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近距离煤层重复采动覆岩破坏规律及“两带”发育高度分析
被引量：
7
1
作者
王文才
吴周康
+3 位作者
李龙龙
王鹏
高小雷
杨少晨
《中国矿业》
北大核心
2024年第3期160-167,共8页
为研究近距离煤层重复采动下覆岩破坏规律与“两带”发育高度,预防工作面开采过程中由导水漏风通道引起的工作面顶板漏水、采空区自燃等各种安全事故,以鄂尔多斯市某煤矿为工程背景,采用井下窥视法和数值模拟对近距离煤层开采后覆岩破...
为研究近距离煤层重复采动下覆岩破坏规律与“两带”发育高度,预防工作面开采过程中由导水漏风通道引起的工作面顶板漏水、采空区自燃等各种安全事故,以鄂尔多斯市某煤矿为工程背景,采用井下窥视法和数值模拟对近距离煤层开采后覆岩破坏规律以及“两带”发育高度进行分析,揭示了规律形成的原因。研究结果表明:在近距离煤层重复采动影响下,“两带”发育高度远超过上煤层开采,下煤层推进80 m时裂隙带最大发育高度为88 m,与地表贯通形成导水漏风通道;初次采动与重复采动时的裂采比分别为19.33、29.33;裂隙带的发育呈台阶式上升,阶段间的变化表现为激跳形式;覆岩的破坏表现为“拱形→帽形→马鞍形→外O内蝶形”;数值模拟及拟合公式所预测的“两带”发育高度与实测值之间误差率为1%左右,验证了预测的准确性,可为相似工作面的开采以及相似工程提供借鉴。
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关键词
近距离煤层
岩移规律
“两带”发育高度
井下窥视
数值模拟
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职称材料
风速影响下煤矸石山自燃危险区分布规律研究
被引量：
1
2
作者
王文才
杨少晨
+3 位作者
王鹏
吴周康
李扬康
高小雷
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2620-2631,共12页
外界环境风速对煤矸石山自燃危险区分布有明显影响。为研究其变化规律,首先从渗流场、氧气场及温度场的角度进行理论分析,明确自燃机理。然后对煤矸石样品进行热重分析,通过热重微商热重(Thermogravimetry and Differential Thermogravi...
外界环境风速对煤矸石山自燃危险区分布有明显影响。为研究其变化规律,首先从渗流场、氧气场及温度场的角度进行理论分析,明确自燃机理。然后对煤矸石样品进行热重分析,通过热重微商热重(Thermogravimetry and Differential Thermogravimetry,TG DTG)与示差扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,DSC)转化率曲线得出煤矸石自燃过程中关键温度点,将关键温度点作为自燃危险区划分的判别条件。最后通过FLUENT模拟对不同环境风速下煤矸石山三场变化规律进行研究,计算自燃危险区面积并进行拟合,对煤矸石山现场进行治理效果验证。结果表明:在θ2温度点后,煤矸石山出现局部缓慢燃烧现象,转化率也进入急速增加阶段,因此将θ2温度点(332.42℃)作为自燃危险区划分的判别条件;煤矸石山自燃危险区面积随风速增加呈先增加后减小的趋势,当风速为1.65 m/s时,其面积达到最大值75.25 m^(2);当煤矸石山坡面覆土厚度为0.5 m、覆土时间为30 d时,其自燃危险区温度下降范围在202~232℃,治理效果良好。
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关键词
安全工程
煤矸石山
自燃危险区
热重分析
数值模拟
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职称材料
煤矸石山斜坡面矸石散体的空气渗流特性研究
3
作者
王文才
王鹏
+2 位作者
吴周康
李扬康
杨少晨
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期139-151,共13页
煤矸石山斜坡面矸石散体的颗粒偏析现象对其渗透特性有重要影响。为了研究斜坡面的空气渗流特性,基于自主设计的室内渗透率测定装置,结合散体岩土力学理论、通风理论及FLUENT数值模拟,研究了煤矸石山斜坡面不同高度不同深度处矸石散体...
