地下煤火热交换系统相似准则研究
摘要：为了开展煤田火区多场耦合条件下的温度场相似试验,采用量纲分析法对构建的地下煤火热交换系统数学模型进行了相似转换,基于提出的测试火区多个热平衡态温度场来认识火区温度变化规律的研究方法,分析了地下煤火热交换系统的相似准则.结果表明：当地下煤火模型试验系统满足应力相似、材料储热相似和火源强度相似在内的10个准则数时,可实现热平衡条件下模型和原型的含内热源热-流-固多场耦合相似,并据此确定了模型与原型参数的相似关系,形成了地下煤火相似试验方案,为分析火区覆岩裂隙发育条件下地下高温区与地表热异常区的映射关系提供了实验手段.长壁工作面覆岩采动“横三区”光纤光栅检测与表征
摘要：在传统矿山压力理论的基础上,用光纤Bragg光栅（FBG）传感器研究长壁工作面上覆岩层变形的＂横三区＂结构特征.在3 000mm×1 150mm×200mm的平面应力模型上模拟上覆岩层变形和运动,在模型中埋入9个光纤Bragg光栅传感器,几何相似比为1∶200.结果表明：FBG检测曲线反映出了采动覆岩变形和运动过程,曲线出现＂三台阶＂变化,其分别对应了覆岩破断前的离层发展、岩层破断与回转运动过程;建立了工作面裂隙带岩层＂横三区＂的光纤传感表征,其存在稳定区、扰动区、峰值区和恢复区.试验实现了上覆岩层运动及采动＂横三区＂的光纤光栅传感实时检测.透明岩体相似材料物理力学特性研究
摘要：针对当前岩土工程物理实验中岩体相似材料不透明而致使模型内部变形无法直接观测的难题,借鉴透明土实验方法,对透明岩体相似材料展开实验研究.采用硅粉作为骨料,矿物油溶液（液体石蜡与正十三烷混合质量比为0.855）作为胶结料,成功研制出了一种透明岩体相似实验材料,并对其物理力学参数和特性进行了测试和分析.结果表明：1）透明岩样的单轴抗压强度和弹性模量与试样固结压力分别呈近似线性关系和指数关系;2）透明岩样三轴压缩强度与峰值应变随固结压力和围压的增大而增大,其密度、黏聚力、内摩擦角都与固结压力呈线性增长关系;3）研制的透明岩体材料与一种常用的传统相似材料的力学性质和变形破裂特征具有相似性.自振脉冲气液射流振荡及其冲蚀煤岩效应
摘要：为提高射流利用率,提出一种基于自吸渗气方法的自振脉冲气液射流,基于水声学与流体动力学理论建立其频率模型,并通过考察射流冲击作用下等强度悬臂梁振动的加速度变化规律分析射流频率特性,继而以煤岩体为试件检验射流冲蚀效果.结果表明,自振脉冲气液射流的振荡频率随含气率α上升在初始段急剧衰减,在α=0.5达到极小值;射靶实验表明脉冲气液射流振荡频率随腔长L增加呈递减趋势,而加速度随无量纲腔长变化在L/d1（d1上喷嘴直径）≈2.2出现一极大值,且极值点位置较自振脉冲水射流（L/d1≈2.5）左移;煤岩冲蚀实验显示脉冲气液射流最大冲蚀体积较自振脉冲水射流提高约44%,且两者极值处对应的腔长与射靶实验结果极为接近.综采面末采段回撤通道煤柱荷载与宽度确定方法
摘要：针对综采面在末采阶段回撤通道易出现支架压死和围岩变形量过大的问题,在理论分析的基础上提出了末采阶段工作面煤柱和通道间保护煤柱荷载转移的力学机理,给出了2种煤柱的荷载计算公式及保护煤柱合理宽度的确定方法.研究表明,工作面煤柱宽度减小到4-6 m时,其应力会迅速增大并发生塑性变形,此时应采取让压措施以减小或避开工作面在贯通时的顶板来压,并且在工作面煤柱强度降低后压力会向通道间保护煤柱转移.利用此研究成果确定了张家峁煤矿14204工作面末采阶段的让压位置为6m,保护煤柱留设宽度为25m,现场监测结果与理论分析结果较为接近,该工作面主、辅回撤通道最大顶板下沉量分别为132.07mm和7.54mm,未出现压架事故,实现了工作面的安全回撤.矿井水幕帘降尘参数优化实验研究
