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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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平顶山地区煤矸石资源化利用途径探索 被引量:5
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作者 董建勋 苏孝杰 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2021年第8期80-84,共5页
煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物,也是可利用的资源;平顶山地区作为我国主要的产煤区之一,每年副产大量的煤矸石,长期堆放,对环境产生不利影响,开展煤矸石的资源化利用研究十分有意义;从煤矸石的组成和物理性质方面... 煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物,也是可利用的资源;平顶山地区作为我国主要的产煤区之一,每年副产大量的煤矸石,长期堆放,对环境产生不利影响,开展煤矸石的资源化利用研究十分有意义;从煤矸石的组成和物理性质方面探讨了可能的利用途径。 展开更多
关键词 煤矸石 资源化利用 组成 矸石砖 发泡陶瓷
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煤层气开发对水资源的影响及其防护措施
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作者 陈茜茹 《能源与环保》 2018年第6期100-102,107,共4页
随着鼓励煤层气开发政策、规划的逐步实施,我国的煤层气产业也必将不断发展和壮大。然而,煤层气开发对人类的生存环境有着很多负面的影响,诸如噪声污染、大气污染和水污染等方面。其中,由于我国为缺水国家,煤层气开发对于水资源的影响... 随着鼓励煤层气开发政策、规划的逐步实施,我国的煤层气产业也必将不断发展和壮大。然而,煤层气开发对人类的生存环境有着很多负面的影响,诸如噪声污染、大气污染和水污染等方面。其中,由于我国为缺水国家,煤层气开发对于水资源的影响应该尤为引起关注。煤层气的开发可能污染地表水和地下水、降低地下水位、影响水生态环境、侵蚀土壤等。分析了煤层气开发对于水生态环境和水资源造成的不良影响和破坏,通过分析和探讨,提出了相应的对策和措施。 展开更多
关键词 煤层气开发 水资源 防护措施 环境保护 影响因素
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基于极薄保护层开采的深部煤层绿色开采综合技术 被引量:3
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作者 王英伟 李喜员 +3 位作者 王满 刘厅 杨威 胡金红 《中国矿业》 北大核心 2020年第S01期117-120,共4页
随着煤炭开采进入深部,煤与瓦斯突出对安全生产的危害更为严重。保护层开采是目前广泛使用地、最为行之有效的煤与瓦斯突出防治措施。本文提出了一种基于极薄保护层开采和煤矸石回填的深部煤与瓦斯共采的绿色煤炭开采综合技术,并将其应... 随着煤炭开采进入深部,煤与瓦斯突出对安全生产的危害更为严重。保护层开采是目前广泛使用地、最为行之有效的煤与瓦斯突出防治措施。本文提出了一种基于极薄保护层开采和煤矸石回填的深部煤与瓦斯共采的绿色煤炭开采综合技术,并将其应用于平煤股份十二矿,提高了煤层瓦斯抽采率,减少了温室气体排放;煤矸石回填不仅提高了煤炭质量,减轻了运输系统负担,降低了煤炭开采后地面沉降。 展开更多
关键词 深部矿井 极薄保护层 绿色采煤
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高灰熔点烟煤的分质利用技术研究 被引量:1
