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T型巷道中突出煤-瓦斯两相流动力学试验研究 被引量：10
1
作者 许江 程亮 +3 位作者 魏仁忠 彭守建 周斌 杨海林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1423-1433,共11页
为了进一步探究突出煤-瓦斯两相流在不同巷道布置方式下的动力学行为,利用多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统,开展了T型巷道布置方式下的煤与瓦斯突出试验,得出了两相流运移过程中冲击力与静压的演化特征。结果表明:直线主巷内... 为了进一步探究突出煤-瓦斯两相流在不同巷道布置方式下的动力学行为,利用多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统,开展了T型巷道布置方式下的煤与瓦斯突出试验,得出了两相流运移过程中冲击力与静压的演化特征。结果表明:直线主巷内冲击力随时间呈多峰值震荡衰减趋势,体现了突出过程的脉冲特性,且距突出口越近,冲击力震荡次数越多;分岔两侧支巷内冲击力突出前期呈现两种演化趋势,其一是迅速增大至峰值后缓慢下降,其二是缓慢增大后缓慢下降;距分岔结构中心左侧1500 mm处出现了较大冲击力值,出现重度危险区域,而右侧则在距500 mm和1900 mm处。利用突出运移动态图像将整个过程分为单相气流和两相流两个阶段,单相气流阶段中分岔后支巷的冲击力就迅速上升至峰值,而在两相流阶段分岔前主巷的冲击力上升至最高值,存在分岔后冲击力峰值高于分岔前的现象。突出过程中,巷道壁面上静压值总体偏低;静压随时间呈间歇式波动发展,且其峰值点自煤层由近及远呈先增大后减小的趋势;距突出口越远,直线主巷内静压出现峰值的时刻越滞后;分岔支巷内静压左右两侧的演化近似,随着时间推进,分岔结构前后静压衰减逐渐增大。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 T型巷道 冲击力 静压
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循环外载激发下孔隙流体对煤岩动力灾害孕育的力学作用机制 被引量：5
2
作者 张振宇 钟春林 +1 位作者 薛康生 秦其智 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期466-476,共11页
为研究回采工作面前方不同支承压力区煤体在循环外载的扰动下孔隙流体对煤岩动力灾害孕育的力学作用机制,开展了不同孔隙压力(1,3和5 MPa)与轴向循环应力水平(饱和煤岩三轴强度的50%与80%)煤岩的循环加卸载排水实验研究。研究发现,当最... 为研究回采工作面前方不同支承压力区煤体在循环外载的扰动下孔隙流体对煤岩动力灾害孕育的力学作用机制,开展了不同孔隙压力(1,3和5 MPa)与轴向循环应力水平(饱和煤岩三轴强度的50%与80%)煤岩的循环加卸载排水实验研究。研究发现,当最大循环加载应力水平为三轴强度的50%时,煤岩的轴向与径向应力应变曲线在孔隙压力1 MPa和3 MPa下变化不显著,表明煤岩内部都没有产生大量的损伤裂纹。但随着孔隙压力上升为5 MPa,煤岩轴向和径向应变在循环加载过程中变化相对显著,说明孔隙流体参与了其中的力学变形机制。同时发现,试件的残余径向应变在循环加载过程中逐渐减小,这是由于煤岩内部部分孔隙裂隙在循环荷载作用下被压实,孔隙流体排出所致,且孔隙压力越大,径向收缩效应越明显。当最大循环加载应力为煤岩三轴强度的80%时,煤岩在加载过程中发生失稳破坏,且破坏速度与孔隙压力正相关。随着孔隙压力上升到5 MPa,煤岩试件遭到严重破坏,试件被大裂隙完全贯通。而且,高孔隙压力促使宏观裂隙之间产生大量的煤岩碎屑和煤粉。细观结构分析显示该应力状态下的煤岩在循环加载后孔隙度显著增加,且煤岩加载后孔隙度的增量随孔隙压力的升高而增大。以上结果显示,距离工作面较远的煤体首先经受低幅值循环外载作用,孔隙流体的排出导致煤体在水平方向发生收缩变形,一方面会减小煤层局部的渗透性;另一方面会降低煤层水平应力,从而降低煤岩的三轴抗压强度。而排出的孔隙流体在煤体中发生局部迁移和富集,当流体富集区域经受后期高幅值循环外载作用时容易形成局部高孔隙压力,进而改变煤层受力状态,加速煤岩动力灾害的孕育,加剧煤体在动态失稳中粉末化。 展开更多
关键词 煤岩动力灾害 孔隙流体 循环荷载 孔隙压力 损伤演化
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煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构 被引量：124
