面向呼吸监测及滤除PM_(0.3)的聚乳酸纳纤膜研究

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作者 张传玖 朱桂英 +7 位作者 张一帆 江亮 李佳琪 王存民 李欣雨 宋欣译 张明明 徐欢 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第1期48-57,69,共11页

通过同轴静电纺丝技术,成功制备了一种具有高效呼吸防护性能的环境友好型纳米纤维膜.该纳纤膜将掺入介电沸石咪唑骨架-8(ZIF-8)晶体的聚L-乳酸(PLA)溶液作为壳层,增强了其电荷储存能力,提高了界面间极化效果.另外,得益于纤维的结构设计... 通过同轴静电纺丝技术,成功制备了一种具有高效呼吸防护性能的环境友好型纳米纤维膜.该纳纤膜将掺入介电沸石咪唑骨架-8(ZIF-8)晶体的聚L-乳酸(PLA)溶液作为壳层,增强了其电荷储存能力,提高了界面间极化效果.另外,得益于纤维的结构设计及ZIF-8的加入,纤维表面形成的凸起结构有效缓解了高空气阻力.结果显示,当壳层溶液中ZIF-8质量分数为4%时,其表面电势和相对介电常数分别达到3.9 kV和1.64.在32 L/min的空气流量下对空气动力学直径小于0.3μm颗粒物(PM_(0.3))的去除效率达到97.99%,压降仅为52.6 Pa,实现了对PM_(0.3)的高效滤除并保持相对较低的空气阻力.此外,基于该纳纤膜的摩擦纳米发电机还能够实现呼吸监测功能.这种独特的设计为制造集呼吸防护和健康监测功能于一体的高性能空气过滤器提供了新的方向. 展开更多

关键词 聚乳酸纳纤膜 电活性 空气过滤 呼吸监测 PM_(0.3)

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综掘工作面的风幕控尘与喷雾降尘技术应用与研究方法

2

作者 张传玖 于海明 +1 位作者 乔欣 程卫民 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期219-226,共8页

针对煤矿巷道综掘工作面粉尘污染严重的问题,探讨了现阶段分别以风幕控尘与喷雾降尘为核心的两大类降尘方式的发展现状及实际应用技术,从理论分析、数值模拟、实验测试、现场应用等多种维度进行研究。总结了风幕控尘实验研究、现场实测... 针对煤矿巷道综掘工作面粉尘污染严重的问题,探讨了现阶段分别以风幕控尘与喷雾降尘为核心的两大类降尘方式的发展现状及实际应用技术,从理论分析、数值模拟、实验测试、现场应用等多种维度进行研究。总结了风幕控尘实验研究、现场实测与模拟仿真的研究方法和喷嘴雾化数值等常用的研究方法。分析了基于欧拉—拉格朗日法的风幕控尘理论和喷雾降尘三相耦合仿真理论。提出了动态掘进过程中风幕控尘稳定性差、粉尘颗粒运移轨迹的计算准确度较低、喷雾相关降尘理论指导性不强等亟待解决的关键性问题,并针对现阶段综掘面风幕控尘与喷雾降尘方法提出相关发展建议。 展开更多

关键词 综掘工作面 风幕控尘 喷雾降尘 雾幕净尘

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神东矿区亿吨矿井群智能绿色开采研究与实践 被引量：1

3

作者 张传玖 罗文 +7 位作者 孟永兵 汪腾蛟 白正平 冯晓斌 曹军 任永强 李鹏 王巍 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期56-86,共31页

