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综放工作面倾角影响卸压瓦斯运储区分形维数交叉融合研究及应用
被引量：
1
1
作者
赵鹏翔
常泽晨
+5 位作者
李树刚
林海飞
卓日升
邵秋冬
裴文博
王捞捞
《煤炭学报》
北大核心
2025年第8期3966-3979,共14页
明晰煤炭开采过程中采空区卸压瓦斯的流动和聚集规律对于保障矿井安全作业具有重要意义。以新疆菏泽腾达煤矿B5煤层某主采工作面为研究背景,分析了不同煤层倾角下采动覆岩裂隙演化规律,确定了采空区卸压瓦斯运储区域范围,利用分形维数...
明晰煤炭开采过程中采空区卸压瓦斯的流动和聚集规律对于保障矿井安全作业具有重要意义。以新疆菏泽腾达煤矿B5煤层某主采工作面为研究背景,分析了不同煤层倾角下采动覆岩裂隙演化规律,确定了采空区卸压瓦斯运储区域范围,利用分形维数软件研究了卸压瓦斯运储区变化过程,构建了卸压瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型,揭示了倾角影响下瓦斯运储区交叉融合特征。结果表明:采动过程中上覆岩层离层量突变点1.87 m和贯通度突变点0.57可将裂隙场划分为瓦斯储集区、瓦斯运移区和覆岩压实区;通过研究不同区域的分形维数变化规律,掌握了瓦斯运储区随工作面推进呈现出“运储一体—区域显现—交叉融合—区域分离”的变化过程,在“区域形成—交叉融合—区域分离”阶段下的分形维数呈现出变化较小、剧烈变化和新发育3种状态;得到了煤层倾角影响下瓦斯运储区特征参数(区域高度、宽度)的大小,构建了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型;依据现场实际情况计算出瓦斯运储区空间截面范围,对工作面卸压瓦斯抽采钻孔布置参数进行优化,优化后的卸压瓦斯抽采纯量和体积分数均有显著上升,验证了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型及钻孔布置的合理性,研究结果可为倾斜厚煤层卸压瓦斯精准分域抽采提供参考。
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关键词
煤层倾角
分形维数
瓦斯运储区
交叉融合
钻孔布置
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职称材料
软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应
被引量：
1
2
作者
赵鹏翔
裴文博
+5 位作者
李树刚
林海飞
卓日升
常泽晨
邵秋冬
马晓川
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第2期163-177,共15页
为掌握软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应,以不同厚度比的软硬互层覆岩结构为试验对象,利用二维物理相似模拟试验平台,开展软硬互层覆岩结构裂隙演化及破断机制试验,并结合分形理论定量描述软硬互层覆岩结构裂...
为掌握软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应,以不同厚度比的软硬互层覆岩结构为试验对象,利用二维物理相似模拟试验平台,开展软硬互层覆岩结构裂隙演化及破断机制试验,并结合分形理论定量描述软硬互层覆岩结构裂隙分布特征,根据采动覆岩椭抛带理论,同时引入回转角、贯通度、裂隙率等特征参数,研究软硬互层覆岩结构瓦斯运移区和储集区交叉融合动态变化特征受软硬互层结构厚度比的影响。试验结果表明:瓦斯的运–储区内外边界和运–储交界分别位于分形维数、裂隙贯通度、破断回转角与裂隙率的突变区域,运移区破断回转角大于2.07°,储集区破断回转角为1°~2.07°。瓦斯运移区和储集区破断裂隙贯通度分别为0.6~1.0和0.2~0.6;根据瓦斯运–储区裂隙率、回转角、贯通度的变化,确定瓦斯运移区、储集区与交叉融合区边界,裂隙率、回转角、贯通度呈现先快速减小,后减小速率明显减缓,最后减小速率再次增大的趋势;软硬互层覆岩经历运–储区开始形成、运移区与储集区首次出现、交叉融合区初次形成、交叉融合区扩大、运–储区与交叉融合边界逐渐模糊5个时期,最终形成完整的椭圆抛物带状的覆岩裂隙场;建立软硬互层覆岩结构瓦斯运–储区厚度比效应量化表征模型,同时根据瓦斯运–储区表征参数确定其边界及状态判定流程,确定软硬互层覆岩结构上覆岩层裂隙演化及破断机制。
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关键词
软硬互层
瓦斯运–储区
交叉融合
厚度比效应
覆岩裂隙
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职称材料
含构造煤组合体加载破裂声发射特征试验研究
被引量：
1
3
作者
邵秋冬
李其平
+4 位作者
赵鹏翔
任兴鹏
王晓玉
田燕彪
李士超
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024年第2期279-288,共10页
为研究含构造煤组合体变形破裂过程中煤厚对其声发射特征的影响,对构造煤占比分别为0%、11.11%、20.0%、33.33%、50.0%、62.5%和100.0%的七种含构造煤组合体进行室内单轴压缩声发射试验。结果表明:含构造煤组合体具备全原生煤试件和全...
