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碱性溶液降低煤体冲击倾向性的实验研究 被引量：6
1
作者 夏大平 郭红玉 +3 位作者 罗源 马俊强 陈山来 王振 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1768-1773,共6页
利用RMT-150B岩石力学实验系统对千秋矿原始煤样、清水浸泡煤样与碱溶液浸泡煤样开展实验研究,分析煤样弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间和单轴抗压强度指标的变化趋势。综合判断表明,原始煤样和清水浸泡煤样分别为强冲击性和... 利用RMT-150B岩石力学实验系统对千秋矿原始煤样、清水浸泡煤样与碱溶液浸泡煤样开展实验研究,分析煤样弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间和单轴抗压强度指标的变化趋势。综合判断表明,原始煤样和清水浸泡煤样分别为强冲击性和弱冲击性,而碱溶液浸泡后其力学强度急剧下降,由脆性向塑性变化趋势最明显,变为完全无冲击性。通过煤样的工业应用指标、接触角、浸泡时间/力学强度、碱溶液的浓度和用量等测试,初步分析了碱溶液在煤矿的应用前景,对中低阶煤层来说,在煤层注水时加入少许碱性药品实现物理-化学联合作用防治冲击地压,同时还兼具降尘效应。 展开更多
关键词 冲击倾向性 化学反应 碱溶液 力学强度 接触角 中低阶煤
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深部采动高承压水完整底板突水通道形成模式分析 被引量：7
2
作者 孙文斌 张士川 朱磊 《矿业安全与环保》 北大核心 2016年第3期100-102,106,共4页
随着煤矿开采逐步向深部延伸,底板受高承压水影响,突水问题与浅部相比产生明显差异性。基于"下三带"等理论,建立深部开采底板力学模型,分析完整岩层带的破坏情况。将底板完整岩层带简化为弹性梁,通过分析岩层带内的弯矩情况,... 随着煤矿开采逐步向深部延伸,底板受高承压水影响,突水问题与浅部相比产生明显差异性。基于"下三带"等理论,建立深部开采底板力学模型,分析完整岩层带的破坏情况。将底板完整岩层带简化为弹性梁,通过分析岩层带内的弯矩情况,得出岩层带内首先破坏位置,并给出相应破坏的力学判据,得出承压水沿下界面两端方向首先向上导升。在此基础上,进一步分析研究,提出双剪破坏、散面对接两种突水通道形成模式,并分析了容易发生突水的位置。 展开更多
关键词 煤矿 深部开采 底板 破坏位置 突水通道 突水模式
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综掘工作面智能化开采技术研究 被引量：52
3
作者 张科学 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第7期106-111,共6页
基于现场调研、统计分析和数值计算相结合的方法,研究了综掘工作面智能化开采技术现状及发展趋势,确定了综掘工作面智能化无人开采技术分2个阶段,即可视远程干预型智能化无人开采和自适应型智能化无人开采;指出了综掘大断面巷道围岩变... 基于现场调研、统计分析和数值计算相结合的方法,研究了综掘工作面智能化开采技术现状及发展趋势,确定了综掘工作面智能化无人开采技术分2个阶段,即可视远程干预型智能化无人开采和自适应型智能化无人开采;指出了综掘大断面巷道围岩变形的极值宽度为4.5 m,且综掘智能化工作面断面宽度不宜超过4.5 m;得到了综掘工作面智能化开采工序、控制系统(围岩探测系统、生产控制系统和视频监控系统)和技术路线;提出了大断面巷道变形智能控制技术、掘进机智能化技术、锚杆支护智能化技术、运输系统智能化技术和视频监控智能化技术是综掘工作面智能化开采的关键技术。研究成果可为综掘工作面智能化开采技术的后续长足发展提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 综掘工作面 智能化开采 无人化 开采工序
