受载煤体微电流效应及煤岩动力灾害预警应用展望

1

作者 王恩元 李德行 +1 位作者 刘晓斐 王冬明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期695-706,共12页

利用建立的受载煤体微电流测试系统,开展不同加载条件下煤样微电流测试试验,研究揭示煤体受载变形微电流效应,分析煤体受载变形过程微电流响应特征,研究微电流与煤体力学行为间的定量关系,提出微电流法预测煤岩动力灾害的原理,结合现场... 利用建立的受载煤体微电流测试系统,开展不同加载条件下煤样微电流测试试验,研究揭示煤体受载变形微电流效应,分析煤体受载变形过程微电流响应特征,研究微电流与煤体力学行为间的定量关系,提出微电流法预测煤岩动力灾害的原理,结合现场实践结果,对微电流技术的应用前景进行展望。结果表明,煤体受载变形能够产生微电流,微电流变化与应力变化具有较好的一致性,微电流与煤体力学行为(应力、应变、应变率等)紧密相关,在压密阶段和塑性变形阶段,微电流随应变率增加而增加,在弹性变形阶段随应力和应变线性增加;煤体在扰动载荷下能够产生随应力周期性变化的微电流,即脉动直流电,其变化与应力变化一致。微电流对煤体破坏具有较好的前兆响应,微电流在加速增加过程(塑性变形阶段)中的异常波动可作为煤体渐进性破坏的前兆特征,微电流在衰减过程中的脉冲式波动可作为煤体蠕变破坏的前兆特征。煤体受载微电流效应及现场应力梯度的存在,是矿井微电流测试的重要基础;微电流与煤体力学行为间的紧密相关性,是利用微电流技术观测煤岩体应力的重要前提;微电流对煤体破坏具有明显的前兆响应,是利用微电流技术预测预报煤岩动力灾害的重要保障。微电流技术具有响应灵敏度高、前兆信息明显和抗干扰能力强的优点,在煤岩体应力观测及煤岩动力灾害预警中具有很好的应用前景。未来需进一步开展受载煤岩微电流基础理论及应用技术方面的研究,为发展煤岩动力灾害精准时空监测预警的微电流法提供支撑。 展开更多

关键词 受载煤体 微电流 力学行为 前兆响应 监测预警

在线阅读 下载PDF 职称材料

静态破碎剂性能分析及致裂效果实验研究 被引量：3

2

作者 康志鹏 罗勇 +2 位作者 余国锋 王共元 段昌瑞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1740-1748,共9页

为解决现有煤矿井工开采过程中预裂爆破安全性低、适用性差以及水压致裂条件苛刻,破岩效果弱的问题,提出静态致裂的方法,通过研究不同影响条件下静态破碎剂的反应状态和致裂效果,对不同拌合水温、水灰比条件下的静态破碎剂反应温度、反... 为解决现有煤矿井工开采过程中预裂爆破安全性低、适用性差以及水压致裂条件苛刻,破岩效果弱的问题,提出静态致裂的方法,通过研究不同影响条件下静态破碎剂的反应状态和致裂效果,对不同拌合水温、水灰比条件下的静态破碎剂反应温度、反应时间、反应体积变化、岩样致裂效果、应力变化进行了研究。结果表明:水灰比一定,静态破碎剂完全反应时间随拌合水温升高而降低,但最终反应完全后温度不变;相同拌合水温条件下,水灰比越小,静态破碎剂反应时间越短,反应速率越快;水灰比越小,混凝土试件开裂时间越短,水灰比越大,开裂时间越长,开裂效果与裂缝位置有关,块体应变呈现先增后减的趋势。 展开更多

关键词 静态破碎剂 水灰比 拌合水温 致裂效果 应力变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤矸石在绿色矿山建设中的规模化利用技术研究进展 被引量：3

3

作者 史全林 龙力华 +2 位作者 杨前 王少辉 谢大伟 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期113-125,共13页