3
作者 齐庆新 潘一山 +7 位作者 舒龙勇 李宏艳 姜德义 赵善坤 邹银辉 潘俊锋 王魁军 李海涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1801-1810,共10页
煤矿进入深部开采后,煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著改变,开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大,矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现,冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化,煤矿深部开采煤岩动力灾害防控已成为... 煤矿进入深部开采后,煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著改变,开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大,矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现,冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化,煤矿深部开采煤岩动力灾害防控已成为当前亟待解决的问题。针对我国煤矿深部煤岩动力灾害孕灾条件复杂且尚不清楚,相互转化机制不清,快速探测手段、科学有效的防控技术与装备缺乏的现状,凝练了深部开采煤岩动力灾害防控的关键科学技术问题,提出了多尺度分源防控深部煤岩动力灾害的思想,确定了深部开采煤岩动力灾害防控技术的攻关方向,构建了煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构,最终将形成我国煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术体系,为我国煤矿深部开采冲击地压、煤与瓦斯突出和复合煤岩动力灾害有效防控提供理论支撑和技术途径。 展开更多
关键词 深部开采 煤岩动力灾害 冲击地压 煤与瓦斯突出 多尺度分源 灾害防控
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磷石膏的动力学特性试验研究 被引量：10
4
作者 路停 魏作安 +3 位作者 王文松 杨永浩 曹冠森 庄孙宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第14期264-271,共8页
利用带有弯曲元模块的GDS振动三轴试验仪,对磷石膏的动力学特性进行了系统研究。获得了磷石膏的动强度、动剪切模量Gd、阻尼比λ和动孔隙水压力μd等动力参数及其变化规律。结果表明:磷石膏的动强度曲线呈幂函数形式,不同围压下的动强... 利用带有弯曲元模块的GDS振动三轴试验仪,对磷石膏的动力学特性进行了系统研究。获得了磷石膏的动强度、动剪切模量Gd、阻尼比λ和动孔隙水压力μd等动力参数及其变化规律。结果表明:磷石膏的动强度曲线呈幂函数形式,不同围压下的动强度曲线归一性较差;初始动剪切模量Gd0与有效固结围压σ′0呈幂函数关系;采用Davidenkov模型对动剪切模量比Gd/Gd0进行拟合,不同围压下磷石膏的动剪切模量比归一性较好;随着干密度及围压的增加,磷石膏的孔压发展曲线由"双S"型向"单S"型变化;以Seed孔压模型为基础,建立了磷石膏的动孔压模型。 展开更多
关键词 磷石膏 土动力学 动强度 动剪切模量 阻尼比 动孔隙水压力
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球形颗粒Li_(4)SiO_(4)吸附CO_(2)反应动力学研究 被引量：1
5
作者 袁伟洋 秦昌雷 +2 位作者 陈结 陈淑珍 冉景煜 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期145-151,共7页
