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特厚煤层综放工作面底鼓机制及控制技术
1
作者 朱志洁 王鹏 +3 位作者 李瑞琪 秦洪岩 史庆稳 陈昆 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第5期73-81,共9页
为解决特厚煤层综放工作面回采期间工作面底鼓问题,以陕西某矿ZF1409工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析与数值模拟等方法,探究特厚煤层综放工作面底鼓机制,并以此提出底鼓控制技术。结果表明:工作面严重底鼓区域主要集中在工作... 为解决特厚煤层综放工作面回采期间工作面底鼓问题,以陕西某矿ZF1409工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析与数值模拟等方法,探究特厚煤层综放工作面底鼓机制,并以此提出底鼓控制技术。结果表明:工作面严重底鼓区域主要集中在工作面来压期间,支架工作阻力较大,且底板大多为泥岩或底煤较薄的区域;底板滑动面范围内以软弱泥岩为主,底板极限承载力较低,当底板载荷大于底板极限承载力时,底板载荷克服底板滑动面范围内岩层自重所产生的摩阻力及黏聚力,使岩体沿着底板滑动面滑移,造成工作面底鼓;通过分析ZF1409工作面底鼓模型可知:支架载荷在该工作面底鼓发生过程中起到了重要作用;特厚煤层综放开采条件下,近场关键层破断形成的“悬臂梁”结构造成支架工作阻力在短时间内急剧升高,导致工作面发生底鼓。基于此,采用井下区域水力压裂技术处理近场关键层,有助于控制工作面的底鼓。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放工作面 底鼓机制 控制技术 近场关键层 水力压裂
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复杂工程地质条件下露天矿采区转向过渡接续方案
2
作者 刘光伟 涂俊雄 +5 位作者 郭伟强 韩雨轩 李春林 白羽 于明宇 贾瑞军 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期450-460,共11页
大型近水平煤田采用露天开采时,为实现安全高效生产、尽快回收投资成本,通常采取分区开采方式。因此在旧采区即将到界之前,必然要考虑新旧采区过渡接续的问题。露天煤矿采区转向方案的制定关系到转向期间产能的顺利接续,直接影响到矿山... 大型近水平煤田采用露天开采时,为实现安全高效生产、尽快回收投资成本,通常采取分区开采方式。因此在旧采区即将到界之前,必然要考虑新旧采区过渡接续的问题。露天煤矿采区转向方案的制定关系到转向期间产能的顺利接续,直接影响到矿山的经济效益。针对实际生产中,部分矿山受限于征地制度、开采强度及复杂地质条件等问题,迫使露天煤矿采区提前转向,研究通过调节转向期间局部工作线长度、推进速度等关键参数,优化转向期间的剥采方案,保证矿山接续顺利。白音华一号露天煤矿由于采场北帮东侧发生严重变形影响,为保障产能接续顺利,首采区被迫提前向二采区转向。但二采区征地范围有限,缓帮工作线无法全线展开,导致原有开采程序发生变化。为保证白音华一号露天煤矿首采区向二采区转向过渡接续顺利完成,提出了一种改进L形工作线采区转向过渡接续方式,并在此基础上明确不同工作线长度与推进度的约束关系。通过工程模拟推演,确定了白音华一号露天煤矿首采区向二采区转向过渡期为6a;转向期间可采煤量7294.07万t,剥离量43141.29万m^(3),生产剥采比5.91 m^(3)/t。成果为白音华一号露天煤矿首采区向二采区转向提供了充分的技术支持,并为复杂工程地质条件下露天采区转向过渡接续提供了相关经验。 展开更多
关键词 露天煤矿 采区转向 过渡接续 工作线长度 推进度
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上保护层开采降压-减震-吸能效应与冲击地压防治技术研究
3
作者 安俊孝 胡伟 +2 位作者 陈昆 朱志洁 李瑞琪 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期50-62,共13页