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智能化无人开采系列关键技术之一——综采智能化工作面调斜控制技术研究 被引量：56
4
作者 张科学 李首滨 +3 位作者 何满潮 宁宇 张良 黄曾华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第1期139-149,共11页
为解决智能化无人开采关键难题之一的调斜控制问题,采用现场调研、力学分析和工业性试验相结合的方法,得到了工作面调斜控制的内在根本原因及外在诱发原因;阐明了综采工作面刮板输送机的力学行为,得出了刮板输送机发生上窜、下滑和不发... 为解决智能化无人开采关键难题之一的调斜控制问题,采用现场调研、力学分析和工业性试验相结合的方法,得到了工作面调斜控制的内在根本原因及外在诱发原因;阐明了综采工作面刮板输送机的力学行为,得出了刮板输送机发生上窜、下滑和不发生上窜或下滑的力学条件;指出了工作面调斜控制技术中的单向割煤、反向推移刮板输送机、加刀、减刀及加刀减刀联合控制技术原理;提出了综采智能化工作面基于实时推进度监测的调斜控制技术,实时监测运输巷推进度、回风巷推进度及伪斜角度,同时利用安装在机头和机尾的推进度测量装置进行自动对比分析,以达到对综采智能化工作面实时调斜的智能控制。现场工业性试验表明,基于实时推进度监测的工作面超宽带测距最大误差125.0 mm,最小误差0,平均误差25.9 mm,此误差范围内满足综采智能化工作面调斜控制技术的现场需要,可以进行精确的智能调斜控制。 展开更多
关键词 综采 智能化工作面 无人化 调斜 上窜下滑
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智能化无人开采工作面适用性多层次模糊综合评价研究 被引量：19
5
作者 张科学 王晓玲 +10 位作者 何满潮 尹尚先 李首滨 孙健东 李东 程志恒 赵启峰 殷帅峰 亢磊 朱俊傲 杨海江 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第1期43-52,共10页
为了科学合理评价智能化无人开采工作面的适用性,在综合考虑工作面关键影响因素的前提下,针对智能化无人开采工作面适用性的具体状况,提出层次分析法与模糊综合评价相结合的智能化无人开采工作面适用性评价方法。通过合理地分析选取智... 为了科学合理评价智能化无人开采工作面的适用性,在综合考虑工作面关键影响因素的前提下,针对智能化无人开采工作面适用性的具体状况,提出层次分析法与模糊综合评价相结合的智能化无人开采工作面适用性评价方法。通过合理地分析选取智能化无人开采工作面的地质条件、巷道布置体系、开采参数、采煤工艺、装备配套、关键技术、保障体系、组织管理作为评价指标,从而确定评价因子,给出主要因素的隶属度确定方法,采用层次分析法构造评价目标的判断矩阵,合理地分配各因素的权重,充分考虑各方面影响因素,建立了智能化无人开采工作面适用性的综合评价模型。将该数学模型应用到智能化无人开采工作面适用性中,对适用性做出好、较好、一般、差的定量评价,可提高智能化无人开采工作面的适用性。利用综合评价指标体系,可以更好地论述模糊综合评价方法的有效性及智能化无人开采工作面适用性的应用前景,为模糊综合评价方法在智能化无人开采系统工程中的推广应用拓展思路。应用工程实例对该方法进行验证,得出1号煤矿802工作面的最大隶属度指数为0.64,分析结果表明其评价结果和现场应用效果一致。 展开更多
关键词 智能开采 无人开采 适用性 层次分析法 模糊综合评价
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基于偏应力场的巷道围岩破坏特征及工程稳定性控制 被引量：28
6
作者 余伟健 吴根水 +2 位作者 袁超 王平 杜少华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1408-1419,共12页
