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密闭取样煤样瓦斯解吸规律实验研究
1
作者 吴昊阳 温志辉 +1 位作者 王建伟 毋新亮 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期141-147,共7页
为研究密闭取样煤样瓦斯解吸规律,根据密闭取样工艺流程,将密闭取样煤样瓦斯解吸进程划分为逸散阶段、密闭解吸阶段和常压自然解吸阶段,开展了密闭取样煤样瓦斯解吸实验,分析了密闭取样煤样瓦斯累计解吸量与解吸速率的变化特征。结果表... 为研究密闭取样煤样瓦斯解吸规律,根据密闭取样工艺流程,将密闭取样煤样瓦斯解吸进程划分为逸散阶段、密闭解吸阶段和常压自然解吸阶段,开展了密闭取样煤样瓦斯解吸实验,分析了密闭取样煤样瓦斯累计解吸量与解吸速率的变化特征。结果表明:①在密闭解吸阶段,随着吸附平衡压力增大,煤样瓦斯累计解吸量和初始瓦斯解吸速率均呈增大趋势;但随着“等容变压”解吸的持续,瓦斯解吸能力受限,瓦斯解吸速率逐渐减小,瓦斯累计解吸量逐渐趋于稳定。②在常压自然解吸阶段,随着吸附平衡压力增大,瓦斯累计解吸量和初始瓦斯解吸速率逐渐增大,且受密闭解吸阶段游离态瓦斯解吸影响,该阶段初始时刻的瓦斯解吸速率高于密闭解吸阶段;随着解吸时间增加,瓦斯累计解吸量逐渐趋于稳定。③孙重旭式能较好描述常压自然解吸过程瓦斯解吸规律,解吸指标随着吸附平衡压力增大而增大,而解吸指数在不同吸附平衡压力下基本保持稳定,表明密闭取样煤样在较高吸附平衡压力条件下具有更强的解吸能力,瓦斯解吸速率变化情况在不同吸附平衡压力下基本一致。 展开更多
关键词 密闭取样 瓦斯解吸 密闭解吸 常压自然解吸 累计解吸量 瓦斯解吸速率 孙重旭式
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循环载荷条件下含瓦斯煤渗透率演化规律分析
2
作者 王登科 冯浩航 +6 位作者 魏建平 陈旭 蒋志刚 袁修竹 白云 曹塘根 熊文超 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期151-164,共14页
为了探究不同循环加卸载条件下含瓦斯煤的渗透演化规律,以原煤煤样为研究对象,利用三轴蠕变-渗流实验系统,设计开展了不同围压和不同循环载荷上限条件下的含瓦斯煤循环加卸载实验,研究了弹性循环加卸载和弹塑性循环加卸载条件下含瓦斯... 为了探究不同循环加卸载条件下含瓦斯煤的渗透演化规律,以原煤煤样为研究对象,利用三轴蠕变-渗流实验系统,设计开展了不同围压和不同循环载荷上限条件下的含瓦斯煤循环加卸载实验,研究了弹性循环加卸载和弹塑性循环加卸载条件下含瓦斯煤渗透特性。研究结果表明:对于不同循环载荷上限下的含瓦斯煤,弹性循环加卸载条件下,随着循环次数的增加,渗透率逐渐减小,绝对渗透率损害率逐渐增大,相对渗透率损害率逐渐减小;弹塑性循环加卸载条件下,渗透特性随着循环次数的增加在不同围压下具有差异性,高围压下含瓦斯煤渗透率依旧随循环进行逐渐减小,低围压下含瓦斯煤渗透率随着循环进行呈减小-增大趋势。高围压条件下含瓦斯煤渗透率损害率与弹性循环加卸载条件下相似,低围压下含瓦斯煤的绝对渗透率损害率先是迅速增大随后趋于平稳,相对渗透率损害率先是迅速下降再趋于平稳。在弹性循环加载条件下,加载阶段和卸载阶段含瓦斯煤的渗透率应力敏感性系数均随着循环次数的增加均单调减小,在弹塑性加载条件下,含瓦斯煤的渗透率应力敏感性系数在一定循环次数内仍呈减小趋势,之后随着循环的增加会产生波动和增加。在加载阶段随着循环进行逐渐减小,卸载阶段渗透率应力敏感性系数逐渐增加,但对于弹塑性循环加卸载条件,含瓦斯煤渗透率应力敏感性系数随着围压的增大而降低。 展开更多
关键词 含瓦斯煤 循环载荷 应力敏感性 渗透性 渗透率损害率
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基于YOLOv5的瓦斯抽采钻杆智能计数研究 被引量：1
3
作者 赵伟 张文康 +5 位作者 刘德成 王涛 王登科 夏代林 周礼赞 李志飞 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期81-88,共8页
