小庄煤矿冲击地压分源解危措施及效果分析

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作者 武亮 马科 《绿色科技》 2024年第6期216-219,235,共5页

针对冲击地压难以精准防治的问题,结合动静组合叠加理论,开展了分源监测,提出了冲击地压危险源层次化监测和分源解危措施,即对煤岩破断之后所萌生的动载荷监测工作,需要借助微震法对全矿井实施监测。同时借助地音法对重点工作面实行监测... 针对冲击地压难以精准防治的问题,结合动静组合叠加理论,开展了分源监测,提出了冲击地压危险源层次化监测和分源解危措施,即对煤岩破断之后所萌生的动载荷监测工作,需要借助微震法对全矿井实施监测。同时借助地音法对重点工作面实行监测,借助应力在线监测的方法以及钻屑法抽样监测的方法,实现局部危险区域内的煤体静载荷全面监测。基于检测结果,制定了针对掘进工作面迎头及顶煤的冲击地压解危方案并在现场进行了实施。结果表明:采掘扰动是诱发冲击地压发生的重要因素,采用冲击地压解危方案后,钻屑平均值分别由卸压前的2.44、2.26 kg/m降低至1.98、1.87 kg/m,起到了明显的卸压效果,为合理防治冲击地压提供了思路。 展开更多

关键词 冲击地压 动静组合 分源解危 卸压效果

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特厚煤层覆岩裂隙−渗流区域演化规律及工程应用

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作者 孔祥国 赵天烁 +7 位作者 林海飞 赵鹏翔 王旭 蔡雨初 季鹏飞 和递 李可 徐传玉 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期102-113,共12页

【目的和方法】覆岩结构对卸压瓦斯抽采有重要影响,为探究特厚煤层开采过程中上覆岩层瓦斯运移规律,采用物理相似性模拟实验方法分析覆岩裂隙形态和渗流能力演化规律,研究特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化机理,提出特厚煤层覆岩裂隙−... 【目的和方法】覆岩结构对卸压瓦斯抽采有重要影响,为探究特厚煤层开采过程中上覆岩层瓦斯运移规律,采用物理相似性模拟实验方法分析覆岩裂隙形态和渗流能力演化规律,研究特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化机理,提出特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域识别方法,依据该识别方法在实验工作面进行定向钻孔抽采实践。【结果和结论】结果表明:(1)覆岩中间区域离层量和裂隙密度分别为两侧区域的47%和31%,呈现中间低两边高的分布模式。开采初期,覆岩的裂隙−渗流特征在空间分布具有同步性,随着工作面进一步推进,覆岩受到不同程度的采动影响,覆岩逐渐开始分区演化,中间区域裂隙−渗流特征明显小于四周,两侧区域则随着层位的增加而递减,裂隙率、裂隙熵、连通性系数和渗透率范围分别为1.0%~8.5%、0.15~0.90、0.10~0.65和6.34×10^(−9)~7.78×10^(−7) m^(2)。(2)基于覆岩裂隙和渗流能力对瓦斯运移的影响,将覆岩分为4个区域,分别是低位湍流区、中位压实区、中位过渡区和高位恒流区,基于裂隙率、裂隙熵、连通性系数和渗透率在不同区域的时空演化规律,建立特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化模型和判定流程。(3)根据覆岩裂隙−渗流特征区域演化模型,分析中位过渡区和高位恒流区为抽采优势层位,设计钻孔垂距为6~25 m,将钻孔抽采纯量随时间的变化过程分为初始波动阶段、快速增长阶段和缓慢下降阶段,回采期间工作面甲烷体积分数均小于1%,工程实践效果良好,验证了方法的可行性和定向钻孔布置的合理性。研究结果为瓦斯抽采钻孔参数的优化和煤层瓦斯治理提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 特厚煤层 上覆岩层 裂隙−渗流特征 钻孔布置 瓦斯治理

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地下矿山微震响应空间探测概率特征与数据补偿方法

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作者 王常彬 曹安业 +4 位作者 SI Guangyao 王冰 杨旭 张宁 岳阳 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2413-2422,共10页