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作者 张五交 杨旭 +1 位作者 张德祥 谷小虎 《能源与环保》 2018年第5期75-78,83,共5页
以河南平顶山矿区拥有气煤、肥煤、焦煤到无烟煤的多煤种为例,通过对不同煤层煤样的分析,发现主炼焦煤灰分低、结焦性好,非炼焦煤种硫分高、灰熔融性高,提出了优先生产炼焦精煤用于焦化工业,扩大中国炼焦煤资源;高硫和高灰分烟煤采用水... 以河南平顶山矿区拥有气煤、肥煤、焦煤到无烟煤的多煤种为例,通过对不同煤层煤样的分析,发现主炼焦煤灰分低、结焦性好,非炼焦煤种硫分高、灰熔融性高,提出了优先生产炼焦精煤用于焦化工业,扩大中国炼焦煤资源;高硫和高灰分烟煤采用水冷壁气流床气化生产合成气;中煤、煤泥、矸石以及劣质煤,用于循环流化床燃烧发电;粉煤灰用来生产建材的煤炭分质利用路线,为煤炭清洁高效利用提供实施案例。 展开更多
关键词 烟煤 煤化工 分质利用 高灰熔点 循环流化床燃烧
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平顶山矿区煤层气资源量计算及有利区块优选 被引量:2
6
作者 高建成 覃木广 《煤炭技术》 CAS 2019年第5期28-30,共3页
结合平顶山矿区瓦斯地质规律的资料,根据矿区瓦斯含量的分布规律及相应构造差异,对平顶山矿区进行了区块划分,利用煤层气资源估算体积法对矿区各组主采煤层煤层气资源量进行计算,并对矿区煤层气资源进行有利区块优选,其研究结果为平顶... 结合平顶山矿区瓦斯地质规律的资料,根据矿区瓦斯含量的分布规律及相应构造差异,对平顶山矿区进行了区块划分,利用煤层气资源估算体积法对矿区各组主采煤层煤层气资源量进行计算,并对矿区煤层气资源进行有利区块优选,其研究结果为平顶山矿区煤层气资源的开发及利用提供依据。 展开更多
关键词 煤矿 煤层气 资源量 有利区块优选
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选煤行业相关国家标准现状与建议 被引量:4
7
作者 王学军 周云辉 王新义 《选煤技术》 CAS 2021年第5期7-12,共6页
针对选煤行业标准体系存在归口单位多元化、顶层设计缺乏、标准国际化不足、制修订时效性不佳、煤炭企业参与度低、标准化人才与标准宣贯欠缺等问题,对现行选煤行业相关国家标准进行了归纳和总结,通过分析目前现行国家标准体系建设情况... 针对选煤行业标准体系存在归口单位多元化、顶层设计缺乏、标准国际化不足、制修订时效性不佳、煤炭企业参与度低、标准化人才与标准宣贯欠缺等问题,对现行选煤行业相关国家标准进行了归纳和总结,通过分析目前现行国家标准体系建设情况,探讨了未来选煤行业标准化工作的对策,建议进一步重视标准体系建设,助力选煤工艺技术和洗选产业的提质增效、转型升级。 展开更多
关键词 选煤标准 选煤行业相关国家标准 标准体系建设 标准化工作
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煤炭洗选相关国家标准分析 被引量:3
8
作者 李庆明 褚平安 王学军 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2022年第5期83-89,共7页
推进煤炭清洁安全高效利用是实现能源供给侧改革的重要支撑。加强煤炭洗选加工,提高煤炭洗选比例,是煤炭行业实现绿色发展和高质量转型的必然途径。检索并总结了煤炭洗选相关的现行国家标准,探讨了标准在煤炭洗选产业发展中存在问题与... 推进煤炭清洁安全高效利用是实现能源供给侧改革的重要支撑。加强煤炭洗选加工,提高煤炭洗选比例,是煤炭行业实现绿色发展和高质量转型的必然途径。检索并总结了煤炭洗选相关的现行国家标准,探讨了标准在煤炭洗选产业发展中存在问题与对策。建议进一步重视标准体系化建设,保障煤炭产业的规范发展、提档升级。 展开更多
关键词 煤炭 洗选 标准 选煤 供给侧改革
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远距离斜交工作面上行开采上组煤垂直应力演化规律 被引量:1
9
作者 李喜员 寇建新 +2 位作者 秦茂龙 孙维吉 房胜杰 《煤炭技术》 CAS 2024年第4期90-94,共5页
