检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2020年第5期45卷 1691-1700页

作者：杨科刘文杰窦礼同池小楼魏祯付强安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的“岩-煤-岩”(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC2D数值模... 详细信息

煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的“岩-煤-岩”(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC2D数值模拟试验,并基于RCR组合体声发射信号和宏观破坏特征分析,获得了组合体界面效应影响下的渐近失稳特征和声发射能量演化规律。研究结果表明:煤岩组合体的损伤破坏表现出渐近非连续特征,损伤破坏首先在煤岩组合体的煤体中发生、发展,煤体裂纹发育至煤岩交界面时被阻隔,受煤岩组合体界面效应的影响和裂纹尖端强应力链的持续集聚,裂纹最终从煤体扩展至岩石中煤岩组合体发生整体性瞬时破坏;随煤岩高比增大,组合体单轴抗压强度、弹性模量、宏观起裂破坏时间和瞬时失稳破坏时间均呈降低趋势且瞬时破坏时动力显现也逐渐被弱化。由于RCR组合体结构和弹性储能的差异性,导致裂纹在煤岩组合体中的扩展能力、速度和角度不同,进而组合体呈现出不同的破坏形态,但组合体破坏形式具有相似性,其中煤体以剪切破坏为主,顶底板砂岩以劈裂破坏为主。在煤岩组合体渐进破坏过程中煤体的破坏诱导了顶底板砂岩的破坏,而砂岩的破坏加剧了煤体的损伤破坏程度和瞬时破坏时动力显现强度,形成了煤体砂岩破坏互馈机制。RCR组合体受载时声发射信号有明显的时段性特征,当RCR组合体发生整体失稳时,声发射信号频率较低,声发射能量值达到历史最大,根据煤岩组合体声发射前兆信息的时频、时空规律性特征可对煤岩动力灾害孕育与发生进行实时监测,实现煤岩动力灾害的精准感知与超前预警。

关键词：能量转化规律界面效应裂纹扩展渐进非连续破坏特征失稳破坏机理动力灾害防控

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煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究进展

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煤炭学报 2020年第5期45卷 1557-1566页

作者：袁亮安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001 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 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

围绕拟解决的重大科学问题“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术”,以煤与瓦斯突出、冲击地压等典型煤矿动力灾害为研究对象,鉴于煤矿典型动力灾害诱发机理不清、风险判识不明、监控预警技术不足等现状,开展了冲击地压孕育机理与... 详细信息

围绕拟解决的重大科学问题“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术”,以煤与瓦斯突出、冲击地压等典型煤矿动力灾害为研究对象,鉴于煤矿典型动力灾害诱发机理不清、风险判识不明、监控预警技术不足等现状,开展了冲击地压孕育机理与风险判识及监测预警、煤与瓦斯突出灾变机理及监测预警、煤矿典型动力灾害信号采集传输和智能化分析、煤矿典型动力灾害监控预警系统平台等研究,开发了大尺度、真三维、全封闭自动开挖煤与瓦斯突出物理模拟实验装置,研制了包括光纤光栅微震传感、三轴应力传感、分布式多点激光甲烷检测等在内的动力灾害前兆信息新型感知与多网融合传输传感装置,建立了井下传感器数据的多元海量动态信息的聚合理论与方法,提出了基于漂移特征的潜在煤矿典型动力灾害预测方法与多粒度知识挖掘方法,构建了基于大数据分析和数据挖掘的煤矿动力灾害风险判识和监控预警模型。通过现场实践,表明能实现全面采集人机环参数,且采集传感器具有故障自诊断、响应时间短、标校周期长等优点。监控预警系统稳定运行无故障率达到了99%,抗干扰等级不低于3级,系统监控预警准确率大于90%,实现了煤矿典型动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时预警。

关键词：煤矿典型动力灾害风险判识监控预警

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SBAS-InSAR技术融合SOA-BP模型的矿区地表大范围沉降预测模型

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矿业研究与开发 2025年第6期 94-102页

作者：朱董徐良骥刘潇鹏曹宗友安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽省高校重点实验室合肥综合性国家科学中心能源研究院

针对传统预测模型易陷入局部最优解等问题，通过海鸥优化算法(SOA)对BP神经网络的权值和阈值进行优化，构建了SOA-BP预测模型，该模型基于多个高相干性点的时序沉降值，可实现对矿区地表沉降的大范围精准预测。采用SBAS-InSAR技术处理5... 详细信息

