煤炭精准开采科学构想 被引量：412

1

作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-7,共7页

新世纪互联网+及智能化发展势头强劲,在总结煤炭开采历史及科技发展趋势的基础上,思考了煤炭开采如何应对新一轮科技创新的到来,针对我国煤炭开采面临的挑战和机遇,提出了煤炭精准开采的科学构想。煤炭精准开采是基于透明空间地球物理... 新世纪互联网+及智能化发展势头强劲,在总结煤炭开采历史及科技发展趋势的基础上,思考了煤炭开采如何应对新一轮科技创新的到来,针对我国煤炭开采面临的挑战和机遇,提出了煤炭精准开采的科学构想。煤炭精准开采是基于透明空间地球物理和多物理场耦合,以智能感知、智能控制、物联网、大数据云计算等作支撑,将不同地质条件的煤炭开采扰动影响、致灾因素、开采引发生态环境破坏等统筹考虑,时空上准确高效的煤炭少人(无人)智能开采与灾害防控一体化的未来采矿新模式。煤炭精准开采可显著提高煤炭安全开采自动化、智能化、信息化水平,实现煤炭工业由劳动密集型向具有高科技特点的技术密集型转变。本文凝练了煤炭精准开采的7个关键科学问题和八个主要研究方向,为实现互联网+科学开采的未来少人(无人)采矿提出了技术路径。 展开更多

关键词 煤炭精准开采 透明地球 互联网+ 科学开采

在线阅读 下载PDF 职称材料

淮南典型资源枯竭矿区生态系统碳增汇修复模式研究 被引量：1

2

作者 郭玉良 刘世奇 +7 位作者 桑树勋 陈伟伟 张芮 王庆刚 曹银南 滕鸿博 贠宇春 丁映红 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期50-59,共10页

采矿活动破坏生态环境,导致土地资源固碳能力减弱或丧失.构建形成矿区损毁土地的生态修复与碳增汇协同技术模式,对于指导“双碳”目标下的采煤沉陷区生态修复工程具有重要意义.以李一矿采煤沉陷区为淮南典型资源枯竭研究矿区,采用样地清... 采矿活动破坏生态环境,导致土地资源固碳能力减弱或丧失.构建形成矿区损毁土地的生态修复与碳增汇协同技术模式,对于指导“双碳”目标下的采煤沉陷区生态修复工程具有重要意义.以李一矿采煤沉陷区为淮南典型资源枯竭研究矿区,采用样地清查,碳储、碳汇、碳收支模型构建的方法,旨在查明淮南李一矿典型采煤沉陷区生态系统碳储量特征、碳收支状况及碳增汇潜力,进而提出适合淮南典型采煤沉陷区生态系统碳增汇的生态修复模式.研究结果表明:淮南李一矿典型采煤沉陷区生态系统植被分布较单一、碳排放量较大、碳储量较低、碳汇能力较弱.现状下李一矿典型采煤沉陷区生态系统碳储量为2.4456万t,年碳排放量为30.32 t;若将用于重新利用的荒废耕地和建筑拆除场地(目前状态为草地)改造为林地,李一矿典型采煤沉陷区生态系统稳定后的碳储量将为3.9177万t,年碳排放量将为-5.14 t,产生碳吸收效应;若将其改造为耕地,则李一矿典型采煤沉陷区生态系统稳定后的碳储量为3.9177万t,年碳排放量将增加到62.83 t.对比分析发现林地在矿区生态系统碳汇功能的提升中尤为重要,不仅可降低矿区碳排放量,还能增加生态系统碳储量.“基于土地利用类型的整体规划协同生态系统要素碳汇功能提升”的“点—面协同增汇模式”对于分布范围广、土地碳库损毁严重的采煤沉陷区生态修复与碳增汇的协同治理具有重要指导意义. 展开更多

关键词 淮南 采煤沉陷区 碳收支 碳储量 碳增汇 修复模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部围岩分区破裂化模型试验研究 被引量：51

3

作者 袁亮 顾金才 +1 位作者 薛俊华 张向阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期987-993,共7页

