精确目标定位是煤矿安全高效生产的重要保障。分析了矿井动目标定位在巷道特征、采掘设备、多径特性、多址干扰、误差累积等方面面临的挑战;陈述了矿井定位的主流测距方法RSSI,TOA/TDOA,AOA/DOA;总结了最小二乘法、最大似然法、代价函数法、指纹膜法等常规位置估计方法,以及针对巷道特殊环境而设计的距离约束法、电磁波及超声波联合定位法等矿井...
为了获得非均匀荷载作用下圆形水平冻结壁与围岩的应力-位移场分布规律,考虑冻结壁与围岩相互作用及开挖卸荷作用,建立了符合实际施工情况的水平冻结壁弹性力学模型。利用复变函数方法,推导出弹性冻结壁与围岩的应力和位移解析解;讨论了基于Tresca和Mises准则的冻结壁厚度设计方法。结果表明：弹性模量比（β）、冻结壁外内径比（ξ）和侧压力系数...
为了获得深井软岩巷道的地应力大小和变形规律及其失稳机理,选取千米深井同一水平的2个硐室,进行声发射地应力测试,获得各自相应的地应力大小和方向,发现垂直应力分布差别不大,而水平应力分布差别较大。基于地应力理论计算公式,利用VB6.0编写相应的计算程序,获得相应区域的主应力场的大小和方向,结合现场提供的钻孔柱状图,利用ANSYS建立模型,导...
简述了目前煤矿井下采场应力监测现状,分析了钻孔应力解除法存在的问题。采用空心包体应力测量技术,在原岩地应力实测基础上监测采动应力的演化过程,探究采动应力影响下工作面覆岩及巷道围岩应力的动态变化规律。测量结果表明：实测原岩地应力的最大主应力以铅垂应力为主,在采动过程中随着超前支承应力峰值区距离测点越来越近,最大主应力方向与...
为从机理上认识和防治华亭煤矿强矿压,应用震源机制解答方法反演强矿压岩体破裂机制,结合现场地应力测量、微震监测、现场调查、采矿活动分析和理论分析等技术途径,验证震源机制解答方法的可靠性,分析强矿压成因,制定强矿压防治策略。研究得出如下认识：震源机制解答方法反演煤矿采动岩体破裂机制的应用效果较好;华亭煤矿强矿压频发的主要原因是...
运用自主研发的冲击岩爆实验系统,进行了动载诱发冲击地压实验研究,提出了一种判别动载是否诱发冲击地压的实验方法。实验采用对加载至500 m深度应力状态下的带圆柱形贯穿孔洞的立方体砂岩试样,在σ_v方向逐级施加扰动波,σ_h保持在恒定应力水平的加载方式,模拟了500 m深度砂岩巷道,由于顶板垮落产生垂直向冲击扰动,由此诱发冲击地压破坏的过程。...
采用锚杆轴力无损检测技术,对采动影响区域锚杆轴力随工作面推进变化情况进行了大量现场测试,发现锚杆轴力变化与采场超前支承压力分布具有明显的对应关系。以淮南某矿回采工作面运输平巷锚杆轴力实测数据为例,检测结果表明：在距采煤工作面0~20 m范围内,受采动影响严重,锚杆轴力变化较大;在距工作面5 m范围之内,存在支承压力减压区,此区域内锚...
针对龙口矿区梁家煤矿典型三软地层沿空巷道-4606材料巷围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。以锚注支护为核心,实施了U型棚＋注浆锚杆＋注浆锚索和注浆锚杆＋注浆锚索2种联合支护对比试验方...
针对目前冲击地压矿井卸压爆破参数常不合理导致支护损伤,降低防冲效果的问题,采用锚杆无损检测系统在井下强冲击危险巷道进行现场原位试验研究,定量化分析了爆破动载下锚杆轴向工作阻力的定量损失规律。通过分析,获得了不同药量的爆破导致锚杆轴力损失的影响程度及空间范围。发现了爆破药量不小于6 kg时,随至震源距离的增大锚杆轴力的平均损失...
煤岩体的渗透特性与孔压梯度满足渗流失稳条件时,易引发突水和瓦斯突出灾害。破碎岩体长时间缓慢变形过程中,其渗透特性将随孔隙率的变化而发生改变,且破碎岩体不同粒径的配比会影响其渗透特性。采用Talbol级配理论,利用DDL600电子万能试验机、渗透仪等试验设备,设置五级轴向恒载加压,每级恒载加压下对应4种不同渗透压进行试验,探究不同粒径配比...
