利用RMT-150B伺服试验机对平顶山矿区4组煤进行冲击倾向性试验。试验结果表明：煤的抗压强度、弹性模量越高,峰值前积蓄弹性应变能量越大,冲击能能量指数也明显偏大,动态破坏时间越短,发生冲击危险性越大;煤样的抗压强度与弹性模量呈良好的线性关系,抗压强度与冲击能量指数、弹性能量指数呈正相关,抗压强度与动态破坏时间呈负相关,两者采用幂函...
针对单纯以煤层或顶板岩层进行煤层冲击倾向性判定存在＂低估＂问题,以典型的冲击危险矿井为背景并结合煤层赋存的实际情况和冲击地压的显现特征,建立＂顶板-煤层＂结构体模型。通过对纯煤层、顶板岩层及2种不同高度比下的＂顶板-煤层＂结构体冲击倾向性试验和不同顶板强度、厚度、均质性及接触面角度的冲击倾向性数值试验,研究不同顶板特性对＂...
采用相似模拟试验和理论计算的方法,对采场上覆巨厚砾岩层的运动规律进行研究,并分析其运动对冲击地压诱发因素的影响。下位巨厚砾岩层的大面积悬顶下沉会在工作面前方煤体及巷道围岩中增加静载荷的积聚,提高了冲击地压诱发的机率;下位砾岩层达到极限悬顶步距断裂垮落时,会通过煤层释放其积聚的弹性变形能并在采空区后方产生较大的冲击荷载,在该...
利用数值模拟、相似模拟及现场实测的综合研究手段,以浅埋煤层开采顶板运动规律为基础,针对浅埋深长壁工作面超前支承压力分布规律及变化特征进行了研究。研究结果表明,浅埋深工作面超前支承压力分布规律与常规埋深煤层的类似。但由于浅埋煤层顶板运动的特殊性,其工作面超前支承压力的变化特征与常规埋深煤层之间有明显区别。浅埋深工作面超前支...
分析了影响预掘回撤通道稳定性的主要因素,提出了工作面剩余煤柱力学分析模型,揭示了工作面剩余煤柱动态力学变化特征。通过数值模拟方法研究了逐步开挖条件下,回撤通道两侧煤体的应力响应特征,发现回采末期回撤通道两侧煤柱存在明显的应力转移现象;数值模拟得到工作面剩余煤柱应力变化趋势与理论预测值有较好的吻合。采用应力测试技术对煤壁应...
目前大部分山岭隧道均采用＂新奥法＂施工,在＂新奥法＂施工中＂格栅拱架＋喷射混凝土＂被作为初期支护结构越来越被工程界广泛采用,但其二者间相互作用的力学机理及其对支护效果的影响研究还不够充分。因此利用弹性薄壳理论建立了＂格栅拱架＋喷射混凝土＂的力学分析模型,结合工程实例得到了＂格栅拱架＋喷射混凝土＂初期支护的弹性解,分析了初...
为了研究围岩中存在缺陷的既有巷道受邻近巷道爆破振动的影响,采用爆炸加载数字激光动态焦散线试验系统,探究了新巷道爆破开挖对邻近巷道预制裂纹群的影响规律。试验结果表明：爆炸荷载对邻近巷道围岩裂纹群的影响规律与裂纹所在位置、裂纹倾角和与邻近巷道间距L有关;当L〈45 mm或L〉65 mm时,巷道左壁预制裂纹与炮孔连线区域出现三角形破坏,但表...
为研究不同应力水平下岩石的蠕变损伤与破坏规律,保持大理石分别在裂纹压密阶段、弹性变形阶段、裂纹的稳定扩展和扩容阶段与裂纹的非稳定拓展至破坏阶段处于蠕变应力作用,之后卸载重新加载至破坏,同时采集试验过程岩石的声发射数据。试验结果表明：前两个阶段应力持续作用下岩体承载能力增强,声发射AE数较少,以微裂纹闭合为主,之后加载破坏时AE...
为揭示TBM通过深部高地应力挤压性地层发生卡机的孕育致灾机理,基于TBM卡机孕育致灾机理的理论分析,通过FLAC3D计算护盾区域围岩的三维应力场、位移场,从而计算出护盾前移所受的摩擦阻力,并根据卡机状态判据判断护盾是否被卡。同时分析了TBM护盾长度L、超挖量ΔR对卡机的影响,结果表明：①护盾前移所受摩擦阻力Rf随护盾长度L增加而非线性增大;②...
目前的采场性能评价方法得到的结果是有量纲的,无法比较形状和尺度不同的采场性能,而且对超欠采体的形状特征考虑不充分。针对该问题构建了一组无量纲的评价指标体系,并基于该指标对一些基本形状采场进行特征分析。指标由圆度（C）、延度（E）和半球度（H）组成,圆度（C）表示超欠采面的规则程度;延度（E）表示超欠采面的分散性及覆盖性;半球度...