针对传统预测模型易陷入局部最优解等问题，通过海鸥优化算法(SOA)对BP神经网络的权值和阈值进行优化，构建了SOA-BP预测模型，该模型基于多个高相干性点的时序沉降值，可实现对矿区地表沉降的大范围精准预测。采用SBAS-InSAR技术处理59幅研究区SAR影像，并提取了该区域6 997个高相干性点的时序沉降值，基于监测数据，采用SOA-BP预测模型对研究区开展地表时序沉降预测，并计算了预测精度。研究结果表明：SOA-BP模型相较于BP模型的最大均方根误差降低了82.77%,最大平均绝对值误差降低了81.13%;随着时间推移，SOA-BP模型残差分布在±5 mm范围内的样本占比从79.59%提升至91.91%,最大残差极值从16.722 4 mm缩小至9.421 9 mm。SOA-BP模型预测精度较高，能够准确预测地表沉降规律。

关键词： SBAS-InSAR 大范围沉降 SOA-BP预测模型时序沉降预测

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基于矿物颗粒模型的裂隙煤岩微裂纹扩展演化规律研究

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煤矿安全 2024年第11期55卷 154-165页

作者：雷瑞德粟罗胡超李俊周林森黄凌顾清衡四川轻化工大学土木工程学院四川自贡643000 重庆地质矿产研究院页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心重庆401120 安徽理工大学安徽省煤炭安全精准开采工程实验室安徽淮南232001

为探究非均质性对裂隙煤岩变形局部化及微裂纹断裂失效机制的影响,基于构建的考虑矿物组分非均质结构细观模型,探究了裂隙煤岩变形破裂过程中应力场和位移矢量场演化特征,并量化了微观拉伸裂纹、拉剪裂纹和压剪裂纹的变化规律。研究表明... 详细信息

为探究非均质性对裂隙煤岩变形局部化及微裂纹断裂失效机制的影响,基于构建的考虑矿物组分非均质结构细观模型,探究了裂隙煤岩变形破裂过程中应力场和位移矢量场演化特征,并量化了微观拉伸裂纹、拉剪裂纹和压剪裂纹的变化规律。研究表明:微观拉伸裂纹与拉-剪混合裂纹几乎同时萌生扩展,拉剪裂纹起裂较压剪裂纹早;剪切作用积聚区主要分布在裂隙尖端和岩桥区域,而拉伸作用积聚区主要分布在远离裂隙周围区域;随着岩桥角度增加,主导岩桥贯通破坏的裂纹由近似平行于轴向张拉混合破坏的间接贯通模式向剪切挤压破坏的直接贯通模式转变,另外,微观拉伸裂纹和剪切裂纹的萌生应力水平呈逐渐增加趋势。

关键词：非均质性矿物颗粒模型裂隙煤岩裂纹扩展矢量场

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我国煤矿矿震发生机理及治理现状与难题

我国煤矿矿震发生机理及治理现状与难题

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：曹安业窦林名白贤栖刘耀琪杨科李家卓王常彬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 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州 221116 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南 232001 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

随着我国煤矿开采深度和开采强度不断增加，煤矿矿震以前所未有的频度和强度展现出来，引起政府部门和社会民众的广泛关注。在政府倡导及科研人员积极探索下，我国在矿震致灾机理研究与工程治理实践方面取得了一系列重要进展，在正确认... 详细信息

随着我国煤矿开采深度和开采强度不断增加，煤矿矿震以前所未有的频度和强度展现出来，引起政府部门和社会民众的广泛关注。在政府倡导及科研人员积极探索下，我国在矿震致灾机理研究与工程治理实践方面取得了一系列重要进展，在正确认识矿震现象与矿震灾害防控方面取得了长足进步。总结了矿震发生现状，基于我国煤矿矿震研究成果，系统阐述了矿震发生机理、破坏效应、防治技术等方面研究进展与主要难题。结论如下：矿震发生条件复杂，诸多学者从不同角度给出了矿震的定义与分类，总结前人研究后笔者从狭义和广义方面提出了矿震定义，根据矿震发生后的现象及发生机理对矿震进行了分类;矿震致灾现象普遍存在于矿山开采活动中，世界主要采矿国家均有记录，矿震灾害的专业预防与治理已刻不容缓;我国矿震的专业治理起步较晚，但近年来国家部委、省市以及地方管理机关陆续颁布关于矿震防范的规章制度，有力提升了我国矿震灾害治理和应急处置能力;总结了我国煤矿矿震宏观触发机制包括煤柱失稳诱发矿震、顶板破断运动诱发矿震以及断层错动滑移诱发矿震，矿震微观破裂机制包括震源张拉破裂、震源内爆破裂以及震源剪切破裂;从矿震震源参量、震动波传播衰减规律以及震动波扰动情况等方面探讨了矿震的致灾效应，归纳了矿震对井上下的扰动致灾评估方法;以源头防控为宗旨，以精准预防为方针，概括了我国煤矿矿震治理现状与难题。当前，我国煤矿矿震依然存在“震源找不准、灾害控不住”等难题，亟待深入研究矿震孕育发生机理、破坏效应及防控技术方法，以保障煤炭绿色安全高效开采，支撑国家深部资源开发和能源安全战略。

