低渗煤层瓦斯抽采钻孔注浆封堵技术研究 被引量：1

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作者 许胜军 王迪 +1 位作者 何伟 张志康 《煤炭技术》 CAS 2024年第11期188-192,共5页

为解决低渗煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,导致的瓦斯抽采效率降低等问题,提出适用于低渗煤层瓦斯抽采钻孔的封孔材料及注浆压力的研究。通过对瓦斯抽采钻孔封孔参数的确定,选取合适的注浆材料配比,并采用COMSOL Multiphysics数值模拟封... 为解决低渗煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,导致的瓦斯抽采效率降低等问题,提出适用于低渗煤层瓦斯抽采钻孔的封孔材料及注浆压力的研究。通过对瓦斯抽采钻孔封孔参数的确定,选取合适的注浆材料配比,并采用COMSOL Multiphysics数值模拟封孔压力参数对注浆效果的影响。得到封孔注浆材料封孔水泥浆液配比为1:2;注浆压力应介于1.2~1.8 MPa。经现场跟踪和抽采效果分析,在注浆压力为1.8 MPa时,在孟津煤矿12070底抽巷试验了8个钻孔,发现采用所提出的注浆材料配比和注浆压力能够产生很好封孔效果,瓦斯抽采浓度有明显提升。 展开更多

关键词 低渗煤层 封孔注浆 注浆材料 注浆压力

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不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气耦合机制研究

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作者 夏大平 廖佳佳 +4 位作者 王心义 李赛赛 顾朋涛 袁筱莹 简阔 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期101-106,134,共7页

目的为了研究不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气的耦合机制,方法利用压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果结果表明:(1)压力1 MPa时产气量较好,最终产气量为1.26 mmol/g;压力增加,罐中产气量减少,压力5 MPa时产... 目的为了研究不同CO_(2)压力下黄铁矿与煤制气的耦合机制,方法利用压力为1,3,5 MPa的高压罐进行煤和黄铁矿厌氧发酵产气试验。结果结果表明:(1)压力1 MPa时产气量较好,最终产气量为1.26 mmol/g;压力增加,罐中产气量减少,压力5 MPa时产气量仅0.02 mmol/g。(2)随着压力增加,水溶液中HCO-3质量浓度和氧化还原电位(Eh)逐渐上升,pH逐渐下降,5 MPa试验组反应末期pH最低,为4.02,1 MPa压力罐内总铁有消耗,波动较大;反应前期,3,5 MPa压力罐中总铁质量浓度持续增加,说明反应前期3,5 MPa压力下黄铁矿溶解量增加较多;(3)高压条件下,化学需氧量(chemical oxygen deman,COD)和短链脂肪酸浓度水平的显著减少反映了厌氧发酵程度的减弱和黄铁矿酸化程度的增强;(4)压力增加,功能菌种丰度和多样性降低,硫杆菌属逐渐处于优势地位,厌氧发酵过程基本停滞。结论适宜的CO_(2)压力条件可促进煤储层条件下的微生物生长代谢,同时添加黄铁矿发生氧化产生的铁离子,可促进菌群酶活,使煤生物产气反应顺利进行。研究结果可为原位条件富集营养液注入后的产气机制研究提供理论支撑。 展开更多

关键词 CO_(2)压力 煤生物产气 黄铁矿 总铁 酸化程度

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基于两堵两注通管直连技术的瓦斯抽采研究

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作者 许胜军 王楹 +4 位作者 刘笑天 张志康 张东鑫 李海超 李阳 《煤炭技术》 CAS 2024年第8期214-218,共5页

为解决“两堵一注”封孔工艺及传统连管方式在孟津煤矿实施存在的弊端,提出了“两堵两注”通管直连技术,提高了瓦斯抽采浓度,延长了瓦斯抽采时间。为此,采用巷道松动圈理论分析了该矿合适的封孔长度;采用离散元数值模拟方法建立巷道模型... 为解决“两堵一注”封孔工艺及传统连管方式在孟津煤矿实施存在的弊端,提出了“两堵两注”通管直连技术,提高了瓦斯抽采浓度,延长了瓦斯抽采时间。为此,采用巷道松动圈理论分析了该矿合适的封孔长度;采用离散元数值模拟方法建立巷道模型,分析了巷道周围应力分布,确定了钻孔的最佳封孔深度;开展了“两堵两注”封孔地面实验和通管直连技术现场实验。结果表明:孟津煤矿二1煤层工作面顺层瓦斯抽采钻孔封孔长度至少为6.75 m;该矿12070工作面穿层钻孔最佳封孔深度为15~30 m;“两堵两注”技术能有效对抽采钻孔进行封堵;通管直连技术在现场应用中大幅度提高了瓦斯抽采浓度,延长了瓦斯抽采时间。 展开更多

