综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域重建技术 被引量：74

1

作者 程卫民 张孝强 +2 位作者 王刚 杨鑫祥 辛林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期662-671,共10页

为研究综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域空间分布规律,及时预防耦合灾害事故发生,研究了综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域重建技术。在对遗煤自燃与瓦斯爆炸耦合灾害致灾特性研究的基础上,分析了耦合灾害发生原因、... 为研究综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域空间分布规律,及时预防耦合灾害事故发生,研究了综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域重建技术。在对遗煤自燃与瓦斯爆炸耦合灾害致灾特性研究的基础上,分析了耦合灾害发生原因、判定原理和判定方法。以试验工作面为例,对采空区各气体浓度场测量、重建与分析,考虑其他可燃性气体对CH4爆炸界限的影响,叠加确定了各空间高度上耦合灾害危险区域平面范围,利用三维场重建程序结合空间插值技术,重建出耦合灾害危险区域空间立体分布情况,并对灾害空间参数进行了提取。最后,对采空区高位钻孔瓦斯抽放、隅角注防灭火材料技术方法进行了改进,使之满足耦合灾害防治需要,保证工作面的安全开采。 展开更多

关键词 综放采空区 瓦斯与遗煤自燃 耦合灾害 空间立体分布 三维重建

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大跨度装配式车站拼装施工技术研究与应用--以长春市地铁2号线西兴站为例 被引量：5

2

作者 初明祥 彭传雄 +5 位作者 胡忠经 张静静 何鑫 冯圆成 董嘉莲 王清标 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第11期1921-1929,共9页

为解决大跨度装配式地铁车站施工过程中预制构件自身质量大和形状特殊等因素对其拼装精度和快速定位影响大的问题,依托长春地铁2号线西兴站,首先分析大跨度地铁车站拼装工程技术重难点问题,然后叙述改进后的定位拼装平台的功能,最后从... 为解决大跨度装配式地铁车站施工过程中预制构件自身质量大和形状特殊等因素对其拼装精度和快速定位影响大的问题,依托长春地铁2号线西兴站,首先分析大跨度地铁车站拼装工程技术重难点问题,然后叙述改进后的定位拼装平台的功能,最后从拼装方法、拼装步序、定位过程控制、纠偏控制、基础平面处理和榫槽注浆方面详细阐述拼装施工技术,并运用于工程实践。得出主要结论如下:1)在现场运用改进后的液压三维定位拼装平台,提高了拼装平台组成构件的拼装精度;2)开发的装配式预制构件拼装技术,实现了高效、快速、准确的拼装;3)建立的装配式预制构件连接与拼装的定位技术及纠偏控制,解决了定位精确度及效率不高的难题。 展开更多

关键词 装配式车站 预制构件 拼装设备 拼装技术

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地震作用对Hoek-Brown准则下三维岩质边坡稳定性的影响 被引量：12

3

作者 吴迪 邱月 +2 位作者 张娟 王钰轲 宋文智 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第29期60-66,共7页

地震是滑坡灾害的重要诱导因素。对于满足Hoek-Brown破坏准则的三维岩质边坡,利用切线技术构建了非线性准则下三维破坏机制,基于拟静力法建立了地震作用下三维极限分析方法,开展了地震作用对三维岩质边坡稳定性影响研究。研究结果表明:... 地震是滑坡灾害的重要诱导因素。对于满足Hoek-Brown破坏准则的三维岩质边坡,利用切线技术构建了非线性准则下三维破坏机制,基于拟静力法建立了地震作用下三维极限分析方法,开展了地震作用对三维岩质边坡稳定性影响研究。研究结果表明:边坡稳定性随着地震作用的增大而降低,地震作用的影响程度随着坡度和宽高比的减小而更显著;等效MohrCoulomb参数的取值会受到地震作用的影响,其影响程度随坡度的增大而减小;随着地震作用的增大,边坡最危险滑动面的位置变浅,其三维特性变弱。 展开更多

关键词 地震 HOEK-BROWN 边坡 三维 极限分析

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煤矿综放工作面高压雾化降尘对粉尘颗粒微观参数影响规律分析 被引量：59

4

作者 周刚 聂文 +1 位作者 程卫民 王昊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2053-2059,共7页

