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煤体破坏过程感应电荷再认识与井下应用实践 被引量:2
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作者 吕进国 彭意胜 +5 位作者 唐治 赵洪瑞 王学滨 王子琪 包鑫阳 符辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1547-1558,共12页
为发展和完善煤岩动力破坏感应电荷监测技术及理论,以单轴压缩试验为基础,再认识了煤体破坏过程感应电荷变化规律与主控因素,提出了带电煤屑弹射过程的感应电荷产生机理;分析了感应电荷及其干扰信号的频域特征与影响要素,研究了感应电... 为发展和完善煤岩动力破坏感应电荷监测技术及理论,以单轴压缩试验为基础,再认识了煤体破坏过程感应电荷变化规律与主控因素,提出了带电煤屑弹射过程的感应电荷产生机理;分析了感应电荷及其干扰信号的频域特征与影响要素,研究了感应电荷与煤体应力、应变能与变形破坏之间的定性关系,建立了受载煤体与感应电荷信号的损伤统计关系,分析了感应电荷与煤体能量的演化特征,进而提出了煤体应力与感应电荷的量化关系;研发了适用于井下复杂条件下煤岩电荷监测装备,在辽宁红阳三矿与河南平顶山十一矿开展了应用实践,分析了感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及巷道变形的相关性。结果表明:高幅值感应电荷信号产生的主因不是煤体的压电效应,而是煤体裂纹扩展、破裂面滑移摩擦与带电煤屑弹射的综合作用,特别是带电煤屑弹射到传感器时,感应电荷信号幅值将会突增;感应电荷信号以低频为主,干扰信号主频与外部供电网络谐波频率一致,但不同煤体的感应电荷信号主频分布范围存在差异;感应电荷强度与应力大小关系非直接相关,与应力非线性变化程度直接相关,特别是与应力降幅度呈正相关关系;感应电荷强度可直接反映煤体破坏程度,也可通过分析外载环境以及感应电荷信号和煤体损伤的统计关系,间接估算煤体应力;感应电荷强度与煤体弹性应变能存储量关系不显著,而与应变能耗散和释放量显著相关,即煤体破坏过程中耗散与释放能量越多,感应电荷强度越高。回采工作面支承压力影响区、高能微震频发区与巷道变形破坏严重区的感应电荷强度较高,说明感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及围岩变形具有良好相关性,可适用于井下动力灾害、采场来压与围岩稳定的监测预警。 展开更多
关键词 感应电荷 动力破坏 应变能 应力非线性变化 监测预警
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采空区覆岩波速模型及微震源定位方法 被引量:2
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作者 周琳力 贾宝新 +1 位作者 潘一山 包鑫阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2049-2064,共16页
为构建煤矿小尺度区域微震波传播速度模型,提高矿井含采空区复杂地质结构内微震源定位精度。依据矿山采空区覆岩“三带”岩层变形、层面离层、层内断裂和裂隙发育以及岩体扩容等特征,构建圆弧层面波速模型,分区描述采空区覆岩波速结构... 为构建煤矿小尺度区域微震波传播速度模型,提高矿井含采空区复杂地质结构内微震源定位精度。依据矿山采空区覆岩“三带”岩层变形、层面离层、层内断裂和裂隙发育以及岩体扩容等特征,构建圆弧层面波速模型,分区描述采空区覆岩波速结构。并提出采用考虑岩层变形特征的微震波绕射传播路径增量和基于时间平均方程的裂隙岩层波速折减进行波速模型修正。基于层状均匀介质假设和斯奈尔定律,推导微震波传播路径和走时计算公式,并计算各传播方向上的异向等效波速。基于到时理论定位原理,选择以实测到时差与理论走时差之差构建震源求解目标函数,采用模式搜索算法进行震源位置求解。形成了基于采空区覆岩异向波速模型的微震源定位方法。通过三维算例和煤矿地面微震监测定位应用,验证了所提方法的可行性与定位效果。研究表明:①由于煤矿地质环境中采空区遍布和微震波经由采空区传播的必然性,针对煤矿含采空区复杂地层结构特征,建立相应的异向波速模型,是提高矿山环境下微震源定位精度的关键;②采空区覆岩波速模型充分考虑了岩层形态、离层、断裂、裂隙发育和岩体扩容等对微震波传播路径和等效波速的影响,并通过定量确定微震波传播绕射路径增量和岩层波速折减,宏观表现出采空区地层结构的典型波速异向特征;③针对分层介质下的震源定位,在三维算例中选用异向等效波速模型的定位方法相较于全局平均波速模型,定位结果的平均误差由9.7558 m降至0.4186 m,有效降低了定位误差;④以矿井大能量微震事件的井下微震定位结果为参照,在现场地面微震监测中应用采空区覆岩波速模型,得出该模型定位结果较待定波速而言更接近现场调查结果中确定的煤岩体破裂影响范围。综上,对于依赖波速模型的定位方法,根据地质结构特征建立相应的异向波速模型是高效开展微震监测,提高微震源定位精度的突破点之一。 展开更多