为达成亿吨矿井集群的安全、智能高效及绿色开采的目标,神东公司依靠技术和管理创新,发展新型集约化生产模式,形成了世界第一大亿吨矿井群,为煤炭行业树立了煤炭工业现代化发展的先进典范。系统介绍了神东公司近10a以来针对亿吨矿井群... 为达成亿吨矿井集群的安全、智能高效及绿色开采的目标,神东公司依靠技术和管理创新,发展新型集约化生产模式,形成了世界第一大亿吨矿井群,为煤炭行业树立了煤炭工业现代化发展的先进典范。系统介绍了神东公司近10a以来针对亿吨矿井群开发的科技创新成果:在亿吨矿井群安全生产技术方面,研制了超大采高综采面顶板控制技术,采用定向钻孔水压致裂技术软化顶板坚硬岩层,研发并推广了无煤柱开采技术,实现了近距离煤层群及复合区煤层的安全开采,开发了矿压预警平台,实现了富水顶板下的安全开采;在亿吨矿井群智能高效开采技术方面,神东公司研发了8.8m超大采高综采工作面成套装备及技术,研制了双巷快速掘进技术工艺系统,创新了全断面盾构法施工斜井装备及技术,研发了短壁机械化开采技术和薄煤层等高式采煤技术,创新了智能化运输系统,形成了以跟机自动化、远程干预、智能割煤(记忆割煤-预测割煤-自主割煤)、线缆智能联动为核心特征的智能化开采技术,建成了上湾千万吨级智能化选煤厂示范点,形成了神东矿区全面建成智能化选煤厂规划框架,制定了“矿井设备数据接口与协议”数据通信标准,首次提出并实现了“一网一站”系统建设构想,率先引入了矿用鸿蒙操作系统,并构建了亿吨级智能生产管控平台;在亿吨矿井群绿色开采技术方面,构建了生态环境保护与修复技术体系,研发了微生物生态修复技术及多维度废物再利用技术,建成了多个国家级生态修复示范基地,实现了亿吨矿井群资源与环境的协调开发;在亿吨矿井群全面管理技术方面,建立了集质量(工作质量、服务质量、管理质量)、安全、健康、环保等为一体的标准化、精益化和专业化的综合性管理体系,形成了先进的煤炭行业全面管理技术,对亿吨矿井群的生产经营起到了重要作用。研究成果为煤炭工业实现自主创新提供了借鉴,为我国大型煤炭基地的规划、建设与发展起到了积极示范和引领作用。 展开更多

关键词 国能神东煤炭集团 亿吨矿井群 安全生产技术 智能高效开采技术 绿色开采技术 全面管理技术

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浅埋非均质地质、单一关键层工作面动载系数预测模型与工程验证

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作者 张传玖 易俊杰 +1 位作者 王巍 程敬义 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4294-4304,共11页

神东矿区浅埋煤层地质条件具有显著非均匀性,采用传统平均动载系数法进行液压支架选型时,难以准确反映实际载荷分布,易造成支架工作阻力设计偏差,诱发支架–围岩系统失稳,制约工作面安全高效开采。研究以哈拉沟煤矿22309工作面为背景,... 神东矿区浅埋煤层地质条件具有显著非均匀性,采用传统平均动载系数法进行液压支架选型时,难以准确反映实际载荷分布,易造成支架工作阻力设计偏差,诱发支架–围岩系统失稳,制约工作面安全高效开采。研究以哈拉沟煤矿22309工作面为背景,旨在揭示非均匀地质条件对动载系数的控制机制,建立适用于该条件的动载系数预测模型,为液压支架合理选型提供理论依据。研究采用现场实测与理论分析相结合的方法。通过分析不同分段基岩厚度与埋深对动载系数的影响规律,评估支架适应性差异。基于能量等效原理,结合“浅埋、单一关键层”地质特征,将主关键层破断回转释放能量等效为动载源,构建融合埋深、推进长度与基岩厚度等参数的动载系数预测模型(DP模型),并采用Levenberg-Marquardt算法对模型参数进行辨识。结果表明:22309工作面动载系数呈梯阶分布,首段为1.10,次段为1.21,导致次段支架安全阀开启率较首段提高5.5%。DP模型对首段和次段动载系数的预测误差分别为8.95%和1.59%,精度较传统方法提升8.14%和4.86%。在22315工作面应用中,预测动载系数为1.202,与实际误差0.98%,据此计算出支护阻力为10165.2 kN,选用ZY12000/25/50D型液压支架。现场监测证实支护系统运行稳定。研究构建的DP模型能够基于常见地质参数有效预测浅埋煤层非均匀条件下的动载系数分布,物理意义明确、预测精度高,克服了传统平均动载方法的不足。 展开更多

关键词 非均质地质 动载系数 浅埋煤层 LEVENBERG-MARQUARDT算法 动载系数预测模型

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生态脆弱矿区覆岩采动裂隙渗流演化规律及自修复表征 被引量：2

5

作者 李建伟 孙艳超 +3 位作者 张传玖 他旭鹏 曹健 张健 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期143-155,共13页