以雅店煤矿上保护层开采为工程背景,对上保护层开采条件下冲击地压防治原理进行研究。采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法分析了上保护层开采后被保护层的顶板结构特征及围岩应力变化,揭示了上保护层开采冲击地压的防治原理。研究... 以雅店煤矿上保护层开采为工程背景,对上保护层开采条件下冲击地压防治原理进行研究。采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法分析了上保护层开采后被保护层的顶板结构特征及围岩应力变化,揭示了上保护层开采冲击地压的防治原理。研究结果表明,保护层开采后顶底板岩层发生了变形、断裂、离层及膨胀变形等破坏,降低了被保护层工作面的围岩应力;改变了被保护层的顶板结构特征,降低了覆岩破断产生大能量震动的可能性,并形成了对矿震能量具有耗散作用的卸压结构体,对被保护层工作面起到了降压-减震-吸能的作用,降低了被保护层的冲击危险性。通过数值模拟对比,相对于非保护层开采而言,保护层工作面回采前巷道围岩应力降低了2.0~4.0倍,回采期间巷道围岩应力降低了2.3~3.5倍,有效降低了被保护层工作面采掘期间的围岩应力。通过现场试验验证,保护层开采后,最大水平主应力释放率为28.2%,垂直应力释放率为50.4%,最小水平主应力释放率为23.5%;相对于非保护层开采,保护层开采后被保护层的日微震总能量最大值、日微震总能量平均值、日微震总频次最大值和日微震总频次平均值分别降低了95.7%、92.2%、72.7%及65.4%,表明保护层开采能够有效降低被保护层巷道的围岩应力,降低微震能量及频次,防冲效果显著。 展开更多
关键词 保护层开采 冲击地压 采动应力场 数值模拟 微震能量
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极近距离煤层渐变层间距下伏巷道分区域支护技术研究
4
作者 张钢举 梁冰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期86-97,共12页
针对极近距离煤层渐变层间距下伏巷道层间顶板厚度较小且波动变化较大的特殊赋存条件,下伏巷道面临着单一支护方案难以适应渐变层间顶板极易破碎、围岩变形量大等难题,以泰山隆安煤矿11下309工作面回风巷的1~7 m渐变层间顶板为研究背景... 针对极近距离煤层渐变层间距下伏巷道层间顶板厚度较小且波动变化较大的特殊赋存条件,下伏巷道面临着单一支护方案难以适应渐变层间顶板极易破碎、围岩变形量大等难题,以泰山隆安煤矿11下309工作面回风巷的1~7 m渐变层间顶板为研究背景,采用理论分析、数值模拟手段对极近距离条件下采空区煤柱底板三维应力分布规律进行研究,对比分析下伏巷道层间顶板厚度变化对巷道围岩变形规律及破坏特征的差异性,揭示极近距离下伏巷道渐变层间顶板厚度变化与巷道围岩破坏的内在联系,提出了极近距离渐变层间距下伏煤层巷道围岩分区域支护控制技术。研究结果表明,基于极近距离采空区的遗留煤柱底板三维应力衰减演化规律,当层间距较小时下伏巷道围岩的垂直应力、水平应力扰动对巷道围岩变形影响严重;通过数值模拟研究不同错距及层间距厚度变化因素对下伏巷道围岩破坏形态及变形规律的差异性,构建了下伏巷道围岩水平应力、垂直应力、变形规律及破坏形态评价指标,对巷道围岩破坏形态进行分类,得出了极近距离渐变层间距下伏巷道围岩破坏变形的临界层间距为3 m;基于巷道顶板厚度变化提出了渐变层间顶板厚度<3 m和>3 m工况条件下的分区域支护设计,结合现场分区域支护效果得出回风巷变形较小,验证了临界层间3 m条件下的分区域方案的可行性。 展开更多
关键词 极近距离煤层 渐变层间距 巷道围岩控制 底板破坏深度 支护技术
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石英杂质元素及提纯技术的研究进展
5
作者 李文成 马志军 +2 位作者 郑云生 幸会玲 李卓敏 《现代化工》 北大核心 2025年第8期74-78,共5页
阐述了石英的杂质元素及其赋存状态,分析了石英提纯技术的国内外研究现状,介绍了石英的主要提纯技术,并对它们的优缺点进行了简要总结。相对于其他提纯技术,深度提纯技术制备的石英砂SiO_(2)含量更高,更适合应用于新能源、光纤通信等高... 阐述了石英的杂质元素及其赋存状态,分析了石英提纯技术的国内外研究现状,介绍了石英的主要提纯技术,并对它们的优缺点进行了简要总结。相对于其他提纯技术,深度提纯技术制备的石英砂SiO_(2)含量更高,更适合应用于新能源、光纤通信等高端制造行业。 展开更多
关键词 石英砂 杂质 预处理 物理分离 深度提纯
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浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区特征及其治理技术 被引量：1
6
作者 汪北方 吕元昊 张晶 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期41-52,共12页
