中国矿业大学学报杂志社
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中国矿业大学学报杂志

中国矿业大学学报紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:32-1152/TD。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1955年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:中国矿业大学
  • 国际刊号:1000-1964
  • 国内刊号:32-1152/TD
  • 出版地方:江苏
  • 邮发代号:28-73
  • 创刊时间:1955
  • 发行周期:双月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:2.4
  • 综合影响因子:2.339
相关期刊
服务介绍

中国矿业大学学报 2013年第06期杂志 文档列表

《中国矿业大学学报》荣获2012年度中国百种杰出学术期刊称号

摘要:在2013年9月27日中国科学技术信息研究所公布的2012年度中国科技期刊统计结果中,《中国矿业大学学报》以综合评价总分91.9位列1994种科技核心期刊第20位,居高校学报第1位,入选"2012年中国百种杰出学术期刊"。
904-904

低透气性原煤力学及渗透特性的试验研究

摘要:利用MTS815岩石力学试验系统和气体渗透试验系统,开展了原场应力状态下原煤煤样在不同瓦斯压力条件下的三轴压缩渗透试验,对比了不同瓦斯压力下煤样的变形、强度和渗流特征,分析了瓦斯对原煤煤样力学性质的影响,以及煤样变形破坏过程中其渗透特性的变化.结果表明:随瓦斯压力增加,弹性模量和峰值强度呈指数型衰减,泊松比、峰值轴向应变和峰值横向应变呈指数型增加,煤样变形能力增强,抵抗破坏的能力减弱.瓦斯渗透率随煤样加载变形破坏呈先减小后增大趋势.瓦斯渗透率变化与体积变形机制密切相关,在体积压缩阶段存在不可恢复性衰减,在峰后阶段随体积膨胀逐渐增加,残余阶段的渗透率一般远大于初始静水压力状态的渗透率.对低透气性煤层瓦斯抽采和煤炭安全开采具有现实指导意义.
911-916

基于两种数学模型的煤粒瓦斯放散数值解算

摘要:设计了煤粒瓦斯解吸实验,得到4种粒径煤样在4组不同初始压力条件下累积解吸量随时间变化的实测曲线.根据菲克扩散定律与达西渗流定律分别建立了瓦斯在球形煤粒中放散的数学模型,通过有限差分的方法并利用VB编程进行解算,得到煤粒在不同初始压力下的累积解吸量.通过与实验结果对比,表明达西模拟结果与实验结果匹配度较高,而菲克模拟结果与之偏离较大.验证了煤粒中的瓦斯放散更符合达西定律.
923-928

深井矩形巷道围岩预应力锚固作用及演化分析

摘要:针对煤矿深部巷道顶板锚固作用机理认识上所存在的问题,基于矩形巷道受力分析得出Hoek-Brown本构模型计算公式.在对Hoek-Brown本构模型简化的基础上,采用FLAC3D数值模拟软件,分析了在不同预紧力作用下锚固系统对巷道顶板的作用,得出了在不同围岩条件下的最佳预紧力值.采用动态响应计算模式对锚固单元受巷道掘进动载影响进行计算,结果表明在巷道掘出5m内,锚杆均承受了多次动载影响,顶板中部锚杆轴力增量为边角锚杆的1.95倍,锚固段增量占总增量的84%,锚固剂可以吸收较多动力波.
929-934

不同服务期煤矿巷道锚杆的受力特征

摘要:利用锚杆无损检测技术对3个矿区不同服务期的回采巷道锚杆进行轴力检测,获得了锚杆轴力的变化特征以及锚杆受力的统计规律,结果表明:不同矿区回采巷道锚杆受力的变化规律基本一致,在巷道掘进期,锚杆轴力迅速增大,在距离巷道掘进面一定距离后增加幅度逐渐减缓;当巷道变形进入稳定期后,锚杆的轴力呈增加的趋势但变化幅度不大;在工作面回采期,锚杆轴力普遍较大,且随工作面的推进,锚杆轴力变化显著,最大受力超过10t.锚杆的轴力变化与巷道围岩中的应力调整是相对应的,锚杆的受力状态和变化趋势可反映巷道围岩的变形和稳定状态,不同时期锚杆受力演化规律可为锚杆支护设计和参数优化提供依据.
941-947