目的随着煤矿开采逐渐深入,瓦斯抽采作业的安全风险不断增加,钻杆计数的准确性对保障瓦斯抽采的安全和效率至关重要。传统的钻杆计数方法效率低、易出错,且难以适应复杂环境。方法本文基于YOLOv5深度学习模型,提出了一种结合时空信息融... 目的随着煤矿开采逐渐深入,瓦斯抽采作业的安全风险不断增加,钻杆计数的准确性对保障瓦斯抽采的安全和效率至关重要。传统的钻杆计数方法效率低、易出错,且难以适应复杂环境。方法本文基于YOLOv5深度学习模型,提出了一种结合时空信息融合的钻杆智能计数方法,通过实时处理煤矿井下的视频数据,实现钻杆的自动检测与计数。实验数据包括7组28段模拟退钻场景和10组真实退钻场景。为了增强模型的鲁棒性,采用过亮、过暗、烟尘噪声和镜像等数据增强技术。此外,对YOLOv5的不同版本(YOLOv5s、YOLOv5m、YOLOv5l、YOLOv5x)进行比较,选择最优模型进行钻杆计数。计数过程中,结合钻杆面积跳变、IOU跳变等前置更新条件,进一步优化钻杆数量更新的准确性。结果结果表明,4种YOLOv5模型在当前数据中均达到了99.5%的准确率和100%的召回率,因此采用YOLOv5s作为后续计数检测模型。结论本文方法在模拟和真实退钻场景下均实现了100%的正确计数,展现出较高的准确性和鲁棒性。通过减少人工干预,显著提高了钻杆计数的自动化水平,具有广泛的应用前景,尤其在煤矿安全生产及其他工业自动化监控领域具有重要意义。 展开更多
关键词 钻杆计数 目标检测 时空融合 深度学习 瓦斯抽采
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点火条件对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的数值模拟研究
4
作者 高建良 梅京兰 +2 位作者 方迎香 张恒 程东阳 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2545-2552,共8页
利用Ansys Fluent数值模拟软件,对矿井瓦斯-煤尘混合爆炸传播过程进行模拟,分析了点火温度(1 600 K、2 200 K、5 000 K)、点火球半径(0.1 m、0.4 m、1 m)对瓦斯-煤尘混合爆炸特性(冲击波超压峰值、火焰阵面最高温度、气流速度)的影响,... 利用Ansys Fluent数值模拟软件,对矿井瓦斯-煤尘混合爆炸传播过程进行模拟,分析了点火温度(1 600 K、2 200 K、5 000 K)、点火球半径(0.1 m、0.4 m、1 m)对瓦斯-煤尘混合爆炸特性(冲击波超压峰值、火焰阵面最高温度、气流速度)的影响,结果表明:随着点火温度增加,冲击波超压峰值增加,火焰阵面温度上升,冲击气流速度加快;随着点火球半径增加,冲击波超压峰值减小,火焰阵面温度下降,冲击气流速度减慢。这种由于点火温度、点火球半径不同造成的爆炸参数的差异,随着冲击波、燃烧波传播距离的增加呈现一种规律:在瓦斯煤尘区内,随着冲击波向前传播,不同点火条件下爆炸冲击波超压峰值、冲击气流速度的差别逐渐增大,并在瓦斯煤尘填充区末端附近达到最大值——相差7.423%;之后随着冲击波在空气区继续向前传播,差别逐渐减小,当冲击波传播到80 m左右时,冲击波超压峰值、气流速度随点火条件的变化幅度低于1.71%,点火条件对超压峰值、气流速度的影响极小。火焰阵面最高温度随点火条件的变化幅度在火焰波传播到瓦斯煤尘填充区末端附近达到最大值4.9%,在火焰传播到50 m左右时火焰最高温度随点火条件的变化幅度低于1%,此时点火温度、点火球半径对火焰阵面最高温度的影响极小。因此,在实际矿井巷道爆炸的数值模拟研究中,随着冲击波在空气区传播距离的增加,可以忽略点火温度、点火球半径的影响。设定点火条件时可以不考虑实际井下爆炸点火源的真实尺寸、温度,通过对点火源参数进行假设的方式实现实际井下巷道的数值模拟研究。 展开更多
关键词 安全工程 大尺度巷道 瓦斯-煤尘 混合爆炸 点火温度 点火球半径 沿程变化
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冲击载荷下含瓦斯煤动力学破坏特征与瓦斯渗流规律分析 被引量：6
5
作者 王登科 张力元 +8 位作者 魏建平 都海龙 李振 王志明 董博文 张富凯 尹彦波 张宏图 卫彦昭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1432-1446,共15页