深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发,但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足,极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此,将地震学中基于概率的完整性震级评价方法(PMC)应用于某井工煤矿,分析了各微震台站的震... 深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发,但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足,极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此,将地震学中基于概率的完整性震级评价方法(PMC)应用于某井工煤矿,分析了各微震台站的震动波拾波能力,探究了台网对采场微震响应探测概率的空间分布特征,并提出了基于探测概率的微震活动补偿方法。结果表明:相比于地震学中经典的最小完整性震级评价,PMC具有不依赖古登堡-里克特关系、计算简单、评价精度高的特点,更适用于地下矿山台网布置受限、震源来源复杂、震动波高噪音、强衰减的微震监测环境。微震台站对震动波的拾波能力受其所在区域采动煤岩体环境影响,对不同距离、不同能级微震事件的拾波概率具有显著差异:震源与台站距离越短、震源能级越高,台站对震动波到时标定的概率则越大。微震台网对微震事件的探测能力与震源能级直接相关,探测概率受台站布置影响在采场空间呈现高度非均匀分布特征。针对微震台网探测数据不完整的问题,提出了基于探测概率的微震活动补偿方法,还原了超前工作面煤体微震能级与频次的空间分布特征,其高能释放区域所在超前巷道位置与动力显现频发区域基本吻合,验证了采场微震数据补偿结果的有效性。研究成果可为地下矿山高质量微震监测与高效灾害防治提供理论与数据基础。 展开更多

关键词 煤岩动力灾害 探测概率 微震监测 完整性震级 微震数据集完整性

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巨厚砂岩坚硬顶板诱冲机制研究

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作者 王建辉 郑凯歌 +1 位作者 郭伟 张亚潮 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期27-38,共12页

煤层上覆坚硬顶板悬距长、难垮落等特性导致突然破断后工作面来压范围广、破坏程度大,易引起严重的强矿压冲击灾害,而巨厚砂岩坚硬顶板更甚。针对巨厚砂岩坚硬顶板造成的强矿压动力灾害问题,以榆林矿区某矿3-1号煤层为研究对象,采用数... 煤层上覆坚硬顶板悬距长、难垮落等特性导致突然破断后工作面来压范围广、破坏程度大,易引起严重的强矿压冲击灾害,而巨厚砂岩坚硬顶板更甚。针对巨厚砂岩坚硬顶板造成的强矿压动力灾害问题,以榆林矿区某矿3-1号煤层为研究对象,采用数值模拟、理论分析的方法分析并揭示巨厚坚硬顶板回采过程中应力、位移演化特征及顶板破断机理。结果表明,相较普通坚硬顶板,巨厚坚硬顶板赋存条件下,推进850 m过程中,开切眼侧应力集中系数峰值为3.36,工作面侧应力集中系数峰值则在2.45以下;工作面四周围岩支承压力影响范围达20 m;巨厚砂岩坚硬顶的大面积悬露导致超前支承压力以及巷道围岩应力集中程度加剧,且影响程度及范围较普通坚硬顶板更大,应力拱高度达315 m,顶板沉降延伸超过煤层上方370 m。巨厚砂岩坚硬顶的大面积悬露,导致砌体梁结构协同下方岩层悬臂梁结构协同作用,其内部大量弹性能的突然释放是采场强矿压显现灾害发生的直接原因。 展开更多

关键词 巨厚砂岩坚硬顶板 冲击灾害 应力分布 致灾机理 应力集中系数

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小庄矿40309工作面瓦斯涌出规律及影响因素分析 被引量：7

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作者 夏海斌 郭林生 +5 位作者 林建成 郭魏虎 李可 付航航 孔祥国 孙万杰 《中国矿业》 北大核心 2020年第10期134-138,共5页

为了及时掌握小庄矿40309综放工作面瓦斯涌出量变化情况,杜绝该工作面回采过程中出现瓦斯隐患,现场连续采集了40309工作面回采过程中瓦斯涌出量数据,分析了绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量随工作面回采的变化规律,研究了涌出量与日产量... 为了及时掌握小庄矿40309综放工作面瓦斯涌出量变化情况,杜绝该工作面回采过程中出现瓦斯隐患,现场连续采集了40309工作面回采过程中瓦斯涌出量数据,分析了绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量随工作面回采的变化规律,研究了涌出量与日产量、日推进度和风排量的关系。研究结果表明:2019年5月25日至2019年8月14日,40309工作面绝对瓦斯涌出量随着工作面回采基本呈下降趋势,绝对瓦斯量维持在21.6~35.4 m^3/min;40309工作面相对瓦斯涌出量维持在1.58~4.11 m^3/t。工作面瓦斯涌出总量的平均值为26.91 m^3/min,其中,煤壁涌出5.65 m^3/min、落煤涌出2.02 m^3/min、采空区涌出2.83 m^3/min,邻近层涌出16.41 m^3/min,本煤层涌出量占工作面总涌出量的39.01%,邻近层涌出量占工作面总涌出量的60.99%。40309工作面绝对瓦斯涌出量随日产量增加而增加,随日推进度和风排量的增加呈增加趋势,但变化不太明显。40309工作面相对瓦斯涌出量随日产量增加呈指数衰减,随日推进度和风排量增加而增加。该研究有助于40309工作面瓦斯灾害事故防控,并为类似高瓦斯综放工作面回采设计提供指导。 展开更多

