煤炭的科学开采
摘要：针对煤炭在我国能源中的地位以及巨大的产能和产业的负外部性对环境和安全的影响,全面阐述了科学采矿的内涵以及实现科学采矿在管理、科技和经济方面的要求,提出了实现科学产能的条件。认为要实现科学采矿,必然要求实行煤炭完全成本化。深部巷道围岩分区破裂化数值模拟
摘要：对应变软化模型岩体的变形机理进行分析,确定了巷道围岩产生分区破裂的前提条件为岩体变形进入峰后塑性及残余破坏阶段。对地下硐室围岩应力变形状态进行FLAC数值模拟,并基于破坏接近度指标对围岩完整状态进行描述。结果表明：分区破裂化与岩体峰后特性密切相关,是应变软化模型特有的属性,理想弹塑性模型并不能产生分区破裂化;计算结果对网格精度具有依赖性,当近巷网格大小为巷道半径的1/60时,巷道围岩出现螺旋带破裂区域,产生分区破裂,而在粗糙网格下则为传统弹塑性环状对称变形;分区破裂化区域受平面内侧压力系数影响显著,分区破坏主要集中在硐室围岩应力较大的方位;分区破裂化是巷道开挖过程中二次应力场在时间和空间重分布的结果。深部巷道围岩分区破裂化弹塑脆性分析
摘要：考虑围岩在空间轴对称受力状态下弹性、塑性、脆性状态的转化,提出了深部围岩分区破裂化现象是围岩在特定条件下拉伸破坏与脆性张裂破坏不断重复的结果。分析了巷道围岩的弹塑性应力场,说明了支撑压力线处的环状连续拉伸破坏是分区碎裂化产生的必要条件,并给出了拉伸破坏处的半径公式。结合Griffith强度准则,推导了围岩由弹性状态转化为脆性张裂破坏的半径关系式,以此来确定破裂区范围。实例计算结果表明,破裂带的宽度和位置都与现场实际观测结果吻合较好。油页岩矿松软破碎围岩巷道变形机理及控制技术
摘要：为了探讨松软破碎围岩巷道合理的控制方法,通过现场调查、实验室实验和理论分析及数值计算方法,对吉林桦甸油页岩矿支护现状进行分析,总结破坏原因。并针对其破坏特点,提出了以自钻注浆锚杆为核心,锚网喷＋全封闭U型钢可缩性金属支架耦合支护技术。工程实践表明：采用自钻注浆锚杆为核心的耦合支护结构,有效地解决了松软破碎围岩巷道的支护问题。利用声发射法和变形率变化法联合测定地应力
摘要：针对葡萄牙南部Neves-Corvo,SA（Somincor）矿区一垂直钻孔钻取的岩芯,利用声发射法（AE法）和变形率变化法（DRA法）联合测定该区域垂直向地应力。试验表明：矿区垂直向地应力呈现随深度增加而增加的趋势,但由于受褶皱、断裂等多种地质因素的影响,随深度的增加,由AE法和DRA法测得的地应力值差别也越大;通过AE和DRA试验曲线确定地应力在较大程度上依赖于对试验曲线中拐点的判断,而这种判断必须结合曲线本身的特点进行。在同一个试样上同时利用AE法和DRA法测定其地应力不仅是可行的,二者还可相互印证,确保了试验数据的可靠性。胡家河煤矿主井井筒冻结壁岩石力学特性研究
摘要：以陕西胡家河煤矿主井井筒选取的煤岩及砂岩作为具有代表性的岩样,在MTS815试验机上进行不同围压及不同冻结温度条件下的单轴及三轴压缩试验,分析煤岩及砂岩在相同围压不同冻结温度条件下及相同冻结温度不同围压条件下的强度特性,并对2种不同岩样的同一性和差异性进行了比较。结果表明,煤岩和砂岩在冻结的效应方面有着明显的差异性,富水砂岩冻结后对温度的敏感程度要高于煤岩,主要原因是其岩石的内部结构性的差异。特厚黏土层冻结压力研究与应用
摘要：实测了河南赵固一矿主、副、风井197～507m共7个黏土层的冻结压力。测试结果表明,冻结压力随测层埋深增大,同一层位的冻结压力呈非均匀分布,局部存在较高的集中应力。分析了特厚黏土层冻结压力变化规律及显现特征。应用黄金分割理论确定测层冻结压力值,提出了不同深度冻结压力参考值。盾构掘进土压控制模型的建立及仿真
