综放开采顶煤放出规律三维数值模拟
摘要：综放开采中支架上方顶煤在矿山压力作用下破碎成散体，其力学特性与均质岩体相比有较大差异。基于离散元的三维颗粒流程序（PFC3D）能真实地反映顶煤放出过程，建立了综放开采顶煤放出的三维数值模拟模型，进行了不同采放比、放煤步距和放出体形态等的模拟。初始放煤过程中，顶煤颗粒会形成稳定的速度场及二次松散区域；顶煤放出体呈现出支架限定的类偏转椭球体，放出体轴偏角随放煤时间增大呈指数关系减小，放出体高度随放煤时间增大呈幂函数关系增大；顶煤放出体切割煤矸分界面所形成的漏斗面是一个中心轴朝采空区偏移的三维漏斗曲面；不同采放比与放煤步距下，顶煤采出率随工作面的推进呈现出典型的渐进稳定效应。复杂结构薄煤层工作面煤壁破坏规律及应用
摘要：含结核及夹矸薄煤层综采设备研制及开采工艺设计需依据矿山压力规律。采用理论分析、数值模拟、井下实测等方法，研究了薄煤层支承压力与煤壁破坏规律、支架阻力与煤壁破坏的关系，提出了利用矿山压力作用的合理截深与支护强度。研究表明：薄煤层工作面煤壁非弹性区宽度小，支承压力峰值位置距煤壁近，煤壁破坏深度仅0．5-0．6m；深度0．6m处的煤体抗压入强度是0．2m处1．5倍；利用矿山压力降低截割难度的小截深为0．4～0．6m；支架阻力对煤壁破坏深度有明显影响，利用矿山压力破煤的合理工作阻力为2600kN。通过应用实现了结核及夹矸的有效截割或剥落。微震震源定位可靠性综合评价模型
摘要：微震震源定位受定位方法、微震台网布置、波速模型和到时等因素的影响，单一指标很难对震源定位结果进行全面评价，因此提出了一种包含事件残差指标、敏感度指标和触发序列指标的震源定位可靠性综合评价方法。采用改进的L1范数统计准则计算微震事件残差，并根据事件残差的取值范围确定了可评价震源定位精度的事件残差指标；根据给定波速误差后震源定位结果之间差值的大小，提出了敏感度指标，主要对定位稳定性进行评价；基于观测触发序列和计算触发序列匹配度，并结合微震台网布置和有效传感器数量，提出了触发序列指标，该指标能够同时反映定位精度和稳定性；综合以上3种评价指标，建立了微震震源定位可靠性综合评价模型。通过现场试验验证，表明该模型能够对定位精度和稳定性进行全面有效评价，评价结果可以作为衡量微震监测系统定位可靠性的实用依据。基于Weibull模型的高台阶抛掷爆破爆堆形态BP神经网络预测
摘要：为了预测高台阶抛掷爆破爆堆形态，引入Weibull模型作为数学模型对实测爆堆曲线进行模拟，在此基础上，将试验中影响爆堆形态的8个参数与模拟得到的Weibull控制参数及松散系数作为输入输出层学习样本，建立BP神经网络。结果表明：Weibull模型可以较好地模拟真实爆堆。利用训练完成的BP神经网络预测爆堆形态时，各参数的预测误差均未超过5％，预测爆堆曲线接近真实爆堆曲线，其中Weibull模型控制参数的预测精度直接影响预测结果，松散系数f的预测精度则在将Weibull概率密度函数反无量纲化的过程中间接影响预测效果。无限大区域内少量冻结管稳态温度场解析解
摘要：在人工地层冻结法施工中，为满足一些特殊的工况需求，常采用布置两管或三管等少量冻结管的形式，虽然现在已有2根冻结管排列与3根冻结管以等间距直线排列时的稳态温度场解析解，但是遇到三管以其它形式排列的情况时，这些解已经不能满足需求。采用势函数叠加理论推导了3根冻结管以任意形式排列时的稳态温度场解析解。在此基础上得出了3根冻结管以等间距和不等间距直线、等腰三角形及直角三角形等排列形式下的温度场特定解。采用热学数值模拟方法对解析解进行了验证。结果表明，解析解计算结果与数值模拟结果较吻合，解析解正确。同时验证了采用势函数叠加法推导出的两管排列与三管等间距直线排列时的稳态温度场解析解与已有解完全相同。基于移动火源的隧道拱顶温度分布规律实验研究