【目的】我国西部生态脆弱区受煤矿开采影响巨大,在开采扰动下采空区上覆含水岩层遭到破坏,易导致水资源流失、土地荒漠化等问题,为此人工引导裂隙自修复进而保护或恢复地下水位至关重要。【方法】以内蒙古布尔台煤矿22108工作面为工程... 【目的】我国西部生态脆弱区受煤矿开采影响巨大,在开采扰动下采空区上覆含水岩层遭到破坏,易导致水资源流失、土地荒漠化等问题,为此人工引导裂隙自修复进而保护或恢复地下水位至关重要。【方法】以内蒙古布尔台煤矿22108工作面为工程背景,采用物理相似试验、数值计算与理论分析等方法,深入研究开采扰动和裂隙水渗流耦合作用下生态脆弱矿区煤层覆岩裂隙渗流演化规律,并对覆岩裂隙自修复效果进行表征分析。【结果与结论】结果显示:(1)基于位移差值系数,裂隙发育总体表现为采空区两侧高度发育、中部压实的“双峰”状分布。(2)工作面推进78 m时,导水裂隙已发育至第Ⅱ含水层,此时位移差值系数为0.25,并出现突变现象,渗流演化分布与覆岩裂隙发育开始呈现强相关性,位移差值系数由0.25增大至0.40时,覆岩隔水层含水率平均增加2.0%,且开采边界附近裂隙导流能力大于其采空区中部覆岩裂隙导流能力。(3)开采结束后,第Ⅱ含水层水位较开采前有所下降,平均水位下移13 m,由于采空区压实及覆岩采动裂隙闭合形成新的含水层,地下水流场实现自身演替。(4)经长期残余沉降、应力压实等多因素耦合影响,覆岩裂隙岩体表现出隔水层降渗的自修复现象,根据模拟开采完毕8.3 a后自修复结果显示,基于导水裂隙渗流速度求得采空区中部覆岩区域自修复率为45.5%~55.6%,开采边界区域自修复率为6.3%~25.0%;基于覆岩含水率求得采空区中部区域自修复率为33.3%~35.7%,开采边界区域自修复率为10.0%~18.2%。研究成果为揭示西部生态脆弱矿区覆岩裂隙渗流演化规律及其自修复特性的定量表征提供了理论依据。 展开更多

关键词 生态脆弱区 煤矿 流固耦合 裂隙发育 渗流演化 裂隙自修复

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基于同位素示踪的矿井水源识别与资源管理优化研究

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作者 高振军 段宏飞 +7 位作者 邹俊鹏 杨忠年 张传玖 赵丽娟 党文刚 李伦 刘兆祥 李浩 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第5期153-160,共8页

为明确补连塔煤矿矿井水的充水来源及其各水源的补给比例,以确保矿井水资源的合理调配与安全管理,开展氢氧稳定同位素示踪分析。共采集了28个水样,涵盖地表水、第四系潜水、志丹群水、延安组水及采空区水,采用波长扫描光腔衰荡光谱(WS-C... 为明确补连塔煤矿矿井水的充水来源及其各水源的补给比例,以确保矿井水资源的合理调配与安全管理,开展氢氧稳定同位素示踪分析。共采集了28个水样,涵盖地表水、第四系潜水、志丹群水、延安组水及采空区水,采用波长扫描光腔衰荡光谱(WS-CRDS)技术测定水样的δ^(18)O和δ^(2)H值,并应用IsoSource模型计算各水源对矿井水的贡献比例。结果显示:延安组含水层水是矿井的主要水源,占比为50.4%;采空区水、第四系潜水占比分别为25.3%、21.0%;志丹群水占比为2.5%,地表水占比仅为0.7%。模型计算结果的均方根误差(RMSE)为0.069,表明拟合效果良好,结果具有较高的可靠性。根据同位素分析结果,提出了矿井水资源管理的优化策略,涵盖水源监控与评估、合理调配、水质治理与污染控制等措施,为矿井水资源的高效利用与保护提供了有力的科学依据。 展开更多

关键词 矿井水 同位素示踪 氢氧同位素 水源识别 水资源管理

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神东矿区构建综采工作面三维透视采场技术研究 被引量：1

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作者 张传玖 李鑫 +1 位作者 任建慧 马盟盟 《中国矿业》 北大核心 2024年第8期92-99,共8页

为实现工作面回采期间矿压与生产管理、保障智慧矿山建设,需要构建三维透视采场。首先,基于实用矿山压力控制理论,建立采场空间结构力学模型,训练一套采场覆岩运动参数推导、支承压力分布规律计算、矿山压力实时监测数据分析与三维采场... 为实现工作面回采期间矿压与生产管理、保障智慧矿山建设,需要构建三维透视采场。首先,基于实用矿山压力控制理论,建立采场空间结构力学模型,训练一套采场覆岩运动参数推导、支承压力分布规律计算、矿山压力实时监测数据分析与三维采场静态应力与动态应力模拟的算法体系。其次,通过采用二维三维一体化建模的方式构建三维透明地质模型、使用三维建模工具对液压支架等设备进行精细化建模、对采场上覆岩层的运动状态进行专业化建模,体现三维透视采场基本要素的全面性。通过采用三维曲面积分法解析综采液压支架相关数据、采用多目标多因素分级方法分析钻孔应力数据、采用时序序列数据分析其他数据三种方法进行采场实时监测数据分析。最后,以布尔台煤矿42204工作面为工程背景,构建了三维透视采场基本模型。所建立的三维模型能够根据地质信息、钻孔数据、矿压显现等实际情况反映应力场变化,实现采场空间采动应力随工作面推进的展示,为采煤工作面回采期间矿压与生产管理提供技术支撑。 展开更多

