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煤炭学报 2009年第05期杂志 文档列表

河北开滦矿区晚古生代煤对CH4/CO2二元气体等温吸附特性577-582

摘要：研究了开滦矿区不同变质程度煤对不同配比CH4/CO2二元气体等温吸附特性,用扩展Langmuir方程的推论计算了CH4/CO2二元气体各组分在吸附相中的浓度,并分析了其变化特征,表明：煤对CH4/CO2二元气体的吸附并不是对纯CH4和纯CO2的独立吸附,而是2种气体的竞争吸附,混合气体中CO2含量越高,总吸附量越大.在开滦矿区煤对CH4/CO2二元气体的吸附过程中,利于CO2吸附的条件是高CO2组分浓度和高压力;中等变质程度煤利于CH4吸附的条件是高CH4组分浓度和高压力,而低变质程度煤是相对的低CH4组分浓度和高压力.研究区低变质程度煤对CH4的竞争吸附大于其对CO2的竞争吸附,并不适合CO2-ECBM技术的实施;中等变质程度煤对CO2的竞争吸附优于对CH4的竞争吸附,适于CO2-ECBM技术的实施.

邯邢矿区伊利石黏土岩中稀土元素地球化学特征及其地质意义583-589

摘要：利用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）详细研究了邯邢矿区二叠系石盒子组中伊利石黏土岩的稀土元素地球化学特征.结果表明：样品稀土元素总量为22.59~570.54μg/g,平均值为163.23μg/g;w（LREE）/w（HREE）=5.41~21.82,平均值为8.87,相对富集LREE;Eu,Ce均呈负异常;δCe与δEu,（Dy/Sm）N,w（REE）三者之间的相关性表明,该区伊利石黏土岩的成岩作用对REE影响较为明显;δCe和Ceanom值的变化反映了研究区二叠系石盒子组伊利石黏土岩形成于陆相沉积环境,水介质条件为富氧环境.稀土元素分布模式、组合特征显示该区二叠系石盒子组伊利石黏土岩母岩主要为先期的沉积岩及中酸性火山岩,部分母岩为碱性玄武岩.

特厚煤层大采高综放开采支架外载的理论研究590-593

摘要：从理论上分析认为,特厚煤层综放开采直接顶、老顶范围明显加大;从能否对支架产生变形压力角度将顶板岩层分为“无变形压力岩层”和“有变形压力岩层”,并给出了综放支架所受外载的解析计算式,依此分析了特厚煤层大采高综放开采因采厚加大,“有变形压力岩层”的范围将明显加大,从而导致矿压显现异常强烈的原因.

急倾斜多煤层上保护层保护范围的数值模拟594-598

摘要：针对急倾斜煤层上保护层俯伪斜开采的保护范围划定问题,采用三维快速拉格朗日法,通过模拟上保护层俯伪斜开采后被保护层的应力场及变形场的动态发展过程,确定了随着上保护层工作面的推进,被保护层的垂直层理面应力和煤层变形规律;根据上保护层开采后的应力卸压保护准则和煤层变形保护准则,确定了上保护层沿走向和倾向的保护范围.研究表明,急倾斜煤层俯伪斜上保护层开采后,上保护层俯伪斜采煤法沿倾向上、下边界的卸压角分别为81.5和74°;沿走向的卸压角在倾向上呈非均匀分布,大小为30~52,°伪倾斜工作面中部的走向卸压角最大,为52°.数值模拟结果与现场考察结果比较接近.

采动影响下巷道变形机理与破坏模式599-604

摘要：通过对甘肃金川二矿地下开采后应力场的分布研究,指出巷道变形、破坏与最大主压应力场的分布具有良好的对应关系,其变形破坏特征在不同阶段、不同部位有着一定的相似性和渐变性,并且给出了巷道变形、破坏的模式和分布特征,合理解释了深部巷道围岩的变形特征,阐明了破坏的机理.

