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新疆准东高含水煤脱水提质及水分脱除机理研究
1
作者 买吾拉尼江·莫合特尔 俄合拉斯·巴合达尔 +1 位作者 叶鲁青 张博 《中国煤炭》 北大核心 2025年第8期193-200,共8页
采用热风干燥和蒸汽直接干燥的方法对新疆准东露天矿高含水煤进行脱水提质,研究分析了高含水煤水分在孔隙中的分布情况,得出原煤水分主要赋存在中孔中,占比高达65.19%,表明煤中大多数水分与煤表面亲水基团结合紧密且流动性差。将高含水... 采用热风干燥和蒸汽直接干燥的方法对新疆准东露天矿高含水煤进行脱水提质,研究分析了高含水煤水分在孔隙中的分布情况,得出原煤水分主要赋存在中孔中,占比高达65.19%,表明煤中大多数水分与煤表面亲水基团结合紧密且流动性差。将高含水煤在热风场下进行干燥,研究不同温度、粒径在高含水煤干燥过程中对水分与干燥速率的影响可知,热风温度越高,高含水煤粒径越小,干燥速率也越高。对高含水煤进行蒸汽直接干燥试验,探究了干燥过程中粒径、温度对煤中水分脱除效果的影响。通过原煤的TG曲线和DTG曲线,探究了准东高含水煤炭的热解特征温度,其中原煤的着火点约432.0℃,最后,从安全性的角度对比了热风干燥和蒸汽直接干燥的优缺点。 展开更多
关键词 高含水煤 脱水提质 热风干燥 蒸汽直接干燥
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地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术——以新疆屯宝煤矿为例 被引量：15
2
作者 王海军 郑三龙 +5 位作者 王相业 董敏涛 吴艳 马良 杨伟 朱玉英 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期173-188,共16页
煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查... 煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术体系,首先在对构造隐蔽致灾因素分析的基础上,提出了区域构造分析入手,地面、井下联合调查的构造隐蔽致灾因素快速排查技术体系,高效圈定矿井地质构造异常发育区、分析其分布规律;基于以往地面地质勘查钻孔资料和三维地震勘探数据初步分析全井田煤层厚度、断裂构造以及顶底板构造起伏形态;采用槽波勘探、定向钻探、超前物探、随采随掘地震、巷道快速写实等综合技术手段,对采掘工作面的地质构造逐级透明化;采用理论分析、工程类比、数值模拟、相似材料模拟、现场工程验证等方法,对地质构造类型、属性特征与煤层厚度、煤岩体结构、瓦斯涌出量、瓦斯压力、顶板矿压的相关性进行分析,研究在开采条件下采掘工作面过断裂构造不同区内的瓦斯参数、顶板/矿压灾害的响应规律,通过特征参数阈值选取实现工作面构造隐蔽致灾因素的监测和预警;利用数字化技术实现对不同地质构造及其灾害属性的数字化表达,通过建模软件实现对构造隐蔽致灾因素的三维透明化显示;构建了区域构造地质研究、隐蔽致灾因素精细勘查、致灾威胁性科学评价、地质构造透明化4个层级的地质构造隐蔽致灾因素逐级透明化勘查技术体系,并在屯宝煤矿进行了工程实践。研究结果表明:屯宝煤矿地质构造类型复杂,不仅发育有地堑式、地垒式、雁列式、挠曲等断裂构造样式,同时发育有小型冲刷带、断层及其破碎带等;复杂地质构造是诱发矿井瓦斯突出、顶板灾害、应力集中以及矿井冲击地压显现等矿井灾害的关键性地质因素,断层对巷道应力集中的影响范围为10~15 m,对工作面的影响范围为20~30 m;工作面内存在瓦斯富集区,瓦斯含量与瓦斯涌出量的分布具有明显分带性,且分带性受断层的控制;煤层瓦斯的含量、瓦斯涌出量随着工作面与断层的距离变化呈现对数相关性,在距离断层25 m处出现明显增加,在大于25 m区域变化不大,在小于25 m区域随着距离的减小呈指数型增大。工作面初次来压位置前后20 m、工作面见方前后30 m为中等冲击危险区域,采空区煤柱影响区、终采线前后50 m、落差大于4 m的断层前后30 m等区域为弱冲击危险区域;冲击地压、顶板和瓦斯等多种矿井灾害的隐蔽致灾因素叠合区域为灾害防治的重点区域。研究成果实现了构造复杂区域地质构造隐蔽致灾因素与矿井灾害透明化的无缝衔接,为煤矿区传统的地质勘查向数字化、智能化的发展提供了可行的技术路径。 展开更多
关键词 煤矿安全 隐蔽致灾因素 地质透明化勘查 地质保障技术 断层 智能开采 透明地质
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冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能研究 被引量：1
3
作者 崔峰 罗钟 +4 位作者 来兴平 陈建强 彭宝山 邹磊 刘旭东 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期81-95,共15页