摘要：为建立以密封舱压力平衡为目标的土压控制模型,提出了采用机理分析与LS-SVM技术相结合的方法。首先对盾构掘进过程进行机理分析,根据掘进过程的连续性方程、力学平衡方程等,建立了密封舱土压控制模型;由于盾构总推力、推进速度、螺旋输送机转速等施工参数对密封舱土压的影响程度不同,在模型中引入了权重系数γ。然后基于LS-SVM技术建立了误差模型并求取参数γ的最优值。最后通过仿真验证了模型的有效性。低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验
摘要：针对低透气性高瓦斯煤层群首采卸压层瓦斯涌出量大、瓦斯治理困难的现实条件,在模型试验和理论研究的基础上,揭示出煤层群首采关键卸压层开采后采动影响区内顶、底板岩层裂隙的动态演化规律和卸压瓦斯运移规律,发现采空区侧存在＂竖向裂隙发育区＂,弯曲下沉带和底板膨胀变形带内煤体发生膨胀变形,煤层的透气性显著增加。2371（1）工作面煤气共采实践表明,工作面最大绝对瓦斯涌出量70.46m3/min,平均56.71m3/min,瓦斯抽采率达85.2%,其中抽采的高浓度瓦斯比例为67.25%,抽采的低浓度瓦斯比例为32.75%,保证工作面的安全回采,实现了煤与瓦斯安全高效开采。近距离上保护层开采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采参数优化
摘要：为确保近距离上保护层工作面的开采安全,同时有效抽采下被保护层的卸压瓦斯消除其突出危险性,开展了近距离上保护层开采工作面的瓦斯涌出规律研究,在此基础上对被保护层的卸压瓦斯抽采参数进行了优化。研究结果表明：下被保护层12煤层位于上保护层开采后形成的底臌断裂带内,层间裂隙发育充分,保护层工作面瓦斯涌出量大多来自被保护层的卸压瓦斯;在采用底板岩巷上向网格式穿层钻孔对被保护层进行卸压瓦斯抽采时,被保护层卸压瓦斯流向保护层工作面还是穿层钻孔由瓦斯在裂隙中流动形成的沿程阻力决定;被保护层12煤层穿层钻孔间距确定为1倍层间距大小,即穿层钻孔间距为16m。工程应用表明,该设计参数能够满足保护层安全开采及被保护层消除突出危险性的要求。瓦斯压力对原煤渗透特性的影响
摘要：以松藻煤电公司渝阳煤矿8号突出煤层原煤试样为研究对象,利用实验室研制的三轴渗透仪,进行不同轴压围压条件下瓦斯压力对突出原煤渗流特性试验。试验结果表明,瓦斯渗流速度随着瓦斯压力的增加而增加,呈显著的二次多项式函数关系;随着瓦斯压力的增加,突出煤体的渗透率呈现出先减小后增大的趋势,具有明显的Klinkenberg效应;渗透率随瓦斯压力的增加呈＂V＂字形变化,具有明显的阶段性;随着瓦斯压力的增加,Klinkenberg系数b与绝对渗透率Kg之间呈显著的幂函数关系;瓦斯压力p与渗透率K之间呈显著的二次多项式函数关系。基于Matlab采空区自燃“三带”的分析
摘要：针对目前沿工作面两巷布点不能很好地观测采空区自燃＂三带＂分布的问题,提出沿工作面全线布点的方法观测采空区自燃＂三带＂,选取一个试验工作面进行自燃＂三带＂观测,观测数据包括O2、CO2、CH4浓度和温度。利用Matlab得出采空区内O2、CO2、CH4浓度和温度的立体分布和等值线图。以O2作为划分自燃＂三带＂的指标,利用Matlab得出采空区自燃＂三带＂的分布范围,并且从图上得出各个测点的自燃＂三带＂范围。最后,利用O2、CO2、CH4浓度和温度进行叠加,得出采空区危险区域的范围。煤尘爆炸传播特性的实验研究
摘要：用实验方法,在长1.5m、直径0.3m的爆炸腔体与80mm×80mm方形断面管道对接的实验装置中进行煤尘爆炸传播特性研究。研究结果表明,爆炸火焰区传播距离远大于原始煤尘积聚区长度,爆炸传播过程中各测点冲击波压力出现先＂升＂后＂降＂变化,冲击气流衰减变化与爆炸煤尘量和断面有关,爆炸毒害气体并非一开始就扩散传播,而是在动压作用下冲击一段距离后开始扩散,可能存在膨胀极限区。管道中煤尘爆炸特性实验