神东矿区浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育,漏风条件复杂,遗煤自燃隐患突出,严重制约矿井安全、高效生产。为此,采用相似试验和数值模拟划定浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区,运用分形几何理论量化分区裂隙,基于“关键层理论”分析裂隙分... 神东矿区浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育,漏风条件复杂,遗煤自燃隐患突出,严重制约矿井安全、高效生产。为此,采用相似试验和数值模拟划定浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区,运用分形几何理论量化分区裂隙,基于“关键层理论”分析裂隙分区诱因并针对性提出治理技术方案。结果表明:31114工作面开采覆岩裂隙循环张开、闭合,地表滞后工作面周期性产生倾向动态裂缝。浅埋复合采空区覆岩裂隙呈“M”状分布,划为垮落带不规则裂隙区Ⅰ,裂隙带斜向破断裂隙区Ⅱ、Ⅲ和斜向离层裂隙区Ⅳ,地表边界内侧形成边缘裂缝。其中,裂隙区Ⅰ空隙发育、分布复杂,裂隙网络分形维数最大为1.569,裂隙区Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分形维数依次为1.531、1.396和1.438。建立浅埋复合采空区覆岩关键岩块“砌体梁”结构力学模型及失稳判据,阐释覆岩基本顶关键层“砌体梁”结构回转变形失稳导致裂隙区Ⅱ和Ⅲ斜向破断裂隙张开,基本顶关键层和层间关键层“砌体梁”结构组合承载作用致使裂隙区Ⅳ斜向离层裂隙发育。提出浅埋复合采空区覆岩斜向裂隙和地表裂缝井上、下协同治理技术,增加工作面进、出上覆采空区和末采阶段推进速度至14 m/d,辅以裂隙区Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ及边界地表回填风积沙、覆盖黄土。SF6示踪技术测试表明浅埋复合采空区地表漏风量小,覆岩采动裂隙治理效果良好,为遗煤自然发火防治提供重要理论参考依据。 展开更多
关键词 浅埋复合采空区 裂隙分区 分形几何理论 “砌体梁”结构 裂隙治理
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覆岩离层充填技术的理论基础与工程实施 被引量：11
7
作者 刘文生 范学理 赵德深 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2001年第2期135-137,共3页
概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题──离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了６个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考... 概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题──离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了６个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考和指导意义。 展开更多
关键词 地表沉陷控制 离层充填技术 离层分布规律 覆岩 离层产生机理
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覆岩离层产生机理及离层充填控制地表沉陷技术的工程实施 被引量：15
8
作者 刘文生 范学理 《煤矿开采》 2002年第3期53-55,共3页
简要介绍了覆岩离层充填方法的技术原理 ,探讨了覆岩离层产生机理、离层分布规律及其影响因素 ,分析了离层充填控制地表沉陷技术的工程实施要点 ,所得结论对该技术的设计。
关键词 覆岩 地表沉陷控制 离层充填技术 离层分布规律 岩石力学
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露天煤矿安全-绿色-高效-低碳协同开采技术体系 被引量：17
9
作者 白润才 付恩三 +2 位作者 马力 赵浩 柴森霖 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期298-308,共11页