我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定... 我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定与产能提升问题,利用理论分析、现场监测等研究方法,完成了含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学划分,分析了冲击地压矿井不同的采煤方法、开采顺序、开采布局下采煤面扰动响应特征,建立了冲击地压矿井科学产能的确定方法,提出了冲击地压矿井产能科学提升的顶层设计与实践方法。研究结果表明:明确了冲击地压矿井冲击倾向性鉴定与冲击危险性确定的必要性,实现含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学规划;研究了采煤方法、开采顺序与布局以及开采参数对采煤面扰动响应特征,得出了冲击地压矿井采煤面科学设计的系统性方法,为冲击地压矿井产能提升创造条件;提出了冲击地压矿井产能确定的技术路径,基于采动力学构建了“分阶段、分区域、分时期、看卸压力度、看历史防控水平”的冲击地压矿井采煤面推进速度确定方法;构建了冲击地压矿井产能提升的顶层设计,明确指出了控制产能的关键是产能提升所带来的冲击危险性,实现采动强度与卸压力度平衡,降低冲击危险性,从而有效的进行产能提升。构建了冲击地压矿井从井田范围科学规划、采煤面科学设计到产能科学确定及科学提升产能的一体化技术路径,为冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能提供了科学指导。 展开更多
关键词 冲击地压矿井 科学产能 科学提升产能 采动强度 卸压力度
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不同加卸载路径下冲击倾向性煤岩组合试件破坏特征研究
4
作者 崔峰 罗钟 +5 位作者 何仕凤 来兴平 李浩荡 马立强 赵志鹏 杨旭 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期258-274,共17页
冲击地压矿井采掘扰动下煤岩体破坏特征复杂,严重影响了冲击地压的监测预警与防控,开展冲击倾向性煤岩组合体在不同加卸载应力路径下的破坏及声发射特征研究,对促进冲击地压的精准监测与防控具有重大意义。以冲击危险性煤岩组合体试件... 冲击地压矿井采掘扰动下煤岩体破坏特征复杂,严重影响了冲击地压的监测预警与防控,开展冲击倾向性煤岩组合体在不同加卸载应力路径下的破坏及声发射特征研究,对促进冲击地压的精准监测与防控具有重大意义。以冲击危险性煤岩组合体试件为研究对象,采用岩石力学单轴试验机和声发射监测系统进行了常规单轴加载和不同循环加卸载试验,分析了煤岩组合体在不同应力路径下的力学性质及能量演化规律,研究了煤岩组合体声发射试件数与应力路径特征关系,并以此计算研究了b值和熵值的演化趋势,讨论了经历不同应力路径下煤岩体对应到工程现场的冲击地压研究。研究结果表明:煤岩组合体在常规加载下峰值强度最大,变下限加卸载次之,恒下限加卸载峰值强度最小;试件中煤体为X状共轭斜面剪切破坏,岩石为拉伸破坏;恒下限加卸载下试件损伤程度较高,低能量的状态输入能量后失稳破坏,变下限加卸载下试件处于高能状态输入更多的能量后失稳破坏。获得了声发射事件数、b值及熵值的演化规律及其与破坏行为之间的关系,声发射事件数随加载强度的增加逐步上升,循环加卸载声发射事件数分布随应力路径的变化表现出波动特性,累计声发射曲线呈阶梯式增长;恒下限循环加卸载下b值和熵随加卸载表现出的波动性循环特征更明显,而变下限循环加卸载在应力较高的循环中表现出波动性特征,不同应力路径下试件临近失稳破坏的共同特征为b值处于低值波动,熵值在较高水平波动。较高的采掘强度会导致煤岩体在较短时间内经历不充足的自我卸压,因而裂隙扩展释放的能量较大;较低的采掘强度使煤岩体有充足的时间进行自我卸压,裂隙扩展释放的地音能量较小。根据不同加卸载作用下煤岩体破坏特征及声发射事件数、b值、熵值的演化规律,可有效的预测煤岩体破坏行为。较低的采掘强度使煤岩体有充足的时间进行自我卸压,裂隙扩展较为频繁,地音能量释放较小。研究结果为不同采动强度的采掘方式合理选取提供了依据,在实际工程应用中可为冲击地压矿井的实现精准监测与防控提供支撑。 展开更多
关键词 煤岩组合体 冲击地压 循环载荷 矿井监测预警 采掘强度
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考虑滤失效应的煤层水力压裂与裂隙扩展关系研究
5
作者 王刚 王恩茂 +3 位作者 隆清明 徐浩 陈雪畅 刘昆轮 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1071-1083,共13页
