针对急倾斜厚煤层走向长壁综放开采中支架参数设计问题,根据工作面支架与围岩关系特点,分析了支架侧护板抗挤压能力的重要性;结合＂下行动态分段、段内上行放煤＂的采放工艺,通过支架受力分析建立了平衡方程,分别计算出了段内支架侧护板抗倾倒和抗下滑受力大小;以大远煤业1201急倾斜工作面为背景建立PFC2D计算模型,得出了保持支架稳定的侧护板抗...
煤柱稳定性评价是房柱式开采设计的主要研究内容之一。在分析煤柱强度、煤柱载荷和从属面积法煤柱稳定性评价的基础上,定义了煤柱有效宽度为煤柱横截面内最大内切圆直径,引入采动载荷转移距离LTD,建立了基于载荷转移距离和煤柱有效宽度的煤柱稳定性评价方法。通过对规则煤柱和不规则煤柱稳定性的对比分析,表明新方法能有效改进传统从属面积法评...
以山西余吾煤业N2105工作面回采过程中临空留巷底板冲击地压为工程背景,理论分析底板冲击地压可能的冲击启动区及主导应力源,采用数值模拟追踪煤层开挖后侧向煤柱及留巷围岩各向应力、位移的演化过程,建立采空区影响下留巷底板水平应力演化模型并进行验证。基于临空留巷底板冲击地压主导力源判定及能量传递过程分析,提出该类底板冲击地压分步防...
针对6.0 m特大采高综采工作面支架适应性评价与工作阻力确定难题,基于大采高采场覆岩＂悬臂梁-层间岩层-砌体梁＂结构模型,对6.0 m特大采高综采工作面支架合理工作阻力进行了确定,通过数值模拟和大比例尺采场相似模拟实验对支架与围岩控制适应性进行了验证和评价。研究结果表明,大采高综采支架工作阻力的确定要以满足顶板、煤壁等采场围岩控制为...
在传统的喷射混凝土支护结构设计中,通常假设支护结构层是一个薄壁等厚层。钻爆法开挖的隧道围岩表面由于受爆破的影响存在不同程度的超欠挖,导致初期支护喷射混凝土结构层厚度不均匀。充分考虑超欠挖情况下隧道围岩表面的不平整性,根据喷射混凝土支护厚度将支护后的隧道表面不规则形状依据实际喷层情况归结为未完全填充、局部填充和完全填充三...
为了改善现有光纤光栅压力传感器应变-温度交叉敏感的问题,基于光纤光栅传感原理及弹性膜片结构,设计了一种新型的温度补偿压力传感器。建立了膜片结构变形力学模型,推导出了光纤光栅中心波长漂移与压力之间的数学关系,建立了传感器灵敏度与膜片材料和结构尺寸参数之间的数学方程,Matlab数值分析了膜片参数对灵敏度的影响,利用有限元软件ABAQUS...
以钻孔卸压原理及分布式光纤传感技术为基础,建立了卸压钻孔周边煤体内部应变感测模型,提出了以光纤拉伸应变值及卸压半径为指标的卸压效果评价方法。通过对传感光缆下方钻孔卸压周边煤体内部应变定期测试,并结合钻孔内部表观现象观测,根据不同时间钻孔周围煤体内部应变及表观破坏特征将钻孔卸压过程分为裂隙发育阶段、极限平衡阶段、塌孔阶段、...
深部开采过程中巷道围岩呈现分区破坏的特点。针对煤与瓦斯突出、底板破坏等实际工程问题获得了静水压力渗流作用下深部巷道的非欧模型应力分布解。新应力解由两部分组成：一部分是经典解,另一部分是非欧解。运用Mohr-Coulomb屈服准则作为判断新应力解分布引起分区裂化现象的条件。通过数值计算,获得了下列结论：当渗流压力存在时,深部围岩的分...
以煤岩组合体为研究对象,进行4种不同量级下的低加载率（10-3~100MPa/s）单轴压缩试验,以抗压强度、弹性模量、冲击能量指数、弹性能量指数、归一化动态破坏时间为参量,考察加载率对煤岩组合体冲击倾向性的影响。研究结果表明：随着加载率的提高,煤岩组合体的承载失效结构由煤体转化为煤岩组合体,并存在明显的临界加载率现象。煤岩组合体的抗压...
破断岩体裂隙的几何粗糙使得其中的流体流动行为呈现出显著的非线性。借助粗糙裂隙的平行板离散模型和COMSOL软件,分析了离散模型单元体内部的流体流速及压力分布规律,获得了岩体裂隙中非线性流动产生的物理机制;研究了裂隙几何特征对非线性流动的影响规律,提出岩体裂隙非线性流动的流量计算方法,并与数值模拟结果进行了对比。结果表明：隙宽突...
