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深部煤层瓦斯精准抽采”学术研讨会暨《煤炭科学技术》专题发布会

作者：李树清汤铸黄飞李波蔡康旭刘诚段蓉朱颜平杨党震湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭 411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭 411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭 411201 中国铁建重工集团股份有限公司湖南长沙 410083

为探求金刚石串珠绳锯煤层割缝卸压增透机理,结合开滦矿区某矿煤层绳锯割缝的工程背景,采用相似模拟试验研究了绳锯煤层割缝缝槽上下方煤岩层裂隙、应力、位移分布特征,建立了煤样3 次等压循环加卸载应力-渗透率公式,基于FLAC3D开发了... 详细信息

为探求金刚石串珠绳锯煤层割缝卸压增透机理,结合开滦矿区某矿煤层绳锯割缝的工程背景,采用相似模拟试验研究了绳锯煤层割缝缝槽上下方煤岩层裂隙、应力、位移分布特征,建立了煤样3 次等压循环加卸载应力-渗透率公式,基于FLAC3D开发了煤层瓦斯渗透率计算程序,通过数值模拟分析了绳锯切割过程中缝槽上方煤层渗透率分布特征及演化规律,研发了金刚石串珠绳锯煤层割缝系统及工艺,开展了大范围连续煤层割缝试验。研究表明：金刚石串珠绳锯切割煤层形成缝槽后,在上方形成较小范围的断裂带和弯曲下沉带,在缝槽上下方煤体中形成了应力降低区,该区内随着远离缝槽其应力变化幅度减小;金刚石串珠绳锯割缝缝槽上方形成了一定范围的增透区,其分布特征是起割位置附近和收割位置附近渗透率提高幅度大,中间部分由于应力恢复的影响煤体渗透率提高幅度较小;缝槽上方区域的渗透率随着至缝槽距离的增加而逐渐降低,达到某一阈值后,割缝对提高煤体渗透率将失去作用;金刚石串珠绳锯煤层割缝效率约80 m2/h,工作效率和连续割缝范围均大于水力化割缝措施。

关键词：金刚石串珠绳锯煤层割缝卸压增透绳锯切割应力-渗透率

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松散煤岩组合体不均匀破坏试验研究

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煤炭科学技术 2019年第1期47卷 85-90页

作者：余伟健吴根水刘泽鲁义黄钟刘芳芳湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为了研究薄煤层开采下松散煤岩体巷道不均匀破坏问题,以松散煤岩体回采巷道为工程背景,对松散煤岩体组合试件进行了一系列单轴试验研究。试验结果表明:松散煤岩组合体试件的平均单轴抗压强度介于全岩试件与全煤试件强度之间(2.19～3.37 ... 详细信息

为了研究薄煤层开采下松散煤岩体巷道不均匀破坏问题,以松散煤岩体回采巷道为工程背景,对松散煤岩体组合试件进行了一系列单轴试验研究。试验结果表明:松散煤岩组合体试件的平均单轴抗压强度介于全岩试件与全煤试件强度之间(2.19～3.37 MPa)。不同加载速率试验条件下,松散煤岩组合体与全煤试件的试验结果与一般完整硬岩有较大区别,试样平均单轴抗压强度和平均残余强度没有增加,反而随加载速率增加而减小(1 MPa左右)。松散煤岩组合体试件存在着一个加载速率的临界值效应,力学特性呈现出先减小后增加的规律。组合体试件松散煤体和岩体环向应变最大值发生在单轴应力加载至峰值强度附近。从煤、岩环向应变等值线分布云图来看,岩体在受载全过程环向应变较为平稳,而煤体应变波动敏感较大,煤体部位环向应变幅度范围明显大于岩体部位的环向应变值。可见,松散煤岩组合体试件整体变形呈非线性,二者不均匀破坏明显。

关键词：半煤岩巷松散煤岩体不均匀破坏岩石力学加载临界值

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风速对近距离煤层采空区漏风及煤自燃影响研究

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煤炭科学技术 2019年第3期47卷 156-162页

作者：黎经雷牛会永鲁义李石林赵蕾聂琦苗湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为研究进风巷风速变化条件下近距离煤层采空区漏风强度及煤自燃规律,基于采空区"横三区"、"竖三带"理论,以某矿综采工作面为原型建立了U型通风近距离煤层采空区三维模型,运用Fluent软件对进风巷不同风速下采空区的... 详细信息

