多采空区下坚硬厚层破断顶板群结构的失稳规律
摘要：为弄清多采空区下坚硬顶板群结构的破断失稳对工作面矿压的影响，根据大同矿区多采空区坚硬厚层破断顶板群的赋存条件，采用理论分析、相似模拟实验和现场实测分析相结合的研究方法，对多采空区破断顶板群结构的失稳规律及其对工作面来压的影响进行了研究探讨。研究表明，多采空区下坚硬厚层破断顶板群结构的失稳具有一定的概率特征；采用威布尔多参数分布函数对破断顶板群结构的失稳形式具有很好的描述，并建立了近距离煤层群多采空区顶板群结构的失稳模型，确定了大同矿区坚硬顶板群结构的失稳参数，得到了侏罗系煤层群顶板结构的失稳率；通过对大同矿区永定庄煤矿15号煤层端头及中部位置矿压和支架阻力的实测分析表明，工作面上方破断顶板群结构的失稳率与工作面支架阻力大小具有相关性，验证了工作面坚硬厚层破断顶板的失稳规律。深部软岩巷道锚喷注强化承压拱支护机理及其应用
摘要：针对深部软岩巷道围岩总变形量大、收敛速率快、持续变形时间长以及支护系统损毁等矿压显现特点，分析了复杂应力场和高渗透压作用下的变形破坏机制，并结合深部巷道的“应力恢复、围岩增强、固结修复和主动卸压”控制原则，提出了集密集高强锚杆承压拱、厚层钢筋网喷层拱和滞后注浆加固拱于一体的锚喷注强化承压拱支护技术，并阐明其成拱及强化支护的机理。结合现场地质生产条件采用理论计算、数值模拟和工程类比法综合确定试验巷道围岩支护方案，并进行现场应用。现场实践表明，采用锚喷注强化承压拱支护技术后，巷道围岩总体变形量较小，围岩收敛率从扩刷修复前的2．6mm／d降至0．56mm／d，且支护系统亦无开裂损毁现象发生，实现了对深井软岩巷道的有效控制。深井巷道挠曲褶皱性底臌机理与控制技术
摘要：为研究巷道底臌的破坏机理，提高底板岩层的长期稳定和控制，保证矿井的运输生产正常，采用理论推导的方法，分析了巷道底板滑移线场、极限载荷和速度的运移演化特征，对大屯矿区千米深井层状岩体挠曲褶皱性巷道的底臌机理和控制手段进行了探讨。结果表明：巷道宽度和底板岩层内摩擦角是影响巷道底板应力区分布特征的主要因素，给合推导出的反底拱锚固梁力学模型可以对底板支护强度和锚固参数进行设计，可有效控制底臌。特别对于深井层状岩体巷道底板支护强度应达到0．4MPa时，底板岩层可达到长时稳定，孔庄煤矿2a期巷道底臌量小于10mm，表明研究成果具有较强的可行性与实用性。缓倾煤层采空区滑坡形成机制数值模拟研究
摘要：以贵州都匀马达岭滑坡为例，采用离散元方法，研究了缓倾煤层采空区滑坡的变形发展过程，提出了该类矿区滑坡防治建议。研究结果表明：采空区顶板塌陷导致上覆岩层弯曲-沉陷，地表产生沉降变形，同时采空区边界部位产生倾倒式拉裂，在地表形成深大拉裂；采空区上部岩体沉陷变形导致坡脚部位岩层往坡外剪切滑移；中部滑面沿变形后倾向坡外的层面和陡倾节理组合形成阶梯状滑面。滑坡形成机制可概括为由采空区顶板变形引发的阶梯状蠕滑-拉裂-剪切滑移式滑坡。缓倾煤层采空区滑坡的防治应从防止采空区顶板塌陷入手，通过回填矸石或加强顶板的永久支护来防治采空区上覆坡体的变形。煤矿巷道底板锚固孔排渣机理及应用
