彬长矿区冲击地压矿井地应力分布规律研究 被引量：2

1

作者 冯友良 何杰 +3 位作者 席国军 王飞 窦桂东 武龙云 《中国煤炭》 北大核心 2024年第12期40-49,共10页

为探究彬长矿区深部冲击地压矿井地应力分布规律,采用水压致裂法和应力解除法在6座代表性煤矿的28个测点开展地应力测试并对测量结果进行深入分析。结果表明,研究区域垂直主应力一般比最大水平主应力要小,水平应力占地应力主要部分,构... 为探究彬长矿区深部冲击地压矿井地应力分布规律,采用水压致裂法和应力解除法在6座代表性煤矿的28个测点开展地应力测试并对测量结果进行深入分析。结果表明,研究区域垂直主应力一般比最大水平主应力要小,水平应力占地应力主要部分,构造应力场特征显著;无低地应力场区,中、高及超高地应力场区均有分布,以高及超高地应力场区为主。文家坡煤矿、胡家河煤矿及雅店煤矿最大水平主应力方向集中在NE,大佛寺煤矿、孟村煤矿和小庄煤矿最大水平主应力方向集中在NW。基于最大水平主应力方向与彬长矿区矿井开拓(准备)大巷、回采巷道轴向间夹角,分析了地应力对巷道稳定性的影响。水平主应力总体上与埋深呈正相关关系,最小水平主应力与埋深相关性相较最大水平主应力要差;侧压比位于0.98~2.25范围且主要集中在1~2,只有1个测点小于1,随着埋深增加,侧压比整体逐渐增加,但离散性加强;随着埋深增加,最大、最小主应力相对差值有增大趋势,水平主应力差比在0.5上下波动,矿井不同开采水平水平主应力差均较大。 展开更多

关键词 冲击地压 水压致裂法 应力解除法 原岩应力 彬长矿区

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彬长矿业5G智能矿井建设与信息安全思考 被引量：4

2

作者 白永明 郭林生 +3 位作者 吴学明 杨景峰 董红涛 柳东林 《中国煤炭》 2022年第7期107-115,共9页

为了解决彬长矿区煤矿主要生产环节的智能化建设问题,研究了5G技术在采掘智能化和灾害治理中的应用,选定陕西彬长矿业集团有限公司小庄煤矿40307掘进工作面和40205综放工作面作为示范区,建设5G矿井边缘MEC网络基础,配套地面5G生产调度环... 为了解决彬长矿区煤矿主要生产环节的智能化建设问题,研究了5G技术在采掘智能化和灾害治理中的应用,选定陕西彬长矿业集团有限公司小庄煤矿40307掘进工作面和40205综放工作面作为示范区,建设5G矿井边缘MEC网络基础,配套地面5G生产调度环境,实现示范区域内矿井高清视频图像5G传输应用、全感知无线传感网络应用、5G数字孪生工作面生产执行系统应用等场景和任务。通过分析研判5G智能矿井建设中存在的信息安全问题,设计了“5G智能矿井+信息安全体系”框架,阐述了基于5G智能矿井环境下的安全建设方案,包括MEC基础设施安全防护、网络通信监测、数据安全、控制安全等方面。该方案在陕西彬长矿业集团有限公司小庄煤矿完成了5G工控安全保障系统建设,解决了5G工控下的工业控制系统网络安全防护问题。 展开更多

关键词 彬长矿业 复杂地质条件 智能矿井建设 5G技术应用 信息安全

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彬长矿业煤炭产供销价值链智慧联动管理平台研究与应用

3

作者 白永明 王福怀 +4 位作者 杨景峰 张银博 吴学明 王均利 金卫朵 《中国煤炭》 2023年第2期1-10,共10页

在企业数字化转型大背景下,提出安全生产经营管理体系、产供销联动模式、全价值成本管控体系以及数据驱动决策机制智慧联动的煤炭产供销价值链管理模式,并构建了以陕煤集团“三网一平台”为基础的煤炭产供销价值链智慧联动管理平台。详... 在企业数字化转型大背景下,提出安全生产经营管理体系、产供销联动模式、全价值成本管控体系以及数据驱动决策机制智慧联动的煤炭产供销价值链管理模式,并构建了以陕煤集团“三网一平台”为基础的煤炭产供销价值链智慧联动管理平台。详细阐述了该平台数据集成架构和平台主要建设内容,该平台集成并融合已有安全、生产、供应、销售、财务等信息系统,建立了矿端数据、业务辅助、公司级大数据、智能应用四大中心。实际应用表明,该平台构建的6大业务模块和8大主题展示的核心应用能够以数据赋能安全生产运营,可实现产供销联动、人财物统筹、自动分析、智能研判和科学决策,助推企业高质量发展。 展开更多

