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山东能源集团老矿区转型发展路径探索
1
作者 李伟 周鸿 +2 位作者 韩钟琦 王利民 秦沛 《中国煤炭》 北大核心 2025年第3期13-19,共7页
在“双碳”政策大背景下,全国工业化进程历经多年的高速推进,传统的粗放型发展模式带来的弊端日益凸显,特别是煤炭行业,曾经支撑着老矿区蓬勃发展的各类矿产资源正逐渐走向枯竭,同时社会对生态环境保护的关注度持续升高,环保要求愈发严... 在“双碳”政策大背景下,全国工业化进程历经多年的高速推进,传统的粗放型发展模式带来的弊端日益凸显,特别是煤炭行业,曾经支撑着老矿区蓬勃发展的各类矿产资源正逐渐走向枯竭,同时社会对生态环境保护的关注度持续升高,环保要求愈发严格,众多老矿区陷入了发展的泥沼,转型发展已然到了刻不容缓、迫在眉睫的关键时刻,必须尽快探索出一条契合新时代要求的可持续发展新路径。面对生存发展的严峻考验,山东能源集团抢抓供给侧结构性改革和新旧动能转换的重大机遇,积极探索“后煤矿时代”转型之路,加快转变发展方式,调整产业结构,拓展发展区域,延伸产业链条,努力探索出一条老矿区战略转型实践路径,实现老矿区安全发展、绿色发展、智能发展、高效发展。 展开更多
关键词 老矿区 转型发展 能源企业 煤炭企业
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山东能源集团煤炭产业技术创新体系建设 被引量：19
2
作者 孟祥军 李伟 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1-41,共41页
山东能源集团有限公司(简称“山能”)是由兖矿集团有限公司、原山东能源有限公司(简称“原山能”)联合重组成立的山东省属大型能源集团,在煤炭安全高效开采、高端装备制造、煤气化、煤液化、煤炭清洁利用、深部建井、海外煤炭开发等方... 山东能源集团有限公司(简称“山能”)是由兖矿集团有限公司、原山东能源有限公司(简称“原山能”)联合重组成立的山东省属大型能源集团,在煤炭安全高效开采、高端装备制造、煤气化、煤液化、煤炭清洁利用、深部建井、海外煤炭开发等方面取得了显著成就,为全国煤炭行业发展起到了引领和示范作用。文章系统总结了山能发展布局及创新体系建设成就,梳理了厚煤层放顶煤、超大采高综采、中厚煤层智能化开采、冲击地压治理、巷道支护技术、矿井热害与煤自燃防治、“三下一上”采煤治理、深井建设、澳大利亚煤炭开发实践、高端装备制造和煤炭清洁利用等15个重点领域所取得的进展,并列举了部分典型成功案例。系统阐述了山能在科技投入、平台建设、产业转型、新型产业、数字化和智能化方面的发展布局,介绍了兖矿集团创新体系建设经验和建设成效以及山能技术创新体系建设方面政策方针;回顾了山能在厚煤层放顶煤开采技术推广和应用方面所做出的巨大贡献,介绍了在综放开采工艺、综放开采装备配套方面的技术创新;针对不同地质生产条件下煤炭安全高效开采问题,研发应用了适于不同埋深、不同煤层赋存条件的3~4、5.5、6.0、6.8、8.2 m大采高和超大采高综采技术与成套装备,完成了5.5、7.0 m大采高、超大采高综放开采技术与装备研制和应用,刷新了我国综放开采高度;阐述了山能冲击地压矿井现状,分析了在冲击地压治理方面的思路和技术,重点探讨了鄂尔多斯、菏泽、新疆三类典型地层条件下的冲击地压治理工程实践;回顾了山能锚网支护的发展与改革历程,总结了大断面沿空巷道、小煤柱沿空巷道、深部复杂巷道布局原理和支护技术研究成果;针对矿井热害与煤自燃灾害治理,介绍了赵楼煤矿井下集中式冷水降温系统和全风量降温系统的原理与应用情况,总结了在煤自燃早期识别技术、采空区封闭控制技术和自燃火灾应急控制技术的研究和应用情况;阐述了采动覆岩破坏规律、开采沉陷规律和防水煤柱合理留设方面的研究成果;总结了河流、村庄建筑物、矿区铁路、高压输电线路、输油管线下压煤开采实践经验;介绍了深井建设过程的地面预注浆、深井冻结施工、井壁砌筑、井筒支护、井壁破裂治理等方面成熟经验;梳理了澳大利亚煤炭开发、收购历程及矿井建设、智能化工作面开发经验与成就;研发了具有自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化技术,形成了日处理煤量1000、1500、2000、2500、3000、4000 t和4.0、6.5 MPa不同压力等级的系列炉型;总结了煤间接液化技术方面取得的成果,介绍了在高低温费托合成工艺、固定定流化床费托合成反应器及高效费托合成催化剂方面的研究成果和煤炭提质加工与清洁高效利用实践,重点介绍了煤炭高效提质、粉煤清洁利用、煤系固废资源化等方面的重大进展。通过对山能技术创新体系和创新成果的总结,分析并探讨了其未来科技创新和高质量发展思路,明确了山能“十四五”期间的重点发展方向。 展开更多
关键词 山东能源集团 智能开采 高端装备制造 煤炭清洁利用 矿区建设 大采高 放顶煤 冲击地压 矿井热害 巷道支护
