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题名多位厚层顶板双巷工作面矿压显现规律研究
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作者
苏杰
姚士茂
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机构
国家能源集团神东布尔台煤矿
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出处
《中国矿业》
北大核心
2025年第3期153-164,共12页
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文摘
煤矿的复杂地质构造对工作面开采的矿压显现规律具有重要影响,严重制约着煤炭资源的安全高效回采。为研究布尔台煤矿巷道底鼓致因,揭示多位厚层顶板双巷工作面矿压显现规律及发生机理,本文构建了多位厚层顶板双巷工作面开采的物理模型和数值模型,研究了双巷工作面开采过程中覆岩位移及破断的动态变化过程,揭示了工作面开采过程中围岩垂直应力分布规律、煤柱垂直应力演化规律和围岩能量演化规律,分析了12上302辅运顺槽巷道底鼓致因。研究结果表明:12上301工作面初次来压步距为55m,周期来压步距约8.2m,平均岩层垮落角53.4°。覆岩下沉移动受多位厚层顶板控制,当推进60~240m范围内,中位厚层顶板破断前各岩层下沉过程表现为离层出现-离层增大阶段,当中位厚层顶板破断后,覆岩随之整体、快速下沉。在12上301工作面推进过程中,工作面前方和临空煤柱附近的垂直应力峰值增加明显,与上覆多位厚层顶板的破断密切相关,最大应力集中系数均为3.6。临空煤柱的垂直应力在工作面后方约250m处达到最大值,约为21.09MPa。工作面前方和临空煤柱区域容易形成能量积聚,能量密度峰值最高达55.3MJ/m^(3)。12上302辅运顺槽巷道受多位厚层顶板变形破断的直接影响,临空煤柱产生了应力集中和能量积聚,最终导致巷道底鼓现象发生。本文研究可为类似条件矿井矿压治理提供理论依据。
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关键词
多位厚层顶板
矿压显现
物理模拟
数值模拟
能量演化
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Keywords
multi-positioned thick roof plate
mine pressure manifestation
physical simulation
numerical simulation
energy evolution
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分类号
TD323
[矿业工程—矿井建设]
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题名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
姜德义
范金洋
张传玖
陈紫阳
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机构
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室
重庆大学资源与安全学院
国家能源集团神东煤炭布尔台煤矿
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出处
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期253-264,共12页
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基金
国家重点研发计划青年科学家项目(2021YFC2900400)
国家自然科学基金青年基金项目(52104077)。
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文摘
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。
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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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Keywords
compressed air energy storage
gas storage
air tightness
surrounding rock permeability
thermodynamic analysis
numerical simulation
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分类号
TK02
[动力工程及工程热物理]
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