【背景】我国煤矸石固废产量大、堆存量持续增加,长期堆放会造成土地资源的浪费且污染矿区环境。利用煤矸石制备高附加值化工产品、提取有用元素等固废处理方式,存在消纳能力不足等问题,难以满足大宗固废规模化处置利用和绿色矿山建设... 【背景】我国煤矸石固废产量大、堆存量持续增加,长期堆放会造成土地资源的浪费且污染矿区环境。利用煤矸石制备高附加值化工产品、提取有用元素等固废处理方式,存在消纳能力不足等问题,难以满足大宗固废规模化处置利用和绿色矿山建设要求。【进展】煤矸石在矿区复垦、井下充填等领域综合利用,是实现其规模化处置利用的重要发展方向。系统总结了煤矸石的物理化学特性及其资源属性,并分析了煤矸石长期堆放对矿区大气、土壤、水体等影响;以绿色矿山建设为出发点,重点介绍了煤矸石作为塌陷区复垦、地聚物注浆、固体充填、膏体充填及似膏体充填等材料的固废规模化处置与利用技术的原理、发展及应用效果。发现煤矸石复垦材料能够改善土壤性质、促进植物生长,但存在短期内重金属迁移污染环境等问题;煤矸石作为地聚物注浆材料实现了煤矸石重金属物质的有效固化,降低了重金属元素释放对环境的危害;煤矸石固体充填技术具有煤矸石处理工艺简便、辅助材料使用少的优势,但面临充填效果不均匀、污染地下水等挑战;归纳了煤矸石膏体充填材料、似膏体充填材料的原料配方及流动性优势,分析了材料的微观水化机理与流动特性,为矿井充填开采提供了关键技术支撑。最后提出目前煤矸石存在活性难以充分激发并利用、应用缺乏前期分类预处理、井下充填注浆利用成本高以及规模化利用缺乏激励性政策支持等问题。【展望】为进一步推动煤矸石在矿区的安全高效、风险可控及规模化利用,未来将重点围绕煤矸石低成本复合活化方法、煤矸石固废利用过程环境友好性评估、煤矸石矿化封存CO_(2)与负碳利用等开展研究,为煤矸石“绿色−高效−高值”综合利用路径发展提供思路,提高煤矸石的规模化利用和风险防范能力,促进固废利用与绿色矿山建设的协同发展。 展开更多

关键词 绿色矿山 煤矸石 固废利用 复垦 充填 活化 负碳

在线阅读 下载PDF 职称材料

超声处理辅助粉煤灰浸出钙离子矿化CO_(2)及其产物防灭火特性 被引量：1

4

作者 史全林 秦波涛 孙永江 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1034-1046,共13页

利用粉煤灰浆液矿化捕集CO_(2),并利用矿化浆液防控采空区煤自燃,能够实现减污降碳与灾害治理的双重效果。针对当前粉煤灰矿化CO_(2)过程钙离子浸出速率慢、矿化量小等问题,提出利用超声波加速粉煤灰浸出钙离子、强化粉煤灰矿化CO_(2)... 利用粉煤灰浆液矿化捕集CO_(2),并利用矿化浆液防控采空区煤自燃,能够实现减污降碳与灾害治理的双重效果。针对当前粉煤灰矿化CO_(2)过程钙离子浸出速率慢、矿化量小等问题,提出利用超声波加速粉煤灰浸出钙离子、强化粉煤灰矿化CO_(2)效能的思路,利用离子色谱仪研究低钙粉煤灰和高钙粉煤灰浆液中钙离子的浸出规律,采用低温N2吸附法和SEM-EDS技术分析超声波对粉煤灰颗粒结构的改变作用,借助CO_(2)吸附与矿化反应实验系统测定超声波对粉煤灰矿化CO_(2)的强化效果,探究超声波强化粉煤灰钙离子浸出的原理。试验结果表明:粉煤灰直接浸出Ca^(2+)速率十分缓慢,直至30 d达到浸出平衡;经过超声波强化处理后,30 min时Ca^(2+)浓度即可达到静置状态30 d时的浸出水平,表明超声波显著提高了粉煤灰Ca^(2+)的浸出速率。此外,经过超声波强化处理后,低钙和高钙粉煤灰的比表面积分别增加了23.71%和184.71%,表明超声波的空化效应能够破坏粉煤灰颗粒之间的聚集和粘附,使得颗粒被细化、孔隙结构发育,促进了粉煤灰与水之间的Ca^(2+)浸出等传质过程;矿化试验结果表明:低钙和高钙粉煤灰经超声波处理改性后,与未处理的原始粉煤灰相比矿化量分别增长了410%和22%,达到7.66 g/kg和82.02 g/kg,表明超声波增强了粉煤灰对CO_(2)的矿化效果。在此基础上,利用粉煤灰浆液矿化CO_(2)产物防控采空区煤自燃,与原始粉煤灰处理煤样的放热量相比,矿化产物处理煤样的放热量分别降低3.32%和14.24%,表明矿化产物具有更优异的煤自燃抑制特性。 展开更多