关键词 瓦斯涌出量 日产量 日推进度 风排量瓦斯

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特厚煤层顶板超长钻孔水力压裂技术应用分析 被引量：6

6

作者 门鸿 赵华全 +2 位作者 窦桂东 贾增林 张营 《中国矿业》 2022年第9期111-118,共8页

针对特厚煤层开采过程中坚硬难垮落顶板,采用超长钻孔水力压裂技术对煤层上方坚硬岩层进行压裂,有效降低了上覆岩层顶板的整体强度,将厚度大、完整性强的顶板通过高压水切割,最终达到大面积顶板弱化的目的。研究结果表明:①顶板超长钻... 针对特厚煤层开采过程中坚硬难垮落顶板,采用超长钻孔水力压裂技术对煤层上方坚硬岩层进行压裂,有效降低了上覆岩层顶板的整体强度,将厚度大、完整性强的顶板通过高压水切割,最终达到大面积顶板弱化的目的。研究结果表明:①顶板超长钻孔水力压裂工程的实施对40205工作面煤层上方55~59 m处的含砾粗砂岩和68 m处有含砾粗砂岩进行了切割弱化,有效降低了煤层上方坚硬顶板的冲击势能;②通过ARAMIS M/E微震监测和ARES-5/E地音监测联合监测数据分析,在顶板水力压裂过程中,能量事件主要以“高频低能”状态存在,最高能量事件达到6200 J,未出现高能积聚顶板断裂现象;③高压水力压裂施工后,在工作面回采期间,单日总能量降低71.7%,岩体内部裂隙呈现“网格状”分布结构。超长钻孔水力压裂技术的实施,有效降低了工作面开采过程中煤层上方顶板的冲击势能,为工作面推采提供了安全保障。 展开更多

关键词 冲击地压 特厚煤层 水力压裂 效果检验

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小庄矿“以孔代巷”瓦斯抽采技术可行性研究 被引量：6

7

作者 郭林生 林建成 +4 位作者 李可 夏海斌 董春发 李葳 龙航 《中国煤炭》 2020年第9期65-70,共6页

针对高抽巷工程量大、成本高等问题,提出采用高位长钻孔代替高抽巷工作面采空区瓦斯抽采模式。对比分析了小庄煤矿40309工作面高抽巷、高位钻孔、上隅角插管和边采边抽的瓦斯抽采量,对工作面现有瓦斯抽采能力进行了核定。研究发现,瓦斯... 针对高抽巷工程量大、成本高等问题,提出采用高位长钻孔代替高抽巷工作面采空区瓦斯抽采模式。对比分析了小庄煤矿40309工作面高抽巷、高位钻孔、上隅角插管和边采边抽的瓦斯抽采量,对工作面现有瓦斯抽采能力进行了核定。研究发现,瓦斯抽采量约占绝对瓦斯涌出量的86.2%,高抽巷抽采占比约为48.39%,高位钻孔抽采占比仅为7.71%,现有抽采系统难以实现高位长钻孔代替高抽巷的抽采工艺;针对高位钻孔抽采占比低的问题,结合现场瓦斯抽采系统抽采能力,为实现工作面采空区瓦斯“以孔代巷”进行了高位钻孔参数核算,主要包括高位钻孔抽采量、钻孔数量、管路最小内径及抽采泵最小额定流量等参数,并从施工成本角度分析了现场实施“以孔代巷”技术的可行性。 展开更多