针对巷道围岩破坏机理及稳定性控制问题,采用岩石力学等相关理论推导了巷道围岩偏应力场的解析解,分析了圆形巷道围岩在不同情况下的分布情况,建立了偏应力场与塑性区分布的本构方程,表明塑性区半径与极坐标的角度和偏应力是密切相关的... 针对巷道围岩破坏机理及稳定性控制问题,采用岩石力学等相关理论推导了巷道围岩偏应力场的解析解,分析了圆形巷道围岩在不同情况下的分布情况,建立了偏应力场与塑性区分布的本构方程,表明塑性区半径与极坐标的角度和偏应力是密切相关的,可呈不规则分布;结合工程实际,采用数值计算模拟分析了垂直应力大于水平应力时(侧压系数λ=0.4)和水平应力大于垂直应力时(侧压系数λ=1.6)不同应力状态下的巷道围岩偏应力和塑性区演化过程;根据现场调查及塑性区演化特征,提出在不同侧压系数下巷道围岩可形成典型正对称失稳模式和典型角对称失稳模式,并分析了这两种破坏模式的巷道围岩支护误区,以及相应的控制原则与关键技术。结合木孔煤矿和高坑煤矿的工程实践,应用了以"锚杆+锚索"支护为主,以提高两帮稳定性目标的"高强刚桁架"综合支护技术;以及以"关键部位注浆",发挥内、外耦合作用的"锚杆+U型钢+锚索"综合治理方案。工程实践表明,所提出的支护方案分别能对正对称失稳巷道和角对称失稳巷道围岩变形能起到较好的控制效果。 展开更多
关键词 巷道围岩 偏应力 塑性区 失稳模式 稳定性控制
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三软煤层巷道破坏机制及锚注对比试验 被引量：27
7
作者 江贝 李术才 +7 位作者 王琦 潘锐 张若祥 任尧喜 王德超 丁国利 秦乾 姜作华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2336-2346,共11页
针对龙口矿区梁家煤矿典型软岩巷道—4606改造开切眼巷道围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破... 针对龙口矿区梁家煤矿典型软岩巷道—4606改造开切眼巷道围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。支护构件锚固性能试验表明,与注浆前相比,注浆10 d后注浆锚杆拉拔力提高214%,高强锚索提高89%。在此基础上,以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆,注浆锚杆+高强锚索两种联合支护对比试验方案。结果表明:方案实施后,巷道围岩变形量小于原支护方案59%以上,锚注支护可有效控制该类条件下巷道围岩变形;两种试验方案的围岩整体平均变形量相差6.6%,采用注浆锚杆+高强锚索联合支护方案可替代传统的U型棚支护。 展开更多
关键词 三软煤层 锚固性能 破坏机制 锚注试验
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长杆弹侵彻过程中弹靶材料本构参数对侵彻计算的影响规律及其优化 被引量：5
8
作者 高光发 李永池 +1 位作者 赵凯 王焕然 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期1-9,共9页
利用材料动静态力学性能实验结果拟合出的Johnson-cook本构方程,在应用于侵彻问题研究时需要做进一步的校正和优化。基于现有侵彻实验结果和经验证较准确的材料本构方程,对弹靶材料均为4340钢时杆弹垂直侵彻半无限靶板进行系列数值仿真... 利用材料动静态力学性能实验结果拟合出的Johnson-cook本构方程,在应用于侵彻问题研究时需要做进一步的校正和优化。基于现有侵彻实验结果和经验证较准确的材料本构方程,对弹靶材料均为4340钢时杆弹垂直侵彻半无限靶板进行系列数值仿真研究和初步的理论分析,得到各本构参数对侵彻计算结果特别是最大侵彻深度的影响规律。研究表明:除参数A外,其他4个参数与弹体的最大侵彻深度之间分别呈线性关系;材料的应变率硬化因子C、温度软化因子m和应变硬化指数n对弹体最大侵彻深度影响远小于参数A和B;相对于参数B与n,参数A的实验测量误差相对较小;在参数的校正和优化过程中,注意对参数A和B、n进行调节,特别是参数B的优化。给出各参数与弹体最大侵彻深度的内在联系表达式,并对实验中的4340钢进行校正和优化。计算表明,利用优化后的本构参数所得到的侵彻结果更加准确。 展开更多