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山东李楼煤矿近场地震波衰减关系与矿震震级测定方法研究
3
作者 王钦莹 张修峰 +4 位作者 刘瑞丰 蔡辉 李国营 闫宪洋 王子博 《中国地震》 北大核心 2025年第2期277-288,共12页
矿震的震级较小,高频地震波丰富,仅能利用5km以内的地震台站进行监测。为得到山东李楼煤矿近场地震波的衰减规律和近震震级M_(L)的量规函数,在李楼煤矿布设了由36个地面台站和33个井下巷道台站组成的立体观测台网,进行了7次爆破实验,取... 矿震的震级较小,高频地震波丰富,仅能利用5km以内的地震台站进行监测。为得到山东李楼煤矿近场地震波的衰减规律和近震震级M_(L)的量规函数,在李楼煤矿布设了由36个地面台站和33个井下巷道台站组成的立体观测台网,进行了7次爆破实验,取得的主要成果如下:(1)利用这些高质量的近场观测资料,得到李楼矿区5km内地面台站和井下巷道台站S波衰减规律,其中在1km内S波随震源距的衰减非常迅速;(2)利用垂直向和水平向资料,分别得到李楼矿区垂直向和水平向地方性震级的量规函数;(3)分别利用垂直向和水平向资料和量规函数,测定了7次爆破的震级,结果表明利用不同震源距测定的单台震级一致性较好,且利用水平向资料测定的震级与用垂直向资料测定的震级相差在0.1以内;(4)根据国家标准GB 17740—2017《地震震级的规定》,在5km以内地方性震级M_(L)的量规函数是一个常数,本文利用近场资料得到了5km内的量规函数,是对GB17740—2017国家标准量规函数在5km内的拓展。本研究所构建的衰减模型及震级测定方法可以推广应用于其他矿区,使矿山地震的震级测定与天然地震的震级测定协调一致。 展开更多
关键词 地震监测 近震震级 量规函数 采矿诱发地震
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能源企业卓越绩效模式研究与实践——以兖矿能源集团为例 被引量：2
4
作者 杨继贤 韩继秋 +1 位作者 张峻峰 刘琪瑶 《中国煤炭》 2022年第9期44-48,共5页
介绍了国内外卓越绩效理论研究与实践现状,研究与分析了兖矿能源集团股份有限公司导入卓越绩效管理模式及其相关实践,该模式主要内容包括:构建基于卓越绩效的核心领导力,科学制定并实施矿业、高端化工新材料、新能源、高端装备制造、智... 介绍了国内外卓越绩效理论研究与实践现状,研究与分析了兖矿能源集团股份有限公司导入卓越绩效管理模式及其相关实践,该模式主要内容包括:构建基于卓越绩效的核心领导力,科学制定并实施矿业、高端化工新材料、新能源、高端装备制造、智慧物流五大战略,以顾客驱动为导向提升市场价值,坚持履行社会责任以实现品牌增值,以人力资源为保障促进价值创造,注重与利益相关者合作推动互利共赢,加强系统管理、重视过程管理与结果实施,坚持学习与创新研究。该模式在具体实践中取得突出成效,企业知名度和品牌影响力大大提升。 展开更多
关键词 能源企业 卓越绩效 系统管理 价值创造 质量管理 兖矿能源集团
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我国关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发现状及展望 被引量：2
5
作者 郝宪杰 宋思桐 +2 位作者 唐宽旭 郭勇 丁志杰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期68-75,共8页
矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等。土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,... 矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等。土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,其再开发利用问题是关闭/废弃矿山面临的重要难题。针对当前对于此类土地资源开发再利用模式存在的不足,首先分析了国内外关闭/废弃矿山土地资源与风能、光能、林业、农业、养殖业等结合开发利用的发展现状,提出了我国关闭/废弃矿山土地资源开发利用的科学技术体系,即土地资源的“风—林—光”新能源互补再开发模式,并研究了不同条件下的技术性因素评价标准及改造方案体系,总结了我国当前关闭/废弃矿山土地资源再开发利用存在的问题和难题,凝练了在实施过程中需要攻克的5个基础理论和5个待发展技术难点,并提出了相应的政策措施建议和未来发展展望。研究表明:①关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发,是一个新兴的、潜力无限的、需要多领域交叉合作的新学科,其中地面资源是载体,而该载体受采矿影响后的状态是核心,新能源各个方向的应用是目的;②关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发一方面是实现我国土地资源可持续利用的重要措施,另一方面也是开发新能源助力我国“双碳”目标实现的重要方向,同时也是实现关闭/废弃矿山转型的重要举措,应在进一步完善该模式的基础上大力推进对关闭/废弃矿山土地资源的新能源综合开发利用。 展开更多