关键词：煤矿矿震发生机理破坏效应震源破裂机制治理技术

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厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术

厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术

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第二届国际矿业青年科学家论坛暨《煤炭科学技术》青年专家委员会2020年年会

作者：杨科刘文杰李志华刘钦节池小楼魏祯安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南 232001 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南 232001 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南 232001

针对潘四东煤矿11513 大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明：在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期... 详细信息

针对潘四东煤矿11513 大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明：在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量＞底板鼓起位移量＞顶板下沉位移量的特征;由于厚硬顶板的存在,随工作面推进距离的增大,煤壁挤出位移量逐渐增大,煤壁片帮失稳的概率倍增。根据厚硬顶板下大倾角软煤开采围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测提出厚硬顶板下大倾角软煤开采2 种灾害模式,一是以“片帮－冒顶”为主导,诱发“支架－围岩”系统发生大范围失稳的动态互馈的时发性灾害,二是厚硬砂岩破断诱发冲击动力显现的瞬发性灾害。基于厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制,采用厚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术,控制厚硬顶板运动;采取煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等措施,防治煤壁片帮和破碎顶板漏冒,保证“支架－围岩” 系统的稳态工作。通过对支架工作阻力和煤壁片帮统计分析发现,11513 工作面采取系列防治措施后,煤壁得到有效控制,初次来压时,支架工作阻力较为富裕,安全阀开启较少且支架无明显倾倒滑移现象,实现了厚硬顶板下大倾角软煤的安全高效开采。

关键词：厚硬顶板煤壁片帮支架-围岩系统灾变机制防控技术

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深部近距离煤层群卸压开采高应力演化煤柱效应研究

深部近距离煤层群卸压开采高应力演化煤柱效应研究

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煤矿冲击地压防治的创新与实践——全国防治煤矿冲击地压高端论坛

作者：杨科袁亮刘钦节廖斌琛孙力涂辉安徽理工大学煤与瓦斯共采安徽省重点实验室安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室煤炭开采国家工程技术研究院

淮南矿区B组煤为高瓦斯突出近距离煤层群,煤层间距离为10～30m。在下行卸压开采过程中,受煤层赋存和开采技术的制约,炮采工作面大多不规则布置,遗留煤柱引起的应力集中严重影响到下煤层卸压效果和安全开采。因此,为研究深部近距离煤层... 详细信息

淮南矿区B组煤为高瓦斯突出近距离煤层群,煤层间距离为10～30m。在下行卸压开采过程中,受煤层赋存和开采技术的制约,炮采工作面大多不规则布置,遗留煤柱引起的应力集中严重影响到下煤层卸压效果和安全开采。因此,为研究深部近距离煤层群下行卸压开采不规则煤柱对底板煤岩层采动高应力演化特征,根据潘二煤矿深部近距离煤层群8煤和6煤地质与开采技术条件,设计了下行卸压开采三维数值模拟和二维相似材料模拟试验模型,系统分析了8煤下行卸压开采与6煤开采后采场围岩采动应力、岩层运移及不规则煤柱对采动应力演化机制的影响。研究获得了8煤不规则卸压开采、不同煤柱宽度影响下底板煤岩层采动高应力演化特征和6煤回采期间覆岩运移、采动应力裂隙演化和来压特征,揭示了下行卸压开采不规则煤柱对采动应力裂隙场演化作用机理。研究不仅为采动高应力演化为主导作用的煤岩动力灾害防治提供了理论基础,也为卸压开采采场参数设计与优化提供了技术支撑。

关键词：近距离煤层群下行卸压开采高应力演化不规则煤柱试验研究

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