CO_(2)作用下煤体裂隙发育及三维动力学特性研究

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作者 王磊 廖志鹏 +3 位作者 陈礼鹏 杨震宇 吴雨轩 李伟利 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期135-146,共12页

为研究CO_(2)吸附对煤体裂隙及其三维动力学特性的影响,利用高压气体吸附解吸系统和CT扫描系统分别对煤样开展了CO_(2)吸附试验和扫描试验,实现了对吸附前后煤样内部裂隙的精准提取及数字化定量表征,并结合自主研发的高温高压含气煤岩... 为研究CO_(2)吸附对煤体裂隙及其三维动力学特性的影响,利用高压气体吸附解吸系统和CT扫描系统分别对煤样开展了CO_(2)吸附试验和扫描试验,实现了对吸附前后煤样内部裂隙的精准提取及数字化定量表征,并结合自主研发的高温高压含气煤岩动静组合加载系统对煤样开展了不同CO_(2)压力和围压作用下三维动态冲击试验,分析了煤样的动态力学参数,最后从数值模拟角度探讨了煤体裂隙发育与强度劣化间的内在联系。结果表明:吸附CO_(2)会促进煤体内部裂隙扩展并伴随新生裂隙的萌发,导致裂隙网络更加复杂,且作用效果随CO_(2)压力升高而加剧;不同CO_(2)压力作用下,煤体三维动态应力-应变曲线变化趋势大致相同,CO_(2)压力和围压均会影响煤体的动力学特性,CO_(2)会弱化煤体的动态强度和动态弹性模量,而围压作用会使煤体的动态强度和动态弹性模量增加;CO_(2)压力的增大会导致煤体孔隙率不断增大,减小煤体有效承载体积,进而导致煤体宏观力学特性的劣化,同时围压的存在会限制煤样环向变形,且围压越大,限制作用越强。 展开更多

关键词 CO_(2)吸附 CT扫描 裂隙发育 三维动力学特性 COMSOL模拟

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厚表土层千米埋深口孜东矿井开拓设计研究 被引量：6

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作者 王建锋 《煤炭工程》 北大核心 2020年第7期28-31,共4页

为了研究厚表土层千米埋深矿井开拓设计,实现现代化矿井的安全高效高产,在分析两淮矿区具有代表性的厚表土、高地压、大埋深的口孜东井田地质特征后,从开拓方式、井口位置选择、开采水平划分、开拓大巷布置、采区划分、煤层开采顺序等... 为了研究厚表土层千米埋深矿井开拓设计,实现现代化矿井的安全高效高产,在分析两淮矿区具有代表性的厚表土、高地压、大埋深的口孜东井田地质特征后,从开拓方式、井口位置选择、开采水平划分、开拓大巷布置、采区划分、煤层开采顺序等方面研究了口孜东矿井的开拓设计,该研究成果对厚表土、高地压、大埋深等同类型矿井设计具有一定的指导意义和参考价值。 展开更多

关键词 厚表土层 千米埋深 矿井开拓 高地压

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煤矿立井井筒破坏修复后的提升系统设计研究 被引量：4

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作者 许斌 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期18-22,共5页

针对淮南某矿主、副井井筒修复后的提升系统设计进行研究。根据两个井筒修复后断面变化的具体情况,通过非标设计,完成大型提升容器和复杂装备的设计工作;在副井罐笼减少一只的不利情况下,充分挖掘系统潜力与统筹调整提升任务相结合,解... 针对淮南某矿主、副井井筒修复后的提升系统设计进行研究。根据两个井筒修复后断面变化的具体情况,通过非标设计,完成大型提升容器和复杂装备的设计工作;在副井罐笼减少一只的不利情况下,充分挖掘系统潜力与统筹调整提升任务相结合,解决复杂条件大型深井辅助提升能力的难题;根据主、副井提升系统不同的特点,采用不同的方案完成纠偏工作。最终,成功改造主、副井提升系统,为矿井恢复生产并保持生产能力提供有力保障。避免新打井筒,利用已经建成的提升机房、井架等地面建构筑物以及井底车场等井下工程,节省投资和工期。 展开更多