为研究进风巷风速变化条件下近距离煤层采空区漏风强度及煤自燃规律,基于采空区"横三区"、"竖三带"理论,以某矿综采工作面为原型建立了U型通风近距离煤层采空区三维模型,运用Fluent软件对进风巷不同风速下采空区的流场状态进行模拟计算,根据模拟结果对采空区自燃三带进行划分;利用面积计算软件和Origin数值分析软件,分析计算得到进风巷不同风速条件下的采空区氧化带面积变化曲线,并推导出不同风速下采空区高度所对应的煤自燃氧化带面积的计算公式。研究结果表明:采空区漏风区域主要集中在至工作面进风端起水平距离0～23 m,采空区漏风过程中,上覆采空区煤自燃危险性大于下伏采空区煤自燃危险性;当进风巷风速一定时,采空区氧化带面积与其高度成正比,当采空区高度一定时,在风速为3 m/s条件下,采空区氧化带面积达到最大值;不同风速情况下,采空区氧化带面积与其对应高度成正比;在实际应用时,应结合采空区具体情况合理控制进风巷风速,加强采空区内气体的实时监测及煤自燃预测技术手段,提高矿井开采作业安全性。

关键词：进风巷风速近距离煤层采空区漏风上覆采空区煤自燃

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岩溶矿区采动裂隙发育及溶洞破坏特征相似模拟

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地下空间与工程学报 2019年第1期15卷 93-100,124页

作者：朱川曲崔栋歌周泽李青锋黄友金湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

针对岩溶矿区煤层开采采动裂隙发育规律及其对溶洞稳定的影响问题,通过构建岩溶洞区域煤层开采模型,对煤层开采条件下的岩溶洞破坏特征以及岩层移动特征进行了分析,分析结果表明:在强烈的采动影响下,岩溶洞顶板最容易发生破坏,导致采动... 详细信息

针对岩溶矿区煤层开采采动裂隙发育规律及其对溶洞稳定的影响问题,通过构建岩溶洞区域煤层开采模型,对煤层开采条件下的岩溶洞破坏特征以及岩层移动特征进行了分析,分析结果表明:在强烈的采动影响下,岩溶洞顶板最容易发生破坏,导致采动裂隙发育高度在岩溶洞顶板方向达到最大;在非均匀采动影响下,岩溶洞两侧岩层呈现极不均匀下沉,岩层以岩溶洞为端点发生回转,致使岩溶洞顶板和底板发生破坏。若此时,岩溶洞处于浅埋状态,则其顶板裂隙与地表容易贯通,使得地表土体颗粒流失,而底板裂隙造成岩溶洞内充填物漏失,岩溶洞顶板裂隙和底板裂隙的共同作用为岩溶地表塌陷创造了有利的客观条件。因此,在岩溶地区进行煤层开采时,应防止岩溶洞区域受到非均匀采动的影响。

关键词：采动影响岩溶塌陷采动裂隙岩层移动

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长沙新建西路地铁车站施工风险勘测及控制技术

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矿业工程研究 2021年第4期36卷 35-39页

作者：沈红良何浩彭仁军邬振洲张标张道兵张佳华朱远嫘中铁五局集团第一工程有限责任公司湖南长沙410117 中铁五局集团有限公司湖南长沙410000 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

以长沙地铁1号线新建西路车站施工为工程实例,对车站周边情况进行勘测,分析明挖法施工可能产生的风险,如深基坑开挖风险、周边建筑物安全性、施工过程的偏压风险以及周边管线施工风险,并提出对围护结构进行动态监测、注浆加固地层、对... 详细信息

以长沙地铁1号线新建西路车站施工为工程实例,对车站周边情况进行勘测,分析明挖法施工可能产生的风险,如深基坑开挖风险、周边建筑物安全性、施工过程的偏压风险以及周边管线施工风险,并提出对围护结构进行动态监测、注浆加固地层、对承受偏压荷载较大的位置进行重点保护、将管线临时改移、永久改迁、就地保护等解决措施.为类似的明挖法施工工程提供了参考.

关键词：明挖法施工地铁车站风险源控制技术

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危化品道路运输事故原因和对策

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绿色科技 2020年第12期22卷 175-177页

作者：冯文涛陈雯静崔燕霍可心王璐遥湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411100 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411100

指出了危险化学品的理化性质各异,且车辆情况和外界环境复杂多变,导致运输车辆成为“移动的危险源”。从“人、机、管理、环境”这4个方面着手分析了事故原因,从管理角度针对“提高法律和安全意识”提出了对策和建议。

关键词：危险化学品道路运输事故分析法律和安全意识

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煤与瓦斯共生灾害现状研究

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能源与环保 2020年第8期42卷 6-9页

作者：曾明圣施式亮鲁义李贺吴宽湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为了分析煤与瓦斯共生灾害研究现状,介绍了共生灾害特性及耦合关系的研究进展,揭示了共生灾害机理及防治方法,根据目前现状提出了研究存在的不足及展望。研究结果表明,共生灾害多物理场耦合关系复杂、灾害趋势明显,但目前共生灾害研究... 详细信息