关键词 “双碳”目标 关闭/ 废弃矿山 土地资源 新能源开发
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山东地区中生代岩浆岩中放射性元素富集规律及其对大地热流异常的指示意义
6
作者 陈勇 朱雪蕾 +1 位作者 李伟 周瑶琪 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期25-35,共11页
为进一步了解岩浆岩中放射性元素富集与大地热流异常的相关性,以山东地区中生代岩浆岩为研究对象,从岩石类型、元素含量、岩石形成年龄、放射性生热元素Th、U丰度、大地热流等方面进行分析。结果表明:区内正长岩Th、U丰度最高,酸性岩和... 为进一步了解岩浆岩中放射性元素富集与大地热流异常的相关性,以山东地区中生代岩浆岩为研究对象,从岩石类型、元素含量、岩石形成年龄、放射性生热元素Th、U丰度、大地热流等方面进行分析。结果表明:区内正长岩Th、U丰度最高,酸性岩和碱性岩的Th、U含量相对较高;Th、U元素与Si、K元素含量存在正相关,与Fe、Mg等其他主量元素存在负相关,与Nb、Ta、Pb及稀土元素也存在较为明显的正相关;放射性元素丰度与大地热流存在一定的正相关,但还受到地壳厚度等多种因素的影响;研究进一步揭示放射性元素、岩浆岩及地热之间的关系,对山东地区地热资源的开发和利用具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 山东地区 中生代 岩浆岩 放射性元素 大地热流
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中国立井冻结井壁技术的发展与展望 被引量：2
7
作者 杨维好 黄书翔 +8 位作者 王衍森 李伟 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期92-114,共23页
分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国... 分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术取得的重大突破及其应用情况,包括:冻结井筒C60~C100、CF80~CF110高承载力混凝土井壁设计与施工技术,深厚土层中冻结井壁破裂灾害防治技术,深厚富水岩层中低渗漏单层井壁技术等。针对2002年以来中国冻结井壁技术的发展,总结了井壁材料的进步;介绍了横截面、纵剖面井壁结构的发展;归纳了对土层的初始水平水土压力、内层井壁承受的水压、冻结压力、富水岩层中孔隙水引起的井壁水力荷载、井壁竖直附加力等的新认识;简述了井壁力学模型,高径向承载力井壁和内层可缩井壁的力学特性,双层复合井壁之内、外壁厚度的设计理论,含水岩层中单层井壁厚度的设计理论和内层可缩井壁的设计理论等的新进展;介绍了大厚度井壁裂漏机理及防裂技术、井壁腐蚀破坏及防治技术、信息化施工技术,以及内层可缩井壁和低渗漏单层井壁的施工工艺。针对我国在1500 m超深土层中以及3000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术将面临的挑战,指出应重点研究:深厚土层中冻结井筒掘进期间浅部外壁破裂新机理,超深土的力学特性,高强、高性能筑壁材料与构件,超高承载力井壁结构及其力学特性,超深冻结井壁设计理论与施工技术等。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 冻结井壁 井壁结构 井壁材料 井壁外载 冻结壁 力学特性 设计理论 施工技术
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沿空侧向覆岩结构改性防冲机理与实践 被引量：2
8
作者 谭云亮 张修峰 +4 位作者 范德源 刘学生 朱斯陶 牟宗龙 陈洋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期209-223,共15页