为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内... 为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内部裂隙扩展特征及其对瓦斯渗流的影响规律。研究结果表明,冲击载荷和瓦斯压力对含瓦斯煤的动力学性质、变形过程、裂隙扩展和渗流规律均具有重要影响,具体表现在:①受围压和轴压的影响,冲击载荷耦合瓦斯压力条件下的含瓦斯煤应力-应变曲线无明显压密阶段;含瓦斯煤的变形过程主要经历了弹性变形阶段、应变强化阶段及破坏阶段。②冲击载荷的增加对含瓦斯煤动力学参数具有强化作用,气体压力的升高则劣化了含瓦斯煤动力学参数;冲击载荷越大,瓦斯压力越高,含瓦斯煤的裂隙扩展愈充分,所形成的裂隙结构愈复杂。③含瓦斯煤的渗流规律受控于裂隙扩展,冲击载荷耦合瓦斯压力作用下,含瓦斯煤中存在孔隙流动、孔隙流动-裂隙流动并存及裂隙流动等3种气体流动形式;含瓦斯煤冲击破坏后,随着气体压力增加以及气楔作用的增强,瓦斯流动形式可由孔隙流动依次转变为孔隙流动-裂隙流动并存和裂隙流动;裂隙扩展和流动形式共同影响含瓦斯煤渗流规律,含瓦斯煤渗透率随瓦斯压力的增大总体上符合先增大后减小的变化趋势。 展开更多
关键词 冲击载荷 含瓦斯煤动力学破坏特征 工业CT扫描 裂隙扩展 瓦斯渗流规律
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小断层影响下的采空区瓦斯运移规律研究 被引量：5
6
作者 张学博 王攀 王豪 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期214-230,共17页
在煤矿开采过程中,小断层会导致采空区瓦斯聚集形成瓦斯富集区,对生产安全具有很大威胁,因此有必要研究小断层影响下的采空区瓦斯运移规律。通过UDEC数值模拟采空区上覆岩层破坏过程,从而计算小断层影响下采空区上覆岩层的空隙率,并利用... 在煤矿开采过程中,小断层会导致采空区瓦斯聚集形成瓦斯富集区,对生产安全具有很大威胁,因此有必要研究小断层影响下的采空区瓦斯运移规律。通过UDEC数值模拟采空区上覆岩层破坏过程,从而计算小断层影响下采空区上覆岩层的空隙率,并利用FLUENT软件数值模拟开采过程中考虑小断层影响的采空区瓦斯运移规律。研究表明:①工作面距离小断层20 m远处,小断层从顶部首先出现滑移现象,采空区上覆岩层的位移开始受到断层的影响;工作面到达断层时,由于断层滑移,上盘岩体在断层面滑移产生回转现象,支撑着采空区岩层,覆岩垮落位移量出现大幅度减小,并且岩层垮落出现滞后现象;小断层的影响范围有限,工作面过小断层60 m之后,采空区上覆岩层位移规律逐渐恢复正常。②通过分析含小断层采空区上覆岩层位移特征,得到了采空区上覆岩层位移及其拟合公式,计算得到了三维空隙率分布规律:垮落带范围内,覆岩空隙率在4个隅角位置最大,并且断层靠近进回风巷的位置也出现了空隙率增高;裂隙带范围内,除断层靠近进回风巷的位置空隙率较大,其他位置空隙率相对较低且变化不明显。③获得了小断层影响下的采空区瓦斯运移规律:在工作面距离断层50 m远处,采空区瓦斯运移几乎不受断层的影响;在工作面推进至断层时,瓦斯沿着断层及其附近的高空隙率覆岩产生的优势逃逸通道向采空区深部运移,同时上盘的瓦斯也向深部转移导致大量瓦斯积聚在断层下盘,可能导致瓦斯随漏风流入工作面及回风巷;在工作面过断层50 m时,采空区瓦斯继续向上隅角附近转移;工作面过断层100 m时,采空区上覆岩层瓦斯运移出现回转现象,上隅角和下盘垮落带瓦斯体积分数高。 展开更多
关键词 小断层 瓦斯运移 覆岩移动 采空区
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构造煤瓦斯解吸初期特征实验研究 被引量：88
7
作者 李云波 张玉贵 +1 位作者 张子敏 姜波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期15-20,共6页