为了分析煤与瓦斯共生灾害研究现状,介绍了共生灾害特性及耦合关系的研究进展,揭示了共生灾害机理及防治方法,根据目前现状提出了研究存在的不足及展望。研究结果表明,共生灾害多物理场耦合关系复杂、灾害趋势明显,但目前共生灾害研究存在实验研究针对性不强、未考虑全面漏风场优化机制、缺少共生灾害风险识别模型及预警机制、防控体系较弱等弊端。在研究中应加强实验的侧重性,在工程实践中进一步优化漏风场,并构建瓦斯与煤自燃共生灾害风险辨识与风险判别指标体系,建立共生灾害风险识别模型及预警机制,降低共生灾害频率及后果。研究可为共生灾害防治提供理论指导。

关键词：煤自燃煤与瓦斯共生灾害采空区漏风场

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铁箕山煤矿2号煤层自然发火标志气体及临界值确定

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能源与环保 2020年第8期42卷 33-36,41页

作者：凌紫城施式亮鲁义李贺吴宽湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为更好地确定以CO为标志气体的煤层自然发火标志气体临界值,以便于防治矿井火灾,将铁箕山煤矿2号煤层4427工作面作为试验工作面,通过现场埋管监测,分析了采空区和工作面的标志气体分布规律。结果表明:随着推进距离增加,采空区内测定的C... 详细信息

为更好地确定以CO为标志气体的煤层自然发火标志气体临界值,以便于防治矿井火灾,将铁箕山煤矿2号煤层4427工作面作为试验工作面,通过现场埋管监测,分析了采空区和工作面的标志气体分布规律。结果表明:随着推进距离增加,采空区内测定的CO浓度先上升,后开始下降一段,之后加速上升,总体变化趋势与自燃"三带"变化相似;在工作面上回风隅角CO浓度值最高,且回风流CO浓度波动较剧烈。以此为基础,通过进一步研究与计算,最终确定铁箕山煤矿2号煤层4427工作面各标志气体浓度临界值:采空区CO浓度临界值为140×10^-6,回风隅角CO浓度临界值为12×10^-6。

关键词：自然发火标志气体临界值 CO浓度

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高水平应力下巷道围岩破坏机理及其控制技术

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矿业工程研究 2020年第1期35卷 33-40页

作者：李鹏朱永建王平任恒张玉群王希之湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

针对平煤十矿-320 m新东大巷围岩软弱,水平应力高,支护难度大的问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟以及现场试验等方法相结合,分析了高水平应力下塑性区演化规律,建立了巷道围岩受力模型.结果表明:岩石强度较低,主要以剪切破坏为主... 详细信息

针对平煤十矿-320 m新东大巷围岩软弱,水平应力高,支护难度大的问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟以及现场试验等方法相结合,分析了高水平应力下塑性区演化规律,建立了巷道围岩受力模型.结果表明:岩石强度较低,主要以剪切破坏为主;水平应力作用突出,导致塑性区扩展范围大于锚固范围是造成围岩变形破坏的主要原因.因此,结合巷道变形特点,提出“强化最大破坏深度围岩强度,巷道关键区域强力控制”原则的巷道稳定性对策,采用高强预应力“锚杆+锚索”联合锚注支护控制技术,数值模拟结果表明,所提支护控制技术可以有效控制围岩变形.

关键词：高水平应力塑性区数值模拟 “锚杆+锚索”联合锚注支护

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大气压力变化对锁风启封火区气体积聚的影响规律

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煤矿安全 2019年第9期50卷 42-45,50页

作者：黎经雷牛会永鲁义李石林赵蕾湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为研究大气压力变化对锁风启封火区内气体积聚的影响,探索合理的启封时机,降低火区启封工作中的危险性。在大气压力对火区内气体运移作用机理的基础上,运用Fluent软件对锁风启封前、启封后的封闭火区内的气体状态进行计算,对各个启封时... 详细信息

为研究大气压力变化对锁风启封火区内气体积聚的影响,探索合理的启封时机,降低火区启封工作中的危险性。在大气压力对火区内气体运移作用机理的基础上,运用Fluent软件对锁风启封前、启封后的封闭火区内的气体状态进行计算,对各个启封时期封闭区内的气体状态进行理论分析。研究结果表明:大气压力变化平缓时启封火区危险性较小;锁风启封火区过程中,由于外界新鲜空气不断漏入封闭区内,当密闭距离越接近着火带时,着火带附近的氧浓度越高;瓦斯主要积聚在着火带下风侧,随着漏入火区氧量的增大其瓦斯浓度也相应地降低。在实际启封工作中,应根据矿区实际情况合理选择启封时机,时刻监视火区内气体状态,提高煤矿火区启封的安全性。

关键词：煤矿火区大气压力热风压锁风启封气体积聚数值模拟

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