为探究平煤八矿远距离煤层群斜交工作面上行开采过程中上组煤层垂直应力演化规律,采用数值模拟计算的方法展开研究。研究结果表明,己_(15)-21030工作面回采过程中与上覆戊_(9.10)-21070工作面依次形成相离、相交和重叠的空间关系,因此... 为探究平煤八矿远距离煤层群斜交工作面上行开采过程中上组煤层垂直应力演化规律,采用数值模拟计算的方法展开研究。研究结果表明,己_(15)-21030工作面回采过程中与上覆戊_(9.10)-21070工作面依次形成相离、相交和重叠的空间关系,因此会使上组煤层应力增高或降低。相离区域为应力升高区,受下组煤采动影响应力整体呈升高趋势,应力集中系数最大为1.18;相交区域为卸压过渡区,戊_(9.10)-21070工作面应力由增压变为卸压,最大卸压值较原始应力降低了25%,倾向卸压影响范围为55 m;重叠区域为卸压区,受己_(15)-21030工作面采动影响卸压效果及卸压范围均进一步增大,最大卸压值较原始应力降低了40%,倾向卸压影响范围增大至180 m。将戊组煤层戊_(9.10)-21070工作面根据应力分布云图依次划分为增压区、应力过渡区、卸压区和稳定卸压区。通过现场瓦斯含量测试验证了卸压区残余瓦斯含量比原始区域残余瓦斯含量降低32.9%,远距离煤层群上行开采形成卸压区有利于瓦斯治理工作的开展。 展开更多
关键词 远距离煤层群 斜交工作面 上行开采 应力演化 应力分布
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深井不同层位底板岩巷与煤巷相互影响研究
10
作者 张建国 翟成 唐伟 《煤炭工程》 北大核心 2024年第8期1-6,共6页
深井煤巷掘进突出危险性高,布置底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是降低煤层瓦斯压力、掩护煤巷安全掘进的有效方法。底板岩巷的层位布置及其与上部煤巷之间的相互影响是值得研究的问题。本研究通过数值分析方法,以首山一矿为工程背景,基于采... 深井煤巷掘进突出危险性高,布置底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是降低煤层瓦斯压力、掩护煤巷安全掘进的有效方法。底板岩巷的层位布置及其与上部煤巷之间的相互影响是值得研究的问题。本研究通过数值分析方法,以首山一矿为工程背景,基于采面地质条件建立了离散元数值模型;根据巷道掘进先后关系,从岩层应力变化、围岩变形、损伤分布分析了不同垂距下底板岩巷与上部煤巷之间的相互影响。研究结果表明:底板岩巷对上部煤层有一定的卸压作用,随着两巷垂距的增加,煤体应力降低幅度减小;煤巷掘进对底板岩巷围岩变形有较大影响,增加垂距会降低影响程度;底板岩巷的围岩损伤受底板岩巷层位选择的影响较大,损伤区域主要发生在软岩层、薄岩层附近。首山一矿工作面最终确定底板岩巷与煤巷的垂距为12 m,现场考察结果表明此垂距下底板岩巷和煤巷稳定性良好。 展开更多
关键词 底板岩巷 垂距 层位布置 数值分析 围岩损伤
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基于TG/DSC/MS技术的煤氧复合全过程及气体产物研究 被引量:16
11
作者 贾海林 崔博 +3 位作者 焦振营 赵万里 徐倩倩 孙沣楠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3704-3714,共11页