Li_(4)SiO_(4)吸附CO_(2)的动力学研究普遍以粉末样品为对象,忽略了流化床反应器对于吸附颗粒尺寸的基本要求,因而大幅削弱了其参考价值。为此,基于挤出滚圆法通过添加PE、C_(6)H_(12)O_(6)、NH_(4)HCO_(3)造孔剂实现了Li_(4)SiO_(4)颗... Li_(4)SiO_(4)吸附CO_(2)的动力学研究普遍以粉末样品为对象,忽略了流化床反应器对于吸附颗粒尺寸的基本要求,因而大幅削弱了其参考价值。为此,基于挤出滚圆法通过添加PE、C_(6)H_(12)O_(6)、NH_(4)HCO_(3)造孔剂实现了Li_(4)SiO_(4)颗粒成型,分别得到了P颗粒、C颗粒和N颗粒,随后采用热重分析、抗压强度测试和孔结构测试研究了3种吸附颗粒的基础特性;进一步基于吸附性能最优的P颗粒进行了CO_(2)吸附反应过程测试与动力学分析。结果表明:P颗粒的抗压强度最低、吸附性能最优,N颗粒的性能则与P颗粒相反,3种造孔后的颗粒吸附性能均强于未造孔颗粒。孔结构测试发现P颗粒具有最佳的比表面积和孔隙结构、C颗粒其次、N颗粒最差,因此造成了性能方面的差异。晶粒模型及Jander模型对P颗粒CO_(2)吸附动力学的研究发现,反应速率常数随温度升高、CO_(2)浓度升高以及粒径降低而增大,P颗粒吸附CO_(2)过程在动力学控制阶段的活化能和指前因子分别为41.61 kJ/mol和4.20 m0.133·mol-0.289·s^(^(-1)),而在扩散控制阶段则分别为114.81 kJ/mol和131.92 s^(^(-1))。 展开更多
关键词 CO_(2)捕集 高温CO_(2)吸附 Li_(4)SiO_(4)吸附剂 挤出-滚圆造粒 吸附动力学
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沼渣热解动力学、热力学分析及热解产物特性研究 被引量：6
6
作者 李沫杉 田宜水 +3 位作者 胡二峰 戴重阳 李晨浩 邵思 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期226-233,共8页
采用热重分析(TG)分析沼渣的热解特性,研究沼渣的热解动力学并计算指前因子A、焓变ΔH、吉布斯自由能ΔG、熵变ΔS等热力学参数。进一步考察温度对沼渣热解产物分布与性质的影响。其热解过程可分为3个失重阶段,其中第2阶段为主要失重阶... 采用热重分析(TG)分析沼渣的热解特性,研究沼渣的热解动力学并计算指前因子A、焓变ΔH、吉布斯自由能ΔG、熵变ΔS等热力学参数。进一步考察温度对沼渣热解产物分布与性质的影响。其热解过程可分为3个失重阶段,其中第2阶段为主要失重阶段,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Friedman法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算的平均活化能分别为410.00、471.32和420.01 kJ/mol,热力学参数计算结果表明沼渣热解过程具有稳定的能量输出。沼渣热解油的产率随温度上升先增加后降低。气体产物的高位热值(HHV)从400℃时的6.82 MJ/Nm3增加到700℃时的8.54 MJ/Nm3。红外光谱(FTIR)、拉曼(Raman)光谱表明热解温度升高生物炭结构的有序性增加。 展开更多
关键词 热力学 热解 动力学 沼渣 热解产物 产物分析
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煤矿井下水力压裂钻孔封孔力学模型及试验研究 被引量：37
7
作者 葛兆龙 梅绪东 +2 位作者 卢义玉 夏彬伟 陈久福 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1907-1913,1920,共8页
针对目前煤矿井下水力压裂钻孔封孔理论缺乏,封孔材料密封效果差、成本高,封孔长度不合理等问题,建立了水力压裂钻孔封孔力学模型,得出封孔材料能够承受的最大水压与封孔材料性质、封孔长度等参数之间的关系。综合分析了密封条件、抽采... 针对目前煤矿井下水力压裂钻孔封孔理论缺乏,封孔材料密封效果差、成本高,封孔长度不合理等问题,建立了水力压裂钻孔封孔力学模型,得出封孔材料能够承受的最大水压与封孔材料性质、封孔长度等参数之间的关系。综合分析了密封条件、抽采条件以及施工条件下压裂孔的合理封孔长度,并进行现场试验验证。结果表明:封孔材料性质和封孔长度是影响封孔材料能够承受最大水压的主要因素,封孔材料能够承受的最大水压随封孔材料强度、弹性模量以及封孔长度的增大而增大;当封孔长度达到某一定值后,封孔材料能够承受的最大水压随封孔长度的增大而趋于定值。以重庆松藻矿区为例,确定出穿层压裂孔的合理封孔长度为10 m,本煤层压裂孔的合理封孔长度为13 m,现场试验结果与理论分析基本一致。 展开更多
关键词 突出煤层 瓦斯抽采 水力压裂 封孔材料 封孔长度
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板状页岩单轴压缩实验及断裂力学分析 被引量：11
8
作者 侯振坤 杨春和 +4 位作者 孙书伟 郭印同 王磊 徐峰 刘杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1251-1257,共7页