瓦斯压力下煤岩力学和渗透特性探讨

摘要:利用MTS815Flex Test GT岩石力学试验系统,对平煤集团八矿的原煤和型煤试件进行渗流试验,对两种试件的力学和渗透特性进行了探讨.研究表明:原煤和型煤的力学特性相差较大,原煤强度高于型煤,但其变形特征却低于型煤,瓦斯压力会导致煤岩强度降低;煤体内裂纹的发生和发展直接影响煤岩的渗透特性,瓦斯渗透率-轴向应变曲线的渗透性变化转折点与煤体的变形具有良好的对应关系,原煤的渗透试验更能反映实际情况.渗透率由可压缩平行线性达西公式计算得到,在相同瓦斯压力下,煤岩的渗透率变化规律与流量变化规律相同,在不同瓦斯压力下,随着瓦斯压力升高,流量逐渐增大,而渗透率逐渐减小,这是由于煤岩破坏后,其内部形成宏观裂纹面,瓦斯气体主要沿该裂纹面渗透,此时可压缩平行线性达西公式已不能完全表征煤岩渗透性.
954-960

三组分煤层气吸附的数值模拟研究

摘要:采用Aspen Adsorption对CH4,CO2,N2组成体积比为0.3∶0.2∶0.5的三组分煤层气的吸附进行数值模拟研究,得到了3种气体的穿透曲线和吸附柱轴向负载分布,考察了压力和气体流速对吸附和穿透曲线的影响.研究表明:对多组分气体中甲烷和二氧化碳穿透曲线的模拟计算值与实验值基本吻合.三组分吸附时,甲烷穿透曲线出现"驼峰"形状,穿透时间较二组分时延长19.5%;煤对CO2,CH4,N2三组分气体吸附能力的比例为1∶0.9∶0.348;甲烷穿透曲线峰值位置随压力增大后移且"驼峰"趋于平缓,其穿透时间和吸附量的变化比例与压力增大比例相同;穿透曲线随流速增大趋于陡峭,流速从0.2mmol/s增大一倍时,甲烷的穿透时间减小至原来的49.2%,传质区长度则增大至原来的1.75倍.流速加大对CO2吸附比对CH4吸附更有利.
965-969

开采沉陷区四合木根系抗变形能力分析

摘要:基于煤炭开采沉陷区植物保护的目的,研究了我国一级保护植物、极端耐旱的四合木根系承受土体变形损伤的极限抗拉力、抗拉强度等力学特性.结果表明,不同根径(1~8mm)四合木灌木的最大抗拉力为6~720N;根直径与其最大抗拉力具有线性相关关系,根直径增大时,其最大抗拉力呈增加趋势;而根的抗拉强度与其直径呈负相关关系.根据四合木根系抗变形能力以及沉陷土体拉伸应力发育规律,建立了开采沉陷区土地拉伸变形引起四合木根系损伤的体积量化模型,为定量分析不同开采方式下地表沉陷对四合木根系的损伤强度提供理论基础.
970-974

煤粒瓦斯解吸扩散规律实验

摘要:进行了不同粒径煤样、不同温度和不同吸附平衡压力条件下的等温吸附-解吸实验.通过对解吸实验前600s实验数据的甲烷解吸率和槡t线性拟合,并结合计算得到了煤粒甲烷的初始有效扩散系数和扩散动力学参数.结果表明:吸附平衡压力越大,初始有效扩散系数越大,瓦斯解吸率越大;温度越高,初始有效扩散系数和扩散动力学参数也越大;煤样的粒径愈大初始有效扩散系数愈大,而动力学扩散参数越小,相同解吸时间内的甲烷解吸率越小.通过Arrhenius方程得到了甲烷解吸扩散活化能的表达式,通过处理数据得到1#和3#煤样的解吸扩散活化能分别为14.38kJ/mol和9.99kJ/mol.
975-981

不渗透小断层群瓦斯异常赋存特点及防治研究

摘要:基于地质构造对瓦斯灾害的控制作用,研究了不渗透小断层群的瓦斯赋存及抽采特点,总结出精细预测不渗透小断层群的还原对比法,提出了穿层钻孔定点旋转割缝强化抽采瓦斯方法.通过对平煤股份八矿井田内大型断裂和小断层的调查分析,确定了区域煤体受压扭性构造应力场控制,结合穿层钻孔施工数据,对己15-14140机巷区域煤层底板进行了高精度还原,与瓦斯动力现象对比分析后,预测巷道Ⅶ区(465~525m)存在不渗透小断层群,并在该区域采用定点旋转割缝强化抽采瓦斯方法进行了现场试验.结果表明:不渗透小断层群存在区域超量瓦斯富集现象,采用穿层钻孔定点旋转割缝强化抽采瓦斯方法后,构造区域煤体整体卸压,裂隙系统生长、扩容,煤体透气性增大至原来的297倍,70d单孔累计抽采瓦斯达9 750m3,取得了显著的效果.
989-995