摘要：为了得到降尘水幕帘对巷道风流的影响规律,确定其最优降尘参数,设计了模拟井下巷道通风及水幕帘降尘实验平台.采用正交实验法,研究了纱网网格、喷嘴类型、喷嘴与纱网布置位置等参数对巷道风速和降尘效果的影响.结果表明：纱网网格为2mm×2mm时,水幕帘对巷道风流阻碍作用较大,纱网网格为4mm×4mm时,降尘效果欠佳,最佳纱网网格为3mm×3mm,此时全尘降尘效率达到83.95%,呼尘降尘效率达到73.45%.同时气水雾化喷嘴降尘效果优于中压水喷嘴,喷嘴靠近纱网的布置方式优于纱网布置在喷嘴下风向一段距离.“U＋I”型采煤工作面采空区瓦斯抽采量理论研究
摘要：以顶板巷卸压瓦斯抽采＂U＋I＂型工作面为背景,为协调采空区瓦斯抽采与煤自燃耦合防治,提出了合理瓦斯抽采量概念,并分析了合理瓦斯抽采量的3种模式,建立了合理瓦斯抽采量理论.结合采空区漏风源汇特征,以质量守恒、风排瓦斯安全指标、采空区氧化带宽度、回采速度及自然发火期为指标,分别建立了瓦斯涌出及遗煤自燃的约束边界条件.在合理瓦斯抽采量理论基础上,确定了采空区合理瓦斯抽采量的数学模型.以义马耿村矿13210工作面为例,利用建立的数学模型,得到理论合理瓦斯抽采量范围为129.0-236.8m^3/min,后续通过工作面瓦斯涌出及自燃氧化三带宽度数据,发现现场180.0-190.0m^3/min的瓦斯抽采量满足瓦斯及自燃防治的需要,从而验证了模型的正确性和有效性.岩性相对玛北地区百口泉组储层的控制作用
摘要：查明准噶尔盆地玛北地区三叠系百口泉组储层发育于不同沉积微相的岩性相对储集性能的控制作用.通过岩心精细观察、薄片鉴定、测井、录井、物性等资料分析,结合研究区沉积背景和构造环境,在强调沉积微相与岩性配置的基础上,划分了扇三角洲不同沉积微相环境中发育的主要岩性相,指出了不同岩性相的物性特征及其对储层物性的控制作用.结果表明：水下河道砂砾岩相、河口坝-远砂坝砂岩相是最为有利的储集岩相;辫状河道砂砾岩相、水下主河道砾岩相、水下河道末端砂岩相、水上泥石流砾岩相为较有利的储集岩相;水下泥石流砂砾岩相、前扇三角洲粉砂岩相可作为增储的储集岩相;水下河道间砂泥岩相、平原河道间砂泥岩相、前扇三角洲泥岩相几乎不具备储集性能.最后在沉积相-岩性相研究的基础上对研究区有利储层发育区进行了预测.低渗透煤层气产气通道渗流门限分析
摘要：基于毛细管模型和渗流能量方程,考虑煤层气在产气通道渗流过程中解吸吸附的动态平衡,建立了产气通道门限渗流模型,给出煤层气渗流的临界半径和临界长度,并基于门限渗流模型,引入产气通道连通程度对单井产气量进行预测.结果表明：产气通道的临界渗流直径的数量级是微米级（μm）,也就是说在煤层中小于微米级裂隙主要是气体扩散的通道,对气体渗流贡献较小;不同直径产气通道解吸气体渗流的长度不同,裂缝宽度小于5mm时,只是煤层气井周围1m范围内的产气区域,当产气通道的直径大于14mm时,在不同临界解吸压力下其控制区域半径在50m以上,增加煤层气产气通道的尺度和连通程度可增加煤层气单井控制的渗流区域,提高煤层气井产气量,为煤层气井区域性排采、井网优化设计提供依据.2015年《中国矿业大学学报》被评为“百强报刊”并蝉联“百种中国杰出学术期刊”
摘要：10月21日,科学技术部中国科学技术信息研究所在北京召开了＂2015年中国科技论文统计结果会＂,会上公布了根据2014年度中国科技论文与引文数据库（CSTPCD）统计结果而评选出的＂百种中国杰出学术期刊＂。《中国矿业大学学报》在22种矿山工程技术类期刊中,核心总被引频次、核心影响因子、核心综合评价总分这3项指标均位居第1;在工程技术大学学报类105种期刊中,核心总被引频次、核心影响因子、核心综合评价总分这3项指标均位居第1,蝉联＂百种中国杰出学术期刊＂称号。鄂尔多斯盆地岩性油藏微观水驱油特征及影响因素——以华庆油田长81油藏为例