为研究含构造煤组合体变形破裂过程中煤厚对其声发射特征的影响,对构造煤占比分别为0%、11.11%、20.0%、33.33%、50.0%、62.5%和100.0%的七种含构造煤组合体进行室内单轴压缩声发射试验。结果表明:含构造煤组合体具备全原生煤试件和全构造煤试件两者的声发射特征,即组合体试件压密和弹性阶段声发射信号相对稳定,塑性及破坏阶段的振铃计数和能量的变化更突出,含构造煤组合体的振铃计数稳定区域随着构造煤占比的增加而增加;含构造煤组合体试件的声发射峰值计数和抗压强度随构造煤厚占比的增大而逐渐减小,其变化范围分别为3.24×10~4~1.99×10~4个和22.94~7.65 MPa,且试件的声发射峰值计数和抗压强度与构造煤厚占比之间的拟合曲线呈相似关系;组合体试件中构造煤体的破坏形式主要为张拉剪切复合型破坏并产生局部破碎,原生煤体的破坏形式主要为张拉破坏。随着构造煤占比的增加,加载过程中声发射最大事件数由1 862递减至1 379,组合体的破坏持续时间变长。随着构造煤厚占比的增加,相同轴压时的声发射事件数量越多,近似呈现等比增加关系。
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关键词
含构造煤组合体
加载破裂
声发射计数
声发射事件数
破坏形式
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职称材料
题名
综放工作面倾角影响卸压瓦斯运储区分形维数交叉融合研究及应用
被引量：
1
1
作者
赵鹏翔
常泽晨
李树刚
林海飞
卓日升
邵秋冬
裴文博
王捞捞
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
新疆
工程学院
新疆
煤炭绿色开采教育部重点实验室
新疆
工程学院
新疆
煤矿灾害智能防控与应急重点实验室
西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
甘肃多慧达智能装备科技
有限责任公司
新疆昌吉市菏泽腾达矿业有限责任公司
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第8期3966-3979,共14页
基金
国家重点研发专项资助项目(2023YFC3009004)
国家自然科学基金面上资助项目(52074217)
新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题资助项目(KLXGY-KA2404)。
文摘
明晰煤炭开采过程中采空区卸压瓦斯的流动和聚集规律对于保障矿井安全作业具有重要意义。以新疆菏泽腾达煤矿B5煤层某主采工作面为研究背景,分析了不同煤层倾角下采动覆岩裂隙演化规律,确定了采空区卸压瓦斯运储区域范围,利用分形维数软件研究了卸压瓦斯运储区变化过程,构建了卸压瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型,揭示了倾角影响下瓦斯运储区交叉融合特征。结果表明:采动过程中上覆岩层离层量突变点1.87 m和贯通度突变点0.57可将裂隙场划分为瓦斯储集区、瓦斯运移区和覆岩压实区;通过研究不同区域的分形维数变化规律,掌握了瓦斯运储区随工作面推进呈现出“运储一体—区域显现—交叉融合—区域分离”的变化过程,在“区域形成—交叉融合—区域分离”阶段下的分形维数呈现出变化较小、剧烈变化和新发育3种状态;得到了煤层倾角影响下瓦斯运储区特征参数(区域高度、宽度)的大小,构建了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型;依据现场实际情况计算出瓦斯运储区空间截面范围,对工作面卸压瓦斯抽采钻孔布置参数进行优化,优化后的卸压瓦斯抽采纯量和体积分数均有显著上升,验证了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型及钻孔布置的合理性,研究结果可为倾斜厚煤层卸压瓦斯精准分域抽采提供参考。
关键词
煤层倾角
分形维数
瓦斯运储区
交叉融合
钻孔布置
Keywords
coal seam inclination
fractal dimension
gas transport and storage area
cross fusion
borehole layout
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应
被引量：
1
2
作者
赵鹏翔
裴文博
李树刚
林海飞
卓日升
常泽晨
邵秋冬
马晓川
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
新疆
工程学院
新疆
煤矿灾害智能防控与应急重点实验室
新疆
维吾尔自治区煤炭科学研究院
新疆
煤及煤层气工程技术研究中心
新疆昌吉市菏泽腾达矿业有限责任公司
菏泽
腾达
煤矿
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第2期163-177,共15页
基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFC3009004)