无煤柱(或小煤柱)开采已得到广泛应用,随着开采深度增加,当侧空覆岩存在坚硬岩层时,大能量动力事件频发,冲击地压显现日趋严重,已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一。围绕沿空侧向覆岩结构改性防冲机理与实践开展研究,主要包括:... 无煤柱(或小煤柱)开采已得到广泛应用,随着开采深度增加,当侧空覆岩存在坚硬岩层时,大能量动力事件频发,冲击地压显现日趋严重,已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一。围绕沿空侧向覆岩结构改性防冲机理与实践开展研究,主要包括:构建了沿空工作面覆岩结构力学模型,提出了上位覆岩等效载荷估算方法,揭示了下位覆岩结构特征及演化规律;获得了沿空工作面下位覆岩运动对煤体内应力的定量表征方法,提出了以煤体的静载支承应力及关键层断裂产生的扰动应力之和与煤体强度比值大小为致灾指数的覆岩致灾关键层判识方法;定义了覆岩关键结构失稳致灾力学判据,综合分析应力状态和冲击倾向性指数对“发生冲击地压”的隶属度实现了侧空覆岩致灾风险评级;给出了侧空覆岩结构改性方法及防冲流程,并在新巨龙6305工作面开展了工程实践。结果表明,6305工作面实施侧空覆岩结构主动改性后,微震事件频次增幅33.3%,平均每个事件能量降幅23.5%;煤体应力集中程度显著降低,最大降幅约27.2%;沿空巷道围岩变形量明显减小,最大减小约104.7%;侧空覆岩致灾关键层得到消除,冲击地压的可能性等级为由“很可能”降为“不可能”。 展开更多
关键词 深部 冲击地压 沿空巷道 覆岩结构 致灾 主动改性
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基于高位巷与工作面进回风巷联合卸压的坚硬顶板防冲技术研究 被引量：1
9
作者 谭云亮 任文涛 +6 位作者 李青海 殷鹏涛 张修峰 王子郡 陈洋 胡善超 李占海 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期65-81,共17页
深埋特厚煤层开采后高位坚硬顶板失稳造成强矿压现象突显,严重威胁矿井安全生产。为探究新型卸压防冲方案,以新巨龙煤矿8302工作面为研究背景,提出了高位巷与工作面进回风巷联合爆破卸压防冲方案。通过理论分析、物理模拟和数值计算相... 深埋特厚煤层开采后高位坚硬顶板失稳造成强矿压现象突显,严重威胁矿井安全生产。为探究新型卸压防冲方案,以新巨龙煤矿8302工作面为研究背景,提出了高位巷与工作面进回风巷联合爆破卸压防冲方案。通过理论分析、物理模拟和数值计算相结合的方法,分析了高位巷爆破与进回风巷爆破协同卸压原理,揭示了高位巷爆破卸压对于坚硬顶板的破断失稳机制,明确了高位巷爆破对于煤层应力场演化特征。针对现场工况条件,设计并实践了高位巷与进回风巷联合爆破卸压及监测方案,取得了显著的卸压效果。结果表明:①高位巷与进回风巷联合卸压,弱化了覆岩结构,使其产生大量裂隙,破坏了其连续性,降低了覆岩承载能力。②高位巷爆破使高位关键岩层初次垮落步距由144 m减小为84 m,周期垮落步距由24~30 m减小为12~24 m。煤层垂直应力由18.1~18.3 MPa减小至16.2~18.0 MPa,最大降幅11.47%,改善了工作面应力分布状况。③设计了8302工作面进回风巷与高位巷联合爆破卸压方案。并从进回风巷表面变形、覆岩应力、顶板深部位移等方面制定了监测方案。④现场工程实践表明:104 J及以上的微震能量事件降幅64.3%,微震事件由改性前的“低频高能”逐渐向改性后的“高频低能”转化。联合爆破卸压后,围岩变形、钻孔应力及锚杆索受力对断层及不规则采空区具有高度的敏感性,而在进入正常阶段后,围岩稳定性得到改善,联合爆破卸压效果显著。为解决大采高坚硬顶板引发的强矿压显现问题提供了理论依据及实践参考。 展开更多
关键词 坚硬覆岩 联合爆破 冲击地压 卸压释能 微震监测
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考虑水化叠加效应的硅酸盐-硫铝酸盐复合浆流变特性
10
作者 范建国 刘人太 +5 位作者 李峻昌 孙翔 陈孟军 白继文 朱志敬 马晨阳 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第10期213-226,共14页
硅酸盐-硫铝酸盐水泥(PO-SAC)复合浆液具有凝结时间短、早期强度高和抗渗性好等优点,在煤矿突涌水治理工程中具有广阔的应用前景。在实际注浆参数设计过程中,需要揭示PO-SAC复合浆液的流变特性与黏度时变规律。研究了复合比和水灰比对PO... 硅酸盐-硫铝酸盐水泥(PO-SAC)复合浆液具有凝结时间短、早期强度高和抗渗性好等优点,在煤矿突涌水治理工程中具有广阔的应用前景。在实际注浆参数设计过程中,需要揭示PO-SAC复合浆液的流变特性与黏度时变规律。研究了复合比和水灰比对PO-SAC复合浆液黏度时变行为的影响。浆液的复合质量比从10∶0到0∶10,水灰比为0.5~1.0。结果表明:硅酸盐水泥(PO)和硫铝酸盐水泥(SAC)具有水化叠加效应,30%的SAC对OPC的促进作用最强,使浆液黏度提高了4倍以上。复合浆液的水灰比与黏度值和黏度增长率成反比。不同水灰比条件下复合浆液黏度的时变曲线符合二次方程的形式。浆体的流动模式与水灰比有关,与复合比无关,浆液的屈服应力和塑性黏度随水灰比的增加而降低。减水剂能够显著降低复合浆液的初始黏度值,1‰的减水剂使样品的初始黏度值降低了82.46%以上。将PO-SAC材料应用于某煤矿底板突涌水治理工程,有效封堵了含水层裂隙出水,保障了煤矿安全开采。可为PO-SAC浆液注浆理论建立、数值计算和注浆参数设计提供参考,助力煤矿突涌水高效治理。 展开更多