关键词 三维透视采场 技术框架 动态应力分布 实时监测 综采工作面

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循环应力损伤对煤体I型动态断裂特性的影响 被引量：3

8

作者 张传玖 李果 +2 位作者 任建慧 姚士茂 李宣良 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第2期25-35,共11页

为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m... 为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m,较静态煤断裂参数分别提高了1.38倍与1.26倍;经循环应力损伤后煤试件的平均静态KIC值为0.219 MPa·m^(1/2),平均静态GC为44.26 N/m,较原始煤试件分别降低了12.05%与16.74%;平均动态KIC为0.279 MPa·m^(1/2),平均动态GC为52.72 N/m,与原始煤试件冲击断裂试验结果相比,分别降低了20.90%与21.30%。试验结果表明,循环应力对煤体的动静态断裂力学参数均具有劣化影响,且煤试件动态断裂力学参数的劣化程度更高,证明煤体动态断裂行为对循环应力损伤作用更加敏感。同时,原始及循环应力损伤后煤试件动态断裂破坏的分形维数分别为1.32与1.21,即原始煤试件在冲击载荷作用下断裂破碎的更加复杂,冲击动力学显现的更加充分。此外,基于黏聚裂纹模型的煤体I型动态断裂数值计算结果与试验结果相符,表明黏聚裂纹模型能够对煤体动态断裂过程进行有效表征。研究成果可为具为相似特性的煤体提供参考。 展开更多

关键词 冲击载荷 断裂韧度 分形维数 黏聚裂纹模型

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高强度采动地裂缝形成与演化规律及减损方法 被引量：1

9

作者 李晓斌 李全生 +6 位作者 何富连 张村 韩鹏华 张勇 任赵鹏 张传玖 武洋 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期518-529,共12页

神东矿区高强度开采造成覆岩和地表损伤严重,威胁矿区生态安全。科学认识地裂缝演化规律和采动覆岩-地表损伤传导机理是实现井下安全减损开采、含水层自修复与地表生态环境治理的关键。综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和物理模拟... 神东矿区高强度开采造成覆岩和地表损伤严重,威胁矿区生态安全。科学认识地裂缝演化规律和采动覆岩-地表损伤传导机理是实现井下安全减损开采、含水层自修复与地表生态环境治理的关键。综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和物理模拟等手段,首先分析了工作面矿压规律、覆岩结构特征和地裂缝宽度变化规律。然后考虑周期来压大小和覆岩结构特征,详细阐明了地裂缝宽度的动态发育过程呈“M”型双峰形态,深刻揭示了地裂缝产生机制。最后从工作面、覆岩和地表3个方面提出了采动损伤系统减损方法。研究表明,双关键层结构工作面存在大小周期来压,亚关键层破断影响小周期来压,主关键层失稳控制大周期来压,大周期来压步距为小周期来压步距的2~4倍,大周期来压载荷为小周期来压载荷的1.07~1.13倍;中部动态裂缝呈“双峰”分布,具有自修复现象,边缘裂缝呈“单峰”分布,对地表破坏性更严重;加快推进速度可减弱采动损伤程度、加快顶板下沉速度;从关键岩块回转下沉方面解释了中部动态地裂缝张开—闭合—张开—闭合演化过程;揭示了高强度开采导致压力拱结构失稳是地裂缝产生的根本原因;提出了推进速度优化、注浆成拱减损与地裂缝分区治理的系统减损方法。研究成果为煤炭规模化开采与生态环境保护相协调发展提供了理论与技术支撑。 展开更多