关键词 松软煤层 瓦斯抽采 两堵两注 通管直连技术

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鹤壁九矿工作面开采对副井井筒采动影响分析

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作者 许胜军 尹士献 +1 位作者 许国胜 李德海 《能源与环保》 2024年第3期206-211,共6页

煤矿副井是地下开采活动的重要通道,肩负着矿井的人员提升、物料运输和通风等重要功能,在井筒保护煤柱开采中对井筒稳定性的研究至关重要。以鹤壁九矿新副井保护煤柱内工作面开采为研究对象,利用概率积分法计算井筒移动变形规律,并以此... 煤矿副井是地下开采活动的重要通道,肩负着矿井的人员提升、物料运输和通风等重要功能,在井筒保护煤柱开采中对井筒稳定性的研究至关重要。以鹤壁九矿新副井保护煤柱内工作面开采为研究对象,利用概率积分法计算井筒移动变形规律,并以此为基础,通过Drucker-Prager准则对井筒全段岩层的破坏情况进行判定,以此来评价开采方案对新副井的采动影响,可为煤矿的生产规划提供依据,为类似条件矿井井筒保护煤柱开采提供理论指导。 展开更多

关键词 采动影响 立井破坏 概率积分法 DRUCKER-PRAGER准则

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孟津煤矿智能煤矸机器人研究应用

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作者 沈传波 王迪 +1 位作者 何伟 许胜军 《能源与环保》 2024年第4期179-186,共8页

针对煤矿井下煤尘弥漫、噪声较大,人工手动筛分误拣率高造成煤矿生产工作效率较低的问题,结合信息化和智能化技术,孟津煤矿研究设计了一款智能煤矸机器人。详细论述了智能煤矸机器人的组成和工作原理,对比了应用智能煤矸机器人前后的效... 针对煤矿井下煤尘弥漫、噪声较大,人工手动筛分误拣率高造成煤矿生产工作效率较低的问题,结合信息化和智能化技术,孟津煤矿研究设计了一款智能煤矸机器人。详细论述了智能煤矸机器人的组成和工作原理,对比了应用智能煤矸机器人前后的效益。实际应用表明,采用机器人智能选矸技术后,经济效益、安全效益、社会效益和长远效益都得到有效提升。 展开更多

关键词 煤矸分选 定位抓取 滚动筛 图像识别

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平顶山煤田岩溶地热水中稀土元素的分布特征及其影响因素

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作者 李延河 武占辉 +3 位作者 李洁祥 于振子 张波 王心义 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期88-99,共12页

目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs... 目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs)的分布特征与迁移规律。结果结果表明,寒武系灰岩含水层中REEs质量浓度较低(0.054~0.244μg/L),沿径流路径呈下降趋势;稀土元素(post-archean Australian shale,PAAS)标准化配分模式表现为MREEs和HREEs相对富集,LREEs相对亏损,并且具有明显的Eu正异常和程度不一的Ce负异常,且Ce负异常程度和Eu正异常程度从补给区到排泄区呈降低趋势;水化学平衡软件MINTEQ 3.1模拟结果表明,地热水中REEs以Ln(CO_(3))^(2-)和Ln CO_(3)^(+)络合态为主,随原子序数增大或p H升高,Ln(CO_(3))^(2-)摩尔分数明显增大,而Ln CO_(3)^(+)摩尔分数依次递减,另外,地热水中还存在少量Ln SO_(4)^(+),Ln_(3)^(+),Ln HCO3^(2+),Ln F^(2+)和Ln(SO_(4))^(2-),其摩尔分数随原子序数增大依次减小,同时受地热水p H和HCO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),F^(-)浓度共同控制;此外,岩溶地热水中还表现出明显的Y正异常和高ρ(Y)/ρ(Ho),可能与地热水富集Ca^(2+)有关。结论研究结果拓展了稀土元素在煤田水文地球化学研究中的应用,可为揭示矿区深部岩溶地热水补径排过程提供重要依据。 展开更多

关键词 平顶山煤田 岩溶地热水 水化学 稀土元素

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基于弹性薄板理论顺层边坡岩体稳定性分析与实测

7

作者 许胜军 张彦宾 李德海 《能源与环保》 2023年第5期310-314,共5页

为了定量分析顺层岩质边坡变形失稳条件,将层状边坡岩体视为理想的弹性薄板,并充分考虑边坡沿走向长度方向的尺寸,采用能量平衡法综合分析顺层边坡岩体稳定性,推导得出边坡变形失稳判据,确定出边坡滑动段与弯曲变形段计算公式,并将所得... 为了定量分析顺层岩质边坡变形失稳条件,将层状边坡岩体视为理想的弹性薄板,并充分考虑边坡沿走向长度方向的尺寸,采用能量平衡法综合分析顺层边坡岩体稳定性,推导得出边坡变形失稳判据,确定出边坡滑动段与弯曲变形段计算公式,并将所得结果与传统弹性梁理论分析方法进行对比,结合现场实测数据,证明弹性薄板理论分析方法的准确性与适用性。 展开更多