新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题资助项目(KLXGY-KA2404)
国家自然科学基金面上资助项目(52174205)。
文摘
为掌握软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应,以不同厚度比的软硬互层覆岩结构为试验对象,利用二维物理相似模拟试验平台,开展软硬互层覆岩结构裂隙演化及破断机制试验,并结合分形理论定量描述软硬互层覆岩结构裂隙分布特征,根据采动覆岩椭抛带理论,同时引入回转角、贯通度、裂隙率等特征参数,研究软硬互层覆岩结构瓦斯运移区和储集区交叉融合动态变化特征受软硬互层结构厚度比的影响。试验结果表明:瓦斯的运–储区内外边界和运–储交界分别位于分形维数、裂隙贯通度、破断回转角与裂隙率的突变区域,运移区破断回转角大于2.07°,储集区破断回转角为1°~2.07°。瓦斯运移区和储集区破断裂隙贯通度分别为0.6~1.0和0.2~0.6;根据瓦斯运–储区裂隙率、回转角、贯通度的变化,确定瓦斯运移区、储集区与交叉融合区边界,裂隙率、回转角、贯通度呈现先快速减小,后减小速率明显减缓,最后减小速率再次增大的趋势;软硬互层覆岩经历运–储区开始形成、运移区与储集区首次出现、交叉融合区初次形成、交叉融合区扩大、运–储区与交叉融合边界逐渐模糊5个时期,最终形成完整的椭圆抛物带状的覆岩裂隙场;建立软硬互层覆岩结构瓦斯运–储区厚度比效应量化表征模型,同时根据瓦斯运–储区表征参数确定其边界及状态判定流程,确定软硬互层覆岩结构上覆岩层裂隙演化及破断机制。
关键词
软硬互层
瓦斯运–储区
交叉融合
厚度比效应
覆岩裂隙
Keywords
soft and hard alternant strata
gas transport–storage area
cross fusion
thickness ratio effect
overburden fissure
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
含构造煤组合体加载破裂声发射特征试验研究
被引量：
1
3
作者
邵秋冬
李其平
赵鹏翔
任兴鹏
王晓玉
田燕彪
李士超
机构
新疆昌吉市菏泽腾达矿业有限责任公司
西安科技大学安全科学与工程学院
出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024年第2期279-288,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52174205)
新疆维吾尔自治区重点研发任务专项项目(2022B01034)
陕西省杰出青年科学基金项目(2023-JC-JQ-40)。
文摘
为研究含构造煤组合体变形破裂过程中煤厚对其声发射特征的影响,对构造煤占比分别为0%、11.11%、20.0%、33.33%、50.0%、62.5%和100.0%的七种含构造煤组合体进行室内单轴压缩声发射试验。结果表明:含构造煤组合体具备全原生煤试件和全构造煤试件两者的声发射特征,即组合体试件压密和弹性阶段声发射信号相对稳定,塑性及破坏阶段的振铃计数和能量的变化更突出,含构造煤组合体的振铃计数稳定区域随着构造煤占比的增加而增加;含构造煤组合体试件的声发射峰值计数和抗压强度随构造煤厚占比的增大而逐渐减小,其变化范围分别为3.24×10~4~1.99×10~4个和22.94~7.65 MPa,且试件的声发射峰值计数和抗压强度与构造煤厚占比之间的拟合曲线呈相似关系;组合体试件中构造煤体的破坏形式主要为张拉剪切复合型破坏并产生局部破碎,原生煤体的破坏形式主要为张拉破坏。随着构造煤占比的增加,加载过程中声发射最大事件数由1 862递减至1 379,组合体的破坏持续时间变长。随着构造煤厚占比的增加,相同轴压时的声发射事件数量越多,近似呈现等比增加关系。
关键词
含构造煤组合体
加载破裂
声发射计数
声发射事件数
破坏形式
Keywords
tectonic coal assemblage
load rupture
acoustic emission counting
number of acoustic emission events
failure mode
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
综放工作面倾角影响卸压瓦斯运储区分形维数交叉融合研究及应用
赵鹏翔
常泽晨
李树刚
林海飞
卓日升
邵秋冬
裴文博
王捞捞
《煤炭学报》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应
赵鹏翔
裴文博
李树刚
林海飞
卓日升
常泽晨
邵秋冬
马晓川
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
1
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职称材料
3
含构造煤组合体加载破裂声发射特征试验研究
邵秋冬
李其平
赵鹏翔
任兴鹏
王晓玉
田燕彪
李士超
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024
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