关键词 主井 副井 提升系统 提升能力 井筒装备 提升设备 箕斗 罐笼

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复杂矿井安全高效开采设计研究 被引量：4

4

作者 章磊 王勇 《煤炭工程》 北大核心 2022年第2期1-4,共4页

为实现复杂条件下千米深井的安全高效开采,在分析矿井资源条件基础上,结合地面布置及矿区生产经验,从开拓方式、井口位置选择、井筒数目、首采区巷道布置及采煤工艺等方面进行研究,确定了信湖矿井合理的开拓开采系统及采煤工艺。联合试... 为实现复杂条件下千米深井的安全高效开采,在分析矿井资源条件基础上,结合地面布置及矿区生产经验,从开拓方式、井口位置选择、井筒数目、首采区巷道布置及采煤工艺等方面进行研究,确定了信湖矿井合理的开拓开采系统及采煤工艺。联合试运转表明,各系统运行稳定可靠,日产原煤约8000t,在籍人员1000人,达到了一井一面一千人的预期目标。 展开更多

关键词 复杂矿井 千米埋深 矿井开拓 开采系统 采煤工艺

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千米深井高地压软岩条件下硐室支护设计研究 被引量：4

5

作者 张爱勇 《煤炭工程》 北大核心 2018年第12期13-16,共4页

为了解决口孜东井下软岩大硐室的支护问题,分析了两淮矿区深井高地压硐室支护技术现状、特点。并根据口孜东矿主井箕斗装载硐室处工程地质情况,对装载硐室支护方案设计进行了比选和优化,提出了"锚索网带喷+钢筋混凝土+直墙肋梁加固... 为了解决口孜东井下软岩大硐室的支护问题,分析了两淮矿区深井高地压硐室支护技术现状、特点。并根据口孜东矿主井箕斗装载硐室处工程地质情况,对装载硐室支护方案设计进行了比选和优化,提出了"锚索网带喷+钢筋混凝土+直墙肋梁加固"联合支护形式,其支护效果和经济性大幅提高。可为深井高地压软岩条件下大硐室支护设计提供一定的借鉴经验。 展开更多

关键词 千米深井 高地压 软岩 硐室支护

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立井井筒相互关系对地面总平面布置和井底车场设计的影响研究 被引量：1

6

作者 王建锋 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期13-17,共5页

以淮南矿区口孜东矿为背景,分析矿井地面总平面布置应考虑的各种因素,综合立井井下井底车场设计及矿井开拓,从地面总平面布置设计为切入点,再从井底车场及主要硐室布置、矿井主要巷道布置等方面较深入地研究了立井井筒相互关系对地面和... 以淮南矿区口孜东矿为背景,分析矿井地面总平面布置应考虑的各种因素,综合立井井下井底车场设计及矿井开拓,从地面总平面布置设计为切入点,再从井底车场及主要硐室布置、矿井主要巷道布置等方面较深入地研究了立井井筒相互关系对地面和井底设计的影响。结果表明,只有在设计过程中综合考虑地面总平面布置、井底车场、便于施工等因素,才能达到地面美观、功能区分合理、井底车场线路合理、进而有利于矿井安全高效高产,有利于地面功能合理划分,有利于节约建设工期。 展开更多

关键词 口孜东矿 立井井筒 地面总平面 井底车场

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大跨度重载荷钢结构桁架施工质量缺陷纠偏技术 被引量：1

7

作者 张炜 王明 张化全 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期38-43,共6页

东周窑煤矿清洁能源改造项目乏风平台的大跨度钢结构桁架在施工过程中由于施工工序及施工管理失误等诸多原因,导致大跨度钢结构桁架产生竖向变形位移及钢结构框架支撑柱产生水平方向变形位移的严重质量缺陷,直接影响设备安装、安全使用... 东周窑煤矿清洁能源改造项目乏风平台的大跨度钢结构桁架在施工过程中由于施工工序及施工管理失误等诸多原因,导致大跨度钢结构桁架产生竖向变形位移及钢结构框架支撑柱产生水平方向变形位移的严重质量缺陷,直接影响设备安装、安全使用。针对上述问题,采用后张法折线形预应力高强度钢索配合两侧外侧对称设置钢丝缆绳对大跨度钢结构桁架反向加载,同时辅助大型吊车在大跨度钢结构桁架中间点施加垂直向上拉力使桁架垂直变形及支撑框架柱水平变形回归纠偏技术。该纠偏技术不仅成功消除了结构质量缺陷,而且纠偏效率高、成本低,同时不改变桁架及支撑框架柱原设计整体安全,实现安全高效纠偏技术效果,具有较高的应用推广价值。 展开更多