摘要：为掌握行进中的着火机动车对隧道拱顶温度场分布的影响规律，以公路隧道为原型建立了1：20小尺寸实验系统，在隧道自然通风条件下，模拟了移动火源以0．5，0．8和1．0m／s等不同速度在隧道中行进、停止直至熄灭的火灾过程。研究了移动火源进入隧道后的隧道温度场及火灾过程中隧道拱项沿纵向温度分布特征、测点温度峰值及梯度变化等规律。研究结果表明：①当火源行进速度为0．5m／s时，燃烧更加充分，隧道拱顶温度达到峰值，比其余两组高40和50℃；②移动火源的存在，打破了顶棚射流拱顶热烟气与下部冷空气的对流循环动态平衡，减弱了热对流效应，使得隧道内温度降低更缓慢。真空变压吸附提浓煤矿乏风瓦斯的排放气充压过程
摘要：针对传统的变压吸附循环不能很好地适应乏风瓦斯提浓的问题，建立了以活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附实验装置，提出了一种适合煤矿乏风瓦斯提浓的三塔排放气充压流程，以此提高煤矿乏风瓦斯的提浓效果，并对该流程进行了实验研究。结果表明：在变压吸附回收重组分甲烷的过程中，采用排放气从吸附塔上端充压可以有效降低排放气中甲烷的体积分数。在排放气甲烷体积分数相同的情况下，采用排放气充压可以延长穿透时间，提高产品气中甲烷的体积分数。随着排放气充压比的增大，产品气中甲烷的体积分数先上升，后趋于平稳；排放气中甲烷的体积分数则先下降，后趋于平稳。煤体吸附瓦斯过程表面电位特征实验研究
摘要：为了研究煤体吸附瓦斯过程表面电位特征规律，设计了煤体吸附瓦斯过程的表面电位实验系统，测试了不同压力下煤体吸附瓦斯的电位信号。实验结果表明，煤体在吸附瓦斯过程中能够产生表面电位信号，且随着吸附时间的增长表面电位信号逐渐增大。对于同一个煤样，不同瓦斯压力下吸附过程中煤体产生的表面电位信号对前一次吸附瓦斯压力下煤体产生的电位信号具有记忆效应，当吸附瓦斯压力超过前一次吸附瓦斯压力值时，煤体产生的表面电位信号较大。而当吸附瓦斯压力低于前一次吸附瓦斯压力值时，煤体产生的表面电位较小。煤体吸附瓦斯产生表面电位信号的主要原因是瓦斯气体在煤体孔隙内渗流时产生流动电势，以及瓦斯气体对煤体微裂纹、裂隙的破坏产生的自由电荷等。《煤炭学报》综合排名挺进前十名
摘要：9月27日，2013年中国科技期刊论文统计结果，《煤炭学报》总被引频次达到了3812，影响因子达到了1．238，综合评价总分为93．8分，综合评价总分在统计的1994种科技核心期刊中名列第9位。相比2012年的各项指标（总被引频次3191次、影响因子1．119、综合评价总分82分、综合排名第34位等），2013年各项指标均有所突破，又上了一个新台阶。淮北矿区祁东井田中生代岩浆侵入作用对煤层瓦斯赋存的影响
摘要：结合淮北矿区祁东井田地质背景，分析了中生代岩浆侵入特征及其对煤层、煤质和瓦斯赋存的影响。研究发现，从上部3：号煤层到下部9号煤层，岩浆侵入范围和强度逐渐增大，煤的变质程度逐渐升高，9号煤层煤样镜质组最大反射率高达3．7％；化学性质发生差异，挥发分减少，碳含量增高，氢含量略有降低，H／C原子比下降，认为叠加在深成变质作用基础上的岩浆热变质作用是造成这些现象的主要原因。祁东井田岩浆岩主要以岩床形式顺煤层上部侵入，同一煤层局部瓦斯含量高异常部位与岩浆侵入部位一致，认为这与岩浆侵入引起煤的二次生烃导致煤生气量增大和吸附性增强，及岩浆岩成为煤层直接顶板对瓦斯的圈闭作用有关。淮南矿区A组煤层底板灰岩钻孔瓦斯喷孔综合探查分析