充分采动阶段覆岩多层空间结构支承压力研究605-609

摘要：将采场上方直至地表的岩层视为采场上方的覆岩空间结构,基于微地震定位监测,圈定采场覆岩多层空间结构的范围,研究覆岩空间结构岩层运动发展规律,建立覆岩空间结构走向支承压力模型;利用力学方法,得到走向支承压力计算公式;利用上述计算方法,研究了新汶矿业集团华丰煤矿1410工作面走向超前支承压力分布规律,并与现场微地震监测结果进行了对比分析.研究表明：上述方法适用于深部采场岩层运动范围扩展后的充分采动阶段采场走向支承压力的估算和预测.

基于固流耦合理论的覆岩破坏特征及涌水量预计的数值模拟610-613

摘要：通过FLAC3D的流固耦合功能建立了计算模型,模拟了在多含水层及海水等大型水体条件下,煤层开采过程中顶板破坏场、孔隙水压力分布以及在动态开采中水流矢量分布.并在此基础上,通过FLAC3D内置Fish函数,计算了开采过程中工作面最大涌水量.结果表明,随着开采形成的断裂带和含水层沟通,含水层水向采空区渗入,在前方煤壁处发生突水,并计算得到工作面最大涌水量为15.5 m^3/h.

重要启事618-618

摘要：为提高本刊刊登论文的质量，禁止抄袭、伪造、剽窃、不当署名、一稿多投等学术不端行为在本刊的出现，《煤炭学报》编辑部从2009-01—01正式启用“科技期刊学术不端文献检测系统”对投稿到本刊的论文进行检测，如发现以上现象的论文，编辑部将进行严肃处理．

基于井壁监测信息的竖向附加力反演及井壁破坏分析619-623

摘要：提出基于监测信息的应变优化反分析荷载的方法,即以井壁应变监测信息为依据,将竖向附加力作为设计变量建立分析模型,不断改变设计参数,使计算值与监测结果逐步逼近,从而反演作用在井壁不稳定地层段上的竖向附加力,最后依据所设模型的反演参数编写优化文件.在得到附加力基础上对井壁进行数值分析,结果表明,施加4 a附加力后井壁内侧开始进入塑性,塑性区最早出现在表土与基岩交界面附近;经过10.4 a后,在基岩交界面附近出现周圈裂缝,井壁发生破坏.

爆炸作用下空孔周围应力场变化的模型实验624-628

摘要：为了研究空孔在爆破中的作用机理,应用爆炸载荷动态焦散线测试系统,模拟爆破过程,进行了PMMA（有机玻璃）模型透射式动态焦散线实验,着重研究了爆破中空孔周围应力场变化过程.结果表明,空孔对应力波导向作用很明显;空孔附近主应力差瞬间达到最大值,随后呈振荡变化的下降趋势;空孔附近最大拉应力方向基本在垂直于炮孔与空孔连线的方向变化.

基于相位推算法的锚杆施工质量无损检测分析方法629-633

摘要：将相位推算法引入到锚杆施工质量的无损检测分析中,首先对采集信号进行傅氏变换和数字滤波,将采集信号的主频作为相位推算法计算式中的频率初始值,再利用相位计算结果随时间的变化规律,判断锚杆底端或缺陷位置处的反射信号.通过对实测锚杆资料的处理结果来看,在锚杆底端或缺陷位置处信号的相位曲线会发生明显的畸变,由此可准确判断反射信号的位置,确定锚杆长度、灌浆饱满度以及缺陷位置.研究结果表明,利用瞬时相位曲线可迅速准确地识别锚杆底端与缺陷处的反射信号,由此分析锚杆施工质量,提高了应力波无损检测方法解释结果的可靠性.

考虑应变软化及剪胀的井壁稳定统一解634-639

摘要：基于统一强度理论和弹脆塑性软化模型,考虑岩石应变软化和剪胀特性,对井壁围岩进行弹塑性应力和位移分析,推导出井壁围岩缩径问题的弹性极限荷载、井眼压力和井壁位移统一解,并给出了井眼压力、井壁位移与塑性软化区半径之间的关系.进一步分析统一强度理论参数、应变软化特性参数和剪胀特性参数对统一解的影响,克服了以往基于Mohr-Coulomb强度准则或双剪强度理论的理想弹塑性解的不足,所得统一解可适用于不同强度理论的各类岩石材料的弹塑性分析.以井壁位移或变形作为控制条件的工程,不能不考虑剪胀的影响.