抛掷爆破与拉斗铲配合的倒堆工艺环节中,拉斗铲在抛掷爆破形成的爆堆上作业,采掘带宽度是维系爆破区域与设备作业的关键开采参数。抛掷爆破效果、工艺设备作业要求及多煤层开拓运输系统布置是影响采掘带宽度的重要因素,根据抛掷爆破与拉斗铲作业特征和配合模式,分析了抛掷爆破开采参数与拉斗铲作业参数的影响关系;分析了与有效抛掷率影响密切相...
为分析空气间隔装药时孔壁的初始冲击压力,引入Starfield迭加法,将柱状药包等效为有限个单元球形药包,考虑压力沿炮孔轴向的衰减及叠加作用,分析得到上部空气间隔装药及中部空气间隔装药条件下的孔壁初始冲击压力计算表达式。利用ANSYS/LS-DYNA软件建立数值模型,对监测点进行应力监测;同时,浇筑混凝土模型,并借助高速多路动态应力测试系统测量炮...
泡沫金属是能够同时抑制瓦斯爆炸冲击波和火焰波传播的新型阻隔爆材料,但在煤粉环境下泡沫金属阻隔瓦斯爆炸的能力却不得而知。为研究煤粉对泡沫金属阻隔瓦斯爆炸火焰波传播的影响规律,在自行设计的直径120 mm的瓦斯传爆测定装置中,对管道中添加不同参数煤粉后泡沫金属衰减火焰速度的性能进行了实验研究。结果表明：添加粒径为60~80目的 5,10,50...
煤炭自燃的发生严重影响着煤矿的安全生产,添加阻化剂是预防煤炭自燃的常用技术手段之一。采用热重/差热扫描-傅里叶红外光谱（TG/DSC-FTIR）联用技术研究了锌镁铝类水滑石（Zn_1Mg_2Al_1-CO_3-LDHs）对煤炭自燃的阻化特性和机理,测试了该阻化剂作用下,煤自燃过程中质量、特征温度、热效应和气体产生量等参数的变化规律。测试结果表明,吸热是Zn_...
为更有效地防治井下易于飘散的小粒径粉尘,基于表面活性剂与磁化协同降尘理论,通过溶液表面张力、接触角性能测试实验,研究了磁化对溶液湿润降尘性能的影响,研发了一种能与磁化发生良好增效作用的活性添加剂,研究得出磁化与活性剂耦合作用能提高溶液湿润粉尘性能的最佳磁化参数,即磁场强度350 m T、水流速度4 m/s,并以此结合脉动切割磁化与螺旋...
煤粉问题是煤层气排采中的重要问题之一。以韩城区块太原组11号煤的煤粉为研究对象,针对不同粒径的煤粉,采用5种不同类型阴离子分散剂,开展了煤粉分散剂优选实验研究。从分散特征、悬浮液浓度和黏度等方面探究分散剂对不同粒径煤粉和不同分散剂对相同粒径煤粉的分散稳定性的影响,优选出用于煤层气井洗井工艺的煤粉分散剂。结果表明,随煤粉粒径的...
煤层气资源可动用性是指由煤层水文地质条件和煤层压裂改造条件共同决定的煤层气资源开发动用的难易程度,煤层气资源可动用性评价与煤层气储集条件评价构成煤层气资源可采性评价的两个重要方面。通过沁水盆地柿庄区块和寿阳区块排采效果差异的分析对比,从煤系地层含水性、断裂构造、地应力状态和煤层与围岩的岩性组合4个方面深入讨论煤层气资源...
为了查明渝东北城口—巫溪地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩中稀土元素的特征、来源及其地质意义,应用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对渝东北城口明中地区11件页岩样品的稀土元素及微量元素进行测试,结合前人所测巫溪田坝地区12件稀土、微量元素测试分析结果,全面分析了稀土元素、地球化学参数、空间分布规律及分布模式。研究表明...
为了提高小断层解释的准确率,构建基于支持向量机（SVM）算法的断层自动识别方法。通过分析构造部位和非构造部位地震属性特征,建立SVM两分类的断层识别模型。首先,研究支持向量机两分类算法的基本原理和结构,表明支持向量机在两分类问题上具有准确率高的优点;然后建立断层正演模型,分析不同地震属性的断层响应特征,表明断层分布与属性值变化趋...
研究全空间直流电测深曲线的变化规律,为全空间直流电法的创新应用提供理论依据,采用理论计算层状全空间直流电测深曲线并统一归纳分类的方法,总结了全空间直流电测深曲线的类型和基本性质。结果表明,全空间条件下n层地层对应的曲线类型为2n-1种（n〉0）,且远比半空间的复杂;层状半空间曲线类型仅仅是全空间条件下记录点以上的地层电阻率为无穷...