为研究深部巷道围岩破裂机理,在"深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置"进行了模型试验,系统研究了深部巷道围岩在最大初始开洞荷载与洞室轴线平行作用下直墙拱顶试验的破坏形态和机理。模型试验表明:当最大主应力与... 为研究深部巷道围岩破裂机理,在"深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置"进行了模型试验,系统研究了深部巷道围岩在最大初始开洞荷载与洞室轴线平行作用下直墙拱顶试验的破坏形态和机理。模型试验表明:当最大主应力与洞室轴线平行,在较大轴向压力作用下产生较大的朝洞内的膨胀变形,使得在围岩内产生较大的径向拉应变,其产生的拉伸断裂是出现分层破坏现象的关键,分布特点是随着轴向应力的增加其拉应变值增加,随距洞壁距离的增大其拉应变值减小。拉伸断裂面形成后,相当于在原来的介质内又形成了一个新的半径增大的洞室,洞室在较大的轴向压应力持续作用下,拉伸破坏过程不断重复出现,就会形成交替的破裂区域和未破裂区域,即分层破裂现象。 展开更多

关键词 深部岩体 拉伸断裂 分区破裂 模型试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部岩巷分区破裂围岩稳定性控制方法及应用 被引量：17

4

作者 王汉鹏 李术才 +3 位作者 薛俊华 李建明 张庆贺 马芹永 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1957-1964,共8页

深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注... 深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度"的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。 展开更多

关键词 深部岩巷 分区破裂围岩 稳定性 控制方法 支护技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部软岩巷道组合承载壳支护研究与应用 被引量：6

5

作者 段昌瑞 郑群 +2 位作者 余国锋 安士凯 李志兵 《工矿自动化》 北大核心 2020年第12期64-69,共6页

深部软岩巷道支护问题影响因素多、情况复杂,理论研究工作仍处于探索阶段,而依靠提高支护材料强度和采用注浆锚杆无法从根本上解决该问题,且成本高。分析了深部软岩巷道表层围岩应力分布情况,其变形特点为应力向深部转移,巷道表层围岩... 深部软岩巷道支护问题影响因素多、情况复杂,理论研究工作仍处于探索阶段,而依靠提高支护材料强度和采用注浆锚杆无法从根本上解决该问题,且成本高。分析了深部软岩巷道表层围岩应力分布情况,其变形特点为应力向深部转移,巷道表层围岩应力降低但变形量较大,得出解决深部软岩巷道支护难题的关键是在尽可能提高支护结构强度的同时,降低支护结构周边切向应力,即合理设计内层支护小结构、构筑中间应力消减层,使其与外层原岩大结构共同作用,形成深部软岩巷道支护体系,增强围岩自承能力。根据内层支护小结构的要求,提出了主动支护和被动支护相结合的锚架注组合承载壳全断面联合支护技术,即在锚杆(索)支护的基础上,采用型钢支护联合壁后充填结构形成具有一定厚度和较高强度的内层支护结构体,从而减少顶板、煤壁和空气接触,同时充填注浆材料全断面向深部软岩裂隙扩散凝固,钢架在围岩发生一定让压变形后起到径向约束作用,可强化围岩承压环,保证围岩稳定性。针对丁集矿西二采区回风石门修复工程,采用高预紧力锚索+U型钢棚+注浆的锚架注组合承载壳全断面联合支护结构,通过深孔爆破方法构筑中间应力消减层。矿压观测结果表明,巷道两帮移近量最大值为349mm,顶板下沉量最大值为323mm,巷道变形得到有效控制。 展开更多

关键词 深部软岩巷道 巷道变形 围岩控制 巷道修复 组合承载壳 全断面支护 应力消减层

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同工况下深部围岩分区破坏非连续变形试验研究 被引量：5

6

作者 段昌瑞 郑群 +2 位作者 薛俊华 余国锋 罗勇 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第4期72-80,共9页

以淮南矿区-1000 m为典型代表的深部地下开挖工程引发的支护难题越发突出。针对丁集煤矿-910 m西二11-2采区南轨道大巷实测发现的巷道分区破裂化现象,基于深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验系统,开展了4种工况下硐室的模拟试验研... 以淮南矿区-1000 m为典型代表的深部地下开挖工程引发的支护难题越发突出。针对丁集煤矿-910 m西二11-2采区南轨道大巷实测发现的巷道分区破裂化现象,基于深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验系统,开展了4种工况下硐室的模拟试验研究,旨在获取最大荷载方向与硐室轴线垂直、斜交、平行条件下巷道围岩的受力与破坏特征,揭示深部巷道围岩发生分区破坏的条件。试验结果显示,模型拱顶、侧墙和底板周边径向应变均呈现拉应变,形成环状裂缝;在较大轴压作用下,巷道周边产生剪切破坏和拉伸破坏,但拉伸、剪切破坏区的形成不同步,拉伸破坏的速度远大于剪切破裂的速度,使周边岩体产生这种不连续且交替出现的环状裂隙区。直墙圆拱巷道发生分区破裂的特点为帮部呈现分层断裂,拱顶和底部呈现滑移型断裂。研究结果可为深部高地应力下巷道围岩的支护对策及优化提供参考。 展开更多