关键词 矿山微震监测 波速模型 斯奈尔定律 采空区 微震定位
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深部高构造应力巷道冲击地压发生临界应力及影响因素研究 被引量:5
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作者 宋义敏 邓文良 +5 位作者 张苑玉 赵亚周 许海亮 安栋 张军徽 韩大永 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期83-88,共6页
为研究深部高构造应力巷道中构造应力对冲击地压发生的影响,采用层滑结构失稳力学模型,获得冲击地压发生临界条件,分析巷道尺寸、煤性质、构造应力等因素对冲击地压发生的影响。研究结果表明:冲击地压受巷道尺寸、煤性质、构造应力、煤... 为研究深部高构造应力巷道中构造应力对冲击地压发生的影响,采用层滑结构失稳力学模型,获得冲击地压发生临界条件,分析巷道尺寸、煤性质、构造应力等因素对冲击地压发生的影响。研究结果表明:冲击地压受巷道尺寸、煤性质、构造应力、煤岩厚度和煤岩界面摩擦影响,临界载荷随巷道宽度、构造应力和煤岩界面摩擦系数增大而减小,随煤峰值前后模量比、煤层厚度和顶板厚度增大而增大;临界塑性活动区长度随巷道宽度、煤峰值前后模量比、构造应力、煤层厚度和顶板厚度增大而增大,随煤岩界面摩擦系数增大而减小。研究结果可为高水平构造应力巷道冲击地压发生临界条件及冲击地压发生影响因素的研究提供理论参考。 展开更多
关键词 冲击地压 构造应力 层滑结构失稳
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矿井工作面回采对微震活动的影响研究 被引量:3
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作者 吕鹏飞 包鑫阳 董红娟 《中国矿业》 北大核心 2020年第5期120-125,共6页
为有效揭示煤矿工作面矿震、冲击地压灾害的发生规律。结合东滩煤矿微震监测的震动能量、频次特征,工作面开采速度特征以及采动应力分布特征,研究了矿井工作面的回采参数对微震分布的影响规律。结果表明,工作面回采速度增加,大能量矿震... 为有效揭示煤矿工作面矿震、冲击地压灾害的发生规律。结合东滩煤矿微震监测的震动能量、频次特征,工作面开采速度特征以及采动应力分布特征,研究了矿井工作面的回采参数对微震分布的影响规律。结果表明,工作面回采速度增加,大能量矿震爆发的非线性特征增强,工作面开采速度大于4m/d时,工作面发生冲击地压可能性大大增加,匀慢速回采是降低大能量矿震事件爆发有效途径;大能量矿震爆发的周期特性在东滩煤矿43上13工作面表现为100m大周期内包含50m的小周期;大能量矿震爆发与工作面整体应力环境正相关,周期来压、工作面"见方"时段为大能量矿震频发时段。 展开更多
关键词 微震 回采速度 回采进尺 采动应力
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SART工艺处理氰化提金循环液的关键技术研究与产业化应用 被引量:1
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作者 钱虎 隋靖 +1 位作者 赵艳玲 徐忠敏 《黄金科学技术》 CSCD 2023年第4期698-706,共9页
为实现氰化循环液中有价金属的综合回收,通过开展酸化法与SART工艺(硫化—酸化—再循环—浓缩工艺)对比试验,最终确定采用SART工艺对国内黄金行业氰化提金过程中产生的循环液进行净化处理。通过开展SART工艺控制参数的试验研究,并应用... 为实现氰化循环液中有价金属的综合回收,通过开展酸化法与SART工艺(硫化—酸化—再循环—浓缩工艺)对比试验,最终确定采用SART工艺对国内黄金行业氰化提金过程中产生的循环液进行净化处理。通过开展SART工艺控制参数的试验研究,并应用于工业化生产,实现了氰化循环在液相中锌和铜的分步回收、分离沉淀,分别产出47.45%的锌泥和54.38%的铜泥,以高品位沉淀物产品加以回收,并将弱络合氰转化成游离NaCN再回到生产系统循环利用,从而降低氰化工艺的成本。SART工艺的应用,既实现了有价金属回收,降低了成本费用,又解决了劳动就业,减轻了后续冶炼及环保压力,取得了较好的经济、环境及社会效益。 展开更多
关键词 SART工艺 氰化循环液 铜泥 锌泥 氰化钠
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