关键词 顺层岩质边坡 弹性薄板 弹性梁 滑坡段 弯曲变形段

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赵固矿区厚松散层下开采地表移动特征实测研究 被引量：4

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作者 许国胜 许胜军 +1 位作者 李德海 李回贵 《中国矿业》 2021年第5期168-172,共5页

为了掌握赵固矿区厚松散层条件下地表移动特征,以相邻的赵固一矿和赵固二矿地表移动观测站实测数据为基础,通过数据拟合方法,得到厚松散层下开采地表概论积分法参数;总结分析了厚松散层下开采地表移动特征,以及造成上述特有规律的地质... 为了掌握赵固矿区厚松散层条件下地表移动特征,以相邻的赵固一矿和赵固二矿地表移动观测站实测数据为基础,通过数据拟合方法,得到厚松散层下开采地表概论积分法参数;总结分析了厚松散层下开采地表移动特征,以及造成上述特有规律的地质原因和开采技术原因;以实测和拟合数据得出了赵固矿区走向地表移动各角量参数。研究表明:由于采动后地表含水层失水固结,造成采动附加下沉,导致下沉系数较大,主要影响角正切值偏小,且覆岩中松散层厚度占比越大,其下沉系数越大;煤层顶板基岩较薄,顶板悬臂效应大大减小,另外在采动压力作用下应力拱轴线位置土体固结压缩,造成拐点偏移距减小或者为负值,地表下沉盆地边缘收敛过慢;由于覆岩中松散层厚度占比较大,造成赵固一矿地表移动各角量参数均小于赵固二矿参数。 展开更多

关键词 开采沉陷 厚松散层 地表移动特征 概论积分法 赵固矿区

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裴沟煤矿综放开采地表动态移动规律研究 被引量：2

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作者 许国胜 许胜军 +1 位作者 李德海 李回贵 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第12期23-26,共4页

为了掌握裴沟煤矿水库下开采地表动态移动规律,以地表移动观测站实测数据为基础,获得综放开采地表动态移动参数在开采过程中的变化规律,通过数据拟合得到最大下沉速度及其滞后距与工作面推进距离的Knothe时间函数关系式,推导得到走向主... 为了掌握裴沟煤矿水库下开采地表动态移动规律,以地表移动观测站实测数据为基础,获得综放开采地表动态移动参数在开采过程中的变化规律,通过数据拟合得到最大下沉速度及其滞后距与工作面推进距离的Knothe时间函数关系式,推导得到走向主断面上下沉速度计算公式。通过对比开采距离360 m时地表走向主断面下沉速度的实测值与计算值,发现两者的平均误差为1.57 mm/d,计算公式能够满足工程需要。根据工作面开采过程中地表裂缝的发生及扩展状态统计数据,得到煤层走向方向上综合超前裂缝角为64.40°,倾向方向上上山侧和下山侧综合裂缝角分别为61.70°和29.64°,上山侧地表裂缝较发育,裂缝扩展长度大且相互沟通。 展开更多

关键词 开采沉陷 综放开采 地表动态移动 地表裂缝

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厚冲积层下开采地表动态移动规律及预计研究 被引量：2

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作者 侯得峰 许胜军 戚灵灵 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第1期60-70,共11页

为了研究厚松散层下开采地表动态沉降规律,以实测资料为基础,分析了地表动态移动参数随工作面回采的演化规律。结果表明:地表超前移动影响距和地表最大下沉速度及其滞后距随工作面开采距离的增加而增大;当工作面推进至350 m时,三个参数... 为了研究厚松散层下开采地表动态沉降规律,以实测资料为基础,分析了地表动态移动参数随工作面回采的演化规律。结果表明:地表超前移动影响距和地表最大下沉速度及其滞后距随工作面开采距离的增加而增大;当工作面推进至350 m时,三个参数值增幅减小,并最终分别稳定于225 m、34.5 mm/d及124 m;此后,地表下沉速度曲线以固定形状与工作面保持一定距离向前移动。基于对国内部分厚松散层矿井开采案例多元统计分析,得到地表最大下沉速度及其滞后角正切值与地质采矿参数之间的经验关系式;结合地表动态移动参数演化规律,构建了工作面推进至任意时刻,地表走向主断面不同点处的下沉速度预计公式;通过与实测值进行对比,验证了其预计精度能够满足工程实践的需要。 展开更多