关键词 现场监测 关键层 地裂缝 推进速度 减损方法

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煤矿导水裂隙带影响因素敏感性及高度预测研究 被引量：6

10

作者 李晓斌 李全生 +6 位作者 李金松 刘小庆 李井峰 方杰 张勇 王路军 张传玖 《中国矿业》 北大核心 2024年第10期193-201,共9页

研究导水裂隙带高度是含水层修复和地表生态保护的重要基础,明确其影响因素的敏感性排序,有利于抓住主要矛盾,安全高效地实现矿井水预防。本文采用现场实测、数值模拟和数学统计方法,分析了导水裂隙带高度与岩层硬度、工作面长度、采高... 研究导水裂隙带高度是含水层修复和地表生态保护的重要基础,明确其影响因素的敏感性排序,有利于抓住主要矛盾,安全高效地实现矿井水预防。本文采用现场实测、数值模拟和数学统计方法,分析了导水裂隙带高度与岩层硬度、工作面长度、采高和埋深的内在联系,得到了导水裂隙带高度计算公式,并在现场得到应用。通过研究可知:导水裂隙带高度在硬岩中传导更快,而软岩可以抑制导水裂隙带高度。软岩与硬岩组合(下软上硬)导水裂隙带高度大于硬岩与软岩组合(下硬上软)导水裂隙带高度。开采方法会影响导水裂隙带高度,综放开采导水裂隙带高度大于厚煤层分层开采、单一薄煤层开采、单一中厚煤层开采。各因素影响导水裂隙带高度的程度为:采高>硬岩岩性比例系数>采深>工作面长度。与“三下”规程经验公式相比,利用多因素拟合公式可以较好地实现乌兰木伦煤矿12403工作面导水裂隙带高度预测,误差仅为−2.54%,研究成果为地下水资源保护和水害治理提供指导依据。 展开更多

关键词 岩性组合 多因素分析 导水裂隙带高度 敏感性 预测公式

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深部砂岩破裂——损伤力学机制及细观模拟研究

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作者 曹军 张传玖 +1 位作者 任建慧 李宣良 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期69-75,共7页

深部岩体损伤破裂是围岩大变形失稳破坏的热点问题之一,开展深部砂岩损伤破裂研究对采场围岩稳定性控制具有重要理论意义及工程价值。通过三轴压缩试验开展了不同围压下砂岩力学行为及裂纹演化规律研究;采用岩石破裂过程分析系统(RFPA3D... 深部岩体损伤破裂是围岩大变形失稳破坏的热点问题之一,开展深部砂岩损伤破裂研究对采场围岩稳定性控制具有重要理论意义及工程价值。通过三轴压缩试验开展了不同围压下砂岩力学行为及裂纹演化规律研究;采用岩石破裂过程分析系统(RFPA3D)建立了基于真实细观结构的砂岩数值模型,模拟研究了单轴作用下砂岩真实细观破裂过程,分析了试样破裂过程中声发射演化规律及破裂力学行为特征。结果表明:随着围压的增加,砂岩试样应力—应变曲线具有脆性向延性转变的趋势,且残余应力随着围压的增加而增加,这与物理试验结果一致。在低围压状态下,裂纹易于扩展,导致试样容易破碎;高围压状态下,裂纹扩展受围压限制,因此裂纹不易扩展,导致试样内部发生碎胀现象。砂岩试样内部具有大量软弱结构,试样受力过程中裂纹沿着晶粒边界或软弱面萌生扩展是其破坏的主要方式。声发射数量随着围压的增加而增加,主要集中在裂纹产生处。研究结果对采场围压稳定性控制具有指导作用。 展开更多

关键词 破裂—损伤力学 力学机制 演化规律 数值模型

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浅埋深回采工作面冲击地压发生机理及防治 被引量：44

12

作者 蓝航 杜涛涛 +2 位作者 彭永伟 张传玖 秦子晗 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1618-1623,共6页

通过分析新疆某矿一段时间内现场矿压显现情况并结合实测微震和工作面支架压力数据,获得了冲击地压发生机理:坚硬厚层顶板是冲击地压发生的主要力源,采煤工艺影响和支架支护质量低导致顶板压力转移到工作面煤壁上,形成了煤体应力集中和... 通过分析新疆某矿一段时间内现场矿压显现情况并结合实测微震和工作面支架压力数据,获得了冲击地压发生机理:坚硬厚层顶板是冲击地压发生的主要力源,采煤工艺影响和支架支护质量低导致顶板压力转移到工作面煤壁上,形成了煤体应力集中和弹性能量积聚,推进速度过快加剧了煤体应力和能量积聚程度,在煤体自身强冲击倾向性作用下导致冲击地压发生。据此提出冲击地压防治原则:避免坚硬厚层顶板的压力转移到煤壁上形成应力集中。具体方法为及时切断坚硬顶板,对煤体进行卸压爆破,并提高工作面支架初撑力。现场实践表明,防治效果明显。 展开更多

关键词 浅埋深 回采工作面 冲击地压 机理 防治

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基于煤样破坏声发射特征的冲击地压评价预警研究 被引量：18