针对利用DSC曲线研究煤氧复合反应的阶段划分、热量变化及产物生成路径等方面存在定义表述不够系统,TG和DSC耦合分析不够深入等问题,利用TG/DSC/MS联用技术,开展惰气和空气氛围下不同升温速率煤氧复合全过程的测试与分析。实验表明:基于... 针对利用DSC曲线研究煤氧复合反应的阶段划分、热量变化及产物生成路径等方面存在定义表述不够系统,TG和DSC耦合分析不够深入等问题,利用TG/DSC/MS联用技术,开展惰气和空气氛围下不同升温速率煤氧复合全过程的测试与分析。实验表明:基于DSC划分法可将煤氧复合全过程划分为水分蒸发及气体脱附吸热阶段、化学吸附和缓慢反应放热阶段、煤热解生成活性基团放热阶段和挥发分与固定碳燃烧放热阶段。通过特征温度的作图比较,发现TG划分法和DSC划分法的煤氧复合全过程的划分具有高度的重合性和一致性,这证明了DSC划分法的可行性和正确性。利用矿井火灾学、热分析动力学和煤化学理论,阐述了煤氧复合全过程相应阶段的温度范围、生成产物。通过气相产物的质谱分析和Chem 3D软件的建模分析,在构建煤结构单元局部片段的基础上阐明了甲烷、乙烯、一氧化碳和二氧化碳等气体生成的反应历程及生成机理。获得了煤氧复合过程中CH_(4)和C_(2) H_(4)的生成趋势具有相似性规律,且离子流强度曲线出现的峰值温度基本相同。CO_(2)的逸出曲线呈抛物线,在560℃时出现逸出峰。发现了CO的离子流强度曲线具有双峰特征,双峰对应的特征温度分别为530,609℃。研究成果可为厘清煤氧复合的全过程和煤自燃分级预警提供理论支撑。 展开更多
关键词 煤氧复合全过程 吸放热效应 TG与DSC耦合关系 DSC划分法 离子流强度
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基于分子动力学模拟的非离子表面活性剂对煤润湿性影响机制 被引量:6
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作者 张建国 刘依婷 +8 位作者 王满 王英伟 李红梅 谢晶 赵赟 周伟奇 叶思琪 李露明 漆锐 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期191-202,共12页
煤矿深部开采条件下煤尘灾害严重,采用非离子表面活性剂可有效改善煤尘润湿性,抑制煤尘的产生和扩散。为了探究非离子表面活性剂对煤尘表面的润湿过程和润湿机理,采用分子动力学模拟和实验研究相结合的方法,研究非离子表面活性剂月桂基... 煤矿深部开采条件下煤尘灾害严重,采用非离子表面活性剂可有效改善煤尘润湿性,抑制煤尘的产生和扩散。为了探究非离子表面活性剂对煤尘表面的润湿过程和润湿机理,采用分子动力学模拟和实验研究相结合的方法,研究非离子表面活性剂月桂基葡糖苷(APG)与曲拉通X-100(Triton X-100)对煤尘表面润湿性能的影响;基于苯环碳骨架结构建立3组煤-水界面吸附体系模型,对比分析表面活性剂在煤表面的吸附平衡构型和分子空间分布,计算煤-表面活性剂-水间相互作用能及能量组成变化,考察APG和Triton X-100与水分子形成氢键的能力;以河南平顶山矿区丁、戊、己3组煤层煤样为测试对象,开展沉降和接触角实验并计算煤样表面自由能组成,验证模拟结果,利用傅立叶红外光谱(FT-IR)测试煤样芳香烃基团特征,验证Triton X-100与煤分子间的作用机制。结果表明:达到吸附平衡状态时,非离子表面活性剂分子通过烷基链相互连接,形成聚集状态,在煤-水界面与水-气界面均有分布;Triton X-100通过增强与水分子的相互作用,促进水分子在煤表面的吸附,对煤表面润湿性能影响较大。室内试验结果表明,Triton X-100对煤表面的润湿效果优于APG,质量分数为1.5%时效果最优,且煤尘中的芳香烃含量越高,越利于Triton X-100的吸附。研究成果可为深部开采的高效抑尘剂研发提供理论指导和借鉴。 展开更多
关键词 非离子表面活性剂 煤尘 润湿性 分子动力学
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不同赋存深度煤的物性特征 被引量:4
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作者 刘倩颖 张茹 +5 位作者 王满 魏思祥 张泽天 高明忠 贾哲强 张朝鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2101-2109,共9页