关键词 厚冲积层 地表动态移动规律 多元线性回归 地表下沉速度预计

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基于博弈论—云模型的露天矿边坡稳定性分析 被引量：6

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作者 许胜军 余华中 +1 位作者 李德海 余永强 《能源与环保》 2023年第7期21-28,共8页

为了对露天矿岩质边坡稳定性进行准确分级评价,从工程地质、水文环境和工程扰动3个层面选取14项指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论—云模型构建稳定性综合评价模型。以青海某非煤露天矿边坡工程为例,采用Matlab软件计算并评估稳定性... 为了对露天矿岩质边坡稳定性进行准确分级评价,从工程地质、水文环境和工程扰动3个层面选取14项指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论—云模型构建稳定性综合评价模型。以青海某非煤露天矿边坡工程为例,采用Matlab软件计算并评估稳定性等级。结果表明,优化后的层次分析法能够合理弱化主观因素对权重的影响,使得主观权重的计算更加可靠;选取的评价指标具有良好的独立性和全面性,符合工程实际;博弈论能够较好地确定评价指标的综合权重,云模型可以逐级分析出各层指标与稳定性等级的相关性系数大小,并基于最大隶属度原则,准确求出露天矿边坡岩体稳定性等级;通过与传统评价模型进行对比,结合现场实测表明,博弈论—云模型分析结果可靠,能够为露天矿岩质边坡稳定性评价提供重要思路与方法。 展开更多

关键词 露天矿岩质边坡 博弈论 边坡稳定性 层次分析法 云模型

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采空区上覆岩层应力恢复规律的模拟分析 被引量：5

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作者 许国胜 许胜军 +1 位作者 李德海 李回贵 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第8期8-11,共4页

通过数值模拟方法对工作面支承压力及采空区应力的分布规律进行分析,得到工作面及岩层采空区应力恢复距离在覆岩内部的变化规律。依据煤层极限平衡区和弹性区的支承压力分布函数的表达式,通过载荷守恒原理对采空区应力恢复函数进行分析... 通过数值模拟方法对工作面支承压力及采空区应力的分布规律进行分析,得到工作面及岩层采空区应力恢复距离在覆岩内部的变化规律。依据煤层极限平衡区和弹性区的支承压力分布函数的表达式,通过载荷守恒原理对采空区应力恢复函数进行分析,得到了采动岩层采空区应力恢复函数中增长系数的变化规律。结果表明:工作面支承压力峰值位于煤壁前15 m附近,其峰值为18.5 MPa,应力集中系数为2.52,上述参数与理论计算结果误差较小,证明了数值模型计算的准确性;当岩层与煤层的垂距越大时,采空区应力恢复距离越大,且岩层采空区应力恢复距离与其和煤层的距离呈现线性增加的关系。根据采动岩层空间载荷守恒原则,采动岩层采空区应力恢复函数的形态呈现出“上凸”的形态,并且岩层与煤层垂距越大,其“上凸”的形态越明显,采空区应力恢复的过程越快。 展开更多

关键词 长壁工作面 支承压力 采空区应力恢复 载荷守恒

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不同配比和粒度下黄铁矿和石灰石静态浸泡试验 被引量：1

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作者 李海伟 宋红娜 +3 位作者 李利娟 廖佳佳 武成周 夏大平 《净水技术》 CAS 2023年第12期110-118,共9页

为进一步探究巩义矿区黄铁矿致酸的特征和规律,研究该地区中和法处理酸矿水的最佳方案,以3种粒径的黄铁矿分别与不同比例的石灰石进行混合浸泡试验,分析浸泡液的pH、TDS、Con与阴阳离子浓度变化,并分析反应前后岩样的矿物组成与孔参变... 为进一步探究巩义矿区黄铁矿致酸的特征和规律,研究该地区中和法处理酸矿水的最佳方案,以3种粒径的黄铁矿分别与不同比例的石灰石进行混合浸泡试验,分析浸泡液的pH、TDS、Con与阴阳离子浓度变化,并分析反应前后岩样的矿物组成与孔参变化。结果表明:(1)巩义矿区黄铁矿浸泡后可生成大量SO_(4)^(2-),浸泡液中其值超过地下水Ⅲ类水标准;(2)黄铁矿比例越高,浸泡液pH越低,析出阴阳离子浓度越高,比表面积及孔隙度变化越大,且随浸泡时间延长,浸泡液酸性逐渐下降,说明石灰石中和作用在缓慢发挥,加入25%~50%石灰石即可以中和酸性水。 展开更多

关键词 黄铁矿 石灰石 静态浸泡试验 溶出规律 酸性矿井水

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