针对矿山灾害事故发生时,逃生通道被堵,被困人员位置难以确定这一难题,以钻孔生命雷达为手段,开展了电磁波在煤矿井下传播规律的研究。采用时域有限差分法（FDTD）建立井下二维空间磁场（TM）模型,利用Gpr Max和Matlab数值软件对模型进行正演模拟计算。通过理论分析与正演模拟,研究了天线中心频率、激励源、煤质与煤温等条件改变时,反射波的幅值...
为研究煤对水的吸附机理,建立煤大分子结构模型,采用巨正则系综蒙特卡洛方法,在分子尺度研究分析了压力1~100 k Pa不同温度下水在煤中的吸附行为,为涉及煤水相互作用的进一步研究奠定理论基础。结果表明：水的吸附量和等量吸附热与温度负相关,与压力正相关。在大于临界压力的某一压力下,两吸附位的势能概率分布间形成高原区,说明比例相当。超过...
选取袁店8煤层内碎裂煤、焦油煤、天然焦和火夹焦为研究对象,研究其显微图像和拉曼光谱特征,揭示不同变质程度煤微组构特征及其对岩浆蚀变的响应。结果显示,碎裂煤以均质镜质体为主,微裂隙网脉发育,ID=3 500~7 300,IG=5 000~12 000;焦油煤由碎裂镜质体和少量煤焦油组构,ID和IG均介于1 000~3 500;天然焦由碳质中间相及其内部所包裹的气泡和焦油液...
高承压灰岩含水层上煤炭开采,经常需要对强含水层进行注浆改造,因含水层发育规模巨大,注浆材料用量动辄数万吨。在充分利用地下工程址区厂矿企业固体废弃物煤矸石基础上,研发了一种适用于含水层改造的新型无机注浆材料。通过组分筛选试验、力学性质测定试验、获取了材料的抗折强度、抗压强度、渗透系数等宏观力学性能;采用SEM微观分析手段,分析...
近年来由于煤炭资源的高强度开采,黄土沟壑区因采煤沉陷引发的沟谷＂对滑型＂滑坡发育,且滑坡规模大,稳定性差。以李前—白厢滑坡为例,在现场调查的基础上,采用数值模拟分析的方法,探讨了＂对滑型＂黄土滑坡的形成机制,总结了＂对滑型＂滑坡的形成条件。研究结果表明：在工作面跨沟回采过程中,上方黄土层指向采空区中心的位移向量与采煤扰动作用...
钻孔水力开采中利用气力提升系统对地下矿浆进行提升时,气体状态（气相值的大小及其运动特性）对矿浆中矿石的运动及其提升效率将会产生重要影响。基于三相流理论和气泡动力学理论建立了提升管中固相运动速度模型,以陶瓷球形颗粒模拟矿石,利用自行设计的小型气力提升系统实验研究不同运行参数（气量值、淹没率）对颗粒提升量的影响,采用高速摄像...
为强化褐煤浮选,提出了在浮选矿浆中引入超声波的新型浮选方式,结果表明：超声浮选精煤产率比常规浮选精煤产率增加了20.31%,灰分降低了7.94%,其中-0.045 mm粒级产率增加了近2倍。采用筛分、扫描电镜、X射线光电子能谱、诱导时间测定仪等方法研究了超声波对煤泥粒度组成和表面性质的影响,并重点探讨了超声波强化褐煤浮选的回收机理。超声波对煤...
使用热重分析仪对伊敏褐煤（YM煤）和天池能源次烟煤（TC煤）进行干燥过程实验研究,采用等转化率等方法对低阶煤热重数据进行分析,得到煤中水分析出活化能E。根据求得的活化能,由Achar方程和Coats-Redfern方程确定最概然机理函数,并确定干燥过程级数n和指前因子A。同时,采用差式扫描量热法（DSC）对煤中不同赋存形式的水分进行定量分析,以此验证...
新疆高钠煤储量大,且是良好的动力煤,然而其燃烧过程中结渣沾污严重,对锅炉的安全运行和经济性产生了影响。基于一维炉结渣实验台,对比分析新疆两种高钠煤的结渣特性,经过实验得出：在相同的容积热负荷下,准东高钠煤结渣比大南湖高钠煤要严重;大南湖高钠煤较准东高钠煤更难通过掺烧低钠煤来改善结渣;两种高钠煤均易通过掺烧煤矸石来改善结渣状况...
采用Zigzag型煤焦表面模型,利用量子化学密度泛函理论研究了煤焦异相还原N_2O的反应机理。首先分析了Zigzag和Armchair碳基模型的差异本质,然后通过热力学分析和动力学分析研究了煤焦异相还原N_2O的反应机理,最后对比分析了Zigzag和Armchair两模型计算结果。研究表明,煤焦异相还原N_2O的反应包括吸附、还原及脱附3个过程,N2的脱附过程是整个反应...
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