煤体是多孔介质结构,水力压裂过程中液体会沿原生孔裂隙流失,即滤失效应,降低水力压裂施工效果。同时,煤层水力压裂压力变化与裂隙扩展之间的对应关系没有形成体系,无法准确判断水力压裂对煤体的损伤情况。为此,以乌东煤矿为研究背景,... 煤体是多孔介质结构,水力压裂过程中液体会沿原生孔裂隙流失,即滤失效应,降低水力压裂施工效果。同时,煤层水力压裂压力变化与裂隙扩展之间的对应关系没有形成体系,无法准确判断水力压裂对煤体的损伤情况。为此,以乌东煤矿为研究背景,采用理论分析、实验室试验以及现场试验的技术手段,首先,以岩石力学圆孔问题围岩应力分析理论和煤体渗流理论为基础,结合孔壁应力集中诱发拉伸破裂准则理论,分析考虑滤失条件下的水力压裂起裂机制;其次,开展急倾斜顶煤水力压裂试验,依据试验煤样裂隙扩展情况,判断急倾斜顶煤压力曲线与煤岩体的破断关系;再次,开展现场水力压裂试验,进一步判断现场压力曲线与顶煤破断之间的关系;最后,总结分析出4种压力曲线演化规律,作为判断煤岩体水力压裂效果的依据。研究结果表明:当钻孔内部注水压力达到煤岩抗拉强度相等的拉应力时,孔壁出现首次开裂。水力压裂过程中,注水流量必须大于滤失量,且注水速率越大,憋压过程所用时间越短。压力曲线可划分为4种类型:(1)一次起裂型,(2)裂隙导通型,(3)流体滤失型,(4)二次起裂型。在压裂过程中流体滤失型占比越小压裂效果越优。该研究结果能够为现场水力压裂对煤体损伤效果提供判断依据。 展开更多
关键词 水力压裂 急倾斜煤层 注水压力 原生孔裂隙 滤失效应
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基于贝叶斯优化算法与机器学习相融合的冲击地压多元指标预警研究
6
作者 崔峰 何仕凤 +5 位作者 罗钟 宗程 李浩荡 马立强 赵志鹏 杨旭 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期297-313,共17页
开展多类型冲击地压前兆特征机器学习与预警对于保障冲击地压矿井安全具有重要意义。以宽沟煤矿多种冲击类型的I010203综放工作面为背景,通过现场调研、理论分析、机器学习等方法,分析了该工作面发生冲击地压的主要类型,研究了在实体煤... 开展多类型冲击地压前兆特征机器学习与预警对于保障冲击地压矿井安全具有重要意义。以宽沟煤矿多种冲击类型的I010203综放工作面为背景,通过现场调研、理论分析、机器学习等方法,分析了该工作面发生冲击地压的主要类型,研究了在实体煤下、实体煤与采空区的过渡区域下开采时的微震能级与频次分布特征,优选了冲击地压时序上的监测预警指标,分析了大能量事件发生的前兆特征,构建了贝叶斯优化算法(Bayes)与长短期记忆网络(LSTM)结合的时间危险等级预警模型(Bayes-LSTM),并进行了模型工程实践检验。研究结果表明:该工作面大能量诱冲事件主要发生在实体煤下的区域,尤其区段煤柱邻近区域为显著,且震源能量较其他区域更大,诱冲事件多集中在超前工作面50~150 m范围内。微震事件在实体煤下工作面中间位置表现为高能高频趋势,煤柱区域以高能为主,实体煤与采空区的过渡区域为高频区域,相比之下,采空区下的能量与频次明显较低。确定了b值、a值、A(b)值、缺震、ΔF、S和H(t)为该工作面时序上的冲击地压多元监测预警指标,预警指标曲线演化至极值处、接近极值的下降或突增至较高值的阶段表征着大能量事件发生的前兆。构建的模型实现了每日的冲击危险程度进行分级预警。运用混淆矩阵对贝叶斯优化算法与长短期记忆网络结合的测试结果进行分析,测试集准确率达84.8%,能够准确预警大多数“强”等级事件。该模型在冲击地压的时间预警中具有良好的适用性与实用性,研究成果为冲击地压矿井监测和灾害防控提供了技术支撑。 展开更多
关键词 冲击地压 预警指标 前兆信息 贝叶斯优化算法 时间序列
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基于MOGOA-VMD-LSSVM的轴承故障诊断方法研究 被引量：1
7
作者 张辉 宋泓炎 +3 位作者 范华超 赵连明 江帆 鲁宗虎 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期149-155,共7页
针对煤基活性炭生产设备轴承故障类型难以准确诊断的问题,提出了一种多目标蝗虫优化算法(MOGOA)优化变分模态分解(VMD)与最小二乘支持向量机(LSSVM)的煤基活性炭生产设备轴承故障诊断方法。首先,针对传统蝗虫优化算法(GOA)参数敏感、易... 针对煤基活性炭生产设备轴承故障类型难以准确诊断的问题,提出了一种多目标蝗虫优化算法(MOGOA)优化变分模态分解(VMD)与最小二乘支持向量机(LSSVM)的煤基活性炭生产设备轴承故障诊断方法。首先,针对传统蝗虫优化算法(GOA)参数敏感、易于陷入局部最优的问题,引入多目标蝗虫优化算法,通过引入基于排列熵与峭度倒数归一化的复合适应度函数,优化VMD的惩罚因子和分解层数。其次,使用优化VMD分解提取的轴承振动信号并筛选出敏感变分模态分量(IMF)进行重构。最后,通过MOGOA优化LSSVM模型,形成MOGOA-LSSVM故障诊断模型。与GOA-LSSVM方法对比,本研究所提方法故障诊断准确率提高了5%,运行时间缩短了9.72 s,验证了该方法在故障诊断方面的优势。 展开更多