关键词 煤自燃 粉煤灰 矿化 超声波 强化

在线阅读 下载PDF 职称材料

构造异常区能量单元切割理论及冲孔-爆破协同增透技术

5

作者 蒋静宇 董晓斌 +3 位作者 魏民涛 王成浩 程远平 史孝宁 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2477-2495,共19页

煤矿构造异常区通常具有应力集中、高瓦斯赋存、低渗透性、构造煤发育及致灾能量分布不均匀的特点,是煤与瓦斯突出重点防控区域。水力/气动冲孔技术是构造煤卸荷瓦斯抽采的主要手段之一,相较于常规抽采钻孔,可明显提高卸压半径,但煤层... 煤矿构造异常区通常具有应力集中、高瓦斯赋存、低渗透性、构造煤发育及致灾能量分布不均匀的特点,是煤与瓦斯突出重点防控区域。水力/气动冲孔技术是构造煤卸荷瓦斯抽采的主要手段之一,相较于常规抽采钻孔,可明显提高卸压半径,但煤层相邻冲孔钻孔之间易形成新的应力集中带,限制和影响瓦斯抽采。采用理论分析,数值模拟和现场实验相结合的方法,研究了冲孔与爆破联合卸压增透降能消突原理。主要研究结论为:①提出了突出能量单元切割理论及冲爆协同增透技术,结合突出潜能分布和突出启动能量判据,将煤层划分若干个能量单元,进行边界处切割、内部分区治理。针对构造异常区煤体采用先冲孔后可控定向聚能爆破的方式对煤体定向致裂、释放应力,冲孔孔洞为爆破影响范围内煤体移动提供了自由空间,在爆破点处形成了煤体自由面并改变了煤层的连续性,爆生气体与定向应力波可促进应力再平衡。②FALC3D模拟显示,冲孔可以降低孔周煤体应力,随着冲孔半径的增大,卸压半径亦随之增大。且冲孔后会在孔周卸压区外形成一定范围的应力集中带,限制瓦斯流动。③阐明了可控定向聚能爆破技术的介质-能量切割原理,爆破改变了被切割单元煤体自由面附近的突出潜能赋存梯度,实现介质切割控制能量切割。单元切割有效增加了采掘工作面前方阻能区长度,降低了低能–高能过渡带内作业风险。④利用ANSYS/LS-DYNA软件,模拟了煤层可控定向聚能爆破与冲孔孔洞协同作用,结果表明可控定向聚能爆破实现了对煤体的定向致裂,在聚能方向上侵彻煤体形成较大裂隙。随着时间推移,以冲孔孔洞作为控制孔的孔周产生环向裂隙网,并随着裂隙扩展逐渐与非聚能方向的裂隙贯通,实现对煤体的有效增透。⑤冲爆协同增透技术现场试验表明,爆破孔周围10 m范围内冲孔区域煤体应力和排渣量显著降低,单、双根聚能管爆破后的瓦斯抽采纯量分别提高1.76~4.35倍和1.35~8.60倍。水力冲孔瓦斯有效抽采半径仅为5 m,冲孔与爆破协同卸压增透影响半径大于10 m,卸压效果提高一倍以上,煤巷月掘进速度提高了20 m。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 构造异常区 能量单元切割 可控定向聚能爆破 卸压增透

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于集成学习的综掘面粉尘浓度预测模型

6

作者 王和堂 谭江龙 +3 位作者 杨天龙 刘焱 王辉 杨景皓 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期185-194,共10页

针对现有的粉尘监测预警技术存在数据延迟高、信息融合差和预测精度低等缺陷,利用杭来湾煤矿30202综掘面粉尘监测数据集,集成机器学习和深度学习混合算法框架,构建了多变量特征耦合的粉尘浓度预测模型。基于偏差—方差均衡准则对预测模... 针对现有的粉尘监测预警技术存在数据延迟高、信息融合差和预测精度低等缺陷,利用杭来湾煤矿30202综掘面粉尘监测数据集,集成机器学习和深度学习混合算法框架,构建了多变量特征耦合的粉尘浓度预测模型。基于偏差—方差均衡准则对预测模型进行了超参数优化,并采用均方误差(MSE)与平均绝对百分比误差(MAPE)双指标评估模型预测效果。结果表明:①机器学习算法的MSE普遍低于深度学习算法,其局部准确性优于深度学习算法,MAPE和整体稳定性则相反,XGBoost和Bi-RNN分别是机器学习和深度学习算法中预测结果局部准确性和整体稳定性最优的。②机器学习、深度学习及混合集成模型较基学习器平均MSE降低了23.86、11.82、24.84;机器学习模型的MAPE提高了0.42个百分点,其余2种模型的MAPE分别降低了0.83、1.08个百分点,混合集成模型兼具机器学习局部准确率高和深度学习整体稳定性强的特点,整体预测效果最好。研究结果可为矿山智能精准高效降尘技术的发展提供理论基础。 展开更多