关键词 深部围岩 物理模拟 分区 环向裂隙

在线阅读 下载PDF 职称材料

我国深部煤与瓦斯共采战略思考 被引量：481

7

作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-6,共6页

我国是世界上瓦斯灾害最严重的国家之一,煤炭资源禀赋与长期的旺盛需求导致我国煤炭开发以每年10～25 m的速度快速向深部转移,深部煤炭开采面临的瓦斯问题更加严峻,从安全、能源、环保3个方面考虑,都需要加大深部煤层煤与瓦斯共采力度... 我国是世界上瓦斯灾害最严重的国家之一,煤炭资源禀赋与长期的旺盛需求导致我国煤炭开发以每年10～25 m的速度快速向深部转移,深部煤炭开采面临的瓦斯问题更加严峻,从安全、能源、环保3个方面考虑,都需要加大深部煤层煤与瓦斯共采力度。分析了我国深部煤层煤与瓦斯共采现状与面临的问题,指出了我国深部煤层煤与瓦斯共采发展对策,认为我国深部煤层应坚持地面和井下相结合的＂两条腿走路＂的煤与瓦斯共采模式,从基础理论研究、关键技术及装备研发、示范工程建设、政策扶持等方面提高深部煤层煤与瓦斯共采技术整体水平。 展开更多

关键词 深部开采 煤与瓦斯共采 科技发展 战略

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部采动响应与灾害防控研究进展 被引量：239

8

作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期716-725,共10页

掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演... 掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演化规律和多资源全生命周期动态叠加多相多场耦合致灾机理。最后,基于上述采动响应特征和多场耦合规律及致灾机理,从透明矿山及地质保障关键技术、灾害风险判识与监控预警关键技术和典型动力灾害防控关键技术3个方面讨论了深部采动灾害防控方法。未来应继续加大对深部开采基础研究支持力度,大力支持自主创新重大仪器及科学装置研究,重点开展深部煤炭开采应用基础理论和关键技术研究,依靠科技创新突破制约我国深部煤炭开采的理论与技术瓶颈。加强深部采动多物理化学场耦合灾变机理分析,实现深地资源地质精准勘探和三维地质可视化,建立深部采动灾害风险判识及合理性评价模型,以及开展多参量灾害预警与防控技术和装备研究,实现对灾害的有效预警和精准防控,综合形成深部煤矿灾害防控理论与技术标准体系。同时,在充分认清深部各种灾害特征、治理能力极限和技术经济可行性的基础上,科学确定开采下限。最终有效解决深部煤炭开采面临的科学问题和重大技术难题,促进深部煤炭安全高效开采。 展开更多

关键词 深部开采 采动响应 灾害防控 地质保障 多场耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

厚表土层深井卸压开采地面钻井变形破坏及其预防--以淮南顾桥矿为例 被引量：5

9

作者 任波 袁亮 +5 位作者 桑树勋 郭华 薛俊华 黄华州 李源 武杰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期159-166,共8页

以顾桥矿工程实践为基础,结合物理模拟实验和现场监测结果,研究了厚表土层深井卸压开采地面钻井变形破坏及其预防。结果表明:钻井破坏是地面卸压瓦斯抽采失败的关键,采动影响下地面瓦斯抽采井破坏以变形和错断为主,破坏深度不一,主要集... 以顾桥矿工程实践为基础,结合物理模拟实验和现场监测结果,研究了厚表土层深井卸压开采地面钻井变形破坏及其预防。结果表明:钻井破坏是地面卸压瓦斯抽采失败的关键,采动影响下地面瓦斯抽采井破坏以变形和错断为主,破坏深度不一,主要集中在松散层中下部和基岩中上部;在钻井完好情况下,将钻井终孔位置布置于断层附近、"O"型圈范围内更有利于卸压瓦斯抽采。采动引起的上覆岩层离层、应力集中、竖向破断以及厚表土层"杠杆效应"造成地面瓦斯抽采井破坏,其由下至上多次出现是导致地面井多处变形破坏的主要原因。煤层采动对工作面前方巷帮应力、顶板应力的影响范围分别可达320 m、350 m,对轨顺相对位移影响范围可达工作面前方50m和后方200m,采场中部覆岩与地表之间的相对位移量远大于采场边缘附近,更容易导致井孔破坏。采用"抗"和"让"相结合的井身结构、"上止下泄"固井–完井施工工艺以及合理的井位布置等措施,可有效防止卸压开采地面钻井变形破坏,实现瓦斯稳定高效抽采。 展开更多