断层岩古排替压力恢复及其封闭性能研究

摘要:为了研究断层古封闭能力及封油气有效性,在兼顾了断面正应力和断层岩压实成岩作用时间两方面因素控制的断层岩现今排替压力的定量研究方法的基础上,采用本文所建立的一套断层岩古排替压力的恢复方法,对海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造带B29号断层在大磨拐河组二段泥岩盖层内部断层岩排替压力演化和封闭性能进行了研究.结果表明,其断层岩在伊敏组二段和三段沉积后期开始形成对油气的封闭能力,该时期晚于南屯组源岩第1次大量排烃期,不能有效的封闭住其第1次排出的油气,但与南屯组第2次大量排烃期同期,可以封闭住其第2次大量排出的油气,这一应用结果表明该方法定量恢复断层岩古排替压力是可行的.
996-1001

矿井电磁波能量安全性研究

摘要:为了评价矿井射频设备电磁波能量对瓦斯的安全性,提出了井下存在的两种电磁波能量耦合方式:磁耦合共振和电磁波辐射谐振能量耦合.基于磁耦共振模型,分析了磁耦共振方式的最大能量传输效率.针对远场辐射,结合低衰减度传输线模型,从电大型和电小型两方面研究了井下金属结构作为电磁波接收天线可以向负载输送的最大功率.得出了不同能量耦合方式下射频源和耦合结构间的安全距离公式.结果表明:磁耦共振方式能量传输效率随线圈半径和导体半径增加而提高,但变化率与收发线圈间距有关;固定线圈和导体半径,效率随线圈间距的增大而降低.对于电磁辐射能量,安全距离随工作频率先增大后降低.结合井下实际,磁耦共振方式的安全距离为2m,电磁波远场辐射能量的安全距离为25m.
1002-1008

煤的分形维数及其影响因素分析

摘要:采用容积法研究了在298K下7种煤样对甲烷的吸附能力,结果显示煤样的甲烷吸附等温线呈Ⅰ型,因此可用单分子吸附机理解释超临界甲烷吸附机理.在此基础上,根据FrenkelHalsey-Hill(FHH)方程计算了各煤样的分形维数D,计算结果符合2≤D≤3.运用灰色关联理论分析了固定碳、干基挥发分、灰分等因素对煤样分形维数的影响.结果显示,固定碳、干基挥发分、平均孔径的灰色关联度均大于0.8,对煤样分维影响很大;比表面积、孔容的灰色关联度都大于0.7,对煤样分维的影响较大;灰分的灰色关联度最小,对分维的影响也最小,但是不能被忽略.
1009-1014

测井记录中米氏旋回信息提取及其沉积学意义——以济阳坳陷区为例

摘要:米氏旋回是米兰科维奇效应在地层记录中的表现形式,其代表的时间涵义是进行高分辨率地层划分、对比的有效手段,为了揭示地层中米氏旋回信息保存的差异性,完善地层学尤其是旋回地层学理论,文章依据济阳坳陷38口钻井不同层位地层的自然伽玛测井数据,应用一维连续小波变换模极值法进行了米氏旋回信息提取,并分别计算了岁差、黄赤夹角和偏心率周期在多套地层中的响应厚度及其变化特征.结果表明,研究区多套地层中普遍存在米氏旋回信息.其中早古生代(∈-O)、晚古生代(C-P)和新生代(E-N)地层中岁差旋回层厚度的变化范围分别为3.4~17.1m,8.6~19m和7~11m,其中优势旋回层厚度分别为13,14和10m;黄赤交角旋回层的厚度变化分别为7.2~27.8m,19.5~39.2m和14~26m,其中的优势旋回层厚度分别为27,26和21m;偏心率旋回层的厚度变化分别为20.3~64.6m,37.2~75.1m和40~60m,其中的优势旋回层厚度分别为60,74和51m.中生代(J-K)地层中岁差、黄赤交角和偏心率旋回层厚度变化范围分别为3.2~21.4m,6.2~42.8m和15.4~108.6m,未发现明显的优势旋回层.由此看出,米氏旋回层厚度的变化幅度随地质年代的变老有增大趋势,认为保存在较老地层中的米氏旋回信息因受到后期地质事件的影响稳定性变差;中生代米氏旋回层厚度的变化幅度最大,认为与济阳坳陷中生代时期复杂的构造环境造成的沉积环境分异度高有关.此外,根据优势米氏旋回层的厚度估算了不同时代的地层堆积速率并予以解释.
1025-1032