露天煤矿安全绿色高效低碳开采是全球露天煤矿发展的共识性目标。我国露天煤矿资源开发强度与生态承载力呈现逆向发展特征,我国西北部生态环境脆弱区已成为露天煤炭的主产区,使得露天煤矿开采与生态环境保护成为亟需解决的重要科学问题... 露天煤矿安全绿色高效低碳开采是全球露天煤矿发展的共识性目标。我国露天煤矿资源开发强度与生态承载力呈现逆向发展特征,我国西北部生态环境脆弱区已成为露天煤炭的主产区,使得露天煤矿开采与生态环境保护成为亟需解决的重要科学问题、生态问题和发展问题。基于我国露天煤矿发展概况、自然条件及主要影响因素,阐释了实现露天煤矿安全-绿色-高效-低碳开采内涵特征与总体架构,针对露天煤矿采前-采中-采后全生命开采周期特点,从安全开采技术、绿色开采技术、高效开采技术、低碳开采技术4个层次,归纳总结了时效边坡控制技术、智能预警决策技术、运输环节新模式、矿区生态建设、相邻矿山协调开采、智能采矿设计、电动矿卡应用以及采矿源头生态减损8项关键技术,明确了露天煤矿安全-绿色-高效-低碳协同开采研究重点工作和方向。在安全-绿色-高效-低碳协同发展措施方面,从强化顶层设计、加快分布实施、深化科研攻关、提升人才培养以及完善标准规范5个方面,提出2025年、2030年、2035年不同阶段需要完成的目标任务。新时期露天煤矿要坚定不移走安全-绿色-高效-低碳发展路径,实现露天煤矿在新时期、新格局下的高质量发展目标。 展开更多
关键词 露天煤矿 安全绿色 架构体系 低碳开采 环境保护
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多层坚硬顶板特厚煤层综放工作面小煤柱护巷技术 被引量：15
10
作者 霍丙杰 孟繁禄 +3 位作者 李天航 宋子奇 靳京爵 黄宇轩 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期13-23,共11页
为研究小煤柱护巷巷道的稳定性及其阻隔同层位邻近采空区灾害的特征,以大同矿区石炭系坚硬顶板特厚煤层开采为工程背景,采用理论分析、实验研究、数值模拟等研究方法,从小煤柱护巷巷道的稳定性和其是否具有阻隔同层位邻近采空区有害气... 为研究小煤柱护巷巷道的稳定性及其阻隔同层位邻近采空区灾害的特征,以大同矿区石炭系坚硬顶板特厚煤层开采为工程背景,采用理论分析、实验研究、数值模拟等研究方法,从小煤柱护巷巷道的稳定性和其是否具有阻隔同层位邻近采空区有害气体能力2个角度,综合分析小煤柱的合理尺寸及其在不同采动阶段渗透率的演化特征。针对同忻煤矿石炭系煤层8210工作面沿空掘巷小煤柱开采具体的开采条件,建立了双关键层采场内外应力场叠加的力学模型,推导出双关键层条件下沿空掘巷小煤柱合理尺寸的计算关系式,理论确定8210工作面小煤柱合理尺寸为6.0 m;应用DJG–Ⅱ型煤岩渗流测试装备,研究不同采动阶段小煤柱渗透率演化特征,试验确定在第3采动阶段小煤柱渗透率较初始渗透率增大了23倍,该阶段小煤柱基本失去了阻隔邻近采空区有害气体的能力。根据理论研究结果,现场选取6 m小煤柱进行工业性试验;根据试验研究结果,开采试验过程中对小煤柱进行了改性降透措施,在小煤柱表面及顶板距煤柱帮1500 mm范围内喷射厚层混凝土(100 mm)。实践表明:工作面回采过程中小煤柱护巷的回采巷道发生了一定的变形量,但是巷道变形在安全可控范围之内,巷道稳定,可实现安全回采;开采过程中8210工作面上隅角CH4气体浓度远低于邻近8305工作面采空区CH4气体浓度,表明小煤柱经过改性降透后具备了阻隔同层位邻近采空区有害气体的能力;开采实践也进一步验证了理论和试验研究成果的合理性和科学性。研究成果可以为类似条件下小煤柱护巷技术的推广应用提供参考。 展开更多
关键词 多层坚硬顶板 沿空掘巷 多重采动 小煤柱合理尺寸 渗透率
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巷帮煤体整体滑脱型冲击地压锚杆防冲支护原理及工程实践 被引量：4
11
作者 韩军 李广汉 +2 位作者 郭宝龙 马双文 CAO Chen 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期117-125,共9页