以花岗岩为试验与研究对象,借助扫描电镜与电子能谱技术观测分析了酸性化学溶液对花岗岩的宏观形貌、缺陷形态、孔隙结构、矿物元素及孔隙率的改造作用;在不同浸泡时间节点对不同水化学溶液环境下花岗岩试件的质量、弹性纵波波速及溶液的p H值等进行测定,并对浸泡后溶液化学组分与浓度进行离子色谱检测,分析了花岗岩与酸性化学溶液相互作用的损...
探讨煤岩水压裂缝扩展规律是提高煤层气开采效率,降低开采安全风险及成本的重要课题。采用原煤试样,参照煤层气井水力压裂工程制定了＂三轴向施加围压-顶部钻孔-下射流管注水＂的煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验方案,根据实验方案结合现有实验条件开展了煤岩水力压裂物理模拟实验及煤岩裂缝检测实验。实验结果表明：煤岩沿层理面方向裂缝的发...
应用光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics,SPH）方法对煤层瓦斯渗流进行模拟研究。针对非均质煤层瓦斯瞬态渗流问题,利用Fortran语言编制了变系数瓦斯渗流偏微分方程的求解程序,通过虚粒子法处理边界条件,构建了无网格性质的SPH瓦斯渗流模型。进行了不同原始瓦斯压力和透气性系数时常系数渗流方法下结果的误差分析,同时考虑透...
为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,进行了3种初始压力（1.5,2.5,3.5 MPa）影响下高浓度CH_4瓦斯（60%CH_4,32%N_2,8%O_2）在摩尔分数为2.5%~5.5%的THF溶液中的水合分离实验,结合气相色谱分析结果,考察THF摩尔分数、初始压力对CH_4回收率和分离因子的影响;利用Raman光谱技术分析高浓度CH_4瓦斯在THF摩尔分数5.5%、初始压力1.5 MPa、温度2℃实验...
为探讨煤二次氧化特性,采用煤质分析、FTIR傅里叶红外光谱分析和程序升温实验分别对榆树井褐煤、黄陵烟煤和汝萁沟无烟煤的原始煤样及其氧化后（二次氧化）煤样进行微观自燃特性对比研究。结果表明：二次氧化煤样中C含量减小,O含量增大,水分减少;而比表面积与孔隙率增大,导致与氧发生反应的面积增大,致使氧化反应前期二次氧化过程中产生的CO浓度...
实验室进行了4种不同酸溶液的破胶实验,应用旋转黏度计、马尔文激光粒度仪、离心机、分光光度计等多手段测定了破胶液的黏度、残渣粒径分布、残渣含量及滤液中的含糖量,优选出了适用于低温煤储层的破胶剂。实验测试评价了该破胶液对煤储层的伤害性。结果表明：温度20℃时HXM＋NH_4Cl复合酸破胶效果好,浓度越大破胶速度越快。使用浓度0.10%HXM＋0...
基于古交区块煤田地质勘探资料以及煤层气井排采气体组分、甲烷碳氢同位素质谱等相关测试分析,查明了该区块煤层气地球化学特征、成因及其地质控制因素。结果显示：煤层气组分主要以甲烷为主,组分浓度介于85.36%～99.23%,其次为氮气,重烃含量最少,属于干气～特别干的气体。煤层气δ（13）C_1介于-62.24‰～-40.70‰,δD介于-244.3‰～-229.3‰。以...
基于应力应变曲线,采用反映脆性破坏难易程度的脆性跌落系数R、反映脆性强弱的应力降系数P和软化模量M,建立了脆性评价综合指标B_（d1）和B_（d2）。通过页岩的单三轴试验,验证了B_（d1）和B_（d2）的适用性,该指标可以有效反映页岩在破坏前后抵抗非弹性变形的能力和丧失承载力的情况,基于该指标讨论了取芯角度为0°,30°,60°和90°页岩的脆性各向...
煤具有石墨微晶的特性,对煤微晶结构及其演化的研究在煤岩学、煤化学和煤地质学等领域均有极其重要的意义。通过对不同变质变形程度的煤进行拉曼光谱测试,发现煤微晶结构及其演化与拉曼光谱特征之间存在密切关系：一级模区分出5个峰,分别为D_1～D_4峰及G峰谱带,芳构化及芳环缩合作用的增强均会导致峰位差（G-D_1）的急剧增大和半高宽比（G/D_1）...
基于Biot双相介质模型,推导了双相TTI介质二维三分量一阶速度-应力弹性波方程,采用旋转交错网格（RSG）技术建立了各向异性孔隙介质波动方程的二维三分量高精度有限差分格式（FDTD）,并引入不分裂卷积完全匹配层（CPML）作为吸收边界条件。为了验证算法可行性,对均匀双相TTI介质中的弹性波场进行了模拟。结果表明：使用旋转交错网格有限差分技术...