关键词 瓦斯治理 瓦斯抽采量 以孔代巷 高位钻孔 高抽巷

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小庄煤矿水源地热资源开发及利用研究 被引量：3

8

作者 张国平 《中国煤炭》 2019年第9期84-87,共4页

根据小庄煤矿地质资料和井下水资料,对井下水源地热资源状况进行调查,提出了一种矿井涌水资源综合利用方案。该方案将抽采的地热水经管道运输至井上,经地面矿井水处理站处理后,再利用高效的原生态涌水热泵技术提取原水温度并提高至40℃... 根据小庄煤矿地质资料和井下水资料,对井下水源地热资源状况进行调查,提出了一种矿井涌水资源综合利用方案。该方案将抽采的地热水经管道运输至井上,经地面矿井水处理站处理后,再利用高效的原生态涌水热泵技术提取原水温度并提高至40℃~50℃,在地面换热站实现集中换热,可满足工业厂区的热水供应;矿区矿井水目前涌水热资源总量为21.98MW,可实现日功率为15MW的热量供应。矿井涌水热资源的开发利用,为我国矿山地热发展和绿色矿山建设提供了新思路。 展开更多

关键词 地热水 低位热能 综合利用 绿色矿山

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基于地震CT探测的小庄矿工作面冲击危险性评价及防治 被引量：1

9

作者 昝军才 陈跟马 +2 位作者 高永刚 贾增林 卢科 《中国煤炭》 2018年第11期39-43,共5页

为了探明小庄煤矿40204工作面冲击危险性区域,并划分危险等级,采用PASAT-M型便携式微震探测系统对小庄煤矿40204工作面冲击危险性进行地震CT探测和评价。结果表明,在探测期间40204工作面探测区域内的煤岩层总体处于弱冲击危险等级;采空... 为了探明小庄煤矿40204工作面冲击危险性区域,并划分危险等级,采用PASAT-M型便携式微震探测系统对小庄煤矿40204工作面冲击危险性进行地震CT探测和评价。结果表明,在探测期间40204工作面探测区域内的煤岩层总体处于弱冲击危险等级;采空区侧向支承压力、工作面超前支承压力以及相邻采空区切眼附近"拐角"煤柱的影响是40204工作面冲击危险性升高的主要原因。根据探测结果有重点地开展煤层爆破卸压措施,提升了冲击地压防治效率与效果。 展开更多

关键词 冲击地压 地震CT探测 冲击危险区 便携式微震探测系统

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基于深度学习的矿井滚动轴承故障诊断方法 被引量：6

10

作者 窦桂东 白艺硕 +2 位作者 王均利 黄博昊 阳康 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期96-103,154,共9页

针对传统卷积神经网络在煤矿井下等复杂环境中难以充分挖掘数据特征等问题,提出了一种基于马尔可夫转移场(MTF)和双通道多尺度卷积胶囊网络(DMCCN)的矿井滚动轴承故障诊断方法,构建了MTFDMCCN故障诊断模型。根据MTF和灰度图对原始振动... 针对传统卷积神经网络在煤矿井下等复杂环境中难以充分挖掘数据特征等问题,提出了一种基于马尔可夫转移场(MTF)和双通道多尺度卷积胶囊网络(DMCCN)的矿井滚动轴承故障诊断方法,构建了MTFDMCCN故障诊断模型。根据MTF和灰度图对原始振动信号进行编码后,采用双通道输入模式连接卷积网络获取浅层特征;将特征图进行融合后输入到胶囊网络,提高模型对空间信息的敏感度;在网络中引入Inception模块,聚焦多尺度特征,加强网络的特征提取能力;通过胶囊层进行向量化处理,实现滚动轴承的故障诊断与分类。消融实验、抗噪性及泛化性实验结果表明:Inception模块、灰度图输入、MTF图像输入均对轴承故障诊断具有正向促进的作用,MTF编码对模型的诊断精度提升最高;MTF-DMCCN模型具有较好的鲁棒性和抗噪声能力;MTF-DMCCN模型具有优异的变转速适应能力,在不同工况条件下具有良好的泛化性能。为进一步验证模型性能,选取格拉姆角差场(GADF)、格拉姆角和场(GASF)、灰度图、MTF等图像编码方式与不同网络相结合,采用辛辛那提大学数据集(IMS)进行对比实验,结果表明,MTF-DMCCN模型能有效识别滚动轴承故障类型,平均故障诊断准确率达99.37%。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 马尔可夫转移场 胶囊网络 Inception结构 MTF编码

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基于IPIO-VME与ConvNeXt-Encoder-GRU的轴承剩余寿命预测