冲击地压是目前严重影响煤炭安全有效开采的灾害之一,研究锚杆防冲支护原理和技术对防治巷道冲击地压灾害具有重要意义和价值。通过对巷帮煤体整体冲入型冲击地压发生的地质条件以及破坏特征进行总结分析,认为坚硬顶板与坚硬煤层是此类... 冲击地压是目前严重影响煤炭安全有效开采的灾害之一,研究锚杆防冲支护原理和技术对防治巷道冲击地压灾害具有重要意义和价值。通过对巷帮煤体整体冲入型冲击地压发生的地质条件以及破坏特征进行总结分析,认为坚硬顶板与坚硬煤层是此类型冲击地压的重要地质特征,而巷帮煤体整体滑脱是其主要冲击破坏特征。在此基础上,以巷帮滑脱煤体为研究对象,建立了顶板-巷道-底板复合结构体力学模型,建立了巷帮煤体发生水平滑移的极限平衡方程,并对各个参数进行分析。结果表明:由于顶板反弹使巷帮煤体竖直方向压力降低,巷帮煤体被构造应力推入巷道发生冲击地压。基于该发生机制模型,认为目前的锚杆支护设计体系在防治巷帮煤体冲入型冲击地压存在不足,并基于其发生和破坏特征,建立了针对巷帮煤体整体滑脱型冲击地压的锚杆防冲支护设计原则,即将顶和底帮锚杆锚固端分别穿层打入稳定的顶底板内,并使用长锚索取代中部帮锚杆,提供锚杆支护的防冲作用。基于新建立的锚杆防冲支护设计方法,以大屯矿区孔庄煤矿7305工作面防冲支护为工程背景,在宽煤柱段巷帮锚杆支护采取了防冲设计,帮顶、底部锚杆及补强锚索均锚固于顶底板内部,能够有效吸收煤体滑动动能,提高安全性。 展开更多
关键词 冲击地压 坚硬顶板 回采巷道 整体滑脱 锚杆防冲支护
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辽宁本溪地区新太古代晚期钾质花岗岩的发现及其地质意义 被引量：4
12
作者 尹志刚 李萌萌 +5 位作者 吴子杰 陈军典 姜然 张凯强 姜琦 郭浩 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期125-139,共15页
辽宁本溪地区位于华北克拉通东部陆块东北部,区内广泛发育新太古代深成侵入岩和变质表壳岩,尚无钾质花岗岩的报道。钾质花岗岩的形成过程是早期陆壳发育成熟和稳定的重要标志,本次钾质花岗岩的发现对系统的研究华北克拉通早期陆壳的形... 辽宁本溪地区位于华北克拉通东部陆块东北部,区内广泛发育新太古代深成侵入岩和变质表壳岩,尚无钾质花岗岩的报道。钾质花岗岩的形成过程是早期陆壳发育成熟和稳定的重要标志,本次钾质花岗岩的发现对系统的研究华北克拉通早期陆壳的形成与演化具有重要的价值。本文对本溪地区马家沟的钾质花岗岩进行了岩石学、成岩年代学、岩石地球化学的研究,探讨了岩石成因和形成的构造背景。马家沟岩体为片麻状中细粒黑云母二长花岗岩。锆石U-Pb测年数据显示,岩石^(207)Pb/^(206)Pb加权平均年龄为(2490±21)Ma,形成于新太古代晚期。该岩体属弱过铝质、高钾钙碱性系列钾质岩石;主要富集高场强元素La、Zr、Th及大离子亲石元素K、Nd等元素,亏损P元素、高场强元素Nb和大离子亲石元素Sr、Ti等;REE曲线为右倾型,负Eu异常,属于S型花岗岩。研究区钾质花岗岩岩浆主要来源于地壳,是变质泥岩部分熔融的产物,形成于活动大陆边缘碰撞造山后的伸展环境,代表华北太古宙克拉通固结基底形成之前的最后一次岩浆活动,标志着在新太古代晚期本溪地区微陆块已拼贴完成,并与其他地区一起构成稳定的华北太古宙克拉通。 展开更多
关键词 新太古代晚期 岩石地球化学 锆石U-PB年代学 钾质花岗岩 本溪地区
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厚煤层柔模混凝土墙沿空巷道支护技术研究 被引量：3
13
作者 李刚 迟国铭 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期186-193,共8页
柔模混凝土墙沿空留巷技术作为无煤柱开采的一种,现已被应用于我国神东矿区多个煤矿。为解决在留巷复用过程中沿空巷道围岩结构稳定性差、变形剧烈、支护难度大的难题,以大柳塔煤矿52605柔模混凝土墙沿空留巷工作面为工程背景,采用理论... 柔模混凝土墙沿空留巷技术作为无煤柱开采的一种,现已被应用于我国神东矿区多个煤矿。为解决在留巷复用过程中沿空巷道围岩结构稳定性差、变形剧烈、支护难度大的难题,以大柳塔煤矿52605柔模混凝土墙沿空留巷工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,研究了柔模混凝土墙沿空巷道的围岩变形特征,建立柔模混凝土墙沿空巷道围岩结构力学模型,得到从巷道掘进阶段至巷道复用阶段沿空巷道全生命使用周期的应力演化规律,并根据巷道不同的使用阶段提出了对应的支护方案。研究结果表明:上覆岩层作用力直接作用在直接顶与混凝土墙岩层接触位置,有利于侧向支承压力传递,巷道围岩变形较大;二次采动超前支承压力导致留巷段前方顶板发生塑性破坏,塑性破坏与底板塑性区联通,将加剧煤壁侧的破坏;现场工程实践表明对沿空巷道进行合理分时分区支护,可改善应力环境,有效控制围岩变形。 展开更多
关键词 柔模混凝土墙 沿空留巷 巷道支护 围岩控制 变形机理
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基于CiteSpace的露天矿爆破技术知识演化和趋势分析 被引量：2
14