摘要：在长度为32.4m、内径为199mm的圆形管道中采用强点火方式对甲烷-空气混合物及甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压传播规律及爆速进行了研究。研究结果表明：强点火条件下甲烷-空气混合物的最大爆压和爆速分别为4MPa、1766m/s,在标准状态瓦斯爆炸极限浓度外2.5%、4.1%、15.2%时也出现稳定爆轰。相同浓度甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压及爆速要大于甲烷-空气、煤尘-空气混合物,甲烷-煤尘-空气混合物在爆炸当量浓度时,随着煤尘浓度越大,瓦斯浓度越小,爆炸超压和爆速越小。矿井降温系统优选决策理论研究与应用
摘要：针对目前矿井制冷降温系统设计与优选的粗略性,提出一种矿井制冷降温系统方案优选决策方法。首先从众多能够反映矿井降温系统特性的指标中,按照技术、经济、环境影响三个方面,确定10个指标形成矿井制冷降温系统方案优选决策评价指标体系;其次采用相对重要性序列矩阵法确定了各指标的权值;最后提出运用多目标决策法对矿井降温系统设计方案进行优选决策。研究成果在山东赵楼煤矿的应用表明：井下集中式冷水降温系统适合赵楼煤矿具体条件,可以较好地解决矿井采掘工作面的高温热害问题;系统建立后,降温效果显著,采掘工作面温度降低幅度最小4.2℃,最大可达9.0℃;应用所确定的评价指标及其权值,采用多目标决策法能够客观公正地确定出最优降温方案。滑脱效应影响的低渗储层煤层气运移解析分析
摘要：采用理论分析方法建立了滑脱效应影响的低渗透储层煤层气运移的数学模型,得到了有限长煤层气体稳态流动的采场压力分布解析式;无限长煤层和球向坐标煤层气体瞬态流动的采场压力分布解析式和相应的产量预测公式。通过具体矿区实例分析了抽采过程中低渗透储层滑脱效应影响的采场压力变化规律和气体产量预测规律。顶峰山矿区39号煤层的煤岩学与煤相特征
摘要：利用煤岩学和沉积地球化学相结合的方法,从煤岩学、沉积学、古植物和沼泽水介质动力条件等方面对福建龙永煤田顶峰山矿区二叠系童子岩组主采39号煤层进行了研究,结果表明：39号煤层的煤相包括4种类型,即闭流沼泽相、障壁岛-泻湖沼泽相、强覆水森林沼泽相和浅覆水森林沼泽相,其中强覆水森林沼泽相是该煤层煤相类型的主体,在沼泽演化过程中占有主导地位;沼泽覆水深度的变化会引起煤相组合和旋回结构的相应变化。煤层从下而上由浅覆水森林沼泽相、强覆水森林沼泽相和弱覆水森林沼泽相等组合而成,韵律明显。沼泽水动力条件同样经历了由弱—强—弱的演化过程,沼泽水流具有由滞流—活动—滞流的周期性变化特点,泥炭沼泽水介质总体上处于弱—强还原环境;该煤层在其形成过程中不断受到海陆两方面的影响,泥炭沼泽发育过程呈现出波动式变化,导致泥炭沼泽类型呈跳跃式演化,从而形成了一套海陆交互相的成煤沼泽环境,表现为障壁岛-泻湖沉积体系的沉积特征。能识别煤层中垂直断距小于3m的断层吗？
摘要：目前的地震勘探技术是建立在均匀、各向同性、完全线性弹性介质假设理论基础上的,对于精细地质构造的识别难以突破理论地震分辨率的限制。若地震建模时考虑到地下介质的初始应力场不为0这一客观存在,就必须按照介质的非均匀或各向异性进行参数表征。在此基础上,进行了均匀各向同性、非均匀和各向异性介质假设下射线追踪的数值模拟;对比分析发现,即使对于垂直断距小于3m的正断层（且假设无水平断距）,在现有地震采集频带下,断层也会在非均匀与各向异性介质假设下的地震反射信号振幅和相位上表现出较大的异常;其异常变化的空间范围远大于断层垂直断距,使得识别这种小断层成为可能或可靠性提高;而且数值模拟显示小断层的各向异性波场特征格外明显。实际多分量地震数据解释也显示,通过PP、PS波的对比,有利于识别小断层。