关键词 煤基活性炭设备 轴承 多目标蝗虫优化算法 VMD LSSVM
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准东煤蒸汽直接干燥脱水提质特性研究 被引量：1
8
作者 郁卫江 高金龙 +2 位作者 蔡明祥 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期147-155,共9页
采用蒸汽直接干燥技术对新疆准东地区高含水低阶煤进行提质研究,并探究了温度、粒度、干燥时间对高含水低阶煤水分脱除效果的影响,考察了干燥后水分复吸规律和发热量改善情况。研究显示蒸汽温度是影响准东煤炭脱水效果的关键因素,脱水... 采用蒸汽直接干燥技术对新疆准东地区高含水低阶煤进行提质研究,并探究了温度、粒度、干燥时间对高含水低阶煤水分脱除效果的影响,考察了干燥后水分复吸规律和发热量改善情况。研究显示蒸汽温度是影响准东煤炭脱水效果的关键因素,脱水效果随着蒸汽温度的升高而显著增强,同时温度越高产品的水分波动范围越小,脱水效果更加稳定。验证了蒸汽直接干燥能量输入加热和水分蒸发是2个独立的过程,应合理控制干燥温度以免造成能量浪费。粒径是影响脱水效果的重要因素,13~0 mm的煤炭料群兼具了大颗粒形成的料层空隙率大和小颗粒内部水分迁移阻力小的优势,脱水效果最优,在234℃条件下干燥后脱水率可达59.93%,而增加干燥时间对物料脱水效果的影响较小,表明物料的脱水行为发生在蒸汽快速释放的瞬间。蒸汽直接干燥不仅可以脱除煤的自由水,还可以降低部分结合水含量。提质煤水分在96 h内几乎不发生复吸现象,提质煤复吸水分增加量均小于1%,表明含氧官能团的分解使得煤亲水能力降低从而降低水分复吸能力。脱水前后提质煤高位发热量维持在26 MJ/kg左右,低位发热量从17.94 MJ/kg增加到22.66 MJ/kg。 展开更多
关键词 低阶煤 蒸汽直接干燥技术 发热量 干燥提质 脱水效果
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急倾斜巨厚煤层掘进巷道贯通期间冲击地压防治研究 被引量：1
9
作者 冯攀飞 朱红伟 +2 位作者 宗程 崔峰 刘江峰 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第3期512-523,共12页
掘进巷道贯通期间应力集中易诱发冲击地压灾害,保障巷道安全掘进贯通具有重要意义。以新疆乌东煤矿急倾斜巨厚煤层巷道的贯通掘进为背景,采用FLAC^(3D)数值模拟方法,分析了巷道贯通期间围岩应力和能量分布特征及演化规律;制定了急倾斜... 掘进巷道贯通期间应力集中易诱发冲击地压灾害,保障巷道安全掘进贯通具有重要意义。以新疆乌东煤矿急倾斜巨厚煤层巷道的贯通掘进为背景,采用FLAC^(3D)数值模拟方法,分析了巷道贯通期间围岩应力和能量分布特征及演化规律;制定了急倾斜巨厚煤层巷道贯通期间的冲击地压防控策略和方案;利用多项微震物理指标,分析了巷道贯通期间能量的时序变化特征,并对卸压效果进行了评估。结果表明:巷道垂直应力、水平应力、能量峰值随着贯通距离的逐渐减少均有增大的趋势,应力和能量集中区域主要出现在两掘进面之间;接近贯通位置50~120 m时,微震能量频次增加,b值出现骤降趋势,S值、EEM值出现逐渐递增趋势;巷道即将贯通时,微震频次有较大幅度的上下波动,能量出现少量异常高值,b值再次迅速下降,S值下降至低值,EEM值骤降至极小值;卸压后单日平均释放总能量下降了60.7%;单日总频次下降了62.8%;b值、S值、EEM值能很好地反映巷道掘进时煤岩的活动特征,在反掘段内均未偏离正常水平,卸压防控措施效果良好。研究结果可对急倾斜巨厚煤层掘进巷道贯通期间冲击地压的防治提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 急倾斜巨厚煤层 巷道贯通 冲击地压 数值模拟 微震物理指标
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基于文献计量的智慧矿山研究热点与趋势分析
10
作者 许石磊 王永杰 +2 位作者 仲淑姮 黄颖莹 韩泽奇 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期165-171,共7页