摘要：淮南潘谢矿区A组煤层开拓过程中，在巷道掘进施工钻孔中揭露灰岩发生瓦斯异常喷出现象，其瞬间涌出量大使得巷道掘进地质条件复杂。为查清喷出气体状况，采用地球物理与化学综合勘探方法对气体来源、储气空腔及导气通道等内容进行探查与判断。根据钻孔喷出气体成分及同位素测定，判断灰岩层中集气与A组煤气体不同源，即灰岩层段具有生贮气能力；物探查明在二灰和三灰岩层之间存在多处瓦斯贮气空腔或潜在的贮气空腔，在平面上大致沿轨道上山方位呈串珠状展布，且在三灰岩层中局部岩溶裂隙发育；连通试验表明1煤层底板各岩层之间连通性较好，且主要是通过煤层底板灰岩相连通，其岩溶及裂隙较发育。综合探查分析获取的成果得到后期施工钻孔证实。可降解钻井液对煤岩渗透率的影响评价
摘要：在煤矿瓦斯（煤层气）抽采过程中，要求钻井液既能有效地保持孔壁稳定，又尽可能降低对煤层的伤害。笔者分别以原状煤样（模拟较致密的煤岩）和人工煤样（模拟较松散或大裂隙煤岩）为实验对象，通过比较不同阶段（污染前、污染后、生物酶解堵和酸化解堵）煤岩渗透率的变化，评价了可降解钻井液对煤岩的暂堵与解堵效果，并探讨了其现场实施工艺。通过实验发现：可降解钻井液能满足钻进煤层时的护孔要求；采用“生物酶＋稀盐酸”浸泡解堵工艺可清除聚合物和碳酸盐岩类矿物带来的伤害，而单独使用其中一种工艺均会降低解堵效果；稀盐酸解堵的效果取决于煤岩和可降解钻井液中碳酸盐岩类矿物的含量；对煤岩进行加热处理可以提高其气测渗透率；可降解钻井液的现场实施工艺方便，应择机在煤层气钻井领域进行现场试验。梅河盆地古近纪梅河组有机质富集规律及沉积演化研究
摘要：为完善梅河盆地油页岩、煤等能源矿产形成机制，通过对梅河盆地全取芯井岩芯的详细观察，以系统的有机地球化学测试分析为基础，结合本区区域地质特征，研究了梅河盆地梅河组沉积环境演化及有机质富集规律。在梅河组识别出冲积扇、扇三角洲和湖泊3种沉积相，梅河组底部砂砾岩段主要发育冲积扇中扇，下部含煤段为扇三角洲平原和前缘，中部泥岩段则为半深湖一深湖，上部含煤段和绿色岩段分别为湖沼和浅湖沉积，其中煤主要发育在扇三角洲河道间沼泽和湖沼相，而油页岩沉积于半深湖一深湖环境中。梅河组自下而上泥岩中有机质含量呈现出先增加后减少的趋势，有机质类型则由Ⅲ型变为Ⅱ2，Ⅱ1再变为Ⅲ型，有机相也由E—A—E。综合研究表明，由构造演化和古气候引起的基准面、沉积环境、有机质供给和保存条件的变化，导致沉积的泥岩中有机质丰度和类型明显不同，在盆地初始沉降阶段中期和萎缩阶段初期，稳定浅水地带高等植物大量繁殖，同时陆源碎屑供给较少，水底具有良好的保存条件，易于形成煤层沉积；而在盆地最大沉降阶段，稳定深水区域，伴随着较高的湖泊生产力和良好的保存条件，形成油页岩沉积。太原西山煤田西铭-杜儿坪矿区煤级定型时间：来自锆石裂变径迹年代学的证据
摘要：为了确定太原西山煤田煤级定型时间，对太原西山西铭一杜儿坪矿区7个上古生界标志层砂岩中的锆石进行了裂变径迹热年代学分析，结果表明：除1个样品其裂变径迹年龄为168Ma，属中侏罗世外，其余6个样品的裂变径迹年龄集中在215—181Ma，为晚三叠-早侏罗世；西铭-杜儿坪矿区8号煤镜质组反射率所确定的古地温与锆石裂变径迹封闭温度一致，表明煤级定型时间为晚三叠一早侏罗世；太原西山煤田煤变质作用存在着差异性，大致以寨山-邢家社-东曲一线为界，分东、西两区，东区煤级定型时间为晚三叠-早侏罗世，西区为晚侏罗-早白垩世。预处理对鲁霍褐煤的成浆及气化特性的影响