13

作者 陈结 刘博 +4 位作者 朱超 蒲源源 高靖宽 崔义 张传玖 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期116-129,共14页

冲击地压作为深部煤矿开采中最常见的煤岩动力灾害,严重影响煤炭资源安全高效开采。精准及时的预测预报是冲击地压防治的关键。为研究煤岩体冲击前兆信息特征,建立高效精准的动态预测模型,通过对冲击倾向性煤样进行三轴压缩试验,获取煤... 冲击地压作为深部煤矿开采中最常见的煤岩动力灾害,严重影响煤炭资源安全高效开采。精准及时的预测预报是冲击地压防治的关键。为研究煤岩体冲击前兆信息特征,建立高效精准的动态预测模型,通过对冲击倾向性煤样进行三轴压缩试验,获取煤样破坏过程声发射特征参数,选取典型冲击矿井工作面微震参数监测值,与实验室所得声发射参数进行对比,分析实验室和工程尺度下的声发射与微震参数特征之间的相似性,建立两者之间冲击声学信息的表征关系。结果表明,煤样压缩过程中声发射累计能量的“阶梯状”增长与大能量矿震事件发生前的“缺震”现象都揭示了煤岩体能量的孕育过程。同一能量指标在不同尺度下对大能量事件的发生具有相同的演化趋势,经量化后可作为冲击地压危险性预警指标。继而选取影响工作面冲击地压发生的静态因素与应力动态因素,结合所得微震参数指标分别赋予动态权重,并引入贝叶斯概率进行修正,构建冲击地压动-静态协同综合评价预警模型。利用该模型对河南某冲击矿井工作面危险性进行评价预警,获得优于传统评价模型的预警结果,展现了该模型的工程适用性与准确性。 展开更多

关键词 冲击地压 声发射 微震 前兆信息 预警模型 三轴压缩

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坚硬顶板工作面高静载型冲击地压防治研究 被引量：18

14

作者 张传玖 杜涛涛 +1 位作者 李红平 贾兵兵 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期112-119,共8页

为研究坚硬顶板综放工作面冲击地压的主控因素和防治技术,采用微震监测系统和冲击地压应力监测系统通过分源监测分析,研究了工作面冲击地压发生的主控因素,并针对主控因素开展了防冲击地压实践。结果表明:冲击地压主控因素为高静载、强... 为研究坚硬顶板综放工作面冲击地压的主控因素和防治技术,采用微震监测系统和冲击地压应力监测系统通过分源监测分析,研究了工作面冲击地压发生的主控因素,并针对主控因素开展了防冲击地压实践。结果表明:冲击地压主控因素为高静载、强矿震和低支护强度。实体煤侧静载为30.16～84.48 MPa、煤柱静载为27.84～41.04 MPa,易达到发生冲击地压临界载荷;顶板破断前后,常引起高能事件的发生,以动载的形式作用,加剧煤体的应力集中;多因素使得发生冲击显现的巷道变形区域的支护强度比较低。开展了现场控制实践,煤体卸压分阶段多轮动态卸压,对顶板进行深孔预裂爆破,采用锚索梁加强支护,措施实施后大能量矿震发生时,提高了巷道抵抗冲击能力,降低了矿震诱发巷道变形的频次和强度。 展开更多

关键词 微震 冲击地压防治 高静载 低支护强度

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工作面过上覆煤层遗留煤柱矿压异常机理及防治技术 被引量：16

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作者 张传玖 《煤炭工程》 北大核心 2022年第9期70-74,共5页

以布尔台煤矿42204工作面为工程背景,采用理论分析和现场试验等手段,研究了大埋深条件下工作面过集中煤柱时矿压异常机理和防治技术。研究结果表明:在布尔台42204工作面的开采条件下,上覆工作面顶板不失稳的理论最小采高为6.44~10.30m,... 以布尔台煤矿42204工作面为工程背景,采用理论分析和现场试验等手段,研究了大埋深条件下工作面过集中煤柱时矿压异常机理和防治技术。研究结果表明:在布尔台42204工作面的开采条件下,上覆工作面顶板不失稳的理论最小采高为6.44~10.30m,并通过理论计算了充满采空区所需垮落高度最小值为31m,结合岩层赋存特征确定了合理的压裂层位,提出了“工作面定向长钻孔+巷道浅孔”的水力压裂卸压方案。工作面过煤柱期间矿压监测结果表明,压裂后工作面顶板周期来压步距减小,来压强度降低,采空区能被垮落顶板岩块充实,过煤柱期间工作面机尾三角区顶板最大下沉量200mm,回风巷道顶板最大下沉量80mm,两帮最大移近量为150mm,结果表明水力压裂弱化了顶板的完整性,减轻了煤柱影响区内工作面矿压显现,降低了工作面压架事故率。 展开更多