利用自制的煤样瓦斯解吸试验装置,在恒温30℃、不同压力、不同粒度条件下,研究平顶山和鹤壁的原生结构煤和构造煤的瓦斯解吸初期速度和解吸量,分析构造煤瓦斯解吸初期的影响因素,建立构造煤瓦斯初期解吸数学模型。实验结果表明:与原生... 利用自制的煤样瓦斯解吸试验装置,在恒温30℃、不同压力、不同粒度条件下,研究平顶山和鹤壁的原生结构煤和构造煤的瓦斯解吸初期速度和解吸量,分析构造煤瓦斯解吸初期的影响因素,建立构造煤瓦斯初期解吸数学模型。实验结果表明:与原生结构煤相比,构造煤瓦斯解吸初期速度更大,其初始解吸速度为1.23～4.20 mL/(g.min),是相同实验条件下原生结构煤的1.36～2.84倍,尤其在前1 min内差别较大;构造煤瓦斯解吸量是一条单调递增的幂函数曲线,0～10 min的瓦斯解吸规律具有分段性,可分为快速解吸段、缓慢解吸段和平稳解吸段,构造煤前10 min瓦斯解吸量可达1 h内解吸总量的60%。分析认为构造煤中大孔和过渡孔的发育程度决定了构造煤瓦斯初期特征;构造煤瓦斯解吸初速度随粒度的减小而增加,但是在极限粒度以下煤粒度对瓦斯初期解吸速度影响较小;瓦斯解吸初速度与吸附平衡压力呈幂指数关系;构造煤瓦斯解吸初期曲线符合文特式。 展开更多
关键词 构造煤 瓦斯解吸 煤与瓦斯突出 瓦斯含量
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平顶山八矿突出煤层瓦斯地质控制特征 被引量：31
8
作者 魏国营 王保军 +3 位作者 闫江伟 王蔚 贾天让 张玉柱 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期555-561,共7页
运用瓦斯地质理论,以平顶山矿区八矿为研究对象,基于地质构造对区域、矿区和井田瓦斯赋存的控制特征,研究了三级构造对平顶山八矿突出煤层瓦斯赋存的地质构造逐级控制特征。研究表明:区域构造奠定了平顶山矿区高瓦斯的基调;矿区构造将... 运用瓦斯地质理论,以平顶山矿区八矿为研究对象,基于地质构造对区域、矿区和井田瓦斯赋存的控制特征,研究了三级构造对平顶山八矿突出煤层瓦斯赋存的地质构造逐级控制特征。研究表明:区域构造奠定了平顶山矿区高瓦斯的基调;矿区构造将平顶山矿区划分为东西2个瓦斯赋存单元,瓦斯赋存以李口向斜呈轴对称分布;井田构造控制着矿井突出煤层的瓦斯赋存和构造煤分布,造成煤层瓦斯突出危险呈条带分布,合理划分出煤与瓦斯突出发生有利地带。 展开更多
关键词 瓦斯地质 地质构造 瓦斯赋存 构造煤 煤与瓦斯突出
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煤与瓦斯突出地质控制机理探讨 被引量：114
9
作者 闫江伟 张小兵 张子敏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1174-1178,共5页
在综合考察国内外煤与瓦斯突出研究基础上,从瓦斯地质角度深入分析构造煤体、高压瓦斯和构造作用等影响突出发生的关键因素,初步提出以瓦斯突出煤体为核心的煤与瓦斯突出地质控制机理。认为地质构造控制着煤层瓦斯的赋存和构造煤分层破... 在综合考察国内外煤与瓦斯突出研究基础上,从瓦斯地质角度深入分析构造煤体、高压瓦斯和构造作用等影响突出发生的关键因素,初步提出以瓦斯突出煤体为核心的煤与瓦斯突出地质控制机理。认为地质构造控制着煤层瓦斯的赋存和构造煤分层破坏程度以及厚度分布,控制着煤与瓦斯突出;煤与瓦斯突出动力现象是一定规模的瓦斯突出煤体在临近采掘工作面煤壁时,卸载引起煤体拉张向深部扩展破坏,煤层透气性高倍增加,同时煤体内大量瓦斯因降压而快速解吸,靠近煤壁的煤体内瞬间形成高动能的气、煤颗粒混合体,类似点爆炸药包,造成煤层严重崩塌破坏,发生煤与瓦斯突出。以郑煤集团大平煤矿"10.20"特大型煤与瓦斯突出为基础,进行地质控制煤与瓦斯突出实例分析,结合新疆自治区煤矿瓦斯地质特征揭示了瓦斯突出煤体发育和分布规律。 展开更多
关键词 瓦斯地质 煤与瓦斯突出 地质控制 瓦斯突出煤体
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改性赤泥粉体抑制瓦斯爆炸的实验研究 被引量：16
10
作者 余明高 孔杰 +2 位作者 王燕 郑凯 郑立刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1289-1295,共7页