11

作者 黄博昊 董红涛 +3 位作者 赵晖 卫若茜 陈敬川 何澳 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第4期570-582,共13页

基于振动信号的轴承剩余寿命(RUL)预测在工业安全生产中具有重要意义,但该领域目前存在着模型构建难度较高、预测精度较低的问题;为完成自适应的特征模态提取和去噪工作,简化模型构建过程,提升预测效果,提出了基于改进鸽群算法的变分模... 基于振动信号的轴承剩余寿命(RUL)预测在工业安全生产中具有重要意义,但该领域目前存在着模型构建难度较高、预测精度较低的问题;为完成自适应的特征模态提取和去噪工作,简化模型构建过程,提升预测效果,提出了基于改进鸽群算法的变分模态提取(IPIO-VME)算法和基于ConvNeXt-Encoder-门控循环单元(GRU)的轴承剩余寿命预测方法。首先,鸽群算法高效准确,适用于VME的参数选择,但容易陷入局部最优,因此利用自适应惯性权重、收缩包围机制、莱维飞行等方法对鸽群算法进行了改进,以提高收敛速度和全局收敛能力;然后,为实现自适应的模态提取目的,设计了IPIO-VME算法的目标函数,能够针对VME算法和轴承振动信号的特点,有效提取轴承振动特征;最后,针对模型构建繁琐、精度低的问题,提出了ConvNeXt-Encoder-GRU模型,采用间隔与连续采样的数据集构建方法,并使用联合振动数据和特征曲线的方法进行了寿命预测模型的构建,通过ConvNeXt模块提取振动特征,然后使用Transformer的Encoder模块提取趋势特征,并利用GRU进行了融合;还对该算法和预测模型进行了实验对比验证。研究结果表明:改进鸽群算法具有更快的收敛速度和更好的全局收敛能力,在测试函数下,经过1000次迭代,其精度最高能达到1.23×10-9;ConvNeXt-Encoder-GRU模型具备较高预测准确性,在西安交通大学-长兴昇阳科技有限公司(XJTU-SY)轴承数据集上的LogCosh指标可以达到0.0013,优于单一模型。该研究结果对轴承的故障特征提取和剩余寿命预测研究具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 滚动轴承 剩余使用寿命预测 改进鸽群算法 变分模态提取 ConvNeXt 门控循环单元

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数字近景摄影测量在相似模拟试验中的应用研究 被引量：3

12

作者 张春森 张瑛 +1 位作者 刘雷 曹建涛 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第11期93-96,共4页

针对现有相似模拟实验观测方法中存在的自动化程度低、测量精度差等缺点,给出一种基于摄影测量计算机视觉方法进行相似模拟变形测量的新方法。利用普通非量测数码相机进行影像数据采集,通过在任相机平面预检校、变形监测点特征提取、影... 针对现有相似模拟实验观测方法中存在的自动化程度低、测量精度差等缺点,给出一种基于摄影测量计算机视觉方法进行相似模拟变形测量的新方法。利用普通非量测数码相机进行影像数据采集,通过在任相机平面预检校、变形监测点特征提取、影像匹配等计算步骤得出不同时期物理相似模型变形监测点的坐标。通过比较不同时期变形监测特征点坐标的变化量,计算得出物理相似模型变形情况。通过对某急倾斜煤层顶板相似材料进行模拟变形测量,试验结果表明:所应用方法与全站仪方法变形监测结果平面精度最大相差0.5mm左右,所测位移场与实际变形情况一致,满足因矿山开采引起的岩层和地表移动变形监测要求。 展开更多

关键词 数字近景摄影测量 物理相似模拟 岩层移动 三维重建

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基于CEEMDAN-BO-BiGRU的矿井涌水量预测研究 被引量：6

13

作者 侯恩科 夏冰冰 +1 位作者 吴章涛 荣统瑞 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第28期12012-12019,共8页

为提高矿井涌水量预测的准确度,基于涌水量数据的不稳定性及随机性,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)与... 为提高矿井涌水量预测的准确度,基于涌水量数据的不稳定性及随机性,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)与双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,BiGRU)相结合的矿井涌水量预测模型CEEMDAN-BO-BiGRU。所提模型通过CEEMDAN将涌水量数据分解为多个较平稳的固有模态分量(intrinsic mode function,IMF)和残差分量(residual components,Res),过滤数据噪声,提取数据不同时间尺度波动特征,降低预测误差。利用贝叶斯优化对BiGRU模型多个超参数进行迭代寻优,进一步提高模型的预测精度。之后对各分量进行超前1~3步预测,最终将各分量预测结果加和得到涌水量多步预测结果。以小庄煤矿矿井涌水量数据进行试验,并将CEEMDAN-BO-BiGRU预测结果与其他多种预测模型结果进行对比分析。结果表明:采用CEEMDAN-BO-BiGRU组合网络模型对矿井涌水量预测结果更准确,该方法对涌水量的短时预测提供了一种新思路。 展开更多