摘要：针对褐煤原煤成浆特性较差，难以直接应用于水煤浆气化的问题，通过对水洗或酸洗后的鲁霍褐煤煤样进行热处理以达到改善其成浆特性的目的，并利用BET、工业分析、元素分析对预处理前后的褐煤性质进行表征。用预处理后的褐煤湿磨制浆，考查其成浆性，结果表明：预处理使得煤样的孔隙结构遭到破坏，比表面积减小，平均孔径增大，其成浆浓度和流动性均得以改善，酸洗后进行热处理的鲁霍褐煤成浆浓度可达到60％。用TherMax500热重分析仪对预处理后的鲁霍褐煤进行常压气化热重分析，研究了不同预处理方法对气化的影响，结果表明：水洗后热处理对煤样的气化反应活性影响不大，而酸洗后热处理会大大降低煤样的气化反应活性。气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性
摘要：采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置与采用安徽煤的Shell煤粉气化装置为对象，通过对煤灰、气化生成灰渣以及废水中氯元素含量的分析以及热力学分析，研究气流床煤气化过程中氯元素的迁移特性。研究结果表明：采用神府煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置中，煤中氯元素主要进入废水中，约为88．81％；采用安徽煤的Shell煤粉气化装置中，进入废水中的氯元素为43．03％，存在于粗渣和飞灰中的氯元素分别为34．93％，15．42％；氯元素主要在煤热解过程中释放出来，释放量与最终废水中的氯元素所占比例基本相当；气化温度和进料形态（水煤浆或煤粉）能显著影响产物中氯元素的存在形式，HCl气体的比例随气化温度的升高而降低，水煤浆气化比煤粉气化产物中含有更多的HCl气体；采用安徽煤的Shell煤粉气化装置，Na，K，cl元素在飞灰中相对富集，这使得最终排放的废水中氯元素的量减少。自燃煤矸石山覆盖层空气阻隔性的测试装置及其可靠性
摘要：检测覆盖层的空气阻隔性，是自燃煤矸石山治理实践亟待研究和解决的问题，也是自燃煤矸石山覆压效果监测的迫切要求。研究了一种大尺寸土质试样透气性的测试设备，利用正压差法直接测定自燃煤矸石山覆盖层试样的空气阻隔性，并对覆盖层阻燃效果进行有效性评价。设备由密闭气腔、压力源、计量元件三大部分组成。密闭气腔直径为120—240mm，由3段腔体依次密封连接而成，上游段为注气腔，下游段为排气腔，中间段为放置有待测土质试样的测试腔；压力源为空气压缩机并串联空气减压阀；计量元件为气压表、流量计或可读气体流量的仪表。对设备性能进行检测，气密性检测表明该设备在压差0．2MPa时，10h之内可以保证密闭，能满足本试验中土质材料覆压阻燃效果的测试要求；对设备进行数据重现性及重复性检测，结果显示偏差系数均小于10％。对一组不同密实度粉煤灰试样的空气渗透性进行了测试，试验结果表明，不同试样的空气渗透速度与试验压差均呈线性比例递增，且线性模型的斜率随试样密实度增加而减小；在压差小于0．05MPa的范围内，根据透过阻隔性较差的粉煤灰的空气渗流速度计算雷诺数，结果均小于1；不同的压实功能作用下，密实度大的试样渗透率较小，空气阻隔性能好，设备检测结果符合客观实际。单轴振动筛运动模拟及筛面上单颗粒运动规律
摘要：建立直角坐标系，其坐标原点与筛机质心重合，Y轴由筛机质心指向激振器旋转中心。通过对单轴振动筛受力分析和微分方程求解，得到筛机上任意点的位移解析表达式，发现筛机的质心处为圆运动，而Y轴上点（0，-R’）的运动为直线往复运动，其幅值与质心运动圆半径相等。因此，筛机的运动可用曲柄一连杆一滑块机构中的连杆模拟；利用几何作图法，能够找出筛机上任意点曲柄转过任意角度时的位移，从而描绘出该点的运动轨迹；利用连杆的速度瞬心法，能够得到筛机上任意点任意时刻的运动速度；利用颗粒运动抛物线和时间步长减半法，可以得到颗粒及筛面的运动状态，进而找到颗粒落回筛面的接触点，得到颗粒被抛起后相对筛面的运行距离，将筛机及颗粒的复杂运动变得简单、直观。