喷嘴高压雾化降尘是综放工作面首要防尘方法。对于喷雾前后粉尘浓度的降低情况研究较多,而忽视了喷雾前后尘粒的粒度、粒径分布、形状系数、比表面积等颗粒微观参数的变化情况。采用显微颗粒图像分析法对生产现场喷雾降尘前后各主要作... 喷嘴高压雾化降尘是综放工作面首要防尘方法。对于喷雾前后粉尘浓度的降低情况研究较多,而忽视了喷雾前后尘粒的粒度、粒径分布、形状系数、比表面积等颗粒微观参数的变化情况。采用显微颗粒图像分析法对生产现场喷雾降尘前后各主要作业地点的粉尘进行了微观参数测定。结果表明：喷雾降尘前后,各采样点的D10,D25,D50,DP,XNL,XNS一般在1.0～7.0μm之间小幅度变化,但D75,D90,D100,XNV,XLS,XLV,XSV,XPV却在3.3～56.8μm之间大范围变化;粉尘粒度变化与喷嘴雾化效果的关系为雾化效果越好,粉尘粒度则变得越大,反之亦然;喷雾降尘对粉尘的形状系数和比表面积影响较小;雾化降尘前后,工人主要作业区域呼尘所占比例及其4种粒级频率分布、累计分布较大幅度降低;除粉尘浓度外,还应将粉尘粒度及不同粒径粉尘颗粒的频率分布与累计分布的变化情况作为考核喷嘴雾化降尘效果的重要依据。 展开更多

关键词 雾化粉尘 综放工作面 粒度 粒径分布 形状系数 显微颗粒图像分析

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注水煤体有效渗流通道结构分形特征核磁共振试验研究 被引量：23

5

作者 杨赫 程卫民 +3 位作者 刘震 王文玉 赵大伟 王文迪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1279-1286,共8页

为定量表征注水煤体有效渗流通道结构变化特征,基于核磁共振试验测试了注水过程中,不同围压及水压作用下煤体孔隙结构特征,并结合分形几何理论对煤体有效渗流通道结构分形特征进行了分析。结果表明:注水煤体内部孔径分布差异明显,在不... 为定量表征注水煤体有效渗流通道结构变化特征,基于核磁共振试验测试了注水过程中,不同围压及水压作用下煤体孔隙结构特征,并结合分形几何理论对煤体有效渗流通道结构分形特征进行了分析。结果表明:注水煤体内部孔径分布差异明显,在不同水压及围压影响下,各孔径孔隙体积占比变化明显,大孔体积变化幅度最大为13.72%,其次为过渡孔及中孔分别为8.12%和5.39%,最小的微孔为2.05%。结合T2C测试结果,当孔隙半径大于270 nm时为有效渗流通道,则影响注水煤体渗流特性的孔隙结构主要集中于大孔及中孔尺度内;试验过程中,试验及理论分形维数变化较小,表明煤样在不同承压条件下,渗流通道结构均具有明显的分形特征,同时两者相反的变化趋势验证了各自表征意义的不同。 展开更多

关键词 煤层注水 核磁共振试验 有效渗流通道 分形特征

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基于CT三维重建的煤层气非达西渗流数值模拟 被引量：17

6

作者 王刚 杨鑫祥 +2 位作者 张孝强 武猛猛 李文鑫 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期931-940,共10页

为了探究煤层气非达西渗流中各参数对渗流的影响,通过CT三维重建技术,建立了从现场采集到的6种煤样的真实模型。基于建立的真实模型,进行了在30种不同压力梯度下的煤层气渗流数值模拟试验。模拟试验结果表明:(1)在微观尺度下(<100μ... 为了探究煤层气非达西渗流中各参数对渗流的影响,通过CT三维重建技术,建立了从现场采集到的6种煤样的真实模型。基于建立的真实模型,进行了在30种不同压力梯度下的煤层气渗流数值模拟试验。模拟试验结果表明:(1)在微观尺度下(<100μm),模拟得到的渗流速度与压力梯度符合Forchheimer高速非线性渗流规律;(2)渗透率随有效孔隙率的增长并不是绝对的,在有效孔隙率较大时会出现局部波折的情况,在相同压力梯度下,渗流速度总的趋势随有效孔隙率、渗透率、非达西系数的增大而增大;(3)非达西系数随着有效孔隙率和渗透率的增大而减小。幂函数拟合和多元回归分析结果表明有效孔隙率对非达西系数的影响最为显著,仅考虑有效孔隙率的经验公式可更加精确的估算非达西系数。由数值模拟结果得到的非达西经验常数为0.003 171,有效孔隙率幂次为-5.387 45。 展开更多