基于纵向数据与突变理论的边坡滑坡预测新方法及其应用640-644

摘要：基于边坡位移监测数据满足纵向数据部分线性模型的假定,采用广义最小二乘法求得回归系数和回归函数,应用B样条法对坡表水平位移和观测时间进行回归分析,得到纵向数据部分线性模型函数.然后将该函数依泰勒级数展开并截取部分函数项,通过变量代换转换成尖点突变模型形式,由突变判据进行边坡滑移危险性识别及边坡滑坡预测.该新方法的提出丰富了滑坡预报理论,并得到了现场实测数据的验证.

顶板含水层对煤层气井网产能的影响645-649

摘要：根据煤体的岩石力学性质和弹性本构关系推导出了考虑基质收缩效应的煤裂隙渗透率模型,并在此基础上建立了三维煤层气垂直井网的非平衡吸附拟稳态条件下的气-水两相流动数学模型.编制程序并利用沁水盆地南部某区的资料对五点式煤层气井网开采进行了模拟预测,结果表明：石炭系K2灰岩层局部富水性较强,在煤层气开发实践中,尤其在压裂增产改造过程中可能对煤层气的开采造成直接不利影响,同时基质收缩对裂隙渗透率的影响也不容忽视.

徐州矿区充填复垦地重金属污染的潜在生态风险评价650-655

摘要：为了保证矿区充填复垦场地健康、稳定和可持续利用,采用Hakanson生态风险指数法对矿区充填复垦地中Hg,Cd,As,Cu,Pb,Cr和Zn等7个污染要素进行了分析,研究了充填复垦地土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性.结果表明：煤矸石充填复垦土壤的综合污染指数平均值为32.20,处于很高的污染程度,其生态风险指数为443.21,潜在生态风险为较高;比照地的综合污染指数平均值为21.85,处于较高的污染程度,其生态风险指数为344.65,潜在生态风险为较高;而粉煤灰充填复垦土壤的综合污染程度为17.06,处于较高的污染程度,其生态风险指数为256.96,潜在生态风险为中等.研究区土壤整体处于受污染状态,主要受到Cd和Hg的污染.

构造煤成因-结构-构造分类新方案656-660

摘要：借鉴构造岩的分类方法和前人的研究成果,依据构造煤的成因、结构和构造,提出了一套既适合煤矿瓦斯灾害防治又适合煤层气开发的新的成因-结构-构造分类方案,将构造煤划分为脆性变形和韧性变形2个变形序列8个煤类,其中,脆性变形序列的构造煤又进一步划分出片状序列和粒状序列,同时,重新厘定了不同类型构造煤的变形性质和结构、构造特征.

球带型障碍物对气云爆燃强度影响的实验与数值模拟661-666

摘要：实验研究了内置球带型障碍物半径、屏蔽角对气云爆燃超压的影响.基于流体力学控制方程组、k-ε湍流方程和EBU-Arrhenius燃烧模型,建立了可燃气云爆燃的理论模型,并采用SIMPLE算法进行了数值求解.实验结果表明,内置球带型障碍物对可燃气云爆燃强度具有较大的增强作用,最大超压可达到无障碍物时的12倍以上.计算结果与实验值相比较,最大相对偏差为19.6%,平均相对偏差为5.67%.

自燃采空区耗氧-升温的区域分布特征667-672

摘要：联立求解采空区非线性渗流、多组分气体弥散和温度场,用表征温度（数值解）表达自燃程度和氧化区域分布特征,同时考虑垮落层位上氧化的非均匀性、工作面推进度和动态边界等各影响因素.在考虑升温情况下,采空区自燃“三带”划分方法与表征温度场方法具有一致性,温度场方法表达更具体.计算得到,虽然主自燃危险区处在上游进风侧,但因垮落层位的耗氧差异,在回风边界处（上、下双层流汇流）也可能形成局部高氧浓度区.在“定向漏风供氧-煤耗氧-工作面推进”三者综合作用下,激烈氧化升温带位于高温区的前沿,形成趋于平衡的升温分布区;最高升温点处在氧浓度分布低值区.随着高温区的强烈耗氧和工作面推进移动,高氧区与高温区的分离趋势加大.