关键词 矿井涌水量 贝叶斯优化(BO) 双向门控循环单元(BiGRU) 时间序列

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顺层钻孔预抽煤层瓦斯精准布孔模式及工程实践 被引量：30

14

作者 林海飞 季鹏飞 +3 位作者 孔祥国 李树刚 窦桂东 李可 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1220-1234,共15页

顺层钻孔预抽瓦斯技术是降低煤层瓦斯含量的有效方法之一,合理的布孔参数是提高煤层瓦斯预抽效果的关键。为提高顺层钻孔布孔精准性和科学性,建立了含瓦斯煤体流固耦合抽采模型,基于响应面法设计布孔参数优化方案,运用COMSOL Multiphys... 顺层钻孔预抽瓦斯技术是降低煤层瓦斯含量的有效方法之一,合理的布孔参数是提高煤层瓦斯预抽效果的关键。为提高顺层钻孔布孔精准性和科学性,建立了含瓦斯煤体流固耦合抽采模型,基于响应面法设计布孔参数优化方案,运用COMSOL Multiphysics模拟软件分析了地质因素(煤层瓦斯含量、透气性系数)和工程因素(抽采负压、钻孔直径、布孔间距)交互作用对钻孔预抽煤层瓦斯的影响规律,提出钻孔间最大瓦斯压力与达标压力比(P_(max)/P_(b))的布孔参数判定指标,创新了煤层“分时分区”式顺层钻孔预抽煤层瓦斯精准布孔方法,得到适用于不同煤层瓦斯赋存特征的最优钻孔布置参数,并进行现场试验。结果表明:预抽初期,相邻钻孔间抽采叠加效应不明显;随着预抽时间延长,抽采叠加效应越发显著,垂直钻孔方向的抽采达标区域逐渐由孤立向复合转变。不同预抽时间下,P_(max)/P_(b)对各因素的敏感性依次为:布孔间距>煤层瓦斯含量>透气性系数>钻孔直径>抽采负压。不同预抽时间下,煤层瓦斯含量和透气性系数的交互作用响应等值线分布密集,2者对P_(max)/P_(b)影响非常显著,并且对P_(max)/P_(b)数值影响较大;工程因素中抽采负压与钻孔直径的交互作用响应等值线呈圆形分布,说明二者交互作用不明显;在布孔间距与地质因素交互作用下,响应等值线沿布孔间距方向更为密集,布孔间距对P_(max)/P_(b)影响仍然是显著的,与单因素分析结果相互佐证。试验工作面采用“分时分区”式顺层钻孔精准布孔方法确定的合理布孔参数依次为:抽采负压24.0 kPa、钻孔直径113 mm、布孔间距6.0 m;经优化预抽钻孔参数后,现场瓦斯预抽效果良好且预抽达标检验合格,实现了煤层瓦斯精准预抽。 展开更多

关键词 瓦斯精准抽采 顺层钻孔 交互作用 布孔优化 分时分区

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特厚煤层综采工作面矿压显现规律研究 被引量：11

15

作者 窦桂东 林建成 +3 位作者 杜鑫 王兴旭 亢晓涛 吴章涛 《煤炭工程》 北大核心 2019年第8期84-88,共5页

为了研究特厚煤层综采工作面矿压显现规律,以小庄煤矿40201工作面为背景,采用数值模拟研究了开采工作面顶板破坏特征。通过现场监测分析了工作面沿倾向和走向液压支架工作阻力,同时与经验公式计算结果进行对比确定了支架工作阻力。结果... 为了研究特厚煤层综采工作面矿压显现规律,以小庄煤矿40201工作面为背景,采用数值模拟研究了开采工作面顶板破坏特征。通过现场监测分析了工作面沿倾向和走向液压支架工作阻力,同时与经验公式计算结果进行对比确定了支架工作阻力。结果表明:40201工作面初次来压步距在33.6-46m之间波动,周期来压步距平均21.0m,采动影响系数平均1.42;基于经验公式确定的工作面顶板荷载为0.94MPa,小于支架工作支护强度1.28MPa;40201工作面选用的ZF13000/21/40支架满足生产需求。 展开更多