摘要：针对煤矿巷道底板锚固孔钻进过程中排渣困难的问题，分析了底板锚固孔钻进过程中的排渣过程，提出了底板锚固孔钻进排渣困难是由于“钻渣三区”的存在，得出“钻渣三区”是动态的依次逐步形成的，并最终同时存在；利用流体力学的基本原理，推导了冲洗液循环过程的沿程水力损失及在固液耦合作用下钻渣在冲洗液中上返的力学公式。根据现场基本情况，得出冲洗液在冲洗钻孔及排渣过程中的沿程水力损失对钻渣上返的速度vt影响极小，并确定了“钻渣三区”形成的条件。结果表明：在底板锚固孔钻进过程中，钻孔机具的选择、冲洗液流量的要求以及钻机转速、钻压的控制必须协调一致，控制钻渣聚集区的形成，在很大程度上避免钻渣聚集区的形成是加快钻进速度的关键。《煤炭学报》2013年Ei收录情况
摘要：根据Ei中国信息部的最新收录结果，本刊2013年第1～12期和增刊第1，2期共464篇，其中Ei Compendex收录论文464篇，收录率100％。高应变率单轴压缩下岩体裂隙扩展的细观位移模式
摘要：为了研究动态荷载作用下岩体裂隙扩展机制，通过细观颗粒平行黏结模型（PBM）的模拟，分析了高应变率单轴压缩条件下单裂隙岩样的损伤演化及细观位移场。高应变率大小对岩样最终破裂形态影响不大，但随应变率的增大，细观裂纹越多且局部化程度越强。随着裂隙倾角的增大，裂纹分叉交织越密，并在裂隙倾角≤45°和≥60°范围内分别具有相似的破裂形态。裂隙尖端翼裂纹是倾斜裂隙面相对滑移致使尖端撕裂的结果，高应变率下翼裂纹在峰后不再扩展。应变率越小，裂隙倾角越小，翼裂纹扩展的长度越长。定义了3类细观颗粒间的位移模式及其所形成的3类裂纹性质。将裂纹扩展概括为6种基本模式：翼裂纹＋张拉、顺翼裂纹、反翼复合裂纹＋张拉、顺翼复合裂纹＋张拉、共面复合裂纹和倾斜复合裂纹，其中复合裂纹为拉剪裂纹或压剪裂纹。盐岩蠕变特性及其非线性本构模型
摘要：为了研究盐岩的蠕变特性，利用RLW-2000岩石流变试验机对盐岩试件进行了三轴压缩分级加载蠕变试验。试验结果表明：在围压一定的情况下，随着轴向应力增大，盐岩瞬时应变、蠕变应变以及蠕变速率等均随之增大，同时进入稳态蠕变阶段所需要的时间逐渐延长；等时应力-应变曲线显示，盐岩蠕变具有非线性特征，且其非线性程度与蠕变时间和应力水平有关，蠕变时间越长、应力水平越高，非线性程度越高。基于非线性流变力学理论，提出了一种非线性黏滞体，其黏滞系数是所加应力水平和蠕变时间的函数，将非线性黏滞体替换常规Burgers模型中的线性黏滞体，建立了可描述盐岩非线性蠕变特性的MBurgers模型，并根据盐岩蠕变试验结果，采用曲线拟合法对MBurgers模型的参数进行了反演识别。拟合曲线和试验曲线对比显示，两者吻合良好，误差较小，说明该模型可以描述盐岩的蠕变特性。基于CT图像的土石混合体破裂-损伤的三维识别与分析
摘要：土石混合体是一种特殊的非连续非均匀地质材料，传统的岩土力学试验方法与分析理论难以直接用于分析其变形破坏行为。发展了一种基于CT扫描和图像处理技术的内部破裂与损伤的三维识别方法，利用自行开发的裂纹识别提取程序提取和分析了单轴压缩下不同含石率土石混合体变形破坏时的内部细观结构变化特征，建立了土石混合体破裂一损伤的三维重构模型，定量地分析了单轴压缩条件下土石混合体的内部损伤演化规律以及含石量的影响和作用。研究表明：该方法可以直观定量地表征土石混合体变形破坏的内部损伤特征与演化规律。石块对土石混合体损伤发展的影响与含石量密切相关，存在一个临界含石率。温度-浓度耦合作用下可溶岩钙芒硝溶浸细观结构演化