摘要：针对鄂尔多斯盆地陇东地区长8油藏微观水驱油机理研究薄弱的现状,以华庆油田长81储层为例,应用真实砂岩微观模型水驱油渗流实验、物性、恒速压汞、核磁共振等测试资料研究了储层微观水驱油特征及驱油效率的影响因素,认为喉道半径大小及分布形态与水驱油渗流规律关系密切.结果表明：长81储层微观渗流路径为均匀驱替、网状-均匀驱替、指状-网状驱替、指状驱替4类,在同一实验条件下对应的驱油效率依次降低;70%以上的残余油以绕流、油膜状分布;储层物性、孔隙结构、可动流体饱和度均受控于成岩作用,其对水驱油机理的影响具有一致性.总体上,当渗透率〉1.5mD、喉道半径〉0.5μm、分选系数〉0.15、可动流体饱和度〉40%、驱替压力增加率〉50%、驱替速度〉0.012mL/min时,驱油效率增大趋势明显减弱.油藏开发过程中应注重将采油数据和岩心水驱油渗流实验相结合,优选高渗带设计合理的开发工艺、分段开发.近直立特厚煤层冲击地压的地质动力条件评价
摘要：建立了冲击地压地质动力条件评价方法及评价指标,对乌东煤矿进行了逐一评判;采用地质动力区划方法确定了冲击地压的主要影响因素及其相互作用关系;采用岩体应力状态分析系统进行危险区划分;计算了乌东煤矿冲击地压发生的临界能量密度,结合数值计算方法确定了采动对能量密度的影响,并对未开采工作面进行了危险区域预测.结果表明：乌东煤矿＋500m和＋475m开采水平均具备冲击地压发生的地质动力条件,Ⅰ-1,Ⅳ-2,Ⅳ-4等区划断裂对乌东煤矿影响显著.乌东煤矿冲击地压的临界能量密度为1.29×10^5 J/m^3,采动将导致能量密度提高31.8%-47.1%.乌东煤矿冲击地压发生在高应力区和应力梯度区的可能性大,未开采工作面在上述区域应加强监测和解危工作,预防冲击地压的发生.煤泥选择性絮凝浮选中颗粒间相互作用研究
摘要：以煤泥选择性絮凝浮选中的煤颗粒以及杂质矿物高岭石为研究对象,联合Washburn动态方程,van Oss-Chaudhury-Good理论研究了阴离子型低分子量聚丙烯酰胺PAM A401吸附前后煤及高岭石颗粒表面自由能的变化,并利用扩展的DLVO理论计算了PAM A401吸附前后颗粒间的相互作用势能,分析了絮凝剂吸附对不同颗粒分散状态的影响.研究表明,PAM A401的吸附改变了煤及高岭石的表面自由能及各成分的大小.煤吸附后疏水性略有降低,极性成分增加,非极性成分降低,表面自由能由39.92mJ/m^2增大为40.43mJ/m^2;高岭石吸附后疏水性略有增高,极性成分由58.27 mJ/m^2降低为55.05 mJ/m^2,表面自由能略有降低.PAM A401在颗粒表面的吸附改变了颗粒间相互作用势能的大小,尤其是界面极性作用势能的大小和作用范围,但仍未改变颗粒间总作用势能的吸引或排斥状态.本研究对微细粒煤泥选择性絮凝浮选中絮凝剂作用性能的判断和类型选择具有重要意义.宽粒级加重质流化床中煤粉分布特性