作者 周玉祥 韩心宇 +2 位作者 赵玉 郭立华 周佳峥 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期210-220,共11页
为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律,在中国学术期刊出版总库(CNKI)中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件,获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具,对我国... 为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律,在中国学术期刊出版总库(CNKI)中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件,获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具,对我国露天矿爆破研究领域的发展现状、分布特征、研究热点和前沿趋势进行了全面而深入的研究和分析。研究表明:露天矿爆破研究主要分为:(1)露天矿爆破理论的确立和发展阶段(2010年前)、(2)现代技术运用和创新阶段(2010—2015年)、(3)绿色智能精细化发展阶段(2015年至今)3个阶段;学科分布主要是矿业工程和工业通用技术与设备;发文期刊主要是《爆破》、《工程爆破》以及其他矿业工程领域的期刊;研究作者及机构主要是矿业相关高等学校教师以及企业、研究院研究人员;研究主题主要包括爆破工艺过程中的爆破设计软件开发与应用,孔网参数、炸药单耗、装药结构等爆破参数优化,深孔爆破、台阶爆破、抛掷爆破、预裂爆破等爆破方式,爆破振动的控制与监测,数值模拟、人工智能算法的应用,爆破质量原因分析及爆破效果评价。未来的露天矿爆破将继续朝着自动化、智能化、精确化和环境友好化的方向发展,通过技术创新和多学科融合,为矿山行业提供更高效、安全、可持续的爆破解决方案。 展开更多
关键词 露天矿 爆破 CITESPACE 知识图谱 中国知网(CNKI)
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超音速同轴气动雾化降尘技术 被引量：6
15
作者 张天 穆新升 +4 位作者 葛少成 李胜 佟林全 陶爽 王长友 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3118-3128,共11页
在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过... 在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过实验和数值模拟的方法对该技术的雾化特性进行了研究,并基于自行设计的降尘实验平台对比了超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术与超音速同轴气动雾化降尘技术的降尘特性。同时通过2种技术的隔尘对比实验揭示了粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降机理。结果表明:在不同气动压力下,超音速同轴雾化降尘装置所采用的同轴探针注水方式大幅降低了探针结构对超音速流场能量的损耗,显著提高了雾化效率,产生了大量11μm以下、空间分布均匀的高速雾滴群,与虹吸雾化装置相比,粒径减小了12%~50%,在喷雾流场中形成了大范围高速细雾区域。雾滴场与粉尘场的耦合效果,可以由粉尘的瞬时分散度表征,并由雾滴场特性的分布特征决定。不同时刻,各个粒径区间的分级降尘效率的变化趋势不同,在不同压力下对总的降尘效率的贡献不同。超音速同轴雾化技术产生的大范围高速细雾易于捕集呼吸性粉尘,PM0~PM2.5的分级效率在75%以上,最高可达90%。压力的增大使高速细雾范围增大,有利于对微细颗粒的捕集。含尘气流在有限空间运移过程中粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降过程可划分为雾滴捕尘区、凝并沉降区、蒸发逃逸区。在不同区域雾滴与粉尘不同的行为与浓度分布,是受到喷雾气流及气载风流曳力运移,高速微雾碰撞捕捉、雾滴凝并沉降、雾滴蒸发失重作用的结果。 展开更多
关键词 呼吸性粉尘 喷雾降尘 超音速同轴雾化 动力微雾 分级降尘效率
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超音速气动喷雾技术噪声特性及致噪机理研究 被引量：1