关键词 集中煤柱 矿压异常 水力压裂 卸压

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浅埋深坚硬顶板工作面冲击地压微震时空前兆信息特征 被引量：10

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作者 张传玖 薛雅荣 +4 位作者 杨伟 李振雷 李红平 杨旭 贾兵兵 《煤炭工程》 北大核心 2022年第2期98-104,共7页

为提高冲击地压矿井现场防冲措施实施的针对性,以宽沟煤矿B2煤层I010203工作面为工程背景,研究其历次矿压显现事件发生前后的微震监测信息时空演化规律。结果表明:I010203工作面矿压显现事件震源位置受上层"刀把型"采空区边... 为提高冲击地压矿井现场防冲措施实施的针对性,以宽沟煤矿B2煤层I010203工作面为工程背景,研究其历次矿压显现事件发生前后的微震监测信息时空演化规律。结果表明:I010203工作面矿压显现事件震源位置受上层"刀把型"采空区边界影响,具有阶段性特征,且主要集中于工作面中下部、区段煤柱和侧向采空区围岩,垂向上大多位于煤体和顶板岩层中,坚硬顶板破裂是该矿发生冲击地压的主要诱导因素;在矿压显现事件发生前7d内微震前兆预警指标b值、断层总面积A(t)值和微震活动度S值分别出现突降或突增现象并保持低值或高值异常,表明煤岩体内部弹性能积聚、破裂程度增大,冲击危险性增高;结合高斯空间光滑法绘制的微震指标云图在矿压显现事件发生前呈现一定规律性,可进一步量化确定局部冲击危险区域。研究结果揭示了在坚硬顶板条件下工作面冲击地压微震时空前兆信息特征,可指导现场人员采取针对性防冲措施,有助于冲击地压的精准防治。 展开更多

关键词 冲击地压 微震监测 时空演化 前兆特征 高斯空间

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中国废弃煤矿压气蓄能潜力与初步可行性研究 被引量：14

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作者 杜俊生 陈结 +3 位作者 姜德义 范金洋 张传玖 陈紫阳 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期253-264,共12页

随着中国化石能源比重下降、无碳能源比重上升的能源清洁化的结构转型,井下废弃矿井数量增多,同时风能和太阳能(WS)得到迅速发展,但资源利用率却很低。为了提高资源化利用率和加快转型升级,提出了一种结合风能和太阳能的混合压缩空气蓄... 随着中国化石能源比重下降、无碳能源比重上升的能源清洁化的结构转型,井下废弃矿井数量增多,同时风能和太阳能(WS)得到迅速发展,但资源利用率却很低。为了提高资源化利用率和加快转型升级,提出了一种结合风能和太阳能的混合压缩空气蓄能(CAES)系统,并将井下废弃矿井作为压缩空气的储能空间。首先,根据太阳能、风能、毁弃煤矿地下空间资源及电网分布特征确定了WS–CAES混合系统的潜在区域,主要分布在三北(东北、华北北部和西北)地区,具备了发展该系统的巨大潜力。然后,基于系统压缩机、膨胀机、热换器和储气室等各参数数学模型,研究了换热器效能、环境温度、质量流量、总压比和压缩/膨胀级数运行变量对系统输出功率和总效率的性能影响,压缩机/涡轮机级数对总效率(η)具有显着影响,级数2增至级数5时,η增幅为7.31%。最后,针对毁弃煤矿巷道储存高压气体的可行性,从巷道深度、内衬及围岩渗透性方面进行Comsol软件数值计算和分析,结果表明:巷道深度对系统储存气体的泄漏无明显影响;巷道内衬对系统稳定性具有重要作用;围岩渗透率则是决定系统气密性的关键因素,其围岩渗透率越小,储气库气体泄露量越小,气密性则越好;同时,煤矿井下主通风巷和运输巷具有储存压缩空气能力。 展开更多

关键词 压缩空气蓄能 储气库 气密性 围岩渗透率 热力学分析 数值模拟

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布尔台煤矿顶板管理防治措施的探讨与研究

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作者 张传玖 《中国煤炭》 2022年第S02期53-59,共7页