基于板状页岩的单轴压缩试验,研究了含共线闭合裂隙页岩的裂纹扩展规律,从断裂力学角度,解释了裂纹起裂顺序,推导了板状页岩的脆性断裂准则及抗压强度,给出了断裂韧性的求取方法,得到:含预制裂隙页岩的抗压强度劣化程度较弹性模量大;破... 基于板状页岩的单轴压缩试验,研究了含共线闭合裂隙页岩的裂纹扩展规律,从断裂力学角度,解释了裂纹起裂顺序,推导了板状页岩的脆性断裂准则及抗压强度,给出了断裂韧性的求取方法,得到:含预制裂隙页岩的抗压强度劣化程度较弹性模量大;破坏后宏观裂纹分为两类,一类为表面平整、光滑的拉裂纹,另一类为呈锯齿状、有明显压痕的压剪裂纹;预制裂隙内端比外端更容易起裂,起裂角范围为46°~86°;裂隙间距越小岩桥越容易搭接贯通;裂纹尖端起裂方向只和θ有关,和KⅡ无关;裂隙尖端的内端应力强度因子较大,更易起裂;共线双裂纹模型的优势裂纹角为β_m=0.5arctan f^(-1)。 展开更多
关键词 板状页岩 共线裂隙 单轴压缩 裂缝扩展 岩桥 断裂力学
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真三轴加载条件下含瓦斯煤体复合动力灾害及钻孔卸压试验研究 被引量：15
9
作者 鲁俊 尹光志 +2 位作者 高恒 李铭辉 邓博知 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1812-1823,共12页
煤与瓦斯突出、冲击地压等动力灾害严重威胁矿山安全高效生产。煤矿进入深部开采后,受原岩应力升高及地质赋存条件变化的影响,冲击与突出复合型动力灾害呈逐渐增多趋势,其发生原因、机理较单一动力灾害更为复杂。因此研究深部煤矿复合... 煤与瓦斯突出、冲击地压等动力灾害严重威胁矿山安全高效生产。煤矿进入深部开采后,受原岩应力升高及地质赋存条件变化的影响,冲击与突出复合型动力灾害呈逐渐增多趋势,其发生原因、机理较单一动力灾害更为复杂。因此研究深部煤矿复合动力灾害致灾机理对于动力灾害的有效防治至关重要。本文基于自主研制的“多功能真三轴流固耦合试验系统”,进行了考虑气体影响的完整煤样和卸压孔煤样的5面加载、单面临空试验。结果表明,复合动力灾害是煤岩在应变能和气体内能作用下非线性瞬发性破坏的动态过程。其发生过程具有明显的阶段性,主要经历颗粒弹射、碎片弹射、局部煤体破坏、煤体抛出失稳和重新平衡状态,煤样破坏后形成明显弧形阶梯状煤体抛出坑。中间主应力在一定范围内有增强煤样强度的特性,试样强度随中间主应力的增加而逐渐增加,试样破坏后形成平行于中间主应力方向的主断裂面。钻孔卸压措施可在一定程度上改善煤岩力学性质,软化煤岩结构,降低煤岩强度,增强其塑性变形特性,使集聚的弹性能量缓慢释放,降低动力灾害发生的可能性。对比试验结果表明,卸压孔平行于中间主应力时煤样产生的塑性区范围更大,塑性程度更强,钻孔后的试样破坏后形成明显的阶梯式层裂结构,与未钻孔和其他钻孔布置方式相比,致灾程度弱化,无明显动力显现特征,卸压效果更好。卸压钻孔主要通过优化能量释放结构,促进煤岩渐进式损伤,最终煤岩趋于静态缓慢式破坏。针对现场具体工程条件,提出了根据实际地应力、地质条件等布置卸压钻孔方位的技术方案和可行的治理措施。 展开更多
关键词 真三轴应力 复合动力灾害 强度 钻孔卸压 含瓦斯煤体
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煤矿井下控制水力压裂煤层增透关键技术及应用 被引量：44
10
作者 郭臣业 沈大富 +2 位作者 张翠兰 王书琪 郭晨 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第2期114-118,122,共6页
为了减少低透气性煤层瓦斯抽采钻孔工程量和提高瓦斯抽采效率,对低透气性煤层增透理论及技术应用进行了研究,基于煤层控制水力压裂概念,开发了煤矿井下水力压裂数值模拟与优化设计软件,提出了高承压上向孔和近水平孔的封堵方法,形成了... 为了减少低透气性煤层瓦斯抽采钻孔工程量和提高瓦斯抽采效率,对低透气性煤层增透理论及技术应用进行了研究,基于煤层控制水力压裂概念,开发了煤矿井下水力压裂数值模拟与优化设计软件,提出了高承压上向孔和近水平孔的封堵方法,形成了压裂水分布范围探测关键技术,并进行现场应用。结果表明,通过定点定向定区域压裂实现了目标区域煤层的增透,控制水力压裂前后相比单孔瓦斯抽采量提高了5倍以上,部分工作面瓦斯抽采钻孔工程量减少了1/3,采掘工作面单产单进大幅提高,煤矿井下控制水力压裂是对常规水力压裂技术的改进和创新,能有效促进目标区域煤层增透、提高瓦斯治理效果。 展开更多
关键词 煤层增透 控制水力压裂 封堵技术 压裂监测
