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基于同位素测氡的煤矿火区圈划方法对比研究 被引量：7
1
作者 张俊英 方熙杨 +3 位作者 王海宾 王海燕 姚海飞 李琨 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期38-44,共7页
为确定基于同位素测氡的地下火区异常区域圈划的最优计算方法,首先,在分析3种常用区域数据处理方法(传统统计法、趋势面分析法及分形法)的原理基础上,应用这3种方法处理实际矿井地面的测氡数据;然后,利用3种方法圈划火区的结果,从强化... 为确定基于同位素测氡的地下火区异常区域圈划的最优计算方法,首先,在分析3种常用区域数据处理方法(传统统计法、趋势面分析法及分形法)的原理基础上,应用这3种方法处理实际矿井地面的测氡数据;然后,利用3种方法圈划火区的结果,从强化弱异常的能力和异常下限的确定2方面对比分析3种方法的差异性;最后,通过选取代表性的钻孔,验证3种方法确定的异常区域。结果表明:传统统计法和分形法的氡异常下限分别为5982和7094 Bq/m^(3),趋势面分析法是通过正剩余分量确定异常区域的,没有具体的异常下限值;3种方法圈划的异常区域面积大小与强化弱异常能力的高低一致:趋势面分析法>分形法>传统统计法;通过对比钻孔验证的结果,确定以分形法所圈划的结果作为后期火区治理的依据。 展开更多
关键词 同位素测氡 异常区域 火区圈划 地下火源探测 分形法
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破碎顶板煤巷支护参数优化及工程实践 被引量：11
2
作者 徐青云 黄庆国 刘学文 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第6期22-25,共4页
为解决沙坪煤矿破碎顶板煤巷支护困难的问题,通过测试该矿顶底板煤岩层物理力学性质,采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同支护条件下巷道围岩的变形特征。结果表明:当锚索长度为8 000 mm时,巷道的顶板下沉量较小,满足工程实际要求。采用锚... 为解决沙坪煤矿破碎顶板煤巷支护困难的问题,通过测试该矿顶底板煤岩层物理力学性质,采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同支护条件下巷道围岩的变形特征。结果表明:当锚索长度为8 000 mm时,巷道的顶板下沉量较小,满足工程实际要求。采用锚杆+锚索+钢筋网联合支护方案后,巷道围岩力学状况得到显著改善,使巷道掘进速度提高了20%。 展开更多
关键词 破碎顶板 煤巷支护 围岩变形 巷道掘进
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高硫化氢巷道煤层注碱防治参数优选及现场应用
3
作者 艾纯明 周沁园 +3 位作者 夏季 王大鹏 穆效治 李琨 《矿业科学学报》 CSCD 2022年第3期313-321,共9页
煤矿井下硫化氢超限不但伤害作业人员,也会损坏井下设备。山西某煤矿巷道内水中硫化氢浓度为228.19 mg/m^(3),空气中硫化氢浓度为45.64 mg/m^(3),属于高硫化氢煤矿,拟采用煤层钻孔注碱的方法治理硫化氢。为确定最佳注碱参数,本文采用COM... 煤矿井下硫化氢超限不但伤害作业人员,也会损坏井下设备。山西某煤矿巷道内水中硫化氢浓度为228.19 mg/m^(3),空气中硫化氢浓度为45.64 mg/m^(3),属于高硫化氢煤矿,拟采用煤层钻孔注碱的方法治理硫化氢。为确定最佳注碱参数,本文采用COMSOL Multiphysics软件对煤层注碱治理硫化氢的过程及效果开展单孔和双孔注碱数值模拟。结果表明:距离钻孔中心越远,煤层所受到的注碱压力越小;注碱时间越长,碱液的扩散范围越大,碱液的扩散速度随扩散范围的变大而逐渐减小;双孔注碱距离过近时,串流现象导致相同时间下碱液扩散范围变小;得出模拟最优方案为:孔距10 m、压力8 MPa、注碱时间48 h。在13103工作面注碱后,进行了为期28 d的现场数据监测,测得回风流硫化氢浓度最高为9.13 mg/m^(3),回采中未超限,表明最佳注碱参数可指导煤层注碱工作。 展开更多
关键词 硫化氢危害 煤层注碱 注碱压力 数值模拟 注碱孔距
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空气湿度对煤自燃特征参数及热效应的影响研究 被引量：6
4
作者 迟克勇 范耀庭 +2 位作者 王晨 王俊峰 李小平 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第3期74-80,共7页