关键词 厚表土层 地面井 瓦斯 变形破坏 预防措施 顾桥矿

在线阅读 下载PDF 职称材料

分层开采厚硬顶板覆岩结构破坏及移动规律研究 被引量：10

10

作者 康志鹏 赵靖 段昌瑞 《煤炭工程》 北大核心 2022年第8期78-83,共6页

厚煤层分层开采时,顶板覆岩结构破坏对巷道的稳定性以及工作面的支护稳定性起决定性的控制作用。针对厚砂岩顶板直覆条件下的采空区悬顶不垮,来压步距大,断裂后产生较大冲击地压等问题,以顾北矿13121上工作面为工程背景,通过理论分析、... 厚煤层分层开采时,顶板覆岩结构破坏对巷道的稳定性以及工作面的支护稳定性起决定性的控制作用。针对厚砂岩顶板直覆条件下的采空区悬顶不垮,来压步距大,断裂后产生较大冲击地压等问题,以顾北矿13121上工作面为工程背景,通过理论分析、现场探测、力学试验、数值模拟等方法综合研究,揭示分层开采厚硬顶板覆岩结构破坏机理,得出顶板移动变形及应力分布规律。结果表明:厚硬顶板在工作面开采时垮落步距大,采动影响剧烈,塑性区破坏发育,工程上表现为采空区大面积悬顶,煤帮大面积片帮破坏。据此,提出厚硬顶板切顶预裂深孔爆破技术,并成功应用于顾北矿13121上工作面,缩短了初次和周期来压步距,使巷道围岩变形和采场矿压得以有效控制。 展开更多

关键词 分层开采 厚硬顶板 覆岩破坏机理 移动变形 应力分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

遗留煤柱诱发岩层破断微震响应及前兆特征 被引量：1

11

作者 牟文强 李连崇 +1 位作者 刘洪磊 余国锋 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1167-1177,共11页

为揭示深井遗留煤柱失稳诱发顶板异常破断及前兆特性,利用统计方法分析了下层回采岩层动力响应微震特征,探究了多源参数在岩层破断失稳前兆中的控制特征,建立了基于关键切线斜率与多参量的强动力响应控制指标模型及预测方法 .结果表明,... 为揭示深井遗留煤柱失稳诱发顶板异常破断及前兆特性,利用统计方法分析了下层回采岩层动力响应微震特征,探究了多源参数在岩层破断失稳前兆中的控制特征,建立了基于关键切线斜率与多参量的强动力响应控制指标模型及预测方法 .结果表明,基于统计方法可规避震源数据离散性而确定岩层集中损伤区;动力响应由弱变强的过程中微震具有典型的时间特征:能量指数呈急剧上升—平稳—急剧下降3个阶段,累计视体积呈平稳过渡—急剧增长2个阶段,b值呈减小—低值稳定的趋势.对比遗留煤柱区矿压显现特征,以能量指数对数值以及累计视体积的变化率为主控前兆指标,能量总值、b值及矿山压力作为次控前兆指标的响应模型及预测方法具备可行性. 展开更多

关键词 动力响应 微震监测 震源参数 变化率 控制指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

含瓦斯煤相似材料研制及其突出试验应用 被引量：68

12

作者 王汉鹏 张庆贺 +5 位作者 袁亮 薛俊华 李清川 周伟 李建明 张冰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1676-1682,共7页

采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型... 采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型后干燥。大量正交配比试验表明：在成型压力15 MPa下,相似材料的重度、孔隙率趋于稳定并与原煤十分接近;相似材料抗压强度高,可调范围达0.5~2.8 MPa,与胶结剂浓度近似呈线性正比关系;吸附解吸试验表明,相似材料的吸附性良好,其与原煤的吸附等温线一致;并且具有材料价格低廉、无毒副作用、配比简单、性能稳定和各物理力学参数调节方便等特点,可用来模拟不同强度原煤。采用相似材料制作的型煤开展了煤与瓦斯突出试验,成功模拟了煤与瓦斯突出现象和过程,证明该相似材料能很好地模拟具有吸附解吸特性的含瓦斯煤体。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 含瓦斯煤 相似材料 试验研制 突出