在全球矿业数字化转型背景下,智慧矿山研究成为推动我国矿山行业高质量发展的重要路径。本文以中国知网2014—2024年364篇核心期刊文献为样本,运用CiteSpace工具系统分析国内智慧矿山研究的演进脉络与前沿动态。研究发现:研究历程历经... 在全球矿业数字化转型背景下,智慧矿山研究成为推动我国矿山行业高质量发展的重要路径。本文以中国知网2014—2024年364篇核心期刊文献为样本,运用CiteSpace工具系统分析国内智慧矿山研究的演进脉络与前沿动态。研究发现:研究历程历经“基础探索-技术突破-生态构建”三阶段跃迁,早期聚焦数字矿山理论与信息化架构,中期深化智能装备与自动化技术研发,当前转向5G、AI与云计算的集成创新;研究热点呈现“基础技术-核心应用-新兴融合”三层结构,数字孪生、三维建模、智能管控系统等持续主导,5G通信、边缘计算等技术研究增速显著;研究趋势体现技术集成化、场景全流程化及可持续发展三大转向,逐步形成“感知-分析-决策-执行”闭环生态系统。结果表明,智慧矿山研究已进入跨学科协同创新阶段,未来需强化智能决策算法优化、异构数据融合治理及人机协同模式探索,同时推进数据治理标准化与绿色开采技术融合,以系统性创新驱动矿业从“经验驱动”向“数据驱动”转型。本文为学界把握研究动态、产业界制定智能化战略提供理论参照,助力我国矿业实现安全、高效、绿色的全面升级。 展开更多
关键词 智慧矿山 文献计量分析 研究热点 研究趋势 知识图谱
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煤粒CO吸附扩散流动理论模型及数值解算
11
作者 李康 韩飞 +5 位作者 张文轩 魏向阳 王义均 李文富 韩宗祥 王刚 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期66-75,81,共11页
为了探究CO在煤中吸附扩散流动的理论模型,基于密度梯度扩散理论,建立了球形煤粒CO吸附数学模型。采用有限差分和无量纲法对球形煤粒CO吸附数学模型进行解算和简化,提出一种扩散系数反演的新方法,并对该方法和模型进行验证。模拟分析了... 为了探究CO在煤中吸附扩散流动的理论模型,基于密度梯度扩散理论,建立了球形煤粒CO吸附数学模型。采用有限差分和无量纲法对球形煤粒CO吸附数学模型进行解算和简化,提出一种扩散系数反演的新方法,并对该方法和模型进行验证。模拟分析了不同煤样、不同粒径的CO压力演化过程,讨论了CH_(4)、CO、CO_(2)吸附性能和扩散系数的差异。结果表明:CO吸附量的模拟曲线与实验数据保持一致,证明了模型和反演方法的可靠性;扩散系数与粒径成正比,表现为幂函数的形式;CO的吸附过程是由表及里逐渐扩散的;煤粒外表面的无量纲压力随无量纲时间的增加而逐渐减小;相同的无量纲时间下,靠近煤粒中心的无量纲压力与煤粒粒径成反比;分子动力学直径更小的CO_(2)的扩散系数和吸附能力远大于CO和CH_(4)的,CO和CH_(4)的扩散系数和吸附能力相近。 展开更多
关键词 煤自燃 煤粒 CO吸附 游离气体密度梯度 扩散系数
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不同加载条件砂岩破坏声发射多通道参数差异性研究
12
作者 尹勇 杨伟 +4 位作者 赵志鹏 李振雷 李娜 杨菲 卢安良 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期140-147,共8页
岩石损伤破坏过程伴随明显声学特征,不同声发射(AE)通道的信号特征常常存在差异。为探究岩石破坏过程声发射不同通道信号差异化特征和机制,开展不同加载条件下砂岩受载破坏多通道声发射同步监测实验。结果表明:不同加载条件下砂岩受载... 岩石损伤破坏过程伴随明显声学特征,不同声发射(AE)通道的信号特征常常存在差异。为探究岩石破坏过程声发射不同通道信号差异化特征和机制,开展不同加载条件下砂岩受载破坏多通道声发射同步监测实验。结果表明:不同加载条件下砂岩受载破坏全程各通道声发射参数表现出共性规律,即参数在弹性阶段活动微弱,其余阶段则密集活跃;不同通道的参数演变模式及参数幅值差异显著,部分通道累计振铃计数曲线在压密阶段增速大而在破坏阶段增速小,其余通道增速则相反,且破坏阶段幅值差异达2~6倍。造成这种差异的机制是:砂岩破裂引起的弹性波随传播距离增大而衰减;砂岩的破裂源和传感器的间距不等导致信号强度差异;设定门槛值造成部分通道信号遗漏。 展开更多
关键词 砂岩破坏 声发射 加载条件 多通道参数 差异性
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过断层构造区工作面回采速度诱发冲击地压机制研究
13
作者 郭魏 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期125-131,共7页