关键词 硅酸盐-硫铝酸盐复配浆液 黏度时变性 流变性 微观结构 水化叠加效应
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中国立井人工地层冻结技术的发展与展望
11
作者 杨维好 李伟 +8 位作者 王衍森 孟祥军 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4707-4728,共22页
在我国矿产资源和地下空间开发向深部进军的过程中,立井施工面临高土压、高地应力、高水压、高地下水流速和恶劣岩性等严酷条件,亟需突破凿井技术瓶颈制约。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工... 在我国矿产资源和地下空间开发向深部进军的过程中,立井施工面临高土压、高地应力、高水压、高地下水流速和恶劣岩性等严酷条件,亟需突破凿井技术瓶颈制约。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结法凿井技术的状况;概述了2002—2022年在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中中国立井人工地层冻结技术取得的重大突破及其应用情况;总结了中国在冻结法凿井物理模拟试验装备,深埋人工冻土试验装备与方法,深土人工冻土力学,冻结岩石的力学特性,地层冻结制冷技术与装备,超深冻结孔施工技术与装备,多圈管冻结温度场变化规律,深厚土层中冻结壁的变形规律,深厚土层中冻结壁厚度的设计理论,深厚富水岩层中冻结壁厚度的设计理论,冻结管断裂新机理与预防技术,分圈异步冻结工艺,分圈控制冻结工艺,局部冻结工艺,深厚岩层中冻结孔固管封水技术,井筒与毗邻硐室联合冻结技术等方面的新进展。针对我国在1500 m超深土层以及3000 m深厚富水岩层中采用地层冻结技术将面临的挑战,指出应重点在-80℃深冷制冷技术及其配套材料与装备,深埋深冷人工冻土的力学特性,深埋深冷冻结壁的力学特性与设计方法,高精度超深定向冻结孔施工技术与装备,超深井筒冻结壁形成与维护新技术等方面开展攻关研究。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 地层冻结 人工冻土 冻结壁 冻结管 温度场 力学特性
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巨厚砾岩顶板地面井酸化压裂卸压减冲技术研究
12
作者 吕闰生 李杰 +5 位作者 朱林 王存文 全星苑 倪小明 王保玉 张世林 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期308-318,共11页
采煤工作面上覆巨厚坚硬顶板未能及时垮落和破断而形成悬空结构,具有难破断、易聚积弹性能、破断易冲击等特点,极易应力集中而诱发冲击风险,严重危害工作面安全生产。以常村煤矿MZ21010工作面为工程背景,采用理论分析、试验测试、数值... 采煤工作面上覆巨厚坚硬顶板未能及时垮落和破断而形成悬空结构,具有难破断、易聚积弹性能、破断易冲击等特点,极易应力集中而诱发冲击风险,严重危害工作面安全生产。以常村煤矿MZ21010工作面为工程背景,采用理论分析、试验测试、数值模拟及工程试验等手段,开展地面井酸化压裂卸压减灾技术研究。结果表明:顶板砾岩和砂砾岩砾石成分主要为石灰岩、石英岩及石英砂岩,钙质胶结;采用质量分数15%稀盐酸酸化30 min后,抗压和抗拉强度分别下降56%~64%和46%~64%,具备地面井酸化压裂卸压基础;结合顶板钻孔数据和理论计算,确定了0~487.45m处的巨厚砾岩层和578.95~624.90m处的砂砾岩层分别为高位和低位关键层;低位关键层采用酸化液+大液量(12 m^(3)/min)组合压裂可有效延伸酸液渗流距离,压裂缝长380 m,缝宽65~80 m,缝高19m;高位关键层采用酸化液+大液量(10m^(3)/min)+大砂比(16%)+梯度加砂震荡的压裂工艺,压裂缝长275m,缝宽40~47m,缝高24m;频率谐振监测显示压裂层位均出现明显的纵横向破断区,酸压点波阻抗降低,工作面液压支架平均压力下降21.99%,说明MZ21010工作面顶板卸压效果明显。 展开更多