为了研制经济且高效的抑爆剂,以拜耳法赤泥为原料,经过脱碱、改性处理后得到具有较高比表面积(255 m2/g)的超细改性赤泥粉体材料。利用自制瓦斯抑爆实验系统,研究了改性赤泥粉体的抑爆性能。研究结果表明:经过改性的赤泥粉体在瓦斯抑爆... 为了研制经济且高效的抑爆剂,以拜耳法赤泥为原料,经过脱碱、改性处理后得到具有较高比表面积(255 m2/g)的超细改性赤泥粉体材料。利用自制瓦斯抑爆实验系统,研究了改性赤泥粉体的抑爆性能。研究结果表明:经过改性的赤泥粉体在瓦斯抑爆实验中表现出良好的抑爆效果。其中,质量浓度为0.15 g/L的赤泥粉体可使甲烷体积分数为9.5%的甲烷-空气预混气体的爆炸最大压力降低30%,压力峰值出现时间延迟35.1%左右。结合热分析、氮气吸附-脱附等测试结果,对改性赤泥粉体的抑爆机理进行了讨论,分析表明改性赤泥具有较高的吸热性,同时具有较高的比表面积,能够有效吸附爆炸中产生的活性自基,从而达到抑爆的目的。 展开更多
关键词 赤泥 改性 抑爆 自由基
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N_2双流体细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验研究 被引量：21
11
作者 余明高 杨勇 +2 位作者 裴蓓 牛攀 朱新娜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期194-200,共7页
为了在较低压力下获得较小粒径的细水雾,降低喷雾抑爆系统的运行成本,提高系统的适用性和抑爆效率,自行搭建了尺寸为120mm×120mm×840mm的透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台。采用双流体喷嘴将N_2和细水雾送入试验管道,通过调... 为了在较低压力下获得较小粒径的细水雾,降低喷雾抑爆系统的运行成本,提高系统的适用性和抑爆效率,自行搭建了尺寸为120mm×120mm×840mm的透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台。采用双流体喷嘴将N_2和细水雾送入试验管道,通过调节喷雾压力和喷雾时间开展了双流体细水雾抑制瓦斯爆炸实验研究,从火焰速度、瓦斯爆炸超压2个方面探讨双流体细水雾的抑爆有效性。实验结果表明:N_2双流体细水雾抑爆效果明显,可以减小瓦斯爆炸强度;随着喷雾时间的延长,爆炸火焰的速度峰值逐渐下降,爆炸超压峰值逐渐下降,平均升压速率逐渐降低;当N_2压力为0.4MPa、喷雾时间为3s时,速度峰值比不喷雾时下降60.39%,爆炸超压峰值下降37.76%。 展开更多
关键词 双流体 氮气 细水雾 甲烷爆炸
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基于地质单元的邹庄矿瓦斯异常区划分 被引量：12
12
作者 雷东记 李钰魁 +2 位作者 张玉贵 郭晓洁 孟慧 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期15-21,共7页
为了实现瓦斯治理分级分类管理,运用瓦斯地质理论与方法,结合安徽邹庄矿生产实际和井田内地质构造分布形态,将其划分为3个地质单元。通过研究各地质单元内的地质构造、瓦斯赋存特征、构造煤发育情况和已采区揭露的瓦斯地质信息,建立了... 为了实现瓦斯治理分级分类管理,运用瓦斯地质理论与方法,结合安徽邹庄矿生产实际和井田内地质构造分布形态,将其划分为3个地质单元。通过研究各地质单元内的地质构造、瓦斯赋存特征、构造煤发育情况和已采区揭露的瓦斯地质信息,建立了预测瓦斯地质异常区的数学模型,并利用工作面效检指标验证模型的有效性;以实际采掘过程中发生动力现象点为临界点,对其相应指标赋临界值,最终形成了以瓦斯含量(7 m3/t)、相对瓦斯涌出量(6.3 m3/t)和构造煤厚度(1.5 m)为核心的瓦斯预测体系。 展开更多
关键词 安全工程 地质单元 瓦斯地质区划 预测模型 临界指标
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温度对煤体瓦斯吸附特性影响实验分析 被引量：18
13
作者 王志军 宋文婷 +1 位作者 马小童 傅邦郡 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第5期553-557,共5页