在线阅读 下载PDF 职称材料

构造软煤的物理力学特性及其对煤与瓦斯突出的影响 被引量：33

13

作者 高魁 刘泽功 +3 位作者 刘健 邓东生 康亚 黄凯峰 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期129-133,共5页

为了更好地认识和防治煤与瓦斯突出,选取原生结构煤和构造软煤代表性样品。利用显微镜、压汞、IS-100型等温吸附解吸仪、MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试设备和瓦斯煤岩体气固耦合参数测试仪,对2种煤样的物理力学特征进行研究。对比分析其微... 为了更好地认识和防治煤与瓦斯突出,选取原生结构煤和构造软煤代表性样品。利用显微镜、压汞、IS-100型等温吸附解吸仪、MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试设备和瓦斯煤岩体气固耦合参数测试仪,对2种煤样的物理力学特征进行研究。对比分析其微观结构特征、吸附特性、渗透特性和力学特性。试验结果表明,构造软煤的结构破坏严重,微观裂隙孔隙发育,总孔容是原生结构煤的2～3倍,比表面积是原生结构煤的1.75倍,吸附能力约为原生结构煤的4倍,渗透率约为原生结构煤的10倍,煤体强度明显低于原生结构煤。在试验研究的基础上,分析构造软煤的物理力学特性对煤与瓦斯突出的影响。 展开更多

关键词 构造软煤 微观结构 吸附特性 渗透特性 力学特性 煤与瓦斯突出

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤与瓦斯突出物理模拟相似准则建立与分析 被引量：35

14

作者 张庆贺 袁亮 +5 位作者 王汉鹏 康建宏 李术才 薛俊华 周伟 张德民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2773-2779,共7页

相似准则是物理模拟的理论依据,是研发相似材料确定试验条件的基本前提。煤与瓦斯突出物理模拟相似准则是制约模拟试验发展的瓶颈。针对描述煤与瓦斯突出全过程的力学模型尚未建立的现状,尝试采用描述突出孕育阶段的气固耦合模型进行相... 相似准则是物理模拟的理论依据,是研发相似材料确定试验条件的基本前提。煤与瓦斯突出物理模拟相似准则是制约模拟试验发展的瓶颈。针对描述煤与瓦斯突出全过程的力学模型尚未建立的现状,尝试采用描述突出孕育阶段的气固耦合模型进行相似准则推导。基于气固耦合方程,采用相似变换法推导了相似准数。该组相似准数可保证煤岩变形破坏规律相似,却难以发生突出现象。提出了采用能量模型推导煤与瓦斯突出相似准则的思路。改进了前人的能量方程,经过相似变换导出了新的相似准数。该组相似准数可保证试验模型与原型能量集聚、转移和释放规律相似。结合两组相似准数,在保证能量模型相似的基础上,考虑煤岩变形破坏规律相似,确定了煤与瓦斯突出物理模拟相似准则。与前人的物理模拟试验结果进行对照,验证了相似准则的合理性。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 物理模拟 相似准则 理论分析 相似材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤岩组合体冲击破坏的声发射及微震效应规律试验研究 被引量：52

15

作者 王晓南 陆菜平 +4 位作者 薛俊华 余国锋 罗勇 刘辉 张军伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2569-2575,共7页

研究由顶板-煤体-底板所构成的煤岩组合体变形破裂声发射和微震的规律,对于研究冲击机制具有重要意义。利用SANS材料试验系统、Disp-24声发射监测系统和TDS-6微震信号采集系统,对单轴受压的不同煤岩组合试样进行声发射和微震试验,得到... 研究由顶板-煤体-底板所构成的煤岩组合体变形破裂声发射和微震的规律,对于研究冲击机制具有重要意义。利用SANS材料试验系统、Disp-24声发射监测系统和TDS-6微震信号采集系统,对单轴受压的不同煤岩组合试样进行声发射和微震试验,得到不同组合试样在受载破坏过程中的声发射和微震信号。试验研究表明:组合试样发生冲击破坏时的声发射和微震信号的强度随试样的单轴抗压强度、冲击倾向性以及其顶板与煤层的高度比值的增加而增强;微震信号的振幅可以反映组合煤岩体的冲击倾向性强弱;微震频谱幅度的分布随着抗压强度和冲击能指数的上升而向高频移动。上述结论对指导现场冲击矿压的监测预警以及评价有着重要意义。 展开更多