关键词 冲击地压 巨厚砾岩层 坚硬顶板 酸化压裂 频率谐振 地面微震
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巨厚白垩系含水层采动渗透性演化及高位离层积水模型
13
作者 乔伟 孟祥胜 +6 位作者 杨眷 李连刚 梁启敬 刘梦楠 陶志和 韩昌民 孔维滕 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1047-1061,共15页
离层水作为一种采动突涌水水源,其突水具有瞬时量大、周期性和突水征兆不明显等特点,危害极大,防控难度极高。以陕西省黄陇煤田永陇矿区招贤煤矿为研究区,针对白垩系含水层开展了长期群孔抽水试验,采用基于同步连续线性估计算法(SimSLE... 离层水作为一种采动突涌水水源,其突水具有瞬时量大、周期性和突水征兆不明显等特点,危害极大,防控难度极高。以陕西省黄陇煤田永陇矿区招贤煤矿为研究区,针对白垩系含水层开展了长期群孔抽水试验,采用基于同步连续线性估计算法(SimSLE)的水力层析反演技术,分析了工作面采动过程中含水层渗透性演化规律,最后通过地下水动力学和数值模拟的方法,建立了考虑真空负压作用的采动覆岩渗透性演化–离层积水模型。结果表明:①采动覆岩巨厚白垩系含水层的渗透性整体呈现先增大后减小的趋势,采空区范围内白垩系含水层渗透系数增长为天然状态下含水层渗透系数的23~392倍,采动影响范围内渗透系数增长为天然状态下含水层渗透系数的1~67倍,在平面上,随着工作面的持续推进,工作面前方的渗透性是依次序逐步演化增大的;②以半无限含水层空间汇点概化模型为基础,推导了真空负压状态下的离层积水理论模型,通过COMSOL数值软件建立了经典稳态问题中的“圆岛模型”,数值计算结果与理论模型偏差较小,说明通过COMSOL数值软件建立的离层积水模型是合理的;③区块渗透性逐一发生演化时,离层积水速率仅有小幅度的提升,直至所有区块渗透性均发生演化后,离层空间的积水速率从14.09 m^(3)/h提升到了98.95 m^(3)/h,提升幅度达84.86 m^(3)/h,同时绝对真空状态下相较于标准大气压进水速率高2.5 m^(3)/h。论文提出的含水层采动渗透性演化–离层积水模型可以为高位离层积水速率的预测和演化提供研究思路。 展开更多
关键词 离层水害 水力层析 渗透性演化 地下水动力学 离层积水模型
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高位厚硬岩层破断力学机制分析
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作者 林韩祥 冯雪峰 +5 位作者 张强勇 段抗 张修峰 刘传成 陈长鹏 赵钰 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1264-1277,共14页
煤炭是我国的主体能源,是国民经济的压舱石。内蒙古石拉乌素矿区因其特有的高位厚硬岩层赋存特征使得大能量矿震频发,严重制约着煤炭安全开采。大能量矿震的诱因是高位厚硬岩层破断,因此探明不良地质条件下高位厚硬岩层破断的力学机制... 煤炭是我国的主体能源,是国民经济的压舱石。内蒙古石拉乌素矿区因其特有的高位厚硬岩层赋存特征使得大能量矿震频发,严重制约着煤炭安全开采。大能量矿震的诱因是高位厚硬岩层破断,因此探明不良地质条件下高位厚硬岩层破断的力学机制已成为亟待解决的科技难题。以石拉乌素煤矿1206A工作面和1208工作面为研究背景,在Reissner厚板理论的基础上,考虑自重应力场的影响,推导了四边固支厚板的挠度、转角、剪力、弯矩和最大拉应力的解析计算公式;考虑水平地应力场及其转移的影响,建立了高位厚硬岩层破断判据,并基于MATLAB平台编制了厚硬覆岩初次破断步距的计算程序。最终,依托该程序系统研究了工作面宽度、覆岩厚度以及上覆荷载对厚硬覆岩初次破断步距的影响规律。 展开更多
关键词 大能量矿震 高位厚硬岩层 Reissner厚板理论 水平地应力转移 破断判据
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多级结构生物质碳布的制备及其燃料电池气体扩散层性能
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作者 代鹏程 赵永鑫 +6 位作者 田煜彬 田超凡 李森 邢涛 李智 刘嘉仪 顾鑫 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期227-234,共8页