为了考察不同湿度条件对煤自燃过程参数及热效应的影响,搭建了湿度可调的精密型空气发生装置,并与煤自燃程序升温氧化装置联用,测定煤自燃过程指标性气体的释放规律;利用热分析设备定量表征不同空气湿度条件下煤自燃热量释放规律;结合... 为了考察不同湿度条件对煤自燃过程参数及热效应的影响,搭建了湿度可调的精密型空气发生装置,并与煤自燃程序升温氧化装置联用,测定煤自燃过程指标性气体的释放规律;利用热分析设备定量表征不同空气湿度条件下煤自燃热量释放规律;结合数值模拟方法探究空气湿度对煤自燃过程热效应影响。结果表明:通入潮湿空气可显著提高煤样耗氧速率,促进CO和CO_(2)的生成,空气湿度对煤自燃过程热效应呈现出阶段性特征;水分在刚接触到煤体时,短时间内会释放大量的吸附热,促进煤体升温;空气中水分参与煤自燃体系热效应主要通过水的吸附热、煤氧反应热、热对流和热传导4个途径,其中吸附热和导热传热起到主导作用。 展开更多
关键词 煤自燃 空气湿度 热效应 数值模拟 吸附热 阶段特征
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特厚煤层分叉合并区放煤方式适用性分析与优选 被引量：5
5
作者 黄华 苗凯军 +5 位作者 屠世浩 李研 王大鹏 魏跃东 苗涛 刘学文 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第3期12-19,共8页
针对复杂结构特厚煤层分叉合并区域放煤方式选择困难的问题,通过顶煤厚度探测、GDEM数值仿真分析和工作面实测综放开采指标,得到特厚煤层分叉区和合并区的2个煤层赋存地质模型,建立颗粒动力学数值模型,实测不同放煤方式的顶煤放出率。... 针对复杂结构特厚煤层分叉合并区域放煤方式选择困难的问题,通过顶煤厚度探测、GDEM数值仿真分析和工作面实测综放开采指标,得到特厚煤层分叉区和合并区的2个煤层赋存地质模型,建立颗粒动力学数值模型,实测不同放煤方式的顶煤放出率。研究结果表明:不同放煤方式条件下的含矸率相差较小,但是顶煤放出率差异较大;顶煤厚度不大于5m时单轮间隔1架的放煤效果最优,顶煤放出率为63.5%,较其他2种放煤方式高2.2%;顶煤厚度大于5m时多轮顺序放煤效果最优,顶煤放出率为74.9%,较其他2种放煤方式分别高5.0%和1.4%;现场试验中多轮顺序放煤较多轮间隔放煤的顶煤放出率高约7%,数值模拟和工程试验的结果一致性较好。优化后的放煤方式提高了顶煤放出率,为沙坪矿后续综放工作面和周边矿井提供了放煤方式优化模型。 展开更多
关键词 综放开采 煤层分叉合并 顶煤厚度探测 放煤方式 GDEM
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基于不同漏风源浅埋煤层采空区自燃“三带”分布规律研究 被引量：24
6
作者 宋博 王大鹏 +3 位作者 李雨成 李治刚 刘安秀 刘红威 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期38-44,共7页
为解决浅埋自燃煤层采空区因地表及工作面漏风而自燃的难题,以沙坪煤矿1818工作面为例,利用SF_(6)示踪法检测采空区地表漏风通道和风速,利用FLUENT数值模拟分析不同漏风源采空区自燃“三带”分布的特征,并通过现场束管测试结果对比分析... 为解决浅埋自燃煤层采空区因地表及工作面漏风而自燃的难题,以沙坪煤矿1818工作面为例,利用SF_(6)示踪法检测采空区地表漏风通道和风速,利用FLUENT数值模拟分析不同漏风源采空区自燃“三带”分布的特征,并通过现场束管测试结果对比分析浅埋煤层采空区地表漏风对自燃“三带”分布的影响,同时限定工作面最小推进速度,确保工作面的安全生产。研究结果表明:地表漏风风速为0.06~0.30 m/s,漏风通道多且复杂;相比于工作面单一漏风源,有地表漏风存在时,自燃危险性加大;限定工作面最小推进速度为1.24 m/d。因此,多漏风源煤层开采条件下自燃“三带”分布的确定对浅埋藏自燃煤层采空区遗煤自燃预测预报及预防工作具有重要的指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 浅埋自燃煤层 采空区 自燃“三带”分布 数值模拟 多漏风源
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不同形态水分对煤自燃过程微观作用机制研究 被引量：9
7
作者 郝宏德 张玉龙 +3 位作者 吕宁 马凌云 王俊峰 周春山 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期282-291,共10页