关键词 采矿工程 煤岩组合 声发射 微震 频谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

大型真三维煤与瓦斯突出定量物理模拟试验系统研发 被引量：25

16

作者 李术才 李清川 +5 位作者 王汉鹏 袁亮 张玉强 薛俊华 张冰 王静 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期121-129,共9页

采用物理模拟试验开展多种组合条件下煤与瓦斯突出定量化模拟是目前研究煤与瓦斯突出机理与规律的主要研究手段,以综合作用假说、CSIRO突出模型为理论依据,根据推导建立的煤与瓦斯突出相似准则,研发了可考虑不同地质条件、地应力、煤岩... 采用物理模拟试验开展多种组合条件下煤与瓦斯突出定量化模拟是目前研究煤与瓦斯突出机理与规律的主要研究手段,以综合作用假说、CSIRO突出模型为理论依据,根据推导建立的煤与瓦斯突出相似准则,研发了可考虑不同地质条件、地应力、煤岩体强度、瓦斯压力和施工过程的大型真三维煤与瓦斯突出定量物理模拟试验系统;系统由模型反力与空间密封单元、高地应力梯度加载智能控制单元、大流量高压瓦斯气体充填加载单元、巷道微型掘进与高速记录单元和多元信息瞬态获取五大关键单元构成。可实现最大尺寸为1.5 m×1.5 m×3 m(长×宽×厚)的试验模型真三维梯度加载,系统最大加载能力60 MPa,模型厚度方向可按0.6 m倍数调节,系统最大充气压力3MPa,最大气体充填速度360 L/min,微型光纤光栅传感器最大采集频率500 k Hz,巷道最大掘进速度10 cm/min。各模块协同工作,可实现三维气固耦合条件下石门揭煤诱发煤与瓦斯突出试验模拟,为探索不同组合因素下煤与瓦斯突出发生条件,揭示突出机理提供了定量化模拟平台。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 定量化物理模拟 系统研发 气固耦合 智能掘进

在线阅读 下载PDF 职称材料

典型留巷顶板条件下巷旁充填体支护阻力分析 被引量：48

17

作者 阚甲广 张农 +1 位作者 李宝玉 司光耀 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2778-2784,共7页

将工程实践中接触到的留巷顶板分为厚层直接顶、薄层直接顶和无直接顶3种类型,利用叠加连续层板模型,考虑巷帮煤体承载作用和导致顶板垮落诱因,得出了3种顶板条件下的巷旁支护阻力计算公式。研究表明,巷帮煤体、充填区域顶板承载性能的... 将工程实践中接触到的留巷顶板分为厚层直接顶、薄层直接顶和无直接顶3种类型,利用叠加连续层板模型,考虑巷帮煤体承载作用和导致顶板垮落诱因,得出了3种顶板条件下的巷旁支护阻力计算公式。研究表明,巷帮煤体、充填区域顶板承载性能的提高有助于降低巷旁充填体支护阻力。随直接顶厚度的减小,充填体支护阻力反而增大。基本顶层位不同,顶板垮落诱因不同。厚层直接顶时,顶板垮落为自重引起;薄层直接顶时,顶板垮落为基本顶上位岩层作用所致。 展开更多

关键词 沿空留巷 顶板结构 巷旁充填体 支护阻力

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤与瓦斯突出物理模拟试验中甲烷相似气体的探索 被引量：19

18

作者 张庆贺 王汉鹏 +4 位作者 李术才 薛俊华 张冰 朱海洋 张德民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期479-486,共8页