质子交换膜燃料电池气体扩散层制备工艺存在制备成本高、需要进行疏水处理、生产流程复杂等缺点,以纤维素棉布为原料,在较低温度(1350℃)下生成一种高导电、高孔隙率、自疏水的柔性生物质碳布,并将其作为气体扩散层,测试燃料电池性能。... 质子交换膜燃料电池气体扩散层制备工艺存在制备成本高、需要进行疏水处理、生产流程复杂等缺点,以纤维素棉布为原料,在较低温度(1350℃)下生成一种高导电、高孔隙率、自疏水的柔性生物质碳布,并将其作为气体扩散层,测试燃料电池性能。结果表明:碳布由相互连接的微米级碳纤维组成,形成丰富的孔道,其孔隙率达到76%;通过锆基化合物催化的化学气相沉积,在碳纤维表面化学沉积高石墨化程度的碳纳米片阵列,提高了碳布的导电性,使得其平面电阻率低至60.8 mΩ·cm,穿透电阻率在1 MPa压力下低至19 mΩ·cm,导电性达到商业气体扩散层的要求;将制备的碳布直接作为气体扩散层进行燃料电池性能测试,其在1.2 A·cm^(-2)处功率密度达到0.6 W·cm^(-2),超过相同条件下的商业化气体扩散层(0.58 W·cm^(-2))。 展开更多
关键词 燃料电池 气体扩散层 碳布 生物质 分级结构
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不同围压下层面数量对煤岩组合体破坏特性的实验
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作者 郑建伟 张修峰 +8 位作者 齐庆新 鞠文君 王存文 韩跃勇 李国营 陈洋 王浩 王帅 刘亚琦 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第30期12840-12846,共7页
为探究不同等级三向应力下水平层面对煤岩组合体力学特性的影响规律,通过对含有不同层面数(1层、2层、3层)的煤岩组合体开展变围压(4、9、15 MPa)的三轴力学试验,纵向对比了相同层数的煤岩组合体在变围压条件下的应力-应变响应特征和裂... 为探究不同等级三向应力下水平层面对煤岩组合体力学特性的影响规律,通过对含有不同层面数(1层、2层、3层)的煤岩组合体开展变围压(4、9、15 MPa)的三轴力学试验,纵向对比了相同层数的煤岩组合体在变围压条件下的应力-应变响应特征和裂隙分布特征,横向分析了同等围压条件下不同水平层面数对组合体的力学行为(破坏特性)差异的影响。结果表明:随着围压的增加,煤岩组合体峰后性能呈现出由脆性破坏-延性破坏-脆性破坏的趋势,其弹性模量逐渐增大;随着水平层面数量增加,组合体三轴抗压强度降低,且岩石单元能够出现较为明显的破坏;水平层面具有改变裂隙发育路径的作用,围压增大有利于裂隙穿越界面而扩展发育;本结果可为探究深部开采过程中冲击地压频发的原因提供实验基础。 展开更多
关键词 层面数量 深部岩石 煤岩组合体 力学行为 三轴压缩试验 脆-延-脆转化
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煤矿矿震应力波传播衰减理论模型及应用研究
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作者 朱建波 郑福润 +5 位作者 谢和平 周宏伟 张茹 马斌文 张修峰 公维国 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期18-31,共14页
矿震应力波传播衰减规律是准确评估矿震致灾性的重要理论基础。为明确煤矿矿震的震动效应,并为矿震风险评估提供理论依据,开展了矿震应力波传播衰减理论模型及其应用的研究。首先,建立考虑几何衰减系数、材料衰减系数和地应力影响的矿... 矿震应力波传播衰减规律是准确评估矿震致灾性的重要理论基础。为明确煤矿矿震的震动效应,并为矿震风险评估提供理论依据,开展了矿震应力波传播衰减理论模型及其应用的研究。首先,建立考虑几何衰减系数、材料衰减系数和地应力影响的矿震应力波传播衰减理论模型。随后,以石拉乌素煤矿为工程背景,采取室内试验与现场监测相结合的方法,测定了地层材料衰减系数,研究地应力对传播衰减模型的影响,构建了适用于该矿的矿震应力波传播衰减模型,并将该模型应用于现场矿震震级的估算,验证了模型的可靠性。研究结果表明:模型中几何衰减系数与矿震震级、波阵面的扩散以及应力波在非连续面中的散射相关;材料衰减系数与地层介质黏弹性、地层波速和应力波频率有关,地应力对传播衰减模型材料衰减系数有显著影响。基于提出的矿震应力波传播衰减模型,估算了石拉乌素煤矿矿震震级,与地震局预报的震级结果具有较好的一致性,验证了该模型在实际应用中的可靠性。根据应力波传播衰减理论模型和震级能量关系,得到了不同震级矿震的应力波传播衰减规律的预测结果。研究结果为理解矿震应力波传播衰减规律提供了理论基础,对评价矿震风险具有指导意义。 展开更多
关键词 矿震 应力波 传播衰减模型 地应力 峰值振动速度
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整体式催化剂在CO-PROX反应中的设计及应用研究进展