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动力扰动和高温联合作用下砂岩力学特性及破坏特征 被引量：4
11
作者 任松 李凯鑫 张平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1087-1097,共11页
为分析不同动力扰动和温度条件下砂岩的力学特性和破坏特征,开展了单轴压缩试验和声发射试验。首先,对中粒径砂岩试件进行不同温度的加热;其次,进行单轴压缩并全过程监测声发射信号;最后,结合峰值应变、单轴抗压强度等数据,分析砂岩的... 为分析不同动力扰动和温度条件下砂岩的力学特性和破坏特征,开展了单轴压缩试验和声发射试验。首先,对中粒径砂岩试件进行不同温度的加热;其次,进行单轴压缩并全过程监测声发射信号;最后,结合峰值应变、单轴抗压强度等数据,分析砂岩的力学特性及破坏特征。研究结果表明:循环扰动和温度作用对岩石强度影响极大,无循环扰动的试件抗压强度随温度升高而先上升后下降,其余试件抗压强度与两者呈负相关,且受温度影响更为显著;砂岩峰值应变随着温度升高呈先降低后上升的趋势,200℃为该类砂岩的拐点,砂岩峰值应变与循环扰动幅度呈正相关,有加速上升趋势,且对温度变化更敏感;试件临近破坏时,内部裂纹发展情况存在突变,R_(A)(上升时间与幅值之比)和FA(平均频率)的分布明显变化。F_(A)/R_(A)>K的声发射信号急剧减少、FA/RA<K的声发射信号陡然增多,新产生的裂纹中剪切裂纹占比很大,这种F_(A)/R_(A)的波动与实际物理过程一致且更提前,可作为岩石破坏先兆;随着循环幅度和温度增大,试件内部新产生裂纹的主要形式由张拉裂纹向剪切裂纹逐渐转变,试件的宏观破坏形式也由脆性破坏向延性破坏逐渐转变。 展开更多
关键词 动力扰动 高温 砂岩 声发射 破坏模式
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高温作用后砂岩力学性质实验研究 被引量：6
12
作者 梁永庆 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第3期76-78,共3页
研究了5种温度作用后砂岩的纵波速度以及力学特性。研究表明：高温作用后砂岩纵波速度逐渐减小,并且随着温度升高,纵波速度降低值增大;400℃～800℃随着温度升高而降低,脆性减小;砂岩三轴抗压强度随着围压升高而增大,且围压越大,增加幅... 研究了5种温度作用后砂岩的纵波速度以及力学特性。研究表明：高温作用后砂岩纵波速度逐渐减小,并且随着温度升高,纵波速度降低值增大;400℃～800℃随着温度升高而降低,脆性减小;砂岩三轴抗压强度随着围压升高而增大,且围压越大,增加幅值越大,弹性模量随着温度升高而减小。研究表明,高温作用使岩体的水分含量减少,孔隙体积增大,使岩体裂纹扩展,并且产生新的裂缝。 展开更多
关键词 砂岩 高温 纵波速度 力学性质
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重庆都市区生态系统服务价值时空演变及其驱动力 被引量：18
13
作者 周渝 邓伟 +3 位作者 刘婷 齐静 艾婕 李寄聪 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期249-256,共8页
开展快速城市化区ESV定量化描述是理顺生态环境和经济协调发展的有效手段。基于三期遥感解译数据,采用农田粮食单位面积产量比值、生物量和植被覆盖度修订价值当量表,定量分析了重庆都市区2000—2015年ESV时空演变及驱动因素。结果表明:... 开展快速城市化区ESV定量化描述是理顺生态环境和经济协调发展的有效手段。基于三期遥感解译数据,采用农田粮食单位面积产量比值、生物量和植被覆盖度修订价值当量表,定量分析了重庆都市区2000—2015年ESV时空演变及驱动因素。结果表明:(1)研究区生态系统类型以森林和农田为主,森林主要分布在“四山”山脊,农田主要分布在平坝槽谷地带;(2)时段内城市变化最为显著,空间上向南、北、西3个方向快速扩张,增幅高达225.90%;(3)15 a间总ESV从278.51亿元增加到297.71亿元,年均增幅0.7%;生态系统类型中,水域ESV增加最为显著,增幅高达60.56%;研究区以水文调节服务功能为主,且增加最为明显;(4)研究区ESV密度高值主要集中在“四山”山脊、长江和嘉陵江干流及南部桃子荡山等低山区;时段内“四山”和“两江”干流等区域价值密度呈增加趋势,减少主要集中在西部缙云山与中梁山间的槽谷平坝区及中部都市核心区域。(5)研究区ESV与城镇化率呈显著负相关,与林业生产总值呈显著正相关,表明研究区ESV与社会经济发展相互耦合,通过合理调控社会经济结构可以使区域ESV保持在高水平。 展开更多