浅部矿产资源日益枯竭,深部地下开采将成为常态。因此,对不同赋存深度,尤其是超千米深煤岩开展系统研究具有重要的工程意义。现有研究大多通过改变围压、温度等条件来模拟岩体所处的外在环境,并未采用真实赋存深度样品开展研究,同时忽... 浅部矿产资源日益枯竭,深部地下开采将成为常态。因此,对不同赋存深度,尤其是超千米深煤岩开展系统研究具有重要的工程意义。现有研究大多通过改变围压、温度等条件来模拟岩体所处的外在环境,并未采用真实赋存深度样品开展研究,同时忽略了原位岩体初始结构、物质组成和性质的差异。对取自平顶山矿区已组煤层300,600,700,850和1 050 m五个不同深度的煤岩开展系统试验,研究不同赋存深度煤岩成分、细观结构、瓦斯吸附及声学特性。测试结果表明:随着赋存深度增加,煤的组成和结构发生改变,变质程度增大,结构更为致密,瓦斯吸附能力增强,超声波在其内传播发生散射和折射的几率减少,损耗能量降低,纵波波速增大。该成果可为后续开展不同赋存深度煤岩宏观力学特性相关研究提供借鉴。 展开更多
关键词 赋存深度 物性 成分结构 吸附特性 声学特性
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基于五图双系数法的煤层底板突水危险性评价 被引量:9
14
作者 李建林 陈国胜 +1 位作者 张波 崔延华 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第2期30-34,40,共6页
为准确预测煤层底板突水的危险性,以平煤八矿为例,利用五图双系数法对二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性进行了预测评估。通过分析隔水层与水压的关系,计算了带压系数和突水系数;利用Surfer绘图软件,绘制了底板水压、水头分布、... 为准确预测煤层底板突水的危险性,以平煤八矿为例,利用五图双系数法对二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性进行了预测评估。通过分析隔水层与水压的关系,计算了带压系数和突水系数;利用Surfer绘图软件,绘制了底板水压、水头分布、突水系数的等值线图和突水危险性分区图。该方法比突水系数法更为全面;与脆弱性指数法相比,不需要太多的相关资料。结果显示,突水危险性较大的区域分布在矿区的西北和东北部,面积较小;南部和中部有2个小的区域属于基本安全区;其他区域属于突水危险性较小的区域。整体而言,平煤八矿二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性小。 展开更多
关键词 五图双系数法 寒灰水 底板突水 分区评估
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深部煤层不同类型隐伏构造致灾规律研究 被引量:3
15
作者 张建国 邱黎明 +3 位作者 王满 彭玉杰 刘强 宋大钊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期50-59,共10页
深部开采过程中,矿井地质类型复杂,在“三高一扰动”条件下,隐伏构造附近极易引发煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害。为明确隐伏构造诱发动力灾害的机制,以平煤股份八矿为工程背景,数值模拟研究了不同采掘方向正、逆断层及两者同时存在时的应... 深部开采过程中,矿井地质类型复杂,在“三高一扰动”条件下,隐伏构造附近极易引发煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害。为明确隐伏构造诱发动力灾害的机制,以平煤股份八矿为工程背景,数值模拟研究了不同采掘方向正、逆断层及两者同时存在时的应力-应变演化特征及致灾规律,分析了不同隐伏构造对掘进头的影响。结果表明:掘进遇单一断层,应力-应变集中在工作面前方及断层内部,掘进遇正断层更易产生应力集中,且应力集中区域范围更大,在同等掘进距离下,逆断层主应变略大于正断层;随着掘进距离的增加,当掘进距离增加至15 m时,应力-应变集中区逐渐重合,最终在断层区域形成应力-应变叠加区;掘进遇多断层,应力集中在工作面前方、两断层之间的构造煤上。遇正-逆断层、逆-正断层,叠加应力-应变分布特征表现出差异性,遇正-逆断层,叠加应力-应变主要分布在正断层附近,而遇逆-正断层,两断层之间构造煤中应力-应变也显著增加。逆断层及逆断层主导的多隐伏构造附近,应变能增长速率更大,更有利于应变能积聚,煤与瓦斯突出危险性增加。在采动应力、断层构造应力及煤岩体中的静应力三者的共同作用下,最终引发煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害。多隐伏构造较单一构造更易产生应力集中,煤岩动力灾害危险性增加。 展开更多