为深入探讨温度对煤体瓦斯吸附特性的影响,在分析煤体瓦斯吸附/解吸机理的基础上,深入调查了近十几年来相关学者开展的29组温度对煤体瓦斯吸附特征影响实验,统计了实验结果数据,从概率论与数理统计的角度对实验结果进行了分析,研究了温... 为深入探讨温度对煤体瓦斯吸附特性的影响,在分析煤体瓦斯吸附/解吸机理的基础上,深入调查了近十几年来相关学者开展的29组温度对煤体瓦斯吸附特征影响实验,统计了实验结果数据,从概率论与数理统计的角度对实验结果进行了分析,研究了温度对煤体瓦斯吸附特性的影响规律.拟合了吸附量、Langmuir吸附常数与温度的函数关系式.提出了目前实验研究中存在的不足之处,进而确定了今后需要深入研究的方向.研究成果对于促进瓦斯灾害防治及煤层气开发利用理论及技术的发展具有一定的参考价值及指导意义. 展开更多
关键词 吸附 瓦斯 温度 Langmuir吸附常数
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分岔管道内瓦斯爆炸火焰传播规律实验及数值模拟 被引量：28
14
作者 杜玉晶 王亮 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期69-77,共9页
为了研究煤矿井下瓦斯爆炸火焰在分岔巷道内的传播规律,自制45°分岔管道实验装置开展甲烷体积分数为9.5%的瓦斯爆炸火焰传播实验,用Fluent 16.0软件模拟分岔管道内瓦斯爆炸火焰传播过程。对比分析实验数据与模拟结果,得到分岔管道... 为了研究煤矿井下瓦斯爆炸火焰在分岔巷道内的传播规律,自制45°分岔管道实验装置开展甲烷体积分数为9.5%的瓦斯爆炸火焰传播实验,用Fluent 16.0软件模拟分岔管道内瓦斯爆炸火焰传播过程。对比分析实验数据与模拟结果,得到分岔管道瓦斯爆炸火焰传播的变化规律。研究结果表明:1)分岔管道内瓦斯爆炸火焰在分岔处产生漩涡,加速管道内爆炸火焰湍流化,火焰冲击反射现象明显;2)分岔支管截面处爆炸火焰温度、传播速度、冲击波超压与离子电流峰值最大;3)瓦斯爆炸火焰传播的模拟结果与实验数据在数值上存在一定差异,但各参量总体变化趋势相同。研究结果为深入认识井下瓦斯爆炸传播机制和在巷道分岔处采取瓦斯爆炸火焰传播抑制措施提供一定参考。 展开更多
关键词 瓦斯爆炸 分岔管道 火焰阵面 温度 超压
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基于瓦斯抽采钻孔的煤矿瓦斯地质精细勘查 被引量：11
15
作者 崔洪庆 李德军 马宵 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期7-10,共4页
通过实例表明了详细查明地质构造是确保煤层瓦斯抽采均衡、避免瓦斯灾害的重要基础工作。提出了综合利用瓦斯抽采钻孔开展煤矿瓦斯地质精细勘查的主要任务、施工要求,以及采掘工作面前方隐伏断层探测和瓦斯抽采方案。隐伏断层探测方案... 通过实例表明了详细查明地质构造是确保煤层瓦斯抽采均衡、避免瓦斯灾害的重要基础工作。提出了综合利用瓦斯抽采钻孔开展煤矿瓦斯地质精细勘查的主要任务、施工要求,以及采掘工作面前方隐伏断层探测和瓦斯抽采方案。隐伏断层探测方案的可行性得到了煤矿生产实践的验证。研究结果表明,综合利用瓦斯抽采钻孔对煤层顶(底)板实施连续探测,能够及时发现隐伏构造,是提高瓦斯地质勘查精度,防治瓦斯灾害的一种实用、经济和有效的技术途径。 展开更多
关键词 瓦斯灾害 瓦斯抽采 瓦斯地质 地质勘查
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软硬煤瓦斯解吸规律及影响因素的实验研究 被引量：8
16
作者 郝富昌 抄隆霄 +1 位作者 孙丽娟 刘彦伟 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期42-46,共5页
为了研究软硬煤瓦斯解吸规律,搭建了大质量瓦斯解吸实验系统,进行了不同变质程度软硬煤的瓦斯解吸实验,对比分析了软硬煤的孔隙结构特征,查明了软硬煤的瓦斯解吸规律及影响因素。研究结果表明:软煤相对于硬煤,具有更多的瓦斯解吸总量和... 为了研究软硬煤瓦斯解吸规律,搭建了大质量瓦斯解吸实验系统,进行了不同变质程度软硬煤的瓦斯解吸实验,对比分析了软硬煤的孔隙结构特征,查明了软硬煤的瓦斯解吸规律及影响因素。研究结果表明:软煤相对于硬煤,具有更多的瓦斯解吸总量和更快的解吸速度,采用幂函数可以较好的描述软硬煤的解吸规律,煤的破坏类型和变质程度是影响瓦斯解吸量的主要因素;软硬煤瓦斯解吸规律的差异性主要受煤的孔隙结构影响,软煤总孔容是硬煤的1.18~2.14倍,且软煤中孔及大孔更为发育,这为瓦斯解吸提供了更优质的通道;软煤相对硬煤在同等条件下变质程度更高,煤吸附甲烷的能力更强,这有利于软煤瓦斯解吸量的增加及解吸速度的加快。研究成果为准确测试煤层瓦斯含量和钻屑解吸指标提供了理论依据。 展开更多