关键词 CT 三维重建 煤层气 非达西 Forchheimer

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变轴压加载煤体变形破坏及瓦斯渗流试验研究 被引量：10

7

作者 王刚 李文鑫 +3 位作者 杜文州 王海洋 王鹏飞 孙文斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期175-182,共8页

为探究煤岩在变轴压加载下的变形破坏和瓦斯渗流演化规律,以原煤煤粉压制的煤体试件为研究对象,采用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验系统,进行了5种不同轴压加载路径下的煤体三轴压缩及瓦斯渗流试验。研究结果表明,煤体变形可分为... 为探究煤岩在变轴压加载下的变形破坏和瓦斯渗流演化规律,以原煤煤粉压制的煤体试件为研究对象,采用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验系统,进行了5种不同轴压加载路径下的煤体三轴压缩及瓦斯渗流试验。研究结果表明,煤体变形可分为压密、稳定发展、非稳定破裂发展和破裂后4个阶段;压密阶段试件的应变变化速率主要与张开性结构面和裂隙有关,与轴压加载区间无关,稳定发展阶段虽然轴压加载速率不同,但在相同的轴压加载区间,轴向应变变化速率基本相同;变轴压加载前期煤体渗透率与轴压的加载速率呈负相关变化,中后期渗透率变化速率与轴压加载速率相关性不大。研究结论对指导冲击地压以及煤与瓦斯突出的监测预警有着重要意义。 展开更多

关键词 变轴压 应变 变形 瓦斯渗流 渗透率

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沿空掘巷综放开采卸压巷布置方式优化研究 被引量：13

8

作者 张伟 顾士坦 +3 位作者 孙伟芳 张强 顾清恒 贾光勇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第2期34-38,共5页

为了解决小煤柱沿空掘巷综放开采过程中沿空巷道矿压显现剧烈、变形严重的难题,采用本煤层布置卸压巷的方法对沿空巷道进行围岩控制,通过数值模拟方法研究了卸压巷在厚煤层的层位、卸压巷与沿空巷的巷道中心距、卸压巷的面积3个因素对... 为了解决小煤柱沿空掘巷综放开采过程中沿空巷道矿压显现剧烈、变形严重的难题,采用本煤层布置卸压巷的方法对沿空巷道进行围岩控制,通过数值模拟方法研究了卸压巷在厚煤层的层位、卸压巷与沿空巷的巷道中心距、卸压巷的面积3个因素对卸压巷的卸压效果的影响,并对卸压巷的布置方式进行优化。结果表明:布置卸压巷降低了实体煤应力集中系数,减小应力集中区域面积,使应力集中向煤体深部转移,减小了沿空巷道围岩应力;最优化卸压巷布置方式是卸压巷在厚煤层中挑顶布置,巷道中心距为沿空巷道宽度的2.7~3.2倍,巷道尺寸与沿空巷道相同。该布置方式运用在现场,取得良好技术经济效益。 展开更多

关键词 沿空掘巷 卸压巷 巷道中心距 巷道布置

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煤层开采底板承压水导升模拟试验系统研制与应用 被引量：9

9

作者 张保良 郭惟嘉 +3 位作者 张新国 沈宝堂 张涛 孔贺 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2057-2062,共6页

为深入分析煤层底板承压水导升规律和直观展现突水通道形成过程,基于现有的二维相似材料模拟试验台研制了煤层底板承压水导升模拟试验系统。该系统包括二维相似模拟试验台(改造后)、承压水加载系统、承压水导升系统和计算机监测系统。... 为深入分析煤层底板承压水导升规律和直观展现突水通道形成过程,基于现有的二维相似材料模拟试验台研制了煤层底板承压水导升模拟试验系统。该系统包括二维相似模拟试验台(改造后)、承压水加载系统、承压水导升系统和计算机监测系统。运用研制的系统进行了尺寸为1 900 mm×220 mm×1 800 mm的模型铺设、开挖及监测。试验结果表明:该系统将柔性水囊、导水脉络和突水口组合成一个整体,避免了一般模型底板加载压力不均衡,解决了含压水箱与模型之间的密封难题;在水压达到0.03 MPa条件下,随着工作面推进距离增大,承压水导升高度不断升高,采空区中部出水量最大,导升高度最高;承压水沿阻力最小、距离最短的线路突出,且突水通道形成呈现突发、干脆特点;底板岩层受采动矿压和承压水水压产生的压剪作用,应力值出现"负—正—负"变化趋势。 展开更多