回采速度对冲击矿压的影响至关重要,以屯宝煤矿工作面复杂组合断层为研究背景,基于理论分析、数值模拟和现场实践,研究了断层构造区工作面回采速度对诱发冲击地压的作用机制,并进行了工程实例验证。研究结果表明:回采速度的不同主要影... 回采速度对冲击矿压的影响至关重要,以屯宝煤矿工作面复杂组合断层为研究背景,基于理论分析、数值模拟和现场实践,研究了断层构造区工作面回采速度对诱发冲击地压的作用机制,并进行了工程实例验证。研究结果表明:回采速度的不同主要影响了工作面采空区顶板的垮落程度,进而影响围岩应力调整速度,该过程对应了弹性能释放剧烈程度和冲击危险性。开采速度的增加导致断层构造区域工作面超前支承压力与侧向压力峰值逐渐升高,易出现应力峰值的突变,且加快了断层损伤程度和突变速度,导致断层构造区域提前产生滑移现象。断层构造区域工作面开采能量频次与回采速度具有较好相关性,回采速度大于3.6 m/d时单个震动的平均能量上升6倍。建议屯宝煤矿断层构造区域时工作面开采速度小于3.6 m/d,且保持匀速开采。研究结果可为类似工程条件下冲击地压发生机理和工作面安全开采提供理论指导。 展开更多
关键词 断层构造 回采速度 断层滑移 能量释放 冲击地压
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近直立特厚煤层岩层破断运移规律研究
14
作者 刘旭东 乔浩 +1 位作者 方贤威 朱红伟 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期113-119,共7页
为了研究急倾斜煤层冲击地压灾害致灾机理,通过理论分析与现场实测相结合的方法,建立力学模型研究近直立特厚煤层覆岩破断运移规律。研究结果表明:近直立煤层岩层破断主要集中在直接顶岩层,随工作面开采深度增加,顶板岩层首先出现离层,... 为了研究急倾斜煤层冲击地压灾害致灾机理,通过理论分析与现场实测相结合的方法,建立力学模型研究近直立特厚煤层覆岩破断运移规律。研究结果表明:近直立煤层岩层破断主要集中在直接顶岩层,随工作面开采深度增加,顶板岩层首先出现离层,在重力作用下发生倾倒折断,靠近工作面顶板处的岩块多为倾倒运动,靠近工作面底板处的岩块多为向下滑移运动,采空区中部的岩块多表现为跌落和翻转运动。通过现场测试发现,岩层发生离层、破断受到工作面采动与顶底板的影响,直接顶岩层受工作面采动影响较大,运动较为剧烈,基本顶则较为稳定。通过进一步研究近直立煤层顶底板岩层的垮断情况,为近直立煤层综放开采条件下煤岩层破断运移致灾预报及灾害防控提供借鉴。 展开更多
关键词 近直立特厚煤层 岩层运移 岩层破断 相似模拟 钻孔窥视
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煤气化渣替代细骨料对道路用砂浆力学性能的影响
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作者 李海潮 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期669-675,共7页
气化渣作为一种来源于煤化工的固废产物,其产量随着煤炭工业发展呈上升趋势,这给其处置和利用带来了挑战。为探讨将气化渣应用于道路工程水泥砂浆材料的可能性,实现气化渣的绿色高效利用,将气化粗渣和细渣分别制备水泥胶砂试件并研究了... 气化渣作为一种来源于煤化工的固废产物,其产量随着煤炭工业发展呈上升趋势,这给其处置和利用带来了挑战。为探讨将气化渣应用于道路工程水泥砂浆材料的可能性,实现气化渣的绿色高效利用,将气化粗渣和细渣分别制备水泥胶砂试件并研究了其掺入量对试件强度的影响。通过热重(TG)和扫描电镜(SEM)等分析方法对胶砂试件进行分析。结果表明,粗渣和细渣存在差异,细渣粒径0.6 mm筛上累计产率8.87%远小于粗渣产率62.61%,且细渣残碳含量更高,需水量更大。气化渣的大量掺入会导致胶砂试件的强度降低,但气化粗渣的抗折抗压强度优于细渣。28 d期龄的掺10%粗渣试件最优,抗折强度能达到空白组的81.0%,抗压强度为空白组的70.9%。气化渣的热重结果和微观结构也表明,残碳对胶砂试件的水化过程影响巨大,残碳会阻碍水化产物相互作用,使得结构疏松。气化细渣在未消除残碳影响前不适合作为道路用水泥胶砂原材料,粗渣适合代替胶砂材料中的细骨料且在粗渣掺量为10%时试件强度和经济效益综合最佳。 展开更多
关键词 气化渣 水泥胶砂试件 抗折抗压强度 残碳
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工作面超前巷道矿压分区演化规律与分段控制研究
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作者 张春雷 刘永红 +3 位作者 杨亮 郭晓菲 钟金贵 张震 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期124-132,共9页