摘要：岩石细观结构通常随外部环境变化而逐渐发展演化，为了研究不同溶浸条件下钙芒硝细观结构演化的规律。通过对特殊的钙芒硝可溶岩在不同温度与浓度溶液中溶蚀过程进行显微CT观测，以孔隙率为表征参数，研究了不同温度、不同浓度盐溶液中，4mm×4mm×9mm长方体试样同一截面的孔隙结构演化特征。试验结果表明，各种条件下钙芒硝均由表及里进行溶解，孔隙发展具有明显的渐进过程；3种浓度条件下，钙芒硝在淡水中的溶浸速度及细观结构演化最快，孔隙率随时间呈线性规律急速增大。在常温淡水溶液中溶浸48h后，钙芒硝的孔隙率较初始孔隙率增大近10倍，而在半饱和与饱和盐溶液中仅增大1～2倍。不同温度条件下，95℃溶液比常温溶液作用下钙芒硝孔隙率演化速率提高了4～5倍。溶浸作用下钙芒硝可溶岩孔隙率演化存在显著温度与浓度效应。D-InSAR监测老采空区残余变形的试验
摘要：D-InSAR技术在区域地表微小形变监测方面应用越来越广泛，但是在相位梯度变化比较大的老采空区变形监测方面研究较少。在介绍差分合成孔径雷达（D-InSAR）技术的基本原理的基础上，结合具有较高距离向分辨率的8景PALSAR数据，通过差分干涉处理，获得了徐州某老采空区的地表形变场。同时，提取1993年老采空区上方的6个点为研究对象，分别对其进行回归分析，建立了稳健回归模型。监测结果显示该采空区残余沉降是缓慢、渐变的。试验研究表明，D-In—SAR技术可以应用于监测大面积的老采空区残余变形，同时稳健回归模型能降低预测计算的复杂度。不同加卸载下层理裂隙煤体的渗透特性研究
摘要：为获取不同载荷条件层理裂隙煤体渗透演化规律，采用煤岩渗透-力学试验系统，在加载、卸载过程中对含层理原煤试件进行渗透实验研究。实验结果表明：加载阶段，随着有效应力的增大，层理面间隙宽变小，渗透率降低，加载初期的渗透率急剧降低，当有效应力从1MPa升高到7MPa时，渗透率下降近81％，随后渗透率的变化趋于平缓；卸载阶段，随着围压的不断卸除，受压的层理裂隙得以逐渐恢复，渗透率逐渐增大，但最终渗透率只恢复到初始值的14％，即加载过程煤体层理裂隙变形、闭合对裂隙面造成永久性的损伤，使得在卸载过程中难以恢复而造成渗透率损失；并结合实验条件建立了层理裂隙煤体渗透率与有效应力之间的理论模型，与实验结果对比分析，具有较好的吻合度。低浓度含氧煤层气吸附富集过程中吸附塔高径比的影响规律
摘要：根据Coward爆炸三角形提出一种安全的分离富集低浓度含氧煤层气的设想——等比例变压吸附法，通过实验证明采用活性炭和碳分子筛作为混合吸附剂，可以在保证解吸气、排放气中甲烷浓度和氧气浓度不进入爆炸范围的前提下将煤层气中的甲烷浓度从20％富集到30％以上。实验研究了吸附塔高径比对解吸气和排放气中甲烷、氧气的浓度分布以及高径比对反吹时间的影响。结果表明提高高径比、增加反吹过程均能降低排放气和解吸气的爆炸性，实现低浓度含氧煤层气安全富集的可行性。但高径比过大，吸附时间过长，单位时间内吸附循环数减少，会降低吸附剂的利用率，增大床层阻力，增加压缩机能耗。煤绝热氧化动力学特征参数与变质程度的关系