摘要：干法选煤气固流化床的密度基于煤粉质量分数调节,本文研究了1.5-0.5mm煤粉在宽粒级加重质流化床中的分布特性.实验结果表明,1.5-0.9mm煤粉与0.3-0.06mm磁铁矿粉的混合物不宜作为气固流化床分选的加重质,为了抑制1.5-0.9mm煤粉对床层流压性能的不良影响,其质量分数不应超过3.09%.0.9-0.7mm煤粉可以作为加重质的一部分,但是其比例不宜超过5.12%.0.7-0.5mm煤粉能和所用磁铁矿粉均匀混合,作为加重质进行分选.因此,采用0.3-0.06mm颗粒比例不小于80%的-0.3mm磁铁矿粉作为加重质,基于-1mm煤粉质量分数调节流化床密度是合理的.提出了强化煤粉在流化床中均匀分布的优化方案,为流化床密度调控提供了依据.方钢约束混凝土拱架套管节点抗弯性能研究
摘要：为掌握方钢约束混凝土拱架套管节点的力学特性,分析了套管节点抗弯力学行为模式,进行了套管节点铰-刚临界转角的计算与讨论,提出了铰-刚模式判据.进行了套管节点纯弯曲数值试验,得到了套管节点典型4阶段M-Δφ全过程曲线,揭示了曲线OA阶段产生的原因及对构件抗弯性能的影响规律,掌握了套管节点的典型抗弯行为模式及基本力学性能参数;明确了原始曲率及其他参数（混凝土强度fcu,k、套管长度l、套管壁厚t、间隙δ等）对构件极限弯矩Mue、临界曲率增量Δφ0、等效抗弯刚度（Ki,Ks）等力学参数的影响规律.在此基础上指出了新型拱架套管节点参数的设计思路.降雨-径流城市地面集水时间计算模型及模拟
摘要：将地面集水过程分为片流、浅水集中流、明渠流和雨水调蓄池内停留4种状态,分别使用曼宁动力学方法、USDA方法、曼宁公式法和均匀流计算法进行计算,提出了适合我国的计算理论和方法,并模拟研究我国6个主要城市的地面集水时间.结果表明：对于光滑地表,集水时间与集水距离成正比;对于粗糙地表,集水时间对集水距离的响应为在片流和浅水集中流临界处出现拐点;相同坡度的光滑地表,不同城市的50 m和150 m集水时间差别较大;《室外排水设计规范》（GB 50014—2006,2014版）关于集水时间和集水距离的规定,在地面平坦且光滑的情况下（坡度S≤0.001）可以应用,当S〉0.001时,则不安全;《室外排水设计规范》（GB 50014—2006,2014版）关于集水时间和集水距离的规定对于非光滑地表要慎重应用;相同地表曼宁系数时,坡度越大,对设计流量的相对影响越大;相同坡度时,曼宁系数越大,对设计流量的相对影响越大.北斗三频约束的短基线模糊度单历元算法
摘要：利用北斗三频模糊度易于固定的特点,提出了一种基于北斗三频约束的BDS/GPS短基线模糊度单历元解算方法.首先利用载波伪距组合快速求解北斗三频（0,-1,1）双差超宽巷模糊度,然后利用已固定模糊度的（0,-1,1）组合观测值与（1,4,-5）组合观测值组成无几何模型,以求解（1,4,-5）组合双差模糊度;在两个超宽巷模糊度求解完成之后,利用宽巷模糊度约束与两个无几何模型方程联立快速求解北斗基频双差模糊度;最后利用已固定模糊度的北斗基础观测值与GPS基础观测值方程联立以求解GPS基频双差模糊度.煤矿开采沉陷自动化监测系统的短基线实验结果表明,采用提出的方法可实现单历元求解北斗超宽巷、基频模糊度和GPS基频模糊度.基于属性关系图正则化特征选择的零样本分类
摘要：为挖掘属性学习中属性与特征、属性与属性之间的关系,针对属性学习中存在的所有特征与属性被同等对待,底层特征与属性、属性与属性之间的先验知识被忽略的问题,提出一种基于属性关系图正则化特征选择的零样本分类方法.首先,根据训练样本和类别-属性矩阵计算属性之间的正负相关性,进而构建属性关系图;然后,基于属性关系图,对底层特征进行图正则化特征选择,并将选择后的特征用于直接属性预测（DAP）模型的训练;最后,通过直接属性分类器对测试样本进行零样本分类.AWA数据集上的实验结果表明,在40类训练10类测试的情况下,所提方法获得了0.692 6的属性预测平均AUC值及19.5%的零样本分类精度.