关键词 粉尘浓度预测 机器学习 深度学习 集成学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

竖井间距对烟囱效应极限高度的影响研究

7

作者 刘洪永 武昕宇 +1 位作者 罗劭翔 张佳庆 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第1期62-67,73,共7页

为深入研究火灾发生时竖井间距对竖井烟囱效应极限高度的影响规律,通过FDS软件对5 MW下的隧道火灾进行模拟,共设置4种不同的竖井截面尺寸和5种不同的竖井间距,模拟竖井间距对烟囱效应极限高度的影响。结果表明,随着竖井间距的增大,烟囱... 为深入研究火灾发生时竖井间距对竖井烟囱效应极限高度的影响规律,通过FDS软件对5 MW下的隧道火灾进行模拟,共设置4种不同的竖井截面尺寸和5种不同的竖井间距,模拟竖井间距对烟囱效应极限高度的影响。结果表明,随着竖井间距的增大,烟囱效应极限高度逐渐减小;此外,随着竖井截面尺寸增加,竖井间距对烟囱效应极限高度的影响显著增大。基于模拟数据得到了竖井烟囱效应极限高度z与竖井间距x和竖井截面边长y的数学模型,并进行模拟验证。该数学模型可以估算相同环境下,60 m≤x≤240 m,0.5 m≤y≤2.5 m时竖井烟囱效应的极限高度。研究结果不仅可以为自然通风竖井设计提供指导,同时也为相关领域自然通风系统排烟口的设计提供重要参考。 展开更多

关键词 安全工程 竖井间距 烟囱效应 极限高度 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

辐射与明火作用下导线铜芯表面变色特征研究

8

作者 刘洪永 罗劭翔 +2 位作者 武昕宇 张佳庆 王苾钰 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第3期293-298,305,共7页

铜导线特征在火灾事故调查中应用广泛。采用GSL-1100X型管式炉辐射加热和正庚烷明火加热两种工况,将铜导线加热至100~1000℃的温度,通过炉冷、自然冷却和水冷却的方式降至常温。运用MATLAB软件,基于前景辅助K均值算法聚类识别照片中的... 铜导线特征在火灾事故调查中应用广泛。采用GSL-1100X型管式炉辐射加热和正庚烷明火加热两种工况,将铜导线加热至100~1000℃的温度,通过炉冷、自然冷却和水冷却的方式降至常温。运用MATLAB软件,基于前景辅助K均值算法聚类识别照片中的导线的L*a*b*颜色,定量分析导线铜芯表面颜色与受热、冷却条件的关系。结果表明:导线铜芯表面颜色随温度升高先由暗金色变为黑色,再变为红色,最后变为深灰色;明火加热工况相较于辐射加热工况整体颜色变化存在滞后;明火加热工况中,水冷却的颜色相较于自然冷却的颜色偏青色且变化较小。通过上述分析,提出一种基于导线铜芯表面颜色的火灾现场事故调查的思路,为火灾快速勘验提供参考。 展开更多