关键词 深部煤层 隐伏构造 煤岩动力灾害 应力-应变演化特征 致灾规律
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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
16
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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煤-热共采模式下矿井地热水开采及智能调度技术研究 被引量:1
17
作者 李延河 万志军 +5 位作者 于振子 张源 张波 甄正 赵东 师鹏 《中国矿业》 2023年第9期110-118,共9页
为响应我国“碳达峰、碳中和”战略目标,实现能源绿色清洁转型,开发深部矿井地热资源具有重要意义。以平煤十矿为背景,利用热储体积法,评价了矿区地热水开发潜力,结果显示矿区地热水蕴藏热能7.63×10^(17)J,折合标煤26.1 Mt,动态地... 为响应我国“碳达峰、碳中和”战略目标,实现能源绿色清洁转型,开发深部矿井地热资源具有重要意义。以平煤十矿为背景,利用热储体积法,评价了矿区地热水开发潜力,结果显示矿区地热水蕴藏热能7.63×10^(17)J,折合标煤26.1 Mt,动态地热流体可采量折合标煤1.01 Mt/a,具有较高开发潜力。基于此,在煤-热共采理论及框架的基础上,提出了矿井地热水开采方法,并提出了一种基于地面热负荷的地热水开采智能调度技术。通过计算矿区热负荷,设计了矿井地热水开采方案,并进行了现场工业性实验。实验结果表明,开发利用矿井地热水可满足平煤十矿矿区17万m^(2)的冬季供暖及7000余名职工日常洗浴,同时可减少燃煤约10327 t/a,折合CO_(2)排放量2.69×10^(4)t/a,为企业带来693.8万元的经济效益。因此,深部矿井地热水开采具有良好的安全效益、经济效益、社会效益与环境效益,可为我国“双碳”目标的实现贡献力量。 展开更多
关键词 煤-热共采 地热水 热负荷 矿区供暖 井筒防冻 高温矿井
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软弱厚煤层“三沿”布置技术应用研究 被引量:1
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作者 王英伟 孙景阁 +4 位作者 陈召 赵文峰 王满 张盛 王辉 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第5期40-45,共6页
软弱厚煤层工作面掘进回采巷道,通常采用沿底掘进,存在冒顶风险,且不易推广无煤柱开采。针对煤层厚度变化和煤层软弱的特点,提出一种“三沿”技术,即利用煤层顶板较为坚硬的特点,采用主动锚网索支护的方式进行回采巷道的“沿顶掘进”,... 软弱厚煤层工作面掘进回采巷道,通常采用沿底掘进,存在冒顶风险,且不易推广无煤柱开采。针对煤层厚度变化和煤层软弱的特点,提出一种“三沿”技术,即利用煤层顶板较为坚硬的特点,采用主动锚网索支护的方式进行回采巷道的“沿顶掘进”,使用定向预裂爆破技术实现切顶卸压“沿空留巷”,以及采用“主动锚网索+木垛+U型钢支架”的支护方式进行超前卧底形成超高巷道来实现煤炭最大程度的“沿底回采”。根据工作面开采动压影响和切顶卸压原理,在距离工作面不同距离范围内分别设计了6个阶段的动态支护参数。工程实践表明,沿顶掘进有利于巷道稳定和沿空留巷技术的应用,同时能够最大程度地回收煤炭资源。该技术解决了软弱厚煤层沿底掘进巷道支护困难、留设煤柱浪费资源等问题。 展开更多