基于目前1954北京坐标系和1980西安坐标系成果转换到2000国家大地坐标系的重要性,为实现在测量实践和理论中各类不同坐标之间的转换计算,并能够将转换过程程序化,论述了测量坐标系统之间的转换原理及其转换模型,探讨了不同参考椭球和相同参考椭球的坐标系转换模型及方法,同时在Matlab软件平台上,研究并利用Matlab程序语言对不同坐标系统的转换模...
在大量测试瓦斯基础参数和分析瓦斯地质资料的基础上,从地层含水性及水动力条件基本特征入手,系统研究了二郎矿区含水层水动力条件对煤层瓦斯逸散模式、赋存规律和煤变质程度的影响,且对类似条件的矿区的情况进行了对比。结果表明：5号和8号煤层,瓦斯以垂直向上逸散模式为主,8号煤层瓦斯逸散量较小;受二叠系下统茅口组（P2m）强富水性的含水层的...
为了研究乌达煤矿煤火特征的分布及变化,采用3种不同的遥感反演温度算法（单窗算法、单通道算法、Artis算法）,并通过阈值分割法提取2005年的乌达煤田火区温度,与叠加的实测煤火矢量图进行对比分析。结果表明,提取的温度异常区域与直接采用星上亮度温度图提取区域基本相同,其中Artis算法重叠度最低,单窗算法和单通道算法重叠度相同,而直接用星上...
为准确检测、判定近巷煤体高温点或火源,实现矿井快速防灭火,利用高温点的热效应,依据传热学相关理论,建立了近巷煤体内部高温点反演算法。利用红外热像仪探测了某矿巷道壁面温度场,结合测试地点风流温度,推算了煤体内部高温点深度和温度。结果表明,探测的近巷高温点主要在距离巷道表面约0.09~0.15 m深度以内的范围,煤体内部最高温度达到了70℃...
为研究封闭火区注惰早期气体变化规律及爆炸危险性,基于重力流和射流理论,分析了封闭火区内层流和紊流气体层形成机制及特征,推导了防止密闭火区发生爆炸危险的注惰临界速度,并进行了实验证验。研究表明,封闭火区过程中,烟流会形成层流和紊流气体层。紊流气体层火源温度很高,含不完全燃烧产物,在封闭火区后,部分烟流逆流形成混合可燃气体层。当...
目前常采用人工手持测温杆逐个煤垛不定点测量的方法进行露天煤垛温度监测,人工测温法存在重复性差、测量位置有限和工作量大等问题。为实现大范围、全天候、多煤垛在线自动测温,提出了一种非接触式煤垛内部温度红外测量的方法和内部温度分层式计算模型,并设计实现了相应的露天煤垛内部高温红外监测系统。该方法将煤垛分为表层与内层两部分,两层...
为优化机掘工作面局部通风布置,改善工作面通风及排尘状况,基于气固两相流理论,利用数值模拟的方法分析了机掘工作面压入式、抽出式及长压短抽式3种通风方式下,随着风筒口至工作面距离的变化,工作面风流运动规律及粉尘的分布规律,并确定长压短抽通风方式风筒口合理位置为：压入式风筒口距工作面距离Ly在3.5槡S~5槡S或6槡S~6.5槡S,抽出式风筒口距...
在救生舱等待救援的过程中,由于避难人员代谢导致的舱内温湿度及各项气体浓度复杂波动的情况会对超氧化钾氧板的产氧性能产生显著影响。为了使氧板能够满足救生舱内供氧及二氧化碳控制的关键救援指标,建立了密闭舱室实验平台,并设计了辅助氧气再生装置等,通过模拟救援状态下真人呼吸情况,对超氧化钾氧板的性能进行了实验研究。通过实验精确测定...
针对在煤层气的排采过程中大部分井的采出液量较少,不能满足进入井筒的煤粉排出条件,导致煤粉在井筒内堆积,造成卡泵、埋泵频繁发生的问题,提出在不停产情况下,通过循环补水,增加井液流量,将进入井筒的煤粉排出地面的工艺条件和要求,延长煤层气井无故障排采周期。根据煤粉颗粒的沉降末速度,综合考虑浓度及速度分布的影响,将杆管环空煤粉颗粒排出...
依据弹性形变理论,建立了开发过程中煤储层渗透率应力敏感模型。根据兰格缪尔方程,建立了煤基质在解吸过程中渗透率反弹模型。综合渗透应力敏感和基质解吸渗透率反弹的研究成果,建立了开发过程中渗透率随地层压力变化的动态综合模型。研究结果显示：早期,渗透率以应力敏感为主,随着储层压力的降低渗透率降低;后期,渗透率反弹占主导地位,随着甲烷...