国能神东煤炭集团有限责任集团布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)绽放工作面在过煤柱、过空巷和薄基岩等特殊地质条件回采时,出现矿压显现剧烈、支架动载和煤壁片帮等情况,严重影响了煤矿正常的安全生产。因此,布尔台煤矿采取优化采... 国能神东煤炭集团有限责任集团布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)绽放工作面在过煤柱、过空巷和薄基岩等特殊地质条件回采时,出现矿压显现剧烈、支架动载和煤壁片帮等情况,严重影响了煤矿正常的安全生产。因此,布尔台煤矿采取优化采掘布局、改善巷道支护形式、改变超前支护方式等措施进行矿压源头管理,并采用融合微震、顶板动态、液压支架数据等监测预警技术,建成了灾害预警平台,掌握了强矿压显现规律,揭示了强矿压机理,实现了“一张图”管理。重点针对厚硬顶板大面积悬顶、上覆采空区遗留煤柱、工作面冲刷异常地质体弱化改造等多灾害协同治理,提出了定向长钻孔分段水力压裂技术,有效减弱了上覆岩层的动载效应,降低了回采过程中悬顶面积和来压强度,实现了强矿压灾害的超前解危。 展开更多

关键词 强矿压 微震监测 预警平台 定向长钻孔分段水力压裂 顶板管理

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厚硬顶板多煤层开采煤柱型冲击显现分析 被引量：9

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作者 杨伟 兰世瑞 +5 位作者 李振雷 张传玖 李红平 钟涛平 宋大钊 周超 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期70-76,共7页

现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征... 现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征及原因。通过分析现场监测的微震大能量事件空间分布规律、支架压力分布特征,以及数值模拟的工作面回采期间围岩应力分布特征,得出结论:工作面运输巷区域应力集中程度和微震事件密集程度均高于回风巷区域,顶板与煤层区域应力集中程度与微震事件密集程度大于底板区域。基于上述结果,采用动静载叠加诱冲理论分析了I010203工作面开采过程中煤柱型冲击显现原因:①运输巷区段煤柱上方易产生侧向悬顶,长悬顶突然破断并产生大量动载荷,同时在开采过程中煤柱和顶板积聚了大量静载荷,当两者叠加超过临界载荷时可能造成工作面冲击显现或大能量事件;I010203工作面回采过程中受煤柱集中应力、上覆顶板及围岩支承应力等主控因素影响,易产生煤柱型、厚硬顶板垮落型冲击显现。②当工作面回采位置逐渐接近“刀把形”采空区边界时,边界应力向下传递至I010203工作面,从而导致I010203工作面冲击危险性进一步增大。 展开更多

关键词 冲击显现 厚硬顶板 多煤层 煤柱型冲击 微震监测 支架压力 围岩应力 大能量事件 “刀把形”采空区 动静载叠加诱冲

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坚硬厚顶板煤柱型冲击地压防治技术研究 被引量：24

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作者 孙秉成 兰世瑞 +4 位作者 张传玖 李振雷 李红平 杨旭 贾兵兵 《煤炭工程》 北大核心 2022年第3期99-104,共6页

为了对坚硬厚顶板这种特定地质条件下的冲击地压防治技术进一步细化研究,分析了宽沟煤矿I010203工作面开采过程中上覆坚硬厚顶板冲击地压过程,提出了相应的防冲技术措施,并基于工作面卸压防冲前后微震事件时空变化规律对防治技术进行了... 为了对坚硬厚顶板这种特定地质条件下的冲击地压防治技术进一步细化研究,分析了宽沟煤矿I010203工作面开采过程中上覆坚硬厚顶板冲击地压过程,提出了相应的防冲技术措施,并基于工作面卸压防冲前后微震事件时空变化规律对防治技术进行了效果检验,研究结果表明:B;煤层开采后上覆坚硬厚顶板易在I010203工作面采空区及相邻I010201采空区之间的煤柱区域产生悬顶,不但会造成煤体静载应力集中,而且造成能量积聚,从而产生大量动载,悬顶长度过长时会发生垮落、破断等强动载扰动,当动载荷和静载荷叠加超过临界值时便会造成冲击显现,煤柱集中静载和坚硬顶板破断动载是冲击地压主控因素。根据上述冲击地压分析结果,设计了顶板断顶预裂和煤体超前爆破两种卸压技术措施,并选取卸压前后稳定生产期间的微震事件进行卸压效果对比分析,卸压后微震日总能量和日总频次明显降低,10^(3)~10^(4)J以上微震事件明显减少且微震的空间分布较为分散,顶板附近微震事件明显减少,说明采取的卸压措施效果明显,可有效降低冲击危险性。 展开更多

关键词 坚硬厚顶板 冲击地压 顶板卸压 煤体卸压 微震事件

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