邯邢矿区是典型的华北型煤田大水矿区,其深部的大采深高承压水矿井采用地面区域超前治理奥灰水害系列技术,其中多分支近水平定向钻探及注浆是实现区域超前治理水害的关键技术。此前对注浆浆液扩散机理研究很多,但都是以垂向注浆孔及水平裂隙建立水动力学与岩石力学研究模型。地面区域治理奥灰水害是水平注浆孔高压注浆,为此开展了奥灰裂隙岩体高...
以西部矿区沟谷地形开采条件为背景,采用理论分析和模拟试验的方法,建立岩层移动与潜水位下降的关系,就沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响进行了探讨。结果表明：在采动裂隙未破坏潜水含水层的条件下,其储水盆地形态和汇水面积将受开采沉陷影响而发生改变,从而影响到地表径流分布和区域水系环境。随着地下开采强度的不断增大,沟谷地形下开采引...
利用高光谱遥感技术来监测不同施磷水平下接种菌根对植物生长的影响规律。在较低施磷水平0和30 mg/kg下接种丛枝菌根能显著促进玉米植株对磷的吸收,植株生物量和叶绿素含量均高于相应对照组,而在较高施磷水平60和120 mg/kg下,接种丛枝菌根未促进植物生长和磷吸收,而对其有一定抑制作用。获取接菌对玉米叶绿素含量影响较为敏感的光谱响应信息,在...
按照不同覆土厚度将研究区分为A（〉100 cm）,B（60～100 cm）,C（40～60 cm）和D（20～40 cm）4类采样区,分别采集重构土壤剖面不同深度土壤或煤矸石样品,测定其含水量（WC）、p H值、密度（BD）,以及有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（MBC）,研究覆土厚度对活性有机碳（AOC）分布的影响。结果表明：复垦5 a后,试验区0～20 ...
采用数值模拟与试验验证相结合的方法,对离心分选机内的流场分布与颗粒的分离规律进行研究,并对来复圈的结构及反冲水孔的排布进行优化,结果表明：位于分选区和分层区交界处存在的动态水力堰效应具有强化分选的作用;来复圈的结构对分选的影响主要表现在来复圈的截面形状以及反冲水孔的分布。通过模拟研究了来复圈内颗粒堆积规律,并设计出双弧形...
通过流量-压力降法探讨了印尼褐煤湿煤末（煤泥）浆体在管道输送中的流变特性,得出其实测流变特性。通过改进的Mooney滑移修正方法对实测流变特性进行修正,得到其真实流变模型,并分析了浆体浓度对滑移和流变特性的影响。结果表明,只有当浆体壁面剪切应力超过临界剪切应力后,滑移才会产生,且临界剪切应力随浆体浓度的增大而增大。根据浆体滑移和...
采用不同萃取液对准东五彩湾烟煤进行逐级萃取,分别利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和离子色谱仪对萃取制得的滤液进行相应的元素分析和阴离子检测。测试结果表明,准东煤中金属钠的赋存形态以水溶钠为主,且主要以Na Cl,Na_2SO_4,Na NO_3,Na HCO_3等化学形态存在。在酸洗煤样中加载不同化学形态水溶钠,并在沉降炉快速热解条件下制备煤焦。热...
以气流床煤气化细渣与超纯水配制的悬浊液为煤气化黑水的模拟水样,借助工业絮凝剂研究了细渣的絮凝过程。考察了絮凝剂添加量、水样p H值、絮凝时间、搅拌时间等条件对絮凝效果的影响规律。通过热台显微镜观测了悬浮物在水溶液中的絮凝过程,引入分形理论对絮凝物絮凝过程图像进行分析,结合悬浮物浓度测试,揭示分形维数变化所表征的絮凝效果。实...
为研究神木煤灰熔聚流化床气化飞灰的黏附挂壁现象的形成机理,在对飞灰样品粒度分析的基础上,借助灰熔点测定仪和X-射线荧光仪（XRF）,对神木煤和各粒径范围的神木飞灰的灰熔点、灰化学成分进行了分析测定。结果表明：神木煤流化床气化飞灰粒度分布较宽,呈多峰状分布;神木飞灰中的Ca,Fe,Si含量高于原煤,Al含量低于原煤,造成神木飞灰的灰熔点低于...
以空化洗油为溶剂,对新疆西沟自然溶胀煤样进行二次机械溶胀,考察机械溶胀对煤样加氢液化性能的影响。研究结果显示,煤样机械溶胀后,颗粒结构更为疏松,棱角变钝,体积平均粒径和真密度分别减小了60.52%和8.06%,比表面积和溶胀度分别增加了90.91%和25.18%;失重过程可分为110～330,330～550和550～1 000℃等3个阶段,但失重率分别增加了189.15%,28.2...
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