关键词 瓦斯解吸规律 软硬煤 影响因素 孔隙结构 破坏类型
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不同煤阶区域预测瓦斯含量临界值的实验研究及应用——以安阳矿区龙山矿无烟煤和大众矿贫煤为例 被引量：5
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作者 孙丽娟 聂百胜 郝富昌 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期101-106,共6页
为了提高对瓦斯突出区域预测的准确性,确定合理的瓦斯含量临界值,分析了不同煤阶煤的吸附特征,搭建了具有温控功能的大质量煤样瓦斯吸附解吸实验系统。实验分析了瓦斯含量、瓦斯压力和钻屑瓦斯解吸指标的相互关系,确定出了不同煤阶瓦斯... 为了提高对瓦斯突出区域预测的准确性,确定合理的瓦斯含量临界值,分析了不同煤阶煤的吸附特征,搭建了具有温控功能的大质量煤样瓦斯吸附解吸实验系统。实验分析了瓦斯含量、瓦斯压力和钻屑瓦斯解吸指标的相互关系,确定出了不同煤阶瓦斯含量临界值。结果表明:①煤的变质程度越高,煤吸附甲烷的能力越强,区域预测瓦斯含量临界值就越高;②龙山矿无烟煤吸附常数(a)值为43.224～45.013m3/t,瓦斯压力为0.74MPa时对应的瓦斯含量最低为10.9m3/t,Δh2为200Pa对应的瓦斯含量最低为10.8m3/t,确定其瓦斯含量临界值为10.0m3/t;③大众矿贫煤a值为30.813～33.85m3/t,瓦斯压力0.74MPa对应的瓦斯含量最低为9.04m3/t,Δh2为200Pa对应的瓦斯含量最低为9.3m3/t,考虑到该矿煤质松软,确定其临界值为8.0m3/t。现场跟踪考察结果表明,所确定的瓦斯含量临界值安全可靠,该研究成果可为其他类似矿区提供借鉴。 展开更多
关键词 瓦斯含量临界值 区域预测 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 钻屑瓦斯解吸指标 构造煤
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微波作用对颗粒煤瓦斯解吸规律影响的实验研究 被引量：9
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作者 温志辉 代少华 +1 位作者 任喜超 李满贵 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期91-96,共6页
为了研究微波对颗粒煤解吸规律的影响,利用1500W的微波对粒径为1~3mm的烟煤进行了不同时间的改性,通过实验室搭建的吸附解吸测试系统进行了各实验煤样在不同吸附平衡压力下的瓦斯解吸实验,并对各实验煤样的瞬间解吸量、累积解吸量,以及... 为了研究微波对颗粒煤解吸规律的影响,利用1500W的微波对粒径为1~3mm的烟煤进行了不同时间的改性,通过实验室搭建的吸附解吸测试系统进行了各实验煤样在不同吸附平衡压力下的瓦斯解吸实验,并对各实验煤样的瞬间解吸量、累积解吸量,以及各煤样的比表面积和孔隙分布进行了对比分析。结果表明:随着微波作用时间的增加,煤样自身得到加热的同时改变了煤样的孔隙结构;主要表现在相同吸附平衡压力下,各实验煤样微波作用3min和5min时的瞬间解吸量和累计解吸量均产生"拐点",呈现了先增加后减小,再增加的变化趋势和规律,且对瓦斯吸附起决定性作用的微孔的比表面积和孔隙体积的分布规律亦出现上述变化趋势;最后初步探讨分析了微波对颗粒煤解吸特性影响的作用机理。 展开更多
关键词 颗粒煤 微波作用 瓦斯解吸 作用机理
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点火位置对独头巷道瓦斯爆炸火焰参数影响实验! 被引量：7