关键词 火灾物证 辐射加热 明火加热 铜导线 变色特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

火源位置影响冷通道封闭数据中心烟气扩散规律

9

作者 贾可 史波波 龙海帆 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2168-2174,共7页

冷通道封闭系统凭借其降温效率与成本方面的优势,越来越多地被应用于新型数据中心建设之中。由于封闭通道通风受限,一旦发生火灾,热烟气难以及时排出,会严重威胁数据中心设备及人员的安全,但目前数据中心常用线缆的火灾危险性缺乏实验... 冷通道封闭系统凭借其降温效率与成本方面的优势,越来越多地被应用于新型数据中心建设之中。由于封闭通道通风受限,一旦发生火灾,热烟气难以及时排出,会严重威胁数据中心设备及人员的安全,但目前数据中心常用线缆的火灾危险性缺乏实验数据和理论依据。利用Pyrosim软件构建冷封闭通道数据中心机房全尺寸物理模型,基于火灾动力学模拟器(fire dynamics simulator,FDS)数值模拟软件建立全尺寸火灾模型,模拟分析不同火源位置对烟气蔓延、能见度以及温度等火灾参数变化规律的影响。结果表明:当活动地板下方发生火灾,即最大热释放速率达到2000 kW时,烟气在机房空调风流与活动地板的影响下会比机柜起火更快充满整个机房,安全出口测点处能见度低于10 m的时间比机柜内侧着火早60 s;同时受空调风流与穿孔瓷砖影响,机柜内侧温度快速达到临界值,火灾危险性更大。研究成果可为冷通道封闭数据中心消防系统设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 数据中心 冷通道封闭 数值模拟 烟气蔓延 FDS

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)-水循环作用下煤体的物理改性规律及增润减尘效应 被引量：5

10

作者 王和堂 王辉 +3 位作者 谭江龙 王豪杰 杨景皓 何军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1463-1474,共12页

煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利... 煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利用液态CO_(2)具有的低温冷冻、高渗透性、相变自增压、酸化解堵等优异特性,提出液态CO_(2)-水循环作用致裂增润煤体的新思路,研制了液态CO_(2)循环冷浸试验系统,联合低场核磁共振仪研究了液态CO_(2)-水循环作用对煤孔隙结构的影响规律,联用电液伺服压力实验机探究了循环作用对煤体力学特性的改变机理,运用截齿破碎煤岩产尘试验系统研究了循环作用后煤体破碎过程的产尘特性。结果表明:液态CO_(2)-水循环作用使煤体有效孔隙度(φ_(NF))增加,增幅与循环作用次数呈正相关,煤体内部束缚流体变少,自由流体增多,T2截止值(T_(2cutoff))随之降低,结合分形理论发现基于渗流孔隙的分形维数Ds具有明显的分形特征,煤体原生孔隙经历了“扩容”的过程,微裂隙与原始裂隙形成贯通,循环作用增强了有效渗流通道连通性,优化了煤的孔隙网络与渗流条件。随着循环次数的增加,煤的最大应力σ_(c)呈指数衰减至4.93 MPa,应变ε_(c)线性增加至2.29×10^(-2),煤的抗压强度减弱,变形能力增加,循环作用改变了煤基质间联结状态,产生的冻胀力对煤体施加挤压作用加剧了裂隙的扩展,脆性指数B5最大降幅为34.71%,显著减弱了煤体脆性,具有了更好的抗动载荷或冲击能力;煤体对外加能量的存储能力弱化,改变了煤在截割过程中的破坏形式,试验条件下煤体破碎过程全尘产尘率降低了74%,呼吸性粉尘占比下降至2%,大幅减弱了粉尘危害性。 展开更多

关键词 液态CO_(2)-水 循环作用 孔隙结构 力学特性 物理改性 减尘效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

卸压速度对构造煤突出过程中瓦斯膨胀能的控制作用 被引量：2

11

作者 蒋静宇 史孝宁 +2 位作者 王成浩 程远平 黄一鸣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4473-4485,共13页

煤与瓦斯突出(简称“突出”)多发生在构造煤层。瓦斯膨胀能是参与突出的重要能量之一。构造煤体在突出连续发展阶段中将经历连续复杂的卸压过程,为了明确卸压速度在突出连续发展过程中对瓦斯膨胀能的控制作用机理,选取地质构造复杂、突... 煤与瓦斯突出(简称“突出”)多发生在构造煤层。瓦斯膨胀能是参与突出的重要能量之一。构造煤体在突出连续发展阶段中将经历连续复杂的卸压过程,为了明确卸压速度在突出连续发展过程中对瓦斯膨胀能的控制作用机理,选取地质构造复杂、突出灾害治理难度较大的平煤十三矿突出煤层煤样为研究对象,开展了不同卸压速度条件下的构造煤型煤三轴加载试验、筛分试验和煤粒瓦斯解吸扩散动力学试验。基于试验结果揭示了不同卸压速度条件下构造煤体的粉化特征和瓦斯解吸规律,反算了不同卸压速度条件下破碎煤体的瓦斯解吸量和瓦斯膨胀能,提出了一种突出连续发展过程中的正反馈模型。结果表明:卸压对煤样强度和抵抗变形的能力具有一定的弱化作用,卸压速度越大,弱化作用越强,越容易发生破坏。随着卸压速度的提高,煤样破碎后的粉化程度增强,瓦斯解吸量亦随之增高,导致瓦斯膨胀能增大。卸压速度从0.01 MPa/s增大至0.1 MPa/s时,破碎煤样的瓦斯膨胀能增加了21.05%~40.00%。卸压速度的增大,使得构造煤样的破碎程度、气体流动通道和煤体内能增加,初始瓦斯解吸量也随之增加,最终导致瓦斯膨胀能的增加。研究表明卸压速度对诱导突出连续发展有着关键作用,其控制瓦斯膨胀能的正反馈过程不断循环是影响构造煤层突出连续发展的重要因素。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 卸压速度 粉化作用 瓦斯膨胀能 正反馈循环