关键词 煤层开采 承压水导升 底板突水 相似模拟

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济北矿区地应力测量及分布特征研究 被引量：5

10

作者 吕卫东 杨永杰 +2 位作者 马金宝 马德鹏 孙文亮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第11期32-37,共6页

地应力是影响巷道围岩稳定性的重要因素,为得到济北矿区的地应力分布特征,在济北矿区选取了9个具有代表性的原岩应力测点,采用应力解除法对该矿区进行三维地应力测量。测试结果表明：济北矿区最大水平应力、最小水平应力和垂直应力均随... 地应力是影响巷道围岩稳定性的重要因素,为得到济北矿区的地应力分布特征,在济北矿区选取了9个具有代表性的原岩应力测点,采用应力解除法对该矿区进行三维地应力测量。测试结果表明：济北矿区最大水平应力、最小水平应力和垂直应力均随深度增加呈线性增加,最大与最小水平应力比值为1.83~2.68,最大与最小应力之差较大,导致岩体内部剪应力增大;最大主应力方向近似NW-SE向,倾角近水平方向;矿区中西部的局部区域受褶曲影响,地应力近东西方向,最大水平应力为垂直应力的1.36~1.82倍,且构造应力对矿区西部区域的影响高于东部区域。基于地应力测量结果,可以合理布置济北矿区井下巷道,巷道掘进方向应为NW-SE向,并局部地点巷道应根据相应的测试结果进行调整。 展开更多

关键词 济北矿区 地应力 现场实测 地质构造 巷道布置

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浅埋采场上覆岩层孔隙率的时空分布特征 被引量：22

11

作者 武猛猛 王刚 +2 位作者 王锐 李文鑫 褚翔宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期112-121,共10页

流场分布不均常造成采场上覆岩层瓦斯易富集、抽采区域难划分及采空区后方火灾难治理等问题,而上覆岩层在垮落期间的孔隙率分布特征是导致流场分布不均的主要因素之一。根据内蒙古某矿的浅埋煤层的地质资料,利用PFC2D(Particle Flow Co... 流场分布不均常造成采场上覆岩层瓦斯易富集、抽采区域难划分及采空区后方火灾难治理等问题,而上覆岩层在垮落期间的孔隙率分布特征是导致流场分布不均的主要因素之一。根据内蒙古某矿的浅埋煤层的地质资料,利用PFC2D(Particle Flow Code)的黏结颗粒模型(Bonded Particle Model,BPM),借助弹性模量(90组试验)、泊松比(90组试验)、抗压强度(80组试验)及抗拉强度(80组试验)与岩体细观参数之间的关系,建立浅埋煤层模型。对其初次来压期间的上覆岩层的破坏过程、破坏形态、及破坏范围进行了研究,记录并分析采场动态推进过程中,顶底板岩层垂直应力的动态演化特征及孔隙率演化规律。结果表明:利用PFC软件能够很好的模拟上覆岩层垮落过程,其结果与已应用成熟的FLAC模拟相符合。 展开更多

关键词 颗粒流理论 围岩应力 覆岩移动规律 孔隙率 浅埋煤层

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岩石单向加热热固耦合数值模拟研究 被引量：5

12

作者 辛林 程卫民 +2 位作者 谢军 刘震 胡相明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期145-151,共7页

为了研究煤炭地下气化覆岩在热固耦合条件下温度、应力以及塑性区分布演化规律,采用COMSOL软件在单向加热和轴向约束条件下对岩石进行了热固耦合数值模拟,得到了温度场、应力场、位移场以及体积应变和塑性区分布规律。结果表明:轴向不... 为了研究煤炭地下气化覆岩在热固耦合条件下温度、应力以及塑性区分布演化规律,采用COMSOL软件在单向加热和轴向约束条件下对岩石进行了热固耦合数值模拟,得到了温度场、应力场、位移场以及体积应变和塑性区分布规律。结果表明:轴向不同位置温度随时间呈非线性增加,沿岩石高度方向温度梯度较大,且随时间呈降低趋势;主应力主要分布于岩石轴向下端面及附近圆周区,塑性区主要分布于试件下部1/6高度范围,存在扁平状孤岛塑性区;下端面圆周区出现应力拉伸,径向应变最大,模拟结果有助于从热固耦合的角度研究砂岩石的热损伤破裂特性。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 单向加热 热固耦合 岩石热损伤