利用声波的机械振动效应、热效应和空化效应,自行设计了大功率声波作用下甲烷吸附/解吸实验装置,实验研究了不同声强、不同频率的声波作用下不同煤样对甲烷的吸附特性。实验结果表明,不加声波与加声波条件下煤吸附甲烷的规律相同,而声波作用下煤对甲烷吸附的能力降低,且煤吸附甲烷量随声强的增大而降低;应用Langmuir方程、D-R方程、Freundlich方...
针对山西沁水盆地南部中高阶煤储层,利用X射线衍射、溶剂抽提后质谱分析、扫描电镜、低温氮吸附和压汞法,测试了钻井液组分对煤岩有机分子结构、割理和基质孔隙的影响特征;开展了压力波动条件下,不同类型钻井液对煤储层应力敏感性、钻井液滤失量以及钻井液侵入后的储层损害的对比实验。分析认为减小煤层气储层损害需要综合考虑钻井液组分和钻井...
为系统研究柳林地区煤储层地应力场展布及其对裂隙的控制作用,分析不同埋深煤层与地应力的关系,采用水力致裂法获取了地应力资料。通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系模型,分析了露头节理、煤层割理与现今地应力方向的耦合关系。研究表明：柳林地区最大水平主应力σmax为7.33~30.83 MPa,平均19.41 MPa,最小水平主应...
借鉴现有模型,建立了煤层与相邻砂岩储气层合采的三维气-水两相流动数学模型及数值模型,并结合韩城矿区煤储层以及砂岩层的实际地质资料,开展了煤层气与相邻砂岩储气层合采条件以及显著性影响因素的数值模拟分析研究。研究结果表明,砂岩层含水饱和度对煤层气与相邻砂岩气藏合采的影响最为显著,由此确定煤层气与相邻砂岩气藏合采的首要条件为相邻...
为认识页岩气吸附机理,抓住页岩气所处超临界态的特点,同时考虑页岩多尺度孔隙空间和黏土矿物与干酪根吸附能力的差异性,理论分析了页岩气超临界吸附机理,同时建立了DALangmuir等温吸附模型。分析表明：低压阶段,甲烷优先吸附在干酪根超微孔表面,以微孔充填形式吸附;高压阶段,甲烷以单分子层形式吸附在中孔和大孔表面。甲烷脱附优先发生在中孔和...
将孔隙率引入到多孔介质达西渗流理论中的连续性方程及动量守恒方程,建立均质高孔隙率砂岩非稳定达西渗流数学模型,同时结合实际工程中的水文地质条件,采用数值模拟的方法研究了不同注浆压力下渗流场演化规律及涌水区域水流速度变化。计算结果表明：随着注浆压力的提高,浆液不断驱替砂岩中的孔隙水,有效封堵过水通道;不同注浆压力下巷道涌水区域...
以成煤系统理论为基础,进行鄂尔多斯盆地侏罗系成煤系统研究,旨在为盆地内煤与煤层气资源评价提供另一种思路与方法。运用层序地层格架与地层完整程度、沉积古地理轮廓与煤层厚度、煤层埋深与煤的变质程度为主要标志,以煤中灰分、硫分作为辅助标志,并从主煤层厚度下限（0.8 m）、煤炭资源评价最大埋深（2 000 m）等实用性角度出发,将鄂尔多斯盆...
石炭纪是全球第一个大量富集煤炭资源的时代,煤层广泛分布于北美、欧洲与亚洲,但同期烃源岩分布则十分有限。建立在系统地结合古地磁、区域地质、沉积盆地数据库和资料基础上,绘制的石炭纪全球古板块再造-古地理与岩相系列图件,有效地从地球系统的角度揭示了导致这一差异的原因。石炭纪时期,冰盖面积广阔、海平面下降、陆地大面积高出海面,植物...
为了探讨地球化学元素对层序界面及体系域识别方法的适用性,以珠江口盆地白云凹陷北坡地球化学元素为基础,讨论了在海平面变化周期内,Fe,Al,Mn及Mn/Fe,Th/U,Sr/Ca比值等参数的变化特征,它们与层序地层单元的发育有很好的对应关系。结果表明：层序界面上的Fe,Al元素含量相对较高,且以氧化物形式出现;微量元素Th/U比值很大,Sr/Ca比值则很小。Fe族...
为深入探讨旋流段的流场分布及旋流分离的作用机理,以粒子图像测速系统（PIV）为基础构建了浮选柱旋流段的流场测试平台,利用PIV测试平台和Fluent数值模拟软件对旋流段内部的速度场进行了测试与数值模拟,研究了旋流段的速度分布规律以及循环量变化对速度分布规律的影响。结果表明,流场速度以切向速度为主,且有着明显的分布规律,径向速度比较小且...
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