制备不同外在水分和原始赋存水分含量的煤体,通过模拟煤自燃升温氧化过程得到不同温度下的氧化煤样;利用原位傅里叶红外变换光谱仪测定不同氧化煤样中活性官能团的含量,研究形态水分对煤自燃过程微观官能团生成和转化的影响;利用氮吸附... 制备不同外在水分和原始赋存水分含量的煤体,通过模拟煤自燃升温氧化过程得到不同温度下的氧化煤样;利用原位傅里叶红外变换光谱仪测定不同氧化煤样中活性官能团的含量,研究形态水分对煤自燃过程微观官能团生成和转化的影响;利用氮吸附仪表征不同氧化煤样中比表面积大小,研究形态水分对煤自燃过程微观孔结构变化的影响;同时结合官能团与比表面积的变化规律,探讨形态水分对煤自燃过程的微观作用机制。形态水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,表现出阶段性特征。外来水分含量和原始赋存水分都会促进酚、醇类羟基及含羧基类化合物的生成。外来水分和原始赋存水分的含量对煤自燃过程中微观比表面积、脂肪族C−H组分、含羟基化合物以及含羰基类化合物的生成和转化影响具有差异性;水分形态对微观比表面积和脂肪族C−H组分含量的变化影响具有差异性,而对含羟基化合物以及羧基化合物的生成和转化具有相似性。 展开更多
关键词 煤自燃 形态水分 微观结构 作用机制
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氯化镁和碳/氧自由基捕获剂协同阻化煤自燃的实验研究 被引量：5
8
作者 王婕 李琨 +2 位作者 张玉龙 王俊峰 周春山 《矿业安全与环保》 北大核心 2021年第3期6-11,16,共7页
为了考察碳/氧自由基捕获剂(N,N-二苄基羟胺DBHA/2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚BHT)和氯化镁结合形成的2种复合阻化剂对煤自燃抑制的行为,利用热分析(TG-DSC)、阻化性能测定和红外光谱实验对阻化处理前后的煤样自燃特性进行研究。结果表明:... 为了考察碳/氧自由基捕获剂(N,N-二苄基羟胺DBHA/2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚BHT)和氯化镁结合形成的2种复合阻化剂对煤自燃抑制的行为,利用热分析(TG-DSC)、阻化性能测定和红外光谱实验对阻化处理前后的煤样自燃特性进行研究。结果表明:经复合阻化剂处理后的煤样CO释放量减少,交叉温度点和抑制率显著增高;复合阻化剂可降低反应体系中羟基、羰基和脂肪族—C—H等活性组分含量。在80℃之前,氯化镁发挥主要物理阻化作用,BHT和DBHA与水分子形成缔合氢键发挥协同阻化作用;在80~120℃,BHT与煤中含氧活性自由基结合,抑制煤与氧气吸附和含C O类化合物的生成,其协同抑制效果优于DBHA复合阻化剂;在120℃之后,DBHA复合阻化剂处理煤样的抑制率均在70%以上,比BHT对煤中自由基的捕获能力更强,抑制稳定性更高。 展开更多
关键词 煤自燃 自由基捕获剂 复合阻化剂 协同抑制 微观结构
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煤层注碱硫化氢治理技术研究 被引量：4
9
作者 王宪勇 穆效治 李琨 《煤炭工程》 北大核心 2022年第8期67-71,共5页
针对沙坪煤矿13103工作面硫化氢严重超限问题,结合数值模拟及现场分析等手段,提出了钻孔注碱的方法治理工作面中的硫化氢,确定沙坪矿13103工作面注碱相关参数并进行了现场试验。研究结果表明:注碱后13103工作面巷道风流中硫化氢浓度由0.... 针对沙坪煤矿13103工作面硫化氢严重超限问题,结合数值模拟及现场分析等手段,提出了钻孔注碱的方法治理工作面中的硫化氢,确定沙坪矿13103工作面注碱相关参数并进行了现场试验。研究结果表明:注碱后13103工作面巷道风流中硫化氢浓度由0.032‰降至0.003‰左右,且回采时硫化氢浓度稳定在0.003‰左右,表明煤层注碱可以有效治理硫化氢超限,满足工作面安全生产的要求。 展开更多
关键词 硫化氢 钻孔注碱 注碱参数 数值模拟
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特厚煤层综放开采顶煤冒放性数值模拟研究 被引量：3
10
作者 曹志强 杨玉龙 《中国煤炭》 2019年第8期31-35,共5页
为研究特厚煤层综放开采中硬煤层顶煤冒放性问题,以沙坪煤矿13^#煤层为研究对象,采用数值模拟的方法,综合分析了回采过程中顶煤、顶板破坏性及煤壁支承压力,得出顶煤冒放性随回采推进动态变化的特征。研究结果表明:工作面回采初期,由于... 为研究特厚煤层综放开采中硬煤层顶煤冒放性问题,以沙坪煤矿13^#煤层为研究对象,采用数值模拟的方法,综合分析了回采过程中顶煤、顶板破坏性及煤壁支承压力,得出顶煤冒放性随回采推进动态变化的特征。研究结果表明:工作面回采初期,由于煤质较硬,顶煤破坏高度3~4.5 m,顶煤冒放性差;回采到60 m以后,顶煤破坏高度可达12 m,顶煤冒放性变好。分析煤壁支承压力可知:回采过程中,在煤壁前方应力集中明显,应做好煤壁片帮防范工作;由于该煤层煤质相对较硬,回采初期应做相应的顶煤、顶板弱化处理,提高资源回收率,确保矿井安全开采。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 冒放性 数值模拟
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