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渗透压—应力耦合作用下煤体常规三轴试验的颗粒流模拟 被引量：16

13

作者 王刚 王锐 +2 位作者 武猛猛 王鹏飞 周煜明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期537-546,共10页

为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和... 为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和瓦斯压力条件下常规三轴试验的颗粒流模拟,并将模拟结果与物理试验结果进行对比及误差分析,对煤体宏观力学参数的变化规律进行了总结。分析结果表明,经过推导得到的宏细观参数关系,可以控制模拟结果的误差在10%之内,能较好地模拟煤体的力学特征;围压增大时,煤体的抗压强度、残余强度及弹性模量呈增大趋势,泊松比以及煤体的破裂角度变小,与物理试验所得围压对煤体的刚度和强度起增强作用的结论一致;瓦斯压力的升高会导致煤体抗压强度,残余强度及弹性模量减小,泊松比以及煤体破裂角度变大,验证了物理试验中瓦斯压力对煤体强度具有劣化作用的结论。 展开更多

关键词 渗透压-应力耦合 常规三轴试验 颗粒流模拟 宏细观参数

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煤炭地下气化相似模拟试验热固耦合数值模拟研究 被引量：3

14

作者 李超 辛林 +3 位作者 徐敏 李剑 韩立民 安明煜 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期226-233,共8页

为研究煤炭地下气化过程中煤岩层温度、应力以及位移场的分布演化规律,采用COMSOL数值仿真软件对试验炉内的煤炭地下气化模拟试验进行了热固耦合数值模拟,在简化的燃空区扩展模型的基础上,将试验炉内垂直于气化通道走向的任一截面燃空... 为研究煤炭地下气化过程中煤岩层温度、应力以及位移场的分布演化规律,采用COMSOL数值仿真软件对试验炉内的煤炭地下气化模拟试验进行了热固耦合数值模拟,在简化的燃空区扩展模型的基础上,将试验炉内垂直于气化通道走向的任一截面燃空区扩展的过程分为升温和降温2个阶段进行研究。通过拟合燃空区边界升温曲线,设置以温度为自变量的导热系数、弹性模量等物理参数,进行合理的热固耦合研究,得到更加接近真实情况的温度场、第一主应力场及垂直位移场分布情况。同时根据COMSOL瞬态研究的结果分析气化通道截面温度场、第一主应力场及垂直位移场的分布规律。结果表明:由于点火点位于煤层中部靠底板的位置,在点火之后直到燃空区边界扩展至最大扩展半径的一半之后的这段时间,传热对顶板的影响较小,热量主要在煤层和直接底内传播,且范围逐渐扩大。在这段时间,燃空区燃烧边界的移动是煤层和直接底出现部分温度较高区域的主要原因;在燃空区扩展的过程中,第一主应变主要产生于燃空区附近区域,主要集中在煤层和底板。当燃空区边界扩展至最大扩展半径的一半之后,煤岩层受主应变影响的区域范围变化不大,但在该区域中,燃空区圆弧形边界附近的应变量持续增加;在升温阶段,岩体受热膨胀,垂直位移整体呈向上趋势,且在模型中由下至上数值递增,由内向外数值递减。模拟结果有助于从热固耦合的角度研究地下气化过程对围岩的破坏。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 热固耦合 燃空区 围岩破坏

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煤岩单向加热模拟试验装置的研发与应用 被引量：2

15

作者 辛林 冯洺泽 +5 位作者 谢军 程卫民 李凯旋 刘伟韬 李佳泽 吴景 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1738-1746,共9页