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作者 张天 陶爽 +3 位作者 葛少成 李胜 佟林全 穆新升 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2830-2837,共8页
超音速气动喷雾降尘是一种新型的微米级雾滴高效捕尘技术,在呼吸性粉尘治理方面效果良好,但造成的严重噪声污染不可忽视。为探究其噪声特性及致噪机理,研究采用试验的方法,利用YSD130噪声分析仪对超音速同轴雾化降尘装置噪声展开测定,... 超音速气动喷雾降尘是一种新型的微米级雾滴高效捕尘技术,在呼吸性粉尘治理方面效果良好,但造成的严重噪声污染不可忽视。为探究其噪声特性及致噪机理,研究采用试验的方法,利用YSD130噪声分析仪对超音速同轴雾化降尘装置噪声展开测定,通过对比不同工况下声源处气流噪声与喷雾噪声,分析其在不同压力、水流量下的频谱特性及变化规律。研究显示:超音速动力喷雾噪声以高频噪声为主,随着频率的增加,声压级增加,其噪声均值为110.1 dB,会造成人的听力系统受损。不完全的雾化会导致低频段(<500 Hz)的声压级增加,长期接触易引发神经衰弱、失眠、头疼等症状;更高效的雾化会导致中高频段(≥500 Hz)的声压级增加,长期暴露于该环境易引发声带疲劳、声带炎症等症状。在相同水流量下,随着压力的增大,超音速气动喷雾噪声的声压级呈先增大后减小的趋势。在相同压力下,随着水流量的增加,不同频段的声压级呈先增大后减小的趋势。气流能量降低和层间相对速度下降是噪声强度降低的主要原因。水流量为60 mL/min,气动压力为0.4 MPa时,噪声各项参数最大。研究结果丰富了气动喷雾噪声理论,可为超音速气动喷雾装置结构优化、噪声防治技术装备的研发提供理论支持。 展开更多
关键词 环境工程学 气动喷雾噪声 超音速气动雾化 噪声测量 频谱特性 致噪机理
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基于密集台阵的辽宁老虎台矿区微震事件重定位 被引量：1
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作者 孔庆翰 吕子强 张广伟 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1685-1695,共11页
辽宁抚顺老虎台煤矿开采已百年有余,是矿震灾害较为严重的矿区之一。然而,该地区地震监测台站较少,导致对该矿区的微震监测能力有所不足。为了更好地监测老虎台矿区微震的活动情况,本研究基于2019年11月3—25日在矿区布设的两条线性密... 辽宁抚顺老虎台煤矿开采已百年有余,是矿震灾害较为严重的矿区之一。然而,该地区地震监测台站较少,导致对该矿区的微震监测能力有所不足。为了更好地监测老虎台矿区微震的活动情况,本研究基于2019年11月3—25日在矿区布设的两条线性密集台阵,开展矿区微震事件的双差定位研究。重定位结果显示:本次微震活动的最大事件为发生于浑河断裂附近的M_(L)2.4级地震,震源深度为0.5 km。在浑河M_(L)2.4级地震发生之前,M_(L)>1.0的微震事件逐渐增多且有向浑河断裂西端迁移的特征;在浑河M_(L)2.4级地震发生之后,微震活动主要集中于矿区内部的F_(1)和F_(2)断层附近,震源深度主要集中在0.2~1.5 km之间。基于微震事件的时空分布特征,推测老虎台矿区内部的微震活动可能受到浑河M_(L)2.4级地震的影响,矿区内部可能发生断层活化现象。此外,矿区内部的F 2断层可能是一条延伸至浑河断裂的NNW向隐伏断层。 展开更多
关键词 老虎台矿区 密集台阵 微震监测 双差定位 浑河断裂 矿震灾害
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火成岩侵入综放工作面末采段超前注浆加固技术研究
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作者 陶广美 李刚 汪北方 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S2期83-88,共6页
针对火成岩侵入造成煤体软弱诱发工作面末采阶段片帮、漏顶严重等问题,通过现场实测超前支承压力分布规律,研究了煤体裂隙发育范围并提出了相应治理方法。结果表明:火成岩侵入导致煤体强度下降74%,自身承载能力显著降低。工作面超前支... 针对火成岩侵入造成煤体软弱诱发工作面末采阶段片帮、漏顶严重等问题,通过现场实测超前支承压力分布规律,研究了煤体裂隙发育范围并提出了相应治理方法。结果表明:火成岩侵入导致煤体强度下降74%,自身承载能力显著降低。工作面超前支承压力影响范围60 m,动压影响下煤体裂隙快速增生、发育,对应超前支承压力将裂隙分布划分为4个区域。据此提出了“超前预注浆+工作面注浆”区域时效注浆加固治理技术并开展了现场工业试验,为火成岩侵入综放工作面末采段片帮治理提供参考。 展开更多
