添加剂主剂黄原胶和羧甲基纤维素对水合物浆液流变特性的影响规律,分析了水合物浓度、黄原胶浓度和羧甲基纤维素浓度对... 详细信息

当深水钻井气侵发生后,水合物在井筒中生成,从而改变钻井液流变性,造成井筒压力精确控制困难。实验研究了水基钻井液添加剂主剂黄原胶和羧甲基纤维素对水合物浆液流变特性的影响规律,分析了水合物浓度、黄原胶浓度和羧甲基纤维素浓度对浆液表观黏度、剪切强度和塑性剪切强度等流变参数的影响,发现不同水合物浓度条件下含黄原胶的水合物浆液均为假塑性流体,呈现剪切稀释性,而含羧甲基纤维素的水合物浆液在水合物浓度低于4%时呈现剪切增稠性,在水合物浓度高于4%呈现剪切稀释性。同时,发现水合物浓度的增加,会凸显水合物浆液的剪切稀释性,降低其流变指数,增加稠度系数。根据非牛顿流体幂律模型,构建了含黄原胶和羧甲基纤维素浓度的水合物浆液流变模型,可为预测深水钻井井筒内水合物生成风险和构建水合物高效防治方案提供理论基础。

关键词：水合物水合物浆液流变性流动保障深水钻井

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氧含量对煤体低温氧化过程中自由基的影响

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中国科技论文 2022年第9期17卷 1043-1048页

作者：李尽辉杨胜强蒋孝元中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116

针对不同地质条件所形成的不同变质程度的煤体,为了探究矿井采空区不同氧含量对煤低温氧化过程中自由基变化的影响规律,通过配置不同氧含量的混合气体,测定褐煤、烟煤和无烟煤在不同氧含量下的自由基变化特性,从而对不同变质程度的煤体... 详细信息

针对不同地质条件所形成的不同变质程度的煤体,为了探究矿井采空区不同氧含量对煤低温氧化过程中自由基变化的影响规律,通过配置不同氧含量的混合气体,测定褐煤、烟煤和无烟煤在不同氧含量下的自由基变化特性,从而对不同变质程度的煤体在不同氧含量下的自燃特性进行分析。结果表明:不同变质程度的煤体在无氧氛围下均能发生自由基反应;随着氧含量的增加,褐煤线宽升高,烟煤、无烟煤线宽降低,3种煤体的g因子、自由基浓度和自由基浓度相对增长率均增大。通过分析,提出以自由基浓度相对增长率和g因子代替自由基浓度来评价煤体的自燃氧化能力,且得出褐煤中的自由基反应较高变质程度的烟煤和无烟煤具有更强的氧气敏感性。

关键词：低温氧化自燃灾害自由基反应 g因子

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矸石块体三维形状参数自动获取方法与量化分析

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中国矿业大学学报 2021年第3期50卷 507-514页

作者：李俊孟黄艳利浦海郭亚超高华东张伟光张俊敏中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 新疆工程学院矿业工程与地质学院新疆乌鲁木齐830023

为了实现对不规则矸石块体三维形状参数的自动获取以及三维形状指标的量化分析,研究块体形状对破碎矸石充填材料承载压缩力学特性的影响规律,设计了CT扫描试验并利用三维重构技术得到了不规则矸石块体的数字化三维模型,提出了基于最小... 详细信息

为了实现对不规则矸石块体三维形状参数的自动获取以及三维形状指标的量化分析,研究块体形状对破碎矸石充填材料承载压缩力学特性的影响规律,设计了CT扫描试验并利用三维重构技术得到了不规则矸石块体的数字化三维模型,提出了基于最小包容长方体准则与遗传算法的不规则矸石块体三维形状参数自动获取方法,建立了以针度、扁平度、球形度为形状指标的不规则矸石块体三维形状特征量化表征方法,并通过具体案例对所提出方法的可行性与优越性进行了分析.结果表明:不同形状指标对矸石块体形状差异的敏感度不同,敏感度从高到低依次为针度、扁平度、球形度;矸石块体的平均针度约为1.5,平均扁平度约为0.7,平均球形度约为0.8,说明不规则矸石块体具有一定的狭长性和片状性.以10#矸石块体为例,基于本文方法所得矸石块体针度,扁平度分别为1.634,0.849,接近于传统人工测算针度平均值1.638、扁平度平均值0.839,准确度均处于95%的置信范围内.

关键词：矸石块体三维形状参数自动获取形状指标量化分析

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