煤炭地下气化火焰工作面高温气体作用于气化通道周边煤岩体,使其呈单向受热状态,煤岩体法线方向的热损伤和热破裂呈现明显的梯度分布规律。为了对煤岩体在单向高温热作用下的热损伤特性规律进行研究并提供新的实验手段,自主研发设计了... 煤炭地下气化火焰工作面高温气体作用于气化通道周边煤岩体,使其呈单向受热状态,煤岩体法线方向的热损伤和热破裂呈现明显的梯度分布规律。为了对煤岩体在单向高温热作用下的热损伤特性规律进行研究并提供新的实验手段,自主研发设计了煤岩单向加热模拟试验装置,该装置主要包括加热和温控单元、温度和热应力监测单元、声发射监测单元、约束和加载单元4个部分。采用的试样尺寸为φ50 mm×100 mm,最大单向加热温度为600℃,热应力监测量程5 MPa。介绍了试验装置的主要功能和技术参数、结构与关键技术以及研制过程中的技术难点和解决方案等,并使用本试验装置开展了相关实验。本试验装置的显著特点包括:(1)实现单向高温加热和单向约束,模拟煤岩体受热状态;(2)实现加热过程的温度、热应力和声发射的多信息同步监测,便于多因素耦合分析;(3)边界加热温度程序可控,可模拟不同类型受热边界条件。采用该试验装置进行砂岩的单向高温加热试验,可以揭示煤岩体试样单向受热条件下高度方向上温度、轴向热应力以及热破裂声发射特性规律,并通过主频分析,进一步揭示煤岩体热破裂的演化规律。该试验装置适用于地热开发、煤炭地下气化等特殊环境下煤岩体受单向高温热源作用的热物理现象和规律的探索研究,为其提供新的实验手段。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 单向加热 煤岩热破裂 模拟试验装置 声发射特性

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基于CT三维重建的高阶煤孔裂隙结构综合表征和分析 被引量：64

16

作者 王刚 沈俊男 +3 位作者 褚翔宇 曹春杰 江成浩 周晓华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2074-2080,共7页

为有效研究煤的孔裂隙结构特征,实现对煤的孔裂隙结构的定性定量表征和分析。以内蒙古巴彦高勒煤矿311102运输巷的煤样为研究对象,基于ZEISS Xradia510 Versa X射线显微镜扫描得到的CT数据,结合三维可视化软件AVIZO中内置数学算法,提出... 为有效研究煤的孔裂隙结构特征,实现对煤的孔裂隙结构的定性定量表征和分析。以内蒙古巴彦高勒煤矿311102运输巷的煤样为研究对象,基于ZEISS Xradia510 Versa X射线显微镜扫描得到的CT数据,结合三维可视化软件AVIZO中内置数学算法,提出了煤的孔裂隙结构定量表征的方法,并建立了煤的三维孔裂隙结构模型和具有拓扑结构的孔隙网络简化模型。通过本文提出的方法,对巴彦高勒煤矿煤样的孔裂隙微观参数——孔径大小、孔体积、孔隙率、配位数、喉道长度等进行了统计分析。研究表明:在微米的尺度下,内蒙古巴彦高勒煤矿的煤样以大孔为主,并伴有网状的割理裂隙,有效孔隙率为10.34%,通过孔隙网络模型统计出的孔隙数为12 834,喉道数为432及其他的微观结构参数。 展开更多

关键词 高阶煤 CT 三维重建 孔裂隙 表征

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基于CT三维重建煤骨架结构模型的渗流过程动态模拟研究 被引量：11

17

作者 王刚 江成浩 +2 位作者 刘世民 褚翔宇 沈俊男 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1390-1399,共10页

为了探究煤体微观结构中的渗流变化情况,以新疆大黄山气煤为研究对象,运用CT扫描和三维重建技术建立了含有孔裂隙的三维煤体骨架结构模型。在此基础上构建了一种能够反映动态渗流过程的流固耦合模型,并结合内置Navier-Stokes控制方程的... 为了探究煤体微观结构中的渗流变化情况,以新疆大黄山气煤为研究对象,运用CT扫描和三维重建技术建立了含有孔裂隙的三维煤体骨架结构模型。在此基础上构建了一种能够反映动态渗流过程的流固耦合模型,并结合内置Navier-Stokes控制方程的ALE算法进行了渗流模拟。结果表明:渗流过程中,孔裂隙中每个点的流速都会存在一个速度峰值和稳定流速值;相较于裂隙结构,孔隙结构较差的连通性增大了其在模型前端的流体动能损耗,减缓了后续孔隙中流体的流动。初始流速影响了入水口处流速及流体密度的变化趋势,也改变了裂隙中速度峰值的变化规律,当初始流速值低于0.03 mm/s时,裂隙中速度峰值沿渗流方向呈现出"先增大后减小"的变化趋势,而当初始流速值大于0.03 mm/s时,速度峰值则沿着渗流方向逐渐减小。在低压力梯度条件下,孔裂隙的速度峰值与压力梯度之间存在非线性变化关系,而稳定流速值则随压力梯度的变化线性增大。研究成果为后续相关渗流影响因素的研究提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 CT 三维重建 孔裂隙结构 渗流 流固耦合模拟