关键词 钢结构桁架 钢框结构支撑柱 质量缺陷 纠偏技术

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丁集煤矿超低浓度瓦斯氧化供热技术应用研究 被引量：2

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作者 柏琳 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期33-36,共4页

针对丁集煤矿抽放排空超低浓度瓦斯造成的能源浪费和环境污染,介绍了超低浓度瓦斯(甲烷浓度7%以下)回收利用技术,经配气掺混后瓦斯浓度降低至1.2%送入蓄热式氧化装置,生成900℃以上高温烟气,通过烟气余热锅炉生成中温中压蒸汽供背压式... 针对丁集煤矿抽放排空超低浓度瓦斯造成的能源浪费和环境污染,介绍了超低浓度瓦斯(甲烷浓度7%以下)回收利用技术,经配气掺混后瓦斯浓度降低至1.2%送入蓄热式氧化装置,生成900℃以上高温烟气,通过烟气余热锅炉生成中温中压蒸汽供背压式汽轮发电机组发电和供热,实现热电联产。描述了应用低浓度瓦斯二次掺混输送技术解决浓瓦斯安全输送问题的方法,应用瓦斯氧化低温热风回用技术提高蓄热氧化炉热效率的方法,以及应用背压式汽轮机和后置机组合热电联产技术解决机组平稳运行与丁集煤矿热负荷波动大难适应问题的方法。最后,分析了丁集煤矿超低浓瓦斯氧化利用工程的经济和社会效益。 展开更多

关键词 超低浓度瓦斯 瓦斯蓄热氧化 煤矿热负荷 后置机组 热电联产

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顾桥煤矿东区二水平主排水泵房优化设计 被引量：2

9

作者 吴晓东 李翔 《煤炭工程》 北大核心 2023年第3期8-11,共4页

针对主排水水泵房传统设计模式布置复杂、环节多、工期长、后期设备维护等问题,提出采用吸水池代替配水井、配水巷和吸水井的优化方案,设计优化后整个主排水泵房仅由泵房和吸水池组成,并在顾桥煤矿东区二水平主排水泵房应用,相比于传统... 针对主排水水泵房传统设计模式布置复杂、环节多、工期长、后期设备维护等问题,提出采用吸水池代替配水井、配水巷和吸水井的优化方案,设计优化后整个主排水泵房仅由泵房和吸水池组成,并在顾桥煤矿东区二水平主排水泵房应用,相比于传统方案,施工工期减少了约30 d,施工费用降低了18.9%。实践证明,该方案具有布置简单、环节少、功能齐全、工期及施工费用大幅度减少等优点,为煤矿生产创造了较大的经济效益和良好的安全效益。 展开更多

关键词 主排水泵房 吸水池 配水井 配水巷 吸水井

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煤矿生活区室外装配式箱泵一体化消防给水泵站设计 被引量：2

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作者 毕丽敏 罗延歆 《煤炭工程》 北大核心 2022年第6期32-34,共3页

箱泵一体化消防给水泵站是消防水池与消防泵房的集成产品,集成化、标准化、智能化程度较高,可提高公共消防安全管理水平和消防给水系统的安全可靠性。针对煤矿生活区普遍位于城市非中心区域,需加强消防灭火设施管理的问题,文章探讨了煤... 箱泵一体化消防给水泵站是消防水池与消防泵房的集成产品,集成化、标准化、智能化程度较高,可提高公共消防安全管理水平和消防给水系统的安全可靠性。针对煤矿生活区普遍位于城市非中心区域,需加强消防灭火设施管理的问题,文章探讨了煤矿生活区采用智慧型室外装配式箱泵一体化消防给水泵站的特点和应用场景,并分析了地面和埋地装配式箱泵一体化消防给水泵站设计要点。 展开更多

关键词 智慧矿山 智慧消防 远程管理系统 物联网消防系统

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不同超临界CO_(2)浸蚀时间后冲击煤体能量演化与破坏特征 被引量：3

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作者 王磊 杨震宇 +4 位作者 陈礼鹏 王勇 张帅 王安铖 李伟利 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2251-2262,共12页