关键词 生态系统服务价值 时空演变 驱动机制 重庆都市区
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山地城市崖壁景观特征及保护利用策略——以重庆两江四岸区域为例
14
作者 李波 张钰姣 杜春兰 《风景园林》 北大核心 2024年第8期114-121,共8页
【目的】崖壁作为山地城市重要的地域性景观之一,在城市意象、社会生活和相关城市职能中发挥着重要作用。新时代背景下,崖壁景观的地位和角色也逐渐发生变化。崖壁景观的可持续发展于城市及其本身都具有重要意义,然而目前关于崖壁景观... 【目的】崖壁作为山地城市重要的地域性景观之一,在城市意象、社会生活和相关城市职能中发挥着重要作用。新时代背景下,崖壁景观的地位和角色也逐渐发生变化。崖壁景观的可持续发展于城市及其本身都具有重要意义,然而目前关于崖壁景观的系统性认知比较匮乏。【方法】以崖壁景观分布集中的重庆两江四岸区域为例,综合运用实地调查、史料梳理、ArcGIS空间分析等手段对山地城市崖壁景观特征及保护利用途径进行深入调查和讨论。【结果】两江四岸区域崖壁景观在总体空间分布上呈现依附山形地势与滨江临水两大特征;在空间形态上可划分为自然崖壁、人工介入崖壁,人工崖壁3种类型,自然崖壁生境类型丰富多样,人工介入崖壁和人工崖壁则相对单一;崖壁景观提供了多元复合的功能空间,是重要的人文景观载体。【结论】从崖壁空间功能转型、周边资源整合利用和自然生境保育3个方面提出崖壁景观的可持续发展策略,为山地城市崖壁景观的保护和开发利用提供参考。 展开更多
关键词 风景园林 崖壁景观 崖壁空间 崖壁生境 景观特征 山地城市 重庆两江四岸
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煤矿冲击地压灾害风险监察智能分析系统关键技术架构 被引量：13
15
作者 魏立科 姜德义 +3 位作者 王翀 陈结 高升 范金洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期63-73,共11页
随着煤矿开采由浅部向深部转移,面临冲击地压灾害风险的矿井数量持续增加,冲击地压灾害防控形势将更加严峻。近3年国家煤监局已针对冲击地压灾害下发了多项政策性指导文件,但监管层面仍尚未建立有效的冲击地压灾害远程监管机制,缺乏以... 随着煤矿开采由浅部向深部转移,面临冲击地压灾害风险的矿井数量持续增加,冲击地压灾害防控形势将更加严峻。近3年国家煤监局已针对冲击地压灾害下发了多项政策性指导文件,但监管层面仍尚未建立有效的冲击地压灾害远程监管机制,缺乏以可视化方式进行综合展示与风险分析的相关系统。基于国内外学者对冲击地压灾害机理的认识和风险监测方面的研究,笔者提出在国家层面建设灾害风险智能分析系统,运用人工智能、大数据等新技术对各矿监测结果进行综合分析,可为全国冲击地压灾害的远程监管、精准执法和科学管控提供合理的解决方案。构建煤矿冲击地压灾害风险监察智能分析系统,存在3类关键技术问题:①多源异构数据接入的有效性;②冲击地压灾害风险指标的差异性;③灾害风险分级的智能分析。为解决这3类问题提出了一个涵盖数据层、服务层和应用层的3层技术架构。在这个架构中,针对冲击地压灾害多源异构数据接入的有效性问题,提出了建立统一的数据标准、传输方式和接入流程。针对冲击地压灾害风险指标的差异性问题,提出结合全国各类冲击地压矿井条件进行横向综合分析研判的思路,在大量样本的基础上逐步统一灾害风险指标,建立科学全面的冲击地压灾害风险评价体系,该体系具备单区域多参数综合分析服务能力和多区域深度学习服务能力。针对灾害风险分级的智能分析问题,指出了面对未来接入的海量监测数据实时汇入,需引入大数据和人工智能相关算法对有效信息进行深度挖掘。目前国家煤监局煤矿感知数据采集分析平台可为后续智能分析提供良好的数据处理基础,基于该平台提出了煤矿冲击地压灾害风险监察智能分析系统的技术架构。 展开更多
关键词 冲击地压灾害 风险判识 智能分析 大数据
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特厚煤层坚硬顶板强矿压——瓦斯——水——火多灾害协同控制理论及技术
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作者 夏彬伟 《晋控科学技术》 2023年第6期1-5,9,F0002,共7页