当前煤与瓦斯突出物理模拟试验多采用二氧化碳代替甲烷,导致试验结果偏差较大。为了保证模拟试验相似性并规避甲烷气体带来的安全风险,提出了甲烷相似气体的概念。基于瓦斯在突出过程中的作用机制和相似准则,结合煤与瓦斯突出防治规定,... 当前煤与瓦斯突出物理模拟试验多采用二氧化碳代替甲烷,导致试验结果偏差较大。为了保证模拟试验相似性并规避甲烷气体带来的安全风险,提出了甲烷相似气体的概念。基于瓦斯在突出过程中的作用机制和相似准则,结合煤与瓦斯突出防治规定,建立了以瓦斯含量、瓦斯放散初速度、初始瓦斯膨胀能和含瓦斯煤力学性质为参数的相似指标。初步采用二氧化碳体积分数为20%、40%、60%、80%的二氧化碳和氮气二元混合气体作为甲烷相似气体的筛选气体。按照相关规范,分别测定了甲烷和筛选气体的相似指标参数值,确定了与瓦斯含量、瓦斯放散初速度、初始瓦斯膨胀能和含瓦斯煤力学性质接近的混合气体组分分别是二氧化碳体积分数为60%、35%、45%和54%。相关性分析结果表明,上述4种配比气体与甲烷性质相关性高,可以作为相似气体的待定气体。采用待定气体和甲烷进行了模拟试验,结果表明,二氧化碳体积分数为45%的混合气体的突出现象和突出临界值与甲烷接近,与甲烷相似性高。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 物理模拟 甲烷 二元气体

在线阅读 下载PDF 职称材料

长壁工作面覆岩采动裂隙网络演化特征 被引量：44

19

作者 周宏伟 张涛 +1 位作者 薛东杰 薛俊华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1957-1962,共6页

以淮南张集矿1122(1)工作面为原型,制作了相似材料模型。结合分形几何理论研究了覆岩采动裂隙的分布及发育特征,并分析了覆岩采动裂隙长度与数量的分维与工作面推进长度之间的关系。研究发现:采动裂隙总数随着工作面推进长度增大而增大... 以淮南张集矿1122(1)工作面为原型,制作了相似材料模型。结合分形几何理论研究了覆岩采动裂隙的分布及发育特征,并分析了覆岩采动裂隙长度与数量的分维与工作面推进长度之间的关系。研究发现:采动裂隙总数随着工作面推进长度增大而增大,且在主关键层弯曲前,裂隙总数逐渐增多;主关键层弯曲后,导致采空区中部部分裂隙闭合,而新生裂隙则不断增加。 展开更多

关键词 长壁工作面 采动裂隙 物理模拟 分形维数

在线阅读 下载PDF 职称材料

采空区瓦斯涌出来源量化判识方法——以寺河矿为例 被引量：32

20

作者 周伟 袁亮 +4 位作者 张国亮 都海龙 薛生 贺光会 韩云春 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1016-1023,共8页

为准确量化和动态反映工作面采空区瓦斯涌出来源,以沁水盆地寺河矿为研究区,采集煤体解吸瓦斯,测试分析了3号煤层及其7层邻近煤层解吸瓦斯组成成分,CH4,C2H6,CO2稳定碳同位素值,CH4氢同位素值及其分布特征,建立了基于稳定碳氢同位素和... 为准确量化和动态反映工作面采空区瓦斯涌出来源,以沁水盆地寺河矿为研究区,采集煤体解吸瓦斯,测试分析了3号煤层及其7层邻近煤层解吸瓦斯组成成分,CH4,C2H6,CO2稳定碳同位素值,CH4氢同位素值及其分布特征,建立了基于稳定碳氢同位素和组分平均值的采空区瓦斯分源计算模型,实现采空区沿走向推进时各煤层瓦斯来源的量化分源计算,并完成了与传统分源预测计算结果的对比分析。研究表明,寺河矿主要煤层解吸气组分和稳定碳氢同位素值在横纵向均存在差异,总体表现为瓦斯中甲烷体积分数随煤层深度增大而增大,瓦斯碳氢同位素随深度增大出现偏重的特点,5302工作面采空区沿走向瓦斯涌出动态变化过程可以分本煤层涌入主体阶段、近邻近层涌入过渡阶段、动态平衡稳定阶段。随工作面推进,采空区内3号煤瓦斯涌出占比逐渐下降,最终稳定在20%~25%,近邻近层呈现先升后降并趋稳的特征,最终稳定在20%~25%,远邻近层9和15号瓦斯涌入主要在滞后工作面110 m后逐渐上升后趋稳,9号煤瓦斯最终占比20%~25%,15号煤瓦斯最终占比30%~35%。与传统分源预测结论相比,稳定碳氢同位素量化分源可以反映采空区内各煤层瓦斯涌出的动态演化过程,相比分源预测结论更有利于指导工作面生产实际。 展开更多

关键词 采空区 瓦斯来源 碳氢同位素 分布特征 分源计算

在线阅读 下载PDF 职称材料