关键词 高速侵彻 Johnson-cook本构模型 Johnson-cook破坏准则 侵彻规律 参数优化
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静态致裂作用下低渗厚煤层瓦斯增透数值模拟研究 被引量：5
9
作者 王新丰 刘文港 +2 位作者 王龙 韦友玉 张乔 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1-12,共12页
为提高煤层静态致裂井下作业效率,优化致裂布孔参数,以中煤华晋王家岭矿12316综采工作面胶带巷为实验背景,结合煤层变形破坏方程、瓦斯扩散渗流方程和煤层渗透率演化方程,构建煤层破坏及渗透率演化模型;采用FlAC^(3D)-COMSOL Multiphys... 为提高煤层静态致裂井下作业效率,优化致裂布孔参数,以中煤华晋王家岭矿12316综采工作面胶带巷为实验背景,结合煤层变形破坏方程、瓦斯扩散渗流方程和煤层渗透率演化方程,构建煤层破坏及渗透率演化模型;采用FlAC^(3D)-COMSOL Multiphysics对煤体静态致裂增透过程及影响因素进行数值模拟,揭示静态致裂作用下煤层应力分布、塑性扩展与瓦斯压力传递演化规律。通过优化选取致裂工艺参数开展现场试验,定量分析不同孔距下静态致裂过程中煤层瓦斯抽采量的变化特征。结果表明:静态致裂过程中膨胀应力在煤体内部沿致裂孔半径方向向四周均匀传递,单孔致裂过程中形成圆环状应力圈和塑性区;在双孔致裂条件下,两致裂孔内膨胀应力的水平叠加效果优于竖直叠加效果,使煤体水平方向破坏效果较竖直方向显著,且两致裂孔中间区域的煤层先于其他区域破坏。受静态致裂作用范围的限制,增透促抽后煤层内瓦斯压力大小与孔距呈正相关关系,煤层渗透率与孔距间呈负相关关系;现场试验表明,将孔距设为1.6 m以内进行静态致裂增透,在抽采负压为20 kPa条件下抽采30 d,测得致裂后瓦斯抽采纯量提升1倍左右,说明静态致裂对瓦斯抽采具有显著的卸压增透效果。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 静态致裂 煤层增透 扩散渗流 数值模拟 效果评价
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超细Al(OH)_(3)惰化粉体对铝合金抛丸废弃物粉尘的爆炸防控效果试验研究 被引量：1
10
作者 吕辰 王信群 +3 位作者 徐海顺 崔新荣 焦勇 夏新兴 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3950-3959,共10页
为探究超细粉体惰化剂对铝合金抛丸伴生粉尘爆炸特性的影响规律,利用标准化Hartmann试验装置及自行搭建的试验平台,对不同惰化比(ε)条件下高纯度铝粉尘和铝合金抛丸废弃物粉尘爆炸传播特性进行试验研究。试验结果显示:不同类型的铝粉... 为探究超细粉体惰化剂对铝合金抛丸伴生粉尘爆炸特性的影响规律,利用标准化Hartmann试验装置及自行搭建的试验平台,对不同惰化比(ε)条件下高纯度铝粉尘和铝合金抛丸废弃物粉尘爆炸传播特性进行试验研究。试验结果显示:不同类型的铝粉尘在不同惰化比条件下的爆炸敏感度、爆炸传播强度以及爆炸火焰传播形态演化等方面特性存在较大差异。由于高纯度铝粉尘燃烧反应活性高,最小点火能量和爆炸下限质量浓度分别是铝合金抛丸废弃物粉尘的6%和53.3%,其爆炸火焰传播速度峰值是铝合金抛丸废弃物粉尘的2.1倍。因此,在工程实践中不宜将高纯度铝粉尘相关爆炸参数作为铝合金抛丸作业现场燃烧爆炸风险评估依据。同时,当惰化比提高到30%时,铝合金抛丸废弃物粉尘的点火敏感性大幅降低,爆炸无法形成有效火焰进而传播,且在爆炸发生后很短时间内便会发生自行熄灭,即使在强点火条件下,也未发生火焰持续传播现象。因此,在铝合金抛丸生产现场采用添加一定量超细Al(OH)_(3)粉体以作为抑爆措施的惰化剂具有一定的可行性。 展开更多
关键词 安全工程 铝合金抛丸粉尘 粉尘爆炸 爆炸防控
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