压敏性低渗透油藏水平井产能研究

摘要:为了科学地评价压敏性低渗透油藏水平井的合理产能,基于考虑启动压力梯度和压敏效应综合影响的广义达西定律,以椭圆渗流理论和平均质量守恒定律为基础,采用渗流场劈分方法,推导得到水平井产能计算的解析公式.通过与经典公式的对比,证明了公式的可靠性和实用性.并在此基础上进行了单井产能影响因素分析,结果表明:启动压力梯度对水平井产能的影响与变形系数有关,变形系数较大时,产能与启动压力梯度之间呈非线性关系,反之呈近似线性关系;变形系数与水平井产能之间的非线性关系与生产压差有关,生产压差越大,变形系数对产能的影响越严重,主要表现在0~0.4MPa-1范围内;随着油层厚度的增大,水平井产能增加幅度逐渐变缓;水平段长度与产能呈线性关系,通过延长水平段长度能够缓解启动压力梯度对水平井产能的影响.
1033-1039

煤体孔径分布特征及其对瓦斯吸附的影响

摘要:利用N2和CO2吸附解吸实验,得到了6个矿井煤样的孔径分布特征,并根据吸附解吸实验曲线分析了不同煤样所含孔形状的差异.同时,对所选煤样进行瓦斯吸附实验,分析瓦斯吸附量随吸附压力的变化情况,以及瓦斯吸附能力与孔径分布的关系.根据工业分析和岩相分析结果,对煤样变质程度和水分含量对瓦斯吸附的影响进行了分析.结果表明:煤对气体的吸附量主要集中在微孔段,同时受到中孔的影响,朗缪尔体积受微孔和中孔分布的共同作用,而朗缪尔压力只与微孔有关.水分子与甲烷分子之间存在竞争吸附,水分的存在不利于瓦斯吸附.煤的变质程度与朗缪尔体积之间呈现"U"型曲线关系,而变质程度的增加使朗缪尔压力降低.在煤矿开采过程中,应当采取措施增大煤体孔隙,使微孔比例降低,促进煤层瓦斯的解吸.
1047-1053

Gemini型分散剂助剂对低阶煤制浆性能的影响

摘要:低阶煤表面含氧官能团多,不利于阴离子型分散剂在其表面吸附作用.采用季铵盐类Gemini表面活性剂和十二烷基三甲基溴化铵(SAA)作为分散助剂,与萘磺酸钠甲醛缩合物阴离子分散剂(NSF)复配使用,表征了助剂作用前后煤泥的表面官能团和表面电性,揭示了Gemini型分散助剂与NSF的分散增效作用机理.结果表明,Gemini助剂的分散增协作用比SAA更明显,可使低阶煤的成浆浓度提高2%以上,浆体稳定性提高;助剂通过疏水端作用在煤粒表面,亲水端伸入溶液,提高煤粒表面电负性;助剂和分散剂复配使用时,助剂优先作用在煤泥表面,可为阴离子分散剂提高较多吸附位点,提高分散剂吸附量,增加煤粒间的静电斥力和空间位阻效应,实现与阴离子分散剂的分散增协作用.
1054-1059

基于谷点边界扫描及区域合并的浮选气泡提取

摘要:针对浮选气泡图像分割难的问题,基于多尺度分析、谷点边界扫描及区域合并的思想提出了一种新的气泡图像分割算法.该算法是建立在多尺度分析和谷点边界跟踪的基础之上的,包括图像预处理,有选择的图像缩小,谷点边界扫描,端点检测及联结,区域合并,缩小图象的分割结果映射到原始图像等步骤,算法可以一次性检测出所有谷点,而不用作图像阈值处理,就可以直接得到谷点边界的二值图像.与基于相似性/Canny边界扫描的算法及分水岭等算法做了对比实验,实验结果表明:1)新算法能够较好地克服气泡破裂及其它噪声的影响,减少过分割现象,具有更好的分割精度;2)其运行速度提高了50~100倍,满足实际应用领域的系统实时性要求.
1060-1065