为探究工作面超前巷道围岩破坏的演化规律,综合运用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了工作面超前区域采动应力场的分布特征。研究结果表明:①高偏应力是引发围岩破坏的关键诱因,基于双向应力非均匀程度的变化规律,提出基于围压比... 为探究工作面超前巷道围岩破坏的演化规律,综合运用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了工作面超前区域采动应力场的分布特征。研究结果表明:①高偏应力是引发围岩破坏的关键诱因,基于双向应力非均匀程度的变化规律,提出基于围压比值的应力分区方法,将工作面超前采动应力场划分为四个区域:极限平衡区、高偏应力区(η≥η_(2))、偏应力回降区(η_(1)<η<η_(2))以及原岩应力区(η=η_(1));②基于超前巷道围岩的不同破坏形态及稳定状态的变化,进一步按照矿压显现现象将超前巷道划分成四个区域:破碎区、蝶形破坏区、椭圆形破坏区和圆形破坏区;③基于超前巷道的分区规律提出差异性分段支护控制方法,旨在确保支护结构与围岩相互协调,有助于优化超前巷道补强支护设计,为施工提供理论指导。 展开更多
关键词 采动应力场 超前巷道 蝶形破坏 塑性区形态 超前支护
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高含水低品质细粒煤脱水脱灰协同提质研究
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作者 陈钢 蔡明祥 +2 位作者 高金龙 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期828-839,共12页
我国煤炭资源禀赋差,高含水、高含灰的低品质煤炭资源储量巨大,约占原煤储量40%。随着煤炭机械化综采技术的推广,原煤中<6 mm细粒煤含量逐渐超过50%。提出了脱水脱灰协同提质的工艺技术,开展了高含水低品质细粒煤脱水干燥、干法分选... 我国煤炭资源禀赋差,高含水、高含灰的低品质煤炭资源储量巨大,约占原煤储量40%。随着煤炭机械化综采技术的推广,原煤中<6 mm细粒煤含量逐渐超过50%。提出了脱水脱灰协同提质的工艺技术,开展了高含水低品质细粒煤脱水干燥、干法分选提质试验。首先,对6 mm等径颗粒间的液桥演变过程进行了研究,随液桥体积V的提升,最大液桥力可达825.16μN,液桥断裂距离最大可达1.368 mm,这是因为液桥体积的增大,由初始构型的接触角前进量增大过程中产生的接触角滞后效应导致的。随颗粒分离速度v的增大,最大液桥力可达875.14μN,最大断裂距离达0.171 mm,这是由于接触角的前进量增大以及液体粘滞性产生的接触角后退过程减缓导致的。其次,通过热风干燥技术探究了高含水细粒煤干燥前后水分含量的变化规律,粒度越大干燥所需时间越长,3~6 mm、0~3 mm颗粒在120℃时完全干燥时间分别为60 min和30 min,这是因为粒度越大内部水分迁移路径变长渗透到煤炭表面受到限制,干燥过程速率降低。当干燥温度由80℃增大至100℃时,水分可由剩余7.18%水分至完全脱除,干燥温度的升高同时提升了外界环境与煤炭的温度梯度,内部水分传质速率提高,因此干燥速率越快。最后,通过振动复合力场干法分选技术对脱水煤样进行脱灰提质试验,当振动频率f为42 Hz、床面气速v_(A)为7.05 m/s时,料层在激振力与气流曳力作用下得到充分松散,料群密度空间分布理想,上下层灰分差异显著。振动频率对产品回收率影响显著,当振动频率为39 Hz时,精煤回收率与产率分别为56.56%、85.28%,灰分为12.54%,颗粒错配现象减少;振动频率f为39 Hz、床面气速v_(A)为8.97 m/s时分离效果达到最佳,灰分离析度S_(A)达到最大值为1.896。该技术适用于西部干旱缺水地区的高含水低品质细粒煤高效提质目的,具有不用水、运维成本低、提质效果显著的优势,为我国低品质细粒煤高效脱水脱灰提供技术储备。 展开更多
关键词 细粒煤 液膜断裂 热风干燥 复合力场 提质加工
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气固分选流化床中二元混合物的表观黏度特性及其对分选过程影响
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作者 郁卫江 高金龙 +2 位作者 蔡明祥 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期803-809,共7页
表观黏度是流体的基本属性,也是影响气固流态化干法分选过程颗粒运动行为的重要因素。通过落球法研究了磁铁矿粉和不同含量煤粉所形成的二元混合加重质的表观黏度,并通过分选试验探究了不同黏度条件下煤炭的分选效率和效果。试验结果表... 表观黏度是流体的基本属性,也是影响气固流态化干法分选过程颗粒运动行为的重要因素。通过落球法研究了磁铁矿粉和不同含量煤粉所形成的二元混合加重质的表观黏度,并通过分选试验探究了不同黏度条件下煤炭的分选效率和效果。试验结果表明流化床的表观黏度随着二元混合加重质中磁铁矿粉的质量分数降低而减小,煤粉质量分数每提升2%,床层表观黏度平均下降0.12 Pa·s;随着操作气速从9.5 cm/s提升到12.2 cm/s,表观黏度下降约55%。基于试验结果修正了二元混合加重质表观黏度模型。在床层密度一定的情况下,不同操作条件下的表观黏度存在差异,表观黏度的增加不仅使各粒径煤炭沉降时间增加,且分选的可能偏差也随表观黏度的增加而增大。综上,在气固流化床分选过程中通过调控二元加重质黏度特性可以提升分选效果和效率,实现矿物的高效干法分选。 展开更多