关键词 特厚煤层 综采工作面 矿压显现 来压步距 支架工作阻力 数值模拟

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金属振子结构在矿井5G辐射场中的安全功率分析 被引量：3

16

作者 董红涛 田子建 +2 位作者 侯明硕 赵晖 卫若茜 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第12期108-113,共6页

煤矿井下存在瓦斯等易燃易爆气体,5G无线通信系统基站天线辐射出的电磁波被井下金属结构吸收,在金属结构断点处产生放电火花,当电火花能量达到瓦斯气体的最小点火能时可能发生爆炸,限制了5G技术在煤矿井下的应用。为了评估5G无线通信基... 煤矿井下存在瓦斯等易燃易爆气体,5G无线通信系统基站天线辐射出的电磁波被井下金属结构吸收,在金属结构断点处产生放电火花,当电火花能量达到瓦斯气体的最小点火能时可能发生爆炸,限制了5G技术在煤矿井下的应用。为了评估5G无线通信基站射频功率的安全性,通过分析金属结构耦合电磁波的方式,得到射频功率、最大辐射场强与距离的关系;以最小点火能为安全判定标准,得出天线负载的接收功率小于2.625 W时,可确保不会引起瓦斯爆炸;分析得出煤矿井下应优先选择700 MHz作为5G工作频段;通过分析方向性系数,得出应选择臂长与波长比为0.65的对称振子天线金属结构进行研究,对称振子天线金属结构安全电场强度为202.9 V/m,最小安全距离为0.2 m。仿真结果表明:在距离发射天线小于0.2 m的区域电场分布极不均匀,在距离发射天线大于0.2 m的区域电场分布较均匀;在距离发射天线大于0.2 m的区域导致瓦斯爆炸的最小射频功率为27.45 W。 展开更多

关键词 矿井5G 安全功率 对称振子 射频设备 最小点火能 安全电场强度 最小安全距离

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再论含水层富水性评价的“富水性指数法” 被引量：44

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作者 曾一凡 武强 +4 位作者 杜鑫 刘守强 昝军才 窦桂东 吴章涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2423-2431,共9页

针对现有含水层富水性评价方法中指标权重均为固定不变的常权,忽略了单个主控因素内部之间的变化和多个因素组合状态下的变化,在“富水性指数法”思想指导下,提出了一种基于分区变权理论的富水性指数法,不仅能确定不同评价指标的权重,... 针对现有含水层富水性评价方法中指标权重均为固定不变的常权,忽略了单个主控因素内部之间的变化和多个因素组合状态下的变化,在“富水性指数法”思想指导下,提出了一种基于分区变权理论的富水性指数法,不仅能确定不同评价指标的权重,而且能确定同一指标处于不同状态值时的不同权重。从影响含水层富水性的岩性差异、水力特性、构造因素、地球物理参数4个方面出发,建立了能够较为全面真实刻画富水性分布规律的四大类十六小类主控因素体系;提出了主控因素指标值标准化以及无量纲化处理方法,为多因素的信息融合分析奠定了基础;应用变权理论,运用动态聚类中的K-均值聚类方法划分了主控因素各指标的变权区间阈值,研究了状态变权向量的构建及调权参数的确定方法,定量确定各主控因素对含水层富水性的相互作用关系以及相对重要性大小;构建了基于变权理论的富水性指数评价方法和数学模型。同时以彬长矿区小庄煤矿巨厚洛河组砂岩裂隙含水层为例,详细说明了基于分区变权理论的富水性指数法的具体实施步骤,利用5组抽水试验数据对评价结果进行了校正;结果表明小庄煤矿洛河组充水含水层富水性强度从西北向东南呈递减趋势,较强~强富水区主要分布在二、三盘区,一盘区西部边界也有小范围分布;中等富水区呈条带状分布于矿区中部偏西和五盘区西北部,其余地区为较弱~弱富水区。最后,将其与传统常权评价结果对比,证明变权模型更能体现含水层非均质的特性,预测精度更高。 展开更多

关键词 富水性指数 变权模型 洛河组含水层 多源信息融合

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厚煤层综放开采对覆岩含水层影响评价及防治水措施研究 被引量：19