在未采煤层封存CO_(2)时,注入的CO_(2)受高温高压影响会处于超临界态,影响煤层稳定性。为研究超临界CO_(2)浸蚀后煤体受扰动影响引起的能量耗散与破坏特征,基于自主研发的高压气体吸附/解吸试验系统对煤体开展不同超临界CO_(2)浸蚀时间(... 在未采煤层封存CO_(2)时,注入的CO_(2)受高温高压影响会处于超临界态,影响煤层稳定性。为研究超临界CO_(2)浸蚀后煤体受扰动影响引起的能量耗散与破坏特征,基于自主研发的高压气体吸附/解吸试验系统对煤体开展不同超临界CO_(2)浸蚀时间(0、2、4、6 d)的吸附试验,利用分离式霍普金森压杆试验系统对超临界CO_(2)作用后的煤体开展冲击压缩试验,并结合高速摄像仪拍摄了冲击过程,分析了冲击煤体的能量耗散规律,阐明了煤体的破坏裂纹演化与破碎分形特征。研究结果表明:相同冲击荷载下,不同超临界CO_(2)浸蚀时间后煤样的应力-应变曲线变化趋势类似,可划分为弹性能量耗散、塑性能量耗散和峰后能量耗散3个阶段。随超临界CO_(2)浸蚀时间增长,煤样吸能能力减弱,冲击煤样表面裂纹数量增多,裂纹网络及扩展方向逐渐复杂,煤样破碎更加剧烈,破碎粒径减小,破碎形态更加复杂,最后确定了不同浸蚀时间后煤样破碎分形维数与耗能密度的线性相关关系。研究结果对于开展注CO_(2)强化深部煤层气开采工程探索具有一定的理论意义。 展开更多

关键词 CO_(2)地质封存 超临界CO_(2) 冲击荷载 能量耗散 破碎分形

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深井降温硐室支护设计结构模拟与应用

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作者 吕琳 《中国煤炭》 2019年第7期116-118,共3页

结合现场支护条件采用数值模拟方法研究硐室支护结构.采用一次支护动态设计,充分考虑支护材料在热害条件下的力学性能和施工巷道开挖对围岩的扰动影响,给出其硐室结构支护设计方案,为其他井下车场和硐室的设计提供参考.

关键词 降温硐室 结构支护 数值模拟 MIDAS 锚杆

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不同CO_(2)吸附时间下煤体力学特性及裂隙扩展规律

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作者 王磊 吴雨轩 +3 位作者 陈礼鹏 王勇 廖志鹏 杨震宇 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期964-976,共13页

CO_(2)吸附引起的结构变形对煤层稳定性有显著影响。利用自主研发的气-固耦合实验系统结合MTS力学试验系统,研究了CO_(2)吸附时间对煤体力学特性及力学参数变化规律的影响;通过工业CT扫描和三维重构技术构建了煤体裂隙结构模型,阐明了CO... CO_(2)吸附引起的结构变形对煤层稳定性有显著影响。利用自主研发的气-固耦合实验系统结合MTS力学试验系统,研究了CO_(2)吸附时间对煤体力学特性及力学参数变化规律的影响;通过工业CT扫描和三维重构技术构建了煤体裂隙结构模型,阐明了CO_(2)吸附时间对裂隙结构的影响,并利用COMSOL软件开展了CO_(2)在煤体中的流体动力学模拟,探讨了CO_(2)吸附作用下煤体裂隙扩展规律。结果表明:(1)不同CO_(2)吸附时间下煤体应力-应变曲线可分为3个阶段,受吸附时间影响显著,且峰值强度与弹性模量随吸附时间增加呈下降趋势,最大劣化幅度可达29.82%,劣化度呈上升趋势,但存在“时效性”,在5、7 d时劣化度幅度最大变化仅约0.5%;(2)受到CO_(2)吸附时间的影响煤体裂隙呈由外向内的扩展趋势,且先快后慢,煤体裂隙率及连通度在7 d时分别达到14.03%、1.59;(3)CO_(2)在煤体内运移方向是由外向内,裂隙与基质间出现的应力集中区会造成裂隙发生扩展,使得煤体结构疏松化、抵抗荷载能力降低。 展开更多

关键词 CO_(2)吸附时间 力学特性 裂隙扩展 CT扫描 COMSOL

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