针对大同矿区特厚煤层开采时坚硬顶板大面积垮落引发强矿压,诱发冲击地压、煤与瓦斯突出、突水、冲击气流、瓦斯燃爆等灾害,提出了以坚硬顶板运动控制为核心的强矿压——瓦斯——水——火协同控制理论与技术,并进行综合应用。工程实践表... 针对大同矿区特厚煤层开采时坚硬顶板大面积垮落引发强矿压,诱发冲击地压、煤与瓦斯突出、突水、冲击气流、瓦斯燃爆等灾害,提出了以坚硬顶板运动控制为核心的强矿压——瓦斯——水——火协同控制理论与技术,并进行综合应用。工程实践表明,在该协同控制技术应用之后,工作面的强矿压、瓦斯突出、水气下泄与采空区自燃等现象得到有效抑制。研究成果可为相类似的强矿压——瓦斯——水——火多重灾害矿区提供有效指导。 展开更多
关键词 坚硬顶板 强矿压 协同控制 多灾害治理
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基于仪器化压入实验的煤体微纳尺度非均质力学响应特征 被引量：3
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作者 邓博知 聂百胜 +1 位作者 柳先锋 石发瑞 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2304-2317,共14页
煤炭是我国的主体能源,煤矿井下冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害的频繁严重影响煤炭的安全生产.煤体是典型的混合物,其内部不同组分的力学性质差异较大,使其在外部扰动的作用下容易产生内部应力集中,导致煤体的失稳、破坏,形成煤矿动力灾... 煤炭是我国的主体能源,煤矿井下冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害的频繁严重影响煤炭的安全生产.煤体是典型的混合物,其内部不同组分的力学性质差异较大,使其在外部扰动的作用下容易产生内部应力集中,导致煤体的失稳、破坏,形成煤矿动力灾害.本文以非均质煤体为研究对象,利用微焦CT、扫描电子显微镜和纳-微米压入实验,研究了煤体微纳尺度的非均质结构和力学性质,实验研究结果表明:煤体是有机物和多种矿物组成的混合物,矿物以点填充、丝状填充和条带状侵入等结构存在于煤体有机物中,不同的矿物填充或侵入区域中矿物含量和结构具有差异,这导致煤体微纳尺度的物理力学性质具有非均质性;纳米尺度压入实验可以捕捉矿物在有机物中的填充或侵入结构,测量煤体混合物中矿物和有机物单组分的力学参数,识别两者力学性质的巨大差异;微米尺度的压入实验可以表征煤体混合物整体的力学性质,矿物填充量越多,煤体混合物的力学性质越强,同时煤体混合物微观尺度的破裂模式会受到矿物填充结构的影响.研究结果揭示了煤体微观结构和力学性质的非均质特征,探讨了煤体混合物的非均质结构可能引起的脆性破坏,为煤矿井下冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害的预测与防治提供了理论基础. 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 煤体矿物填充结构 煤体非均质特征 仪器化压入实验
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逆断层控制带含煤地层地应力分布规律 被引量：2
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作者 王晓东 罗永江 +2 位作者 石佳林 梁运培 胡千庭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3918-3931,共14页
为深化对逆断层控制下含煤地层的地应力分布特征的认识,运用自主研发的大型真三轴仪器“矿山地质构造模拟实验系统”,基于相似原理,开展考虑深度、断层倾角、落差等影响因素的物理模拟实验。结合数值模拟,分析不同条件下扰动区宽度和地... 为深化对逆断层控制下含煤地层的地应力分布特征的认识,运用自主研发的大型真三轴仪器“矿山地质构造模拟实验系统”,基于相似原理,开展考虑深度、断层倾角、落差等影响因素的物理模拟实验。结合数值模拟,分析不同条件下扰动区宽度和地应力分布规律。研究结果表明:①断层上盘的应力扰动宽度大于下盘,且2者都随深度的增加而减小。倾角45°断层的扰动宽度比60°断层小,在500、1000、1500 m深度处,前者分别为35.72、27.33、10.71 cm,后者分别为47.03、32.15、17.85 cm。②临近断层处最大水平应力(σ_(H))有明显的应力集中现象。当断层倾角大于45°时,倾角越大,应力集中程度越大。45°断层下盘临近断层处的4号测点在500、1000、1500 m深度的应力集中系数分别为为0.95、0.94、1.15,与区域应力场接近。而60°断层的4号测点在500、1000、1500 m深度的应力集中系数分别为1.11、1.44、1.42。③在远离断层处的未受扰动区,σ_(H)偏转角度较小,几乎都小于15°。在扰动区,σ_(H)偏转角度受倾角控制,σ_(H)偏转角度最大达到约90°。倾角45°断层中,σ_(H)偏转角度最大的区域在下盘临近断层处;在倾角60°断层,这一区域则出现在距离断层有一定距离的上盘中。④当落差大于煤层厚度时,扰动宽度(尤其上盘扰动区宽度)明显变大。应力集中区域出现在弹性模量更大的地层中,煤层中各测点σ_(H)离散性很大。 展开更多