关键词 火成岩侵入 综放工作面 末采阶段 裂隙分区 注浆加固
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采动影响下坚硬岩桥型断层活化与储能演变规律 被引量：1
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作者 吕进国 韩文鹤 +3 位作者 张学朋 彭意胜 潘一山 代连朋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期902-916,共15页
断层阻滑结构的存在会改变断层能量积聚与滑移行为规律,导致断层活化失稳机理与以往存在较大差异。为研究采动影响下坚硬岩桥型断层活化及储能的演化规律,理论分析了含坚硬岩桥型阻滑结构的断层活化条件;采用物理模拟试验方法,研究了开... 断层阻滑结构的存在会改变断层能量积聚与滑移行为规律,导致断层活化失稳机理与以往存在较大差异。为研究采动影响下坚硬岩桥型断层活化及储能的演化规律,理论分析了含坚硬岩桥型阻滑结构的断层活化条件;采用物理模拟试验方法,研究了开采扰动下含坚硬岩桥断层的滑移规律,分析了含坚硬岩桥与无阻滑结构的断层活化差异特征,研究了工作面回采过程中含坚硬岩桥与无阻滑结构的断层带正、剪应力变化特征;采用数值模拟方法,研究了临近断层开采过程中含坚硬岩桥与无阻滑结构的断层带应力分布与能量积聚规律。研究结果表明:开采扰动下含坚硬岩桥的断层呈现了更强的非均匀性滑移,但断层的滑移量明显减小,活化程度降低,坚硬岩桥可增加断层的稳定性,其稳定性的提高主要体现在断层面黏聚力的增加;靠近工作面的坚硬岩桥应力集中程度最高,最易发生剪切破坏,但在一定程度上坚硬岩桥会分散应力集中带;对于无阻滑的断层带,其弹性应变能密度随靠近断层开采而逐步增高,但增加幅度有限,且弹性应变能密度峰值始终呈现在工作面前方区域;而坚硬岩桥的存在改变了断层带能量的分布规律,其应变能密度峰值主要聚集在坚硬岩桥与断层带接触处位置。越靠近岩桥的断层带,其滑移挤压程度越高,能量积聚程度也越高;含坚硬岩桥的断层能量积聚程度远大于无阻滑结构断层,阻滑结构可大幅度提升断层带储能潜力。 展开更多
关键词 阻滑结构 坚硬岩桥 应变能 断层活化 失稳破坏
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采动覆岩破断影响下裂隙诱发机制及三维空间特征 被引量：1
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作者 梁冰 邢景超 +1 位作者 孙维吉 房胜杰 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期107-121,共15页
为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩... 为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩结构力学模型,揭示了采动覆岩破断影响下覆岩裂隙诱发机制,推演了采动裂隙区域发育形态。结果表明:工作面回采完毕,总计来压7次,垮落带、裂隙带发育高度分别为39、71 m。与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。处于垮落带高度内低位近场覆岩呈“对扇形”竖向破断,以“走向悬臂梁−倾向砌体梁”结构破断运动为主,纵向破断裂隙大量发育,横向水平剪切交错裂隙伴生。覆岩自下而上逐渐破断,处于裂隙带高度内高位远场覆岩呈横向破断,以“走向砌体梁-倾向砌体梁”结构破断运动为主,横向水平张拉离层大量发育。采空区边界区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后稳定的变化规律,走向裂隙数量变化呈抛物线型;采空区中部区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后减少的变化规律,走向裂隙数量变化呈马鞍型。覆岩破断来压后采空区中部持续承载受压,两侧岩层遭剪切破坏形成剪切下凹区与承载下凹区,区域范围随不同层位覆岩弯曲破断而扩大。采动裂隙区域发育形态由椭圆抛物带演变为两端下凹的椭圆抛物带形态,最终呈现为两端及顶部下凹的椭圆抛物带形态。 展开更多
关键词 三维相似模拟试验 采动三带 裂隙演化 失稳破断 三维空间形态
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