关键词 软弱厚煤层 “三沿”布置技术 沿顶掘进 沿底回采 沿空留巷
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受采空区和煤柱影响巷道支护技术应用研究 被引量:1
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作者 王英伟 孙景阁 +3 位作者 朱磊 王满 王峰 陈召 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第6期19-24,共6页
针对受采空区和煤柱影响巷道的稳定性问题,采用FLAC3D数值模拟的方法,对采空区巷道受2次采动和不同宽度煤柱影响下围岩的变形特征及应力分布规律进行研究,基于耦合支护技术提出了具体的支护方案。结果表明,底板岩层的应力分布受邻近采... 针对受采空区和煤柱影响巷道的稳定性问题,采用FLAC3D数值模拟的方法,对采空区巷道受2次采动和不同宽度煤柱影响下围岩的变形特征及应力分布规律进行研究,基于耦合支护技术提出了具体的支护方案。结果表明,底板岩层的应力分布受邻近采空区和煤柱叠加应力的影响,煤柱到采空区80 m范围内底板岩层受到剧烈影响,最大应力集中系数为3.9;当煤柱宽度增大时,巷道围岩塑性区随之减小。根据巷道的破坏特征及应力分布规律,提出“高强锚网索+浅深部围岩分次注浆加固+喷浆”分层耦合支护技术参数,在现场得到了成功应用。 展开更多
关键词 采空区下 采动影响 煤柱 分次支护
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深部近距离煤层群采动力学行为探索 被引量:46
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作者 彭高友 高明忠 +6 位作者 吕有厂 张瑞皋 谢晶 刘强 何志强 陆彤 杨本高 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1971-1980,共10页
我国深部近距离煤层群赋存开采比重大,采动力学机理不清,导致开采效率低,安全事故频发。深部煤岩体所表现出的物理力学特性及变形破坏特征较浅部有着本质差异,尤其在深部近距离煤层群开采条件下,临近工作面扰动影响将导致更加复杂的采... 我国深部近距离煤层群赋存开采比重大,采动力学机理不清,导致开采效率低,安全事故频发。深部煤岩体所表现出的物理力学特性及变形破坏特征较浅部有着本质差异,尤其在深部近距离煤层群开采条件下,临近工作面扰动影响将导致更加复杂的采动应力重分布过程。针对深部近距离煤层群采动影响下巷道围岩控制难题,依托平煤十二矿己14和己15深部近距离煤层群工程实践,在己15-31030工作面进风巷内开展了巷道收敛变形、锚索应力现场原位监测试验,理论计算了近距离煤层群底板破坏范围并推导得出了巷道围岩变形速度公式,初步揭示了深部近距离煤层群采动力学行为。研究表明:己14煤层底板破坏深度理论值约21.24~30.88m,上覆煤层采动影响导致本煤层采场边界改变,巷道顶底板及左右帮收敛量约400mm,巷道收敛变形量随采煤工作面推进呈现阶梯式缓慢增长与指数式快速增长两阶段模式,其中指数式快速增长阶段为巷道变形的主要阶段;锚索应力随采煤工作面推进呈现“近线性增长—跃阶式降低”两阶段演化模式,顶板锚索应力平均变化率、峰值应力均显著高于巷帮相应参数,巷道顶板采动效应较巷帮更为明显;锚索应力峰值点滞后最大收敛变形位置约40m,采动影响时效相比单一煤层开采大幅延长约35m,采动应力变化率及其峰值分别降低约53.5%,24.5%,己15煤层采动影响范围约105m;巷道围岩变形速率与距采煤工作面距离呈现反比例函数关系,在此基础上,进一步推导得出深部近距离煤层群距采煤工作面不同距离处围岩变形速度预测公式,并对比现场原位监测数据验证了该公式的合理性。研究成果可为同类深部近距离煤层群的巷道围岩变形速度预测、巷道支护及采矿技术优化等工程问题提供参考。 展开更多
关键词 近距离煤层群 深部开采 采动效应 巷道变形 下行开采
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