关键词 地应力分布 含煤地层 逆断层 应力集中 应力转向
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保温时间对二次炭化型煤微结构的影响与力学-渗流特性强化研究
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作者 甘青青 许江 +2 位作者 彭守建 蔡果良 耿加波 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期111-122,共12页
物理模拟试验是煤矿瓦斯灾害发生机制与防控的一种有效方法。目前开展煤矿瓦斯灾害物理模拟试验所用型煤材料其力学强度、渗透率与原煤差异性较大,如何改善型煤(BC)的抗压强度、渗透率是型煤成型过程中面临的关键问题。基于此,采用热压... 物理模拟试验是煤矿瓦斯灾害发生机制与防控的一种有效方法。目前开展煤矿瓦斯灾害物理模拟试验所用型煤材料其力学强度、渗透率与原煤差异性较大,如何改善型煤(BC)的抗压强度、渗透率是型煤成型过程中面临的关键问题。基于此,采用热压成型方法制作了若干不同保温时间下二次炭化型煤,并采用SEM、NMR、XRD、FTIR、MTS-815岩石力学试验系统和含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置对不同保温时间下二次炭化型煤进行测试分析,分析了不同保温时间对其表面形貌、T2谱形态、孔隙度、微晶结构、基本结构单元芳香烃、烷基侧链和各种官能团演化规律,厘清了不同保温时间下二次炭化型煤的力学及渗流特性,并确定最优的保温时间。结果表明:随着保温时间的增加,二次炭化型煤表面粗糙度、孔径逐渐变大,且增至6.7 h后,BC表面有裂隙出现,保温时间越长,裂隙越明显;BC累计孔隙度及中孔孔隙度逐渐增大,而微孔孔隙度逐渐减少;芳香层间距(d_(002))呈先减后增,而微晶直径(L_(a))和微晶高度(L_(c))均先增后减;脂肪链的长度减少,芳香环的缩合程度(A_(ar)/A_(al))呈先增大后减小;单轴抗压强度呈先增大后减小,渗透率呈先减小后增加。在保温时间为5.3 h为最佳保温时间,此时热压BC的单轴抗压强度和弹性模量都最大、泊松比和渗透率最小,其力学强度、渗透率和密度依次为9.85 MPa,1.49×10^(-15)m^(2)和1.127 g/cm^(3)。该研究为提高煤矿瓦斯灾害发生机制与防控基础试验中的真实还原性,有效预防控制煤矿瓦斯灾害事故具有重要的现实指导意义。 展开更多
关键词 煤矿瓦斯灾害 微结构 力学特性 渗流特性 二次炭化型煤
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升温速率对热压型煤微结构演化规律及力学、渗流特性的影响
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作者 甘青青 许江 +3 位作者 蔡果良 雷历豪 袁佳敏 彭守建 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期786-796,共11页
煤矿瓦斯灾害物理模拟实验中,型煤材料制作方法是影响其强度和渗透率的关键因素。引入Horsfield致密堆积理论优化型煤材料的配比,对不同升温速率下热压型煤的力学-渗流特性开展研究,并考察不同升温速率对其分子结构和孔隙结构影响。结... 煤矿瓦斯灾害物理模拟实验中,型煤材料制作方法是影响其强度和渗透率的关键因素。引入Horsfield致密堆积理论优化型煤材料的配比,对不同升温速率下热压型煤的力学-渗流特性开展研究,并考察不同升温速率对其分子结构和孔隙结构影响。结果表明:随着升温速率的增加,热压型煤的C1s元素占比、分子结构官能团中醇、醚基(C—O/C—OH)和芳香烃、脂肪碳(C—C/C—H)含量呈先增后减再增规律;单轴抗压强度呈先增大后减小规律,而初始渗透率呈先减小后增大的趋势;最优升温速率为5℃/min。研究成果对提高型煤与原煤的相似性具有指导意义。 展开更多
关键词 煤矿瓦斯灾害 微结构 热压型煤 升温速率 单轴抗压强度 渗透率
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