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作者 昝军才 窦桂东 +1 位作者 吴章涛 刘明武 《煤炭工程》 北大核心 2019年第6期120-123,共4页

针对西部矿井高产高效生产模式下造成矿井防治水工作难度增加的问题,以小庄煤矿4#煤层综采放顶煤工作面为工程背景,采用关键层理论、数值模拟、比拟分析三种不同方法研究确定了小庄煤矿4#煤层综采放顶煤开采的裂采比,并采用'三图-... 针对西部矿井高产高效生产模式下造成矿井防治水工作难度增加的问题,以小庄煤矿4#煤层综采放顶煤工作面为工程背景,采用关键层理论、数值模拟、比拟分析三种不同方法研究确定了小庄煤矿4#煤层综采放顶煤开采的裂采比,并采用'三图-双预测法'评价了综采放顶煤开采对地下含水层的影响,为确保小庄矿4#煤层工作面安全回采提出了防治水措施。研究结果表明:小庄煤矿采用综采放顶煤开采覆岩裂采比最大为20. 30,覆岩破坏最大高度为243. 6m,导水裂缝带发育高度将波及到宜君组含水层和洛河组下段含水层。 展开更多

关键词 厚煤层 综采放顶煤开采 含水层 防治水

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复合顶板下冲击地压煤层综放工作面微震特征分析 被引量：7

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作者 高永刚 叶飞 赵维收 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第3期110-114,共5页

以小庄煤矿40204综放工作面为例,对复合顶板下冲击地压煤层综放工作面微震事件分布及活动特征进行分析,重点分析了微震事件的周期性规律、微震活动与采动应力的关系及其沿工作面倾向的分布规律。通过分析发现,复合顶板条件下40204采空... 以小庄煤矿40204综放工作面为例,对复合顶板下冲击地压煤层综放工作面微震事件分布及活动特征进行分析,重点分析了微震事件的周期性规律、微震活动与采动应力的关系及其沿工作面倾向的分布规律。通过分析发现,复合顶板条件下40204采空区对工作面超前应力集中影响较小,但相邻采空区对邻空巷道的影响较大。当形成大面积采空区时,采空区上方的高位顶板会形成联动效应,增大了复合顶板对工作面冲击危险性的影响。根据微震特征分析结果,制订了复合顶板下防冲卸压措施。40204工作面已回采结束,未发生冲击显现,表明采取的卸压解危措施较为合理,微震监测结果符合客观实际。 展开更多

关键词 特厚煤层 综放工作面 复合顶板 冲击地压 微震特征 卸压解危

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基于深度学习的煤矿井下低光照人脸检测方法 被引量：5

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作者 王均利 李佳悦 +2 位作者 李秉天 温琪 王满利 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第11期145-150,共6页

煤矿井下光线昏暗、人工光源干扰等造成监控系统采集到的人脸图像对比度低、人脸特征模糊,传统人脸检测算法应用于煤矿井下时会出现误检、漏检。针对上述问题,提出了一种基于深度学习的煤矿井下低光照人脸检测方法。采用基于无监督学习... 煤矿井下光线昏暗、人工光源干扰等造成监控系统采集到的人脸图像对比度低、人脸特征模糊,传统人脸检测算法应用于煤矿井下时会出现误检、漏检。针对上述问题,提出了一种基于深度学习的煤矿井下低光照人脸检测方法。采用基于无监督学习的生成对抗网络(GAN)对煤矿井下低光照图像进行对比度增强,使用自调整注意力引导的U-Net作为生成器,利用双判别器对全局和局部信息进行引导,并使用自特征保留损失函数来指导训练过程和维护图像中人脸的纹理结构,强化人脸特征,避免出现曝光、人脸细节信息丢失等现象,得到较为清晰的人脸图像;利用RetinaFace人脸检测框架对增强后的人脸特征进行检测,其采用特征金字塔结构和单阶段检测模式对人脸图像进行检测,在基本不增加计算量的同时,提高对小尺度人脸检测的能力。在公开低光照人脸数据集DARK FACE和自建煤矿井下人脸数据集上的实验结果表明,该方法提高了图像对比度,清晰地恢复了图像中的人脸特征,在准确率、召回率、平均精度方面均表现较好,有效提高了煤矿井下人脸检测精度。 展开更多

关键词 煤矿井下人脸检测 低光照图像 图像增强 生成对抗网络

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