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CiteSpace的国内冲击地压防治文献可视化知识图谱分析 被引量：1

12

作者 裴晓东 李金鑫 +5 位作者 刘华锋 王亮 苗振东 陈佳辉 王炎林 袁玉洁 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期22-28,共7页

为探究我国冲击地压防治领域的研究历程及进展,采用CiteSpace软件对1994—2023年间收录于CNKI数据库的2891篇该领域研究文献进行可视化知识图谱分析。首先探明文献在时间轴及发表期刊的分布情况,然后针对研究机构和研究人员进行共现分析... 为探究我国冲击地压防治领域的研究历程及进展,采用CiteSpace软件对1994—2023年间收录于CNKI数据库的2891篇该领域研究文献进行可视化知识图谱分析。首先探明文献在时间轴及发表期刊的分布情况,然后针对研究机构和研究人员进行共现分析,最后通过关键词的聚类、共现和突现分析,对国内冲击地压防治领域的研究文献进行分析总结。研究结果表明:我国冲击地压防治研究发展历程,可按时间划分为稳定发展期、爆发增长期和持续波动期;以《煤炭学报》《煤矿安全》《煤炭科学技术》《采矿与安全工程学报》等期刊为主要交流平台;主要研究力量包括窦林名、潘一山、姜福兴等核心作者团队及中国矿业大学、辽宁工程技术大学、煤炭科学研究总院有限公司等研究机构,且组织之间合作较频繁;“厚硬顶板、动静载、巨厚砾岩、能量耗散、围岩协同控制、水力压裂”等是研究领域的高频关键词;根据关键词突现,得到随时间变化的关键词演化图谱。研究结果以期为冲击地压防治领域的研究提供科学参考。 展开更多

关键词 CITESPACE 文献计量 冲击地压防治 知识图谱 可视化分析 CNKI

在线阅读 下载PDF 职称材料

难注水煤层液态CO_(2)加注多场耦合演化规律研究

13

作者 王和堂 杨景皓 +1 位作者 谭江龙 王辉 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期121-130,共10页

针对难注水煤层低孔隙率、低渗透性,传统注水减尘技术难以有效润湿煤体问题,提出通过液态CO_(2)加注煤层进行结构改造进而提升煤层注水效果的新思路。为厘清难注水煤层液态CO_(2)加注过程多场耦合演化规律,以平煤集团五矿己15煤层为研... 针对难注水煤层低孔隙率、低渗透性,传统注水减尘技术难以有效润湿煤体问题,提出通过液态CO_(2)加注煤层进行结构改造进而提升煤层注水效果的新思路。为厘清难注水煤层液态CO_(2)加注过程多场耦合演化规律,以平煤集团五矿己15煤层为研究对象,联合Comsol有限元软件与Matlab数据处理软件,建立了难注水煤层液态CO_(2)加注流-热-固多场耦合作用模型;针对复杂的煤体孔-裂隙结构,引入非均质分布参数,通过Comsol with Matlab接口将煤层划分为10000个区域,并调用Weibull分布函数,对煤层所有区域的材料性质分别赋值,实现煤体材料的非均质性表达。通过对加注压力、加注时间等参数控制变量模拟,分析难注水煤层液态CO_(2)加注过程多场耦合演化情况。研究结果表明:液态CO_(2)加注过程中煤层的渗流通道扩展速率、冷却区域延展范围、拉损伤及压损伤比例与液态CO_(2)加注时间及加注压力呈正相关,且相比加注时间,其渗流、冷却、损伤区域的延扩速率受加注压力的影响更为显著;与加注压力为10MPa相比,在20MPa时明显增加了外层区域较低流速的分支流道数量,具有更强打开煤层渗流通道的能力;在加注压力由0MPa加载至30MPa过程中,煤层拉损伤和压损伤比例最终分别达到47.86%和4.23%,煤层损伤以拉损伤为主,这与煤体抗拉能力远低于抗压能力的本构关系相一致。研究工作可为研发煤层液态CO_(2)致裂增润防灾技术提供理论基础。 展开更多