摘要：为分析不同变质程度煤自然发火难易程度差异的氧化动力学原因，基于煤绝热氧化自热升温过程的基本假设，结合Arrhenius方程对该过程的反应特征进行了氧化动力学分析，然后研究得出绝热过程表观活化能（Ec）、绝热过程临界温度（Tc）和阶段内平均升温速率（Rhm和Rjs）4个特征参数，最后对各特征参数与煤质等级的关系进行数值拟合。结果表明：Ec，Tc，Rhm和Rjs四个特征参数，分别从煤自燃反应难易（Ec），控制难易（Tc）以及升温快慢（Rhm和Rjs）3方面表征其氧化动力学特征；随着煤的变质程度的升高，Ec与煤质等级成对数关系，Tc与其成线性关系，而Rhm和Rjs与之呈负指数关系。从氧化动力学角度对不同变质程度煤的自燃差异性进行分析，为自燃防治提供参考。不同煤阶煤储层应力敏感性差异及其对煤层气产出的影响
摘要：通过开展鄂尔多斯盆地东缘高中低煤阶不同含水饱和度煤储层应力敏感性实验，研究了煤储层渗透率动态变化规律及其对煤层气产出的影响。实验结果证实：不同煤阶煤储层渗透率随有效应力的增加均呈现负指数函数降低的规律。在有效应力小于5MPa时，煤储层渗透率随有效应力增加快速下降73％～95％，平均87％，煤储层应力敏感性最强；有效应力在5～10MPa时，渗透率随有效应力增加而较快下降5％～18％，平均10．4％，煤储层应力敏感性较强；而当有效应力大于10MPa后，渗透率随有效应力的增加下降速度减缓，应力敏感性减弱。实验结果表明中高煤阶煤储层应力敏感性随有效应力增加要弱于低煤阶。随着煤样含水饱和度的增加，煤储层应力敏感性也逐渐增强。根据煤储层渗透率动态变化规律提出了煤层气井排采过程中应遵循缓慢一保压一持续的排采工作制度，才能获得煤层气最大产出量。临汾与保德地区构造差异性特征及其对煤层含气性的控制
摘要：为研究鄂尔多斯盆地东缘煤层含气性的构造控制作用，在野外构造变形特征系统研究的基础上，结合区域构造背景分析及构造应力场恢复，揭示了鄂尔多斯盆地东缘临汾和保德区块构造发育的差异性特征及其对煤储层含气性的控制作用。结果表明：研究区主要经历了燕山期NW-SE向的构造挤压作用和喜马拉雅期NW—SE向的伸展作用；南部临汾区块燕山期NW—SE向的挤压作用强烈，发育NE—NNE向的逆冲断层和次级宽缓褶皱构造等，有利于煤层气的保存，即使后期叠加了一定的喜马拉雅期NW—SE向的伸展作用，使煤层气部分散失，但总体含量较高，且高值区与构造位置相关性很好；北部保德区块燕山期挤压构造变形作用不显著，喜马拉雅期NW—SE向的伸展作用较突出，NE向正断层较为发育，为煤层气的运移及散失提供了条件，致使煤层含气量相对较低。《煤炭学报》再次入选“百种中国杰出学术期刊”
摘要：2013年9月27日，中国科学技术信息研究所了最新的中国科技论文统计结果，《煤炭学报》在其所属的能源科学综合类期刊中各项评价指标优势明显，学科排名第一，再次荣获“百种中国杰出学术期刊”称号，这已是《煤炭学报》第6次获此殊荣。基于吸附动力学理论分析水分对煤体吸附特性的影响
摘要：为了研究块裂煤体在不同储水状态下的吸附特性差异，选用潞安余吾煤矿的贫煤和阳煤开元煤矿的无烟煤并加工成Ф100mm×150mm的大块圆柱体煤样，保留了煤体原有的裂隙，基于吸附动力学理论，采用自主研制的吸附一注水成套实验系统，针对两煤种设计了6种不同含水率下的瓦斯吸附特性实验，并对同等初始条件下的定容吸附速率进行了研究。结果表明：水分作用下，对于相同初始压力下的定容吸附，1号和2号煤样干燥时的吸附速率分别是饱和含水时的16倍和22倍，吸附量分别是饱和含水时的5倍和32倍，通过孔隙测定结果，证实1号煤样具有更为发育的孔隙裂隙通道；关于终态吸附量随含水率的增加而降低的趋势，1号煤样是非线性的，但2号煤样呈现较好的线性衰减。