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煤炭地下气化典型有机物热解产出研究 被引量：3

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作者 辛林 吴景 +7 位作者 王博伟 牛茂斐 李佳泽 徐伟豪 王欣 尚振杰 李华龙 马彦 《煤炭工程》 北大核心 2023年第5期170-174,共5页

煤炭地下气化过程中尤其是干馏干燥区,热解产生的大量有机物,会对周围含水层造成潜在的污染风险,严重制约煤炭地下气化的产业化发展。通过对煤样进行200~600℃不同终温下慢速热解,模拟气化通道干馏干燥区无氧条件下的热解反应实验,探究... 煤炭地下气化过程中尤其是干馏干燥区,热解产生的大量有机物,会对周围含水层造成潜在的污染风险,严重制约煤炭地下气化的产业化发展。通过对煤样进行200~600℃不同终温下慢速热解,模拟气化通道干馏干燥区无氧条件下的热解反应实验,探究煤热解产生典型有机质种类及含量的变化规律。研究表明,热解温度为200℃时,热解产物中含氧化合物含量最高,高达36.19%,随着温度升高,其含量变化较小;酚类化合物随着热解温度的升高而增多,600℃时含量达到17.97%;芳香烃化合物在原煤中含量较高,温度高于300℃时开始大量释放,占热解总产物的比重较高;在300℃时热解产生了大量脂肪烃化合物,随着温度继续升高其含量不断下降,600℃时脂肪烃含量下降至总产物的10%左右。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 低温热解 典型有机物 GC-MS

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上行开采油页岩回采巷道合理位置确定分析 被引量：1

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作者 杨永杰 马德鹏 解洪兵 《中国煤炭》 北大核心 2014年第8期50-52,92,共4页

采用裂隙带发育规律实测、概率积分法预计及 UDEC 数值模拟等手段分析了覆岩运动规律及油页岩变形破坏状态.由分析结果可知,2＃煤层采出后,油页岩位于2＃煤层裂隙带内,但其内部结构破坏不大,可进行上行开采；同时,裂隙带侧向的边界岩层... 采用裂隙带发育规律实测、概率积分法预计及 UDEC 数值模拟等手段分析了覆岩运动规律及油页岩变形破坏状态.由分析结果可知,2＃煤层采出后,油页岩位于2＃煤层裂隙带内,但其内部结构破坏不大,可进行上行开采；同时,裂隙带侧向的边界岩层移动距离平均15 m,平均影响角55＆#176;,当油页岩距2＃煤层开采边界小于0.5倍开采影响范围时,岩层以拉伸运动为主,产生台阶下沉；在距0.5~1倍开采影响范围时,岩层以滑移运动为主,不利于巷道布置.因此,回采巷道合理的位置应在开采影响范围以外. 展开更多

关键词 上行开采 油页岩 巷道位置 数值模拟 裂隙带

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基于SolidWorks的采煤工作面三维建模及断层识别

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作者 李文鑫 刘建康 +1 位作者 杨鑫祥 钟阳 《中国煤炭》 北大核心 2014年第10期39-42,共4页

基于枣矿集团田陈煤矿7110工作面复杂的煤层赋存状态和地质构造,需要建立7110工作面全区三维地质模型。采用Visual C++2010可视化集成开发环境,结合Access数据库技术、ODBC数据库引擎,以SolidWorks2010软件为平台,将整个工作面的工程地... 基于枣矿集团田陈煤矿7110工作面复杂的煤层赋存状态和地质构造,需要建立7110工作面全区三维地质模型。采用Visual C++2010可视化集成开发环境,结合Access数据库技术、ODBC数据库引擎,以SolidWorks2010软件为平台,将整个工作面的工程地质条件准确地呈现出来。现场实践表明,该模型对隐伏的地质构造、尤其是断层有很好地直观呈现作用,能够及时指导生产进行适当调整,创造更好的经济效益。 展开更多

关键词 回采工作面 地质构造 三维建模 SOLIDWORKS软件 断层识别

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