关键词 难注水煤层 煤层注水 液态CO_(2) 多场耦合演化 Comsol MATLAB

在线阅读 下载PDF 职称材料

螺旋管道几何参数对氢气火焰传播与起爆特性的影响机制

14

作者 李涛 刘楠楠 安伟光 《消防科学与技术》 2025年第8期1041-1047,共7页

采用直接数值模拟方法,比较研究了等宽与变宽螺旋通道内的火焰加速与起爆过程。研究结果表明,螺旋管道内壁一侧的非对称拉伸效应,显著增加了火焰表面积,加速了火焰传播。这种拉伸效应主要源于弯曲通道内流场的非均匀性。与等宽螺旋通道... 采用直接数值模拟方法,比较研究了等宽与变宽螺旋通道内的火焰加速与起爆过程。研究结果表明,螺旋管道内壁一侧的非对称拉伸效应,显著增加了火焰表面积,加速了火焰传播。这种拉伸效应主要源于弯曲通道内流场的非均匀性。与等宽螺旋通道相比,变宽螺旋通道展现出更高的火焰加速率,起爆距离减少约36%。这一现象可归因于以下2个机制:首先,基于前期研究,内圈通道曲率较大时增加其宽度可显著提升火焰加速率;其次,内圈渐缩效应导致火焰前锋与后缘的速度梯度增大,增强了火焰面的拉伸效应。本研究揭示了螺旋通道几何特征对火焰加速和起爆性能的影响,为优化管道设计以降低火焰传播速率和起爆可能性提供了理论依据。 展开更多

关键词 螺旋管道 火焰加速 火焰传播 起爆性能 爆燃转爆轰

在线阅读 下载PDF 职称材料

萃取改造对煤体多尺度孔隙结构与甲烷吸附动力学的影响机制

15

作者 王亮 郑思文 付沈光 《煤炭学报》 2025年第8期3933-3952,共20页

水力化技术作为煤层瓦斯治理的重要手段,常辅以有机化学抑制剂注入,通过抑制瓦斯的吸附行为来提升煤层瓦斯的抽采效率。为了探明有机试剂对煤体理化性质的改造作用及甲烷吸附动力学行为受到有机组分的影响机制,利用有机试剂二氯甲烷(DCM... 水力化技术作为煤层瓦斯治理的重要手段,常辅以有机化学抑制剂注入,通过抑制瓦斯的吸附行为来提升煤层瓦斯的抽采效率。为了探明有机试剂对煤体理化性质的改造作用及甲烷吸附动力学行为受到有机组分的影响机制,利用有机试剂二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和乙醇(EA)对试验煤样进行有机组分萃取和孔隙结构改造,综合采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(SEM-EDS)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、^(13)C核磁共振(^(13)C-NMR)等表征手段和低压N_(2)、低温CO_(2)流体侵入法等孔隙分布测试手段对萃取改性前后的煤体物理及化学结构进行定性定量分析,探索基于微孔填充的积分优化模型的计算结果与萃取改造前后煤体对甲烷吸附的影响机制。结果表明:萃取改造作用导致高变质程度的无烟煤中有机组分发生不同程度变化,其中DMF的改造效果较强,其含氧官能团相对含量锐减,导致了煤的甲烷吸附能力降低(最大程度可从空白对照组的26.536 4 cm^(3)/g降至DMF处理后的10.983 0 cm^(3)/g);同时萃取改造作用改变了煤的孔隙结构,即中、大孔相对增加,微孔相对降低。通过优化微孔填充理论,解释了化学结构改变导致甲烷吸附量衰减作用机制;同时,利用分子模拟手段,通过径向配位分布函数定量对比了萃取改造下煤体限域效应强弱,获得了微孔填充与有机组分改变的内在关系,从微观化学角度解释了甲烷在煤体内部的吸附倾向。 展开更多

关键词 多尺度特征 有机质萃取 甲烷吸附 微孔填充 分子模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料