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作者 王晴 李维国 +5 位作者 李智 刘园园 孙宗壮 李晓旋 脱永笑 冯翔 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第2期100-112,126,共14页
CO优先氧化(CO-PROX)反应是燃料电池H_(2)净化的关键步骤,对于提高燃料电池效率和减少有害排放具有重要意义。整体式催化剂因具有良好的热稳定性和抗聚集性、较低的压降、较高的机械强度和较好的传质传热特性而逐渐成为研究热点。综述了... CO优先氧化(CO-PROX)反应是燃料电池H_(2)净化的关键步骤,对于提高燃料电池效率和减少有害排放具有重要意义。整体式催化剂因具有良好的热稳定性和抗聚集性、较低的压降、较高的机械强度和较好的传质传热特性而逐渐成为研究热点。综述了CO-PROX反应整体式催化剂(金属整体式催化剂、陶瓷整体式催化剂和3D打印聚合物整体式催化剂)的研究进展,重点分析了整体框架和催化剂涂层制备技术等对其催化性能的影响,并对比了不同类型CO-PROX反应整体式催化剂的优缺点。分析了CO-PROX反应整体式催化剂目前面临的挑战,并对其未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 CO优先氧化反应 整体式催化剂 燃料电池 整体框架 催化剂涂层
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高应力软岩台阶法开挖响应特征与应力场演化规律研究
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作者 张慧峰 张冬冬 +3 位作者 高鑫 郑茂慧 刘家琛 李震 《中国煤炭》 北大核心 2025年第10期32-40,共9页
针对软岩台阶法开挖响应特征的差异性,对比研究了同一地质条件下高应力巷道三台阶法和两台阶法的开挖效应,并引入破坏接近度分析了两工法工后围岩变形、损伤破坏特征、支护结构受力情况、围岩应力大小和方向随开挖演化规律。研究结果表... 针对软岩台阶法开挖响应特征的差异性,对比研究了同一地质条件下高应力巷道三台阶法和两台阶法的开挖效应,并引入破坏接近度分析了两工法工后围岩变形、损伤破坏特征、支护结构受力情况、围岩应力大小和方向随开挖演化规律。研究结果表明,三台阶法围岩变形小于两台阶法,工后收敛最大值约为两台阶法的87%,对上部围岩、两帮、底板的损伤远小于两台阶法,破坏体积约为两台阶法的90%,锚杆轴力更小,顶板、左帮、右帮处锚杆最大轴力平均值分别约为两台阶法的0.82、0.86、0.67倍,锚固结构和围岩偏应力小,支护安全性更高,同时发现围岩主应力旋转的影响时间、范围均大于主应力大小变化,两种工法对围岩主应力方向的影响差异明显,在经过监测断面前三台阶法对围岩主应力方向的影响小于两台阶法,而在经过断面后三台阶法主应力方向一直在动态调整,两台阶法基本趋于稳定。 展开更多
关键词 巷道开挖 台阶法施工 高地应力 软弱围岩 主应力旋转
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中厚缓倾斜煤层覆岩导水裂隙带形态特征研究
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作者 田波 邓云驰 +2 位作者 杨守振 张涛 张培森 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期13-23,共11页
水害是制约煤矿安全开采的主要灾害之一,覆岩导水裂隙带作为地下水涌入采场的核心通道,其形态特征对矿井水害防治至关重要。本研究旨在通过定量表征导水裂隙带形态特征,为矿井水害风险防控提供理论依据。以中厚缓倾斜煤层为研究对象,通... 水害是制约煤矿安全开采的主要灾害之一,覆岩导水裂隙带作为地下水涌入采场的核心通道,其形态特征对矿井水害防治至关重要。本研究旨在通过定量表征导水裂隙带形态特征,为矿井水害风险防控提供理论依据。以中厚缓倾斜煤层为研究对象,通过数值模拟分析不同采高(1.3~3.5m)条件下覆岩应力场和塑性区演化规律,并提出基于覆岩破坏角α对导水裂隙带形态特征进行定量表征。研究结果表明:导水裂隙带高度和侧向宽度均随采高增加呈正相关性,且上山侧发育程度高于下山侧;覆岩破坏角α随采高增加逐渐减小,非对称性差异随采高增大而减弱;通过阳泉三矿K8404工作面实测数据验证显示,基于覆岩破坏角模型的侧向宽度预测误差小于3m(采高不超过6m),表明该方法具有较高的可靠性。基于覆岩破坏角α的定量表征方法,实现了导水裂隙带形态从经验判断到定量预测的转变,揭示了采高与裂隙带形态的非线性关系,为类似地质条件矿井水害防治提供了新思路。 展开更多
关键词 中厚缓倾斜煤层 导水裂隙带 覆岩破坏角 数值模拟
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