煤矸石山斜坡面矸石散体的颗粒偏析现象对其渗透特性有重要影响。为了研究斜坡面的空气渗流特性,基于自主设计的室内渗透率测定装置,结合散体岩土力学理论、通风理论及FLUENT数值模拟,研究了煤矸石山斜坡面不同高度不同深度处矸石散体孔隙率与渗透率的整体分布规律及空气渗流和温度分布特征,并通过现场实测进行验证。结果表明:在研究预设条件下,矸石山斜坡面浅部的孔隙率和渗透率分布特征受到颗粒偏析现象的显著影响,随着高度与深度增大,呈现出非线性负指数衰减规律;随着斜坡面矸石散体的粒径增大,其孔隙率也呈增大趋势,并且其增速逐渐放缓;矸石山顶部覆盖黄土层,导致渗流速度缓慢,氧气质量浓度较低,不利于氧化放热反应的进行,底部孔隙率较大风速过快,积热条件不佳,因此高温区域位于矸石山中上部距坡面2~3 m处,最高可达780 K;风速场在热风压与外界风压的共同影响下,最高风速位于中上部近坡面处,可达0.06 m/s。此外,沿矸石山X方向和Z方向深入,渗流速度与氧气浓度下降速率逐渐减小;整体而言,矸石山斜坡面孔隙率的分布是影响矸石山内部空气渗流特性的一个极为重要的因素。通过对矸石山风速氧气以及温度场的研究,将矸石山大致划分为表层冷却区、聚热易燃区以及内部低温区。研究成果可为我国干燥多风的中西部矿区煤矸石山自燃火区的准确预测和判定提供基础参考。
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关键词
煤矸石山
渗流
渗透率
孔隙率
热风压
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职称材料
题名
近距离煤层重复采动覆岩破坏规律及“两带”发育高度分析
被引量：
7
1
作者
王文才
吴周康
李龙龙
王鹏
高小雷
杨少晨
机构
内蒙古科技大学矿业与煤炭学院
西安科技大学能源学院
鄂尔多斯市智慧能源科技有限公司
出处
《中国矿业》
北大核心
2024年第3期160-167,共8页
基金
内蒙古科技大学矿山安全与地下工程院士专家工作站建设项目资助(编号:GZ620167)
内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心平台建设项目资助(编号:XT320825)。
文摘
为研究近距离煤层重复采动下覆岩破坏规律与“两带”发育高度,预防工作面开采过程中由导水漏风通道引起的工作面顶板漏水、采空区自燃等各种安全事故,以鄂尔多斯市某煤矿为工程背景,采用井下窥视法和数值模拟对近距离煤层开采后覆岩破坏规律以及“两带”发育高度进行分析,揭示了规律形成的原因。研究结果表明:在近距离煤层重复采动影响下,“两带”发育高度远超过上煤层开采,下煤层推进80 m时裂隙带最大发育高度为88 m,与地表贯通形成导水漏风通道;初次采动与重复采动时的裂采比分别为19.33、29.33;裂隙带的发育呈台阶式上升,阶段间的变化表现为激跳形式;覆岩的破坏表现为“拱形→帽形→马鞍形→外O内蝶形”;数值模拟及拟合公式所预测的“两带”发育高度与实测值之间误差率为1%左右,验证了预测的准确性,可为相似工作面的开采以及相似工程提供借鉴。
关键词
近距离煤层
岩移规律
“两带”发育高度
井下窥视
数值模拟
Keywords
close distance coal seam
law of rock movement
development height of“two zones”
underground peep
numerical simulation
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
风速影响下煤矸石山自燃危险区分布规律研究
被引量：
1
2
作者
王文才
杨少晨
王鹏
吴周康
李扬康
高小雷
机构
内蒙古科技大学矿业与煤炭学院
鄂尔多斯市智慧能源科技有限公司
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2620-2631,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52064043)
内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心平台建设项目(2023CXPT003)。
文摘