关键词 气固流化床 表观黏度 干法分选 二元加重质
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新疆某露天矿排土场土壤质量分级评价 被引量：13
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作者 孙雪亮 赵建港 +3 位作者 余勤飞 李晓楠 李欣颖 张凯 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第8期178-185,共8页
以新疆某露天矿排土场为研究区域,对其0-60 cm处土壤含水率、pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾进行采样分析,利用全国第二次土壤普查分级标准和昌吉市一般农用耕地土壤质量标准作为参考,评价当前土壤养分现状;采用土壤肥力指数法,对... 以新疆某露天矿排土场为研究区域,对其0-60 cm处土壤含水率、pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾进行采样分析,利用全国第二次土壤普查分级标准和昌吉市一般农用耕地土壤质量标准作为参考,评价当前土壤养分现状;采用土壤肥力指数法,对不同深度下土壤质量进行分层评价。结果表明,根据第二次土壤普查分级标准和昌吉市一般农用耕地土壤质量标准,土壤有机质含量较低,碱解氮含量极低,有效磷含量较高,速效钾随选用参考标准不同而不同。此外,研究表明,不同深度的土壤质量综合评价值略有不同,分层评价土壤质量更客观准确。 展开更多
关键词 排土场 土壤理化性质 土壤质量评价 土壤肥力指数法
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急倾斜深埋巨厚煤层掘巷冲击地压前兆特征及其灾害防治 被引量：12
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作者 来兴平 贾冲 +6 位作者 胥海东 崔峰 刘旭东 王昊 陆长亮 张随林 何仕凤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期337-350,共14页
随着冲击地压矿井逐渐向深开采,其巷道掘进伴随的冲击显现愈发强烈。针对巷道掘进过程中的冲击地压有效防治问题,以新疆乌东煤矿急倾斜煤层矿井为例,运用微震监测对巷道掘进的冲击地压时空前兆特征加以分析。结合巷道掘进的应力与能量... 随着冲击地压矿井逐渐向深开采,其巷道掘进伴随的冲击显现愈发强烈。针对巷道掘进过程中的冲击地压有效防治问题,以新疆乌东煤矿急倾斜煤层矿井为例,运用微震监测对巷道掘进的冲击地压时空前兆特征加以分析。结合巷道掘进的应力与能量变化数值模拟分析,揭示巷道掘进的冲击地压发生机理,提出急倾斜巨厚煤层巷道冲击地压防治策略,并完成现场工程实践验证。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层巷道掘进的冲击地压发生前第2~5天出现微震总能量极低值,或存在至少4 d的能量潜伏期;冲击地压发生前5 d普遍存在3 d以上的最大能量占比高频波动期。冲击地压发生前存在明显缺震现象,发生位置集中分布在距离掘进工作面较近的微震能量极小值区间范围内,或位于微震能量极值区间附近的微震频次极小值区间范围内,且冲击地压事件位于冲击变形能指数较高区域。急倾斜巨厚煤层水平分段综放开采的坚硬覆岩结构不易破断,使得巷道掘进存在上水平采空区两侧“双翼型”应力集中,掘进工作面前方与巷道底部受顶底板岩层相互挤压的应力集中分布且能量积聚显著,随着巷道掘进深度增加其应力集中与能量积聚进一步增强,容易诱发冲击地压等动力灾害。综合分析形成急倾斜巨厚煤层巷道掘进的工作面爆破卸压、巷道钻孔卸压与补强支护、复杂区域架蓬的冲击地压防治策略。结合冲击地压时空前兆异常为及时加强卸压力度提供时机。通过工作面与巷道卸压使得掘进期间未发生单日累计1×105 J以上微震能量,在对支护优化调整与复杂区域重点防护后,巷道掘进日均微震能量降至2.2 kJ,其1 kJ以上微震事件占比下降且巷道断面整体平整。研究结果为急倾斜巨厚煤层巷道安全掘进提供了科学依据。 展开更多
关键词 急倾斜巨厚煤层 巷道掘进 冲击地压 前兆特征 防治策略
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