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作者 解北京 王亮 严正 《煤炭工程》 北大核心 2019年第2期87-91,共5页
在实验室模拟独头巷道的小型方形管道内,采用微细热电偶、离子电流传感器和火焰光信号传感器,测试了闭口终端处和距离闭口终端200mm、400mm、600mm、800mm位置处五种点火情况下甲烷-空气预混火焰锋面传播过程中温度、离子电流强度及速... 在实验室模拟独头巷道的小型方形管道内,采用微细热电偶、离子电流传感器和火焰光信号传感器,测试了闭口终端处和距离闭口终端200mm、400mm、600mm、800mm位置处五种点火情况下甲烷-空气预混火焰锋面传播过程中温度、离子电流强度及速度的变化情况。实验结果表明:闭口终端点火时,火焰锋面向开口端传播过程中各截面的温度先减小后增大;距离闭口终端200mm、400mm、600mm、800mm处点火时,火焰传播过程中点火处的温度均最高,火焰向闭口端传播过程中温度有逐渐降低的趋势。不同位置点火时,火焰向开口端传播速度是闭口端传播速度的20倍左右;闭口终端处、距离闭口终端200mm处点火火焰向开口方向传播过程中,火焰传播速度均呈现先增大后减小再增大的趋势;火焰向闭口方向传播过程中,火焰传播速度较小,但有逐渐增大的趋势;离子电流峰值的变化趋势与火焰传播的速度基本吻合,说明火焰向开口端传播比向闭口端传播更剧烈。 展开更多
关键词 瓦斯爆炸 火焰温度 火焰速度 离子强度
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煤层瓦斯微纳米串联多尺度动态扩散渗透率实验-模型-机理及意义 被引量：4
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作者 李志强 陈金生 +1 位作者 李林 彭建松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1551-1566,共16页
多尺度科学问题作为当前世界科学前沿的热点问题之一,已拓展到自然科学与工程技术的众多领域,作为多尺度科学的一个分支,煤岩渗流力学亦存在自身的多尺度科学问题。煤体中存在从毫米到微纳米的多尺度孔裂隙,孔径量级可达百万倍之巨,这... 多尺度科学问题作为当前世界科学前沿的热点问题之一,已拓展到自然科学与工程技术的众多领域,作为多尺度科学的一个分支,煤岩渗流力学亦存在自身的多尺度科学问题。煤体中存在从毫米到微纳米的多尺度孔裂隙,孔径量级可达百万倍之巨,这使得煤体渗透率也呈现出百万量级的空间与时间多尺度特征。因而,煤体多尺度渗透率研究既是煤岩渗流力学的学科内涵问题,亦是瓦斯抽采亟需的工程外延问题。采用柱状原煤煤心开展了无应力和三轴应力下CH4/He的非稳态扩散-渗流实验和三轴应力下稳态渗流实验。实验结果表明:柱状煤心的表观扩散系数随时间延长而动态衰减,并呈现出2类时间多尺度特征,一种为连续光滑的动态衰减特征,一种为两阶段阶跃式动态衰减特征。导出了动态表观扩散数学模型,该模型能较准确描述柱状煤心中气体(CH4/He)非稳态流动全过程。提出了多管串联多尺度孔隙结构物理模型和数学模型,采用压汞孔径数据验证了串联多尺度孔径模型,并据此给出了串联多尺度渗透率的数学证明。以努森数(Kn)为标准,划分了连续流-滑移流-过渡流-自由分子流等流域,以串联多尺度孔径为关联纽带,建立了考虑有效应力和流态的多尺度渗透率模型。研究结果揭示了煤层瓦斯串联多尺度渗流机理,即煤体微纳米孔径及其串联级数是影响多尺度渗透率的决定性因素,可测孔径范围内多尺度效应影响程度可达数万量级。流动初期,气体首先从外层大孔裂隙中流出,流动后期,逐渐从微小孔隙中流出,直至深达纳米级孔隙。随着时间延长,串联孔隙级数逐渐增长,等效孔径逐渐减小,其量级接近于最小孔径,进而使得等效渗透率随时间延长而急速衰减,渗透率的时间多尺度动态衰减特征是空间多尺度的外在反映。气体流动后期,努森数增大,滑移-过渡流态效应超过有效应力效应,并占据主导作用。瓦斯串联多尺度渗透率的实验发现和模型构建,解决了当前多尺度渗流缺乏实验的问题,弥补了单管理论的缺陷,表观意义上实现了扩散与渗流的统一,实现了多尺度渗透率的微观区分与宏观联合。 展开更多
关键词 多尺度 动态 渗透率 扩散 微纳米孔
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