外界环境风速对煤矸石山自燃危险区分布有明显影响。为研究其变化规律,首先从渗流场、氧气场及温度场的角度进行理论分析,明确自燃机理。然后对煤矸石样品进行热重分析,通过热重微商热重(Thermogravimetry and Differential Thermogravimetry,TG DTG)与示差扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,DSC)转化率曲线得出煤矸石自燃过程中关键温度点,将关键温度点作为自燃危险区划分的判别条件。最后通过FLUENT模拟对不同环境风速下煤矸石山三场变化规律进行研究,计算自燃危险区面积并进行拟合,对煤矸石山现场进行治理效果验证。结果表明:在θ2温度点后,煤矸石山出现局部缓慢燃烧现象,转化率也进入急速增加阶段,因此将θ2温度点(332.42℃)作为自燃危险区划分的判别条件;煤矸石山自燃危险区面积随风速增加呈先增加后减小的趋势,当风速为1.65 m/s时,其面积达到最大值75.25 m^(2);当煤矸石山坡面覆土厚度为0.5 m、覆土时间为30 d时,其自燃危险区温度下降范围在202~232℃,治理效果良好。
关键词
安全工程
煤矸石山
自燃危险区
热重分析
数值模拟
Keywords
safety engineering
coal gangue pile
spontaneous combustion hazardous area
thermogravimetric analysis
numerical simulation
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
煤矸石山斜坡面矸石散体的空气渗流特性研究
3
作者
王文才
王鹏
吴周康
李扬康
杨少晨
机构
内蒙古科技大学矿业与煤炭学院
内蒙古自治区矿业工程重点实验室
内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心
内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期139-151,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(52064043,51764044)
内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2020MS05010)。
文摘
煤矸石山斜坡面矸石散体的颗粒偏析现象对其渗透特性有重要影响。为了研究斜坡面的空气渗流特性,基于自主设计的室内渗透率测定装置,结合散体岩土力学理论、通风理论及FLUENT数值模拟,研究了煤矸石山斜坡面不同高度不同深度处矸石散体孔隙率与渗透率的整体分布规律及空气渗流和温度分布特征,并通过现场实测进行验证。结果表明:在研究预设条件下,矸石山斜坡面浅部的孔隙率和渗透率分布特征受到颗粒偏析现象的显著影响,随着高度与深度增大,呈现出非线性负指数衰减规律;随着斜坡面矸石散体的粒径增大,其孔隙率也呈增大趋势,并且其增速逐渐放缓;矸石山顶部覆盖黄土层,导致渗流速度缓慢,氧气质量浓度较低,不利于氧化放热反应的进行,底部孔隙率较大风速过快,积热条件不佳,因此高温区域位于矸石山中上部距坡面2~3 m处,最高可达780 K;风速场在热风压与外界风压的共同影响下,最高风速位于中上部近坡面处,可达0.06 m/s。此外,沿矸石山X方向和Z方向深入,渗流速度与氧气浓度下降速率逐渐减小;整体而言,矸石山斜坡面孔隙率的分布是影响矸石山内部空气渗流特性的一个极为重要的因素。通过对矸石山风速氧气以及温度场的研究,将矸石山大致划分为表层冷却区、聚热易燃区以及内部低温区。研究成果可为我国干燥多风的中西部矿区煤矸石山自燃火区的准确预测和判定提供基础参考。
关键词
煤矸石山
渗流
渗透率
孔隙率
热风压
Keywords
coal gangue dump
seepage
permeability
porosity
hot air pressure
分类号
TD752.2 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
近距离煤层重复采动覆岩破坏规律及“两带”发育高度分析
王文才
吴周康
李龙龙
王鹏
高小雷
杨少晨
《中国矿业》
北大核心
2024
7
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职称材料
2
风速影响下煤矸石山自燃危险区分布规律研究
王文才
杨少晨
王鹏
吴周康
李扬康
高小雷
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
煤矸石山斜坡面矸石散体的空气渗流特性研究
王文才
王鹏
吴周康
李扬康
杨少晨
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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职称材料
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