关键词 彬长矿业 产供销联动 人财物统筹 管理模式 大数据分析

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彬长矿区低煤阶煤层气井的排采特征与井型优化 被引量：33

4

作者 林柏泉 李庆钊 +3 位作者 原德胜 李继昌 陈跟马 王可 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期135-141,共7页

为研究我国西部侏罗纪低阶煤储层瓦斯的地面井排采特性及影响因素,以彬长矿区大佛寺井田煤层气井的地质资料、历史排采数据为基础,分析了该区块不同井型煤层气井的产水量、产气量的主要影响因素,并探讨了相关因素的主要控制机理。研究... 为研究我国西部侏罗纪低阶煤储层瓦斯的地面井排采特性及影响因素,以彬长矿区大佛寺井田煤层气井的地质资料、历史排采数据为基础,分析了该区块不同井型煤层气井的产水量、产气量的主要影响因素,并探讨了相关因素的主要控制机理。研究发现储层特性、水文地质条件是影响该区煤层气成藏的重要因素,在所研究的几种井型中,多分支井在该区有着良好的地面排采效果,其最高日产气量为16 582.3 m3,垂直井次之,而U型井则相对较差。排采数据显示井底流压与产气量呈指数关系,井底流压的减小,日产气量呈指数增加的趋势。在煤层气井不同排采时期,动液面高度对产气量的影响有着不同的作用规律,且对高产气阶段的影响更为显著。套压与产气量之间近似表现为线性变化的关系,但不同排采阶段二者线性关系的比例截然不同。在煤层气井的产气衰减阶段,多分支水平井的日产气量/累计产气量的比值与排采时间呈现为良好的E指数衰减关系,并以此构建了以日产量与累计产量之比和开发时间之间的关系为基础的煤层气井产能预测模型,拟合相关系数均高于0.848 2。 展开更多

关键词 彬长矿区 低煤级煤层 地面井 瓦斯抽采 产气特征

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彬长矿区“井上下”立体防治冲击地压新模式 被引量：18

5

作者 吴学明 马小辉 +2 位作者 吕大钊 郑凯歌 王东杰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期19-26,共8页

随着煤矿开采强度的不断增大,矿井逐渐向深部转移,冲击地压灾害日益严峻。而深部冲击地压矿井往往存在一层或多层坚硬厚岩层,这些坚硬顶板厚度较大,整体性强,突然断裂时会释放大量弹性能,易引发冲击地压事故,严重制约矿井安全生产。以... 随着煤矿开采强度的不断增大,矿井逐渐向深部转移,冲击地压灾害日益严峻。而深部冲击地压矿井往往存在一层或多层坚硬厚岩层,这些坚硬顶板厚度较大,整体性强,突然断裂时会释放大量弹性能,易引发冲击地压事故,严重制约矿井安全生产。以陕西彬长矿区孟村矿为例,针对矿区内煤层埋藏深、普遍存在多种坚硬厚岩层的特殊情况,提出针对性治理措施:对顶板上方0~80 m范围内厚度超过10 m的坚硬厚岩层进行破断、弱化处理,对煤层上方0~30 m范围的低位岩层采取顶板深孔爆破预裂措施,对煤层上方30~60 m范围内的中位坚硬岩层采取顶板定向长钻孔水力压裂措施,对煤层60 m以上高位坚硬岩层采取地面水平井分段压裂措施;使高、中、低位顶板产生的裂缝在垂向上实现贯穿,将顶板“切割”成相对规则的“块状”结构,使上覆岩层应力由“硬传递”转化为“软传递”;并结合煤层大直径孔卸压、煤层爆破等煤层卸压措施,形成了区域与局部相结合、煤层与岩层全覆盖的“井上下”立体防治模式。工程实践证明:采用“井上下”立体防治模式后,工作面103 J以上微震事件降低88%,周期来压强度降低23%,来压持续时间缩短61%,防冲效果良好。该技术模式的成功应用可为类似地质条件下冲击地压矿井灾害治理提供借鉴。 展开更多

关键词 冲击地压 “井上下”立体防治 分段压裂 定向长钻孔 水力压裂 煤层卸压 煤岩强度弱化

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彬长矿区复合煤层联合开采区涌水特征 被引量：17

6

作者 武谋达 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期133-137,共5页

针对陕西彬长矿区复合煤层联合开采工作面的涌水异常,通过总结涌水特征,找出了涌水与地层、地质构造、地层压力等之间的联系,并从涌水水源、导水通道、涌水机理3个方面分析了涌水异常的原因。分析认为,受开采强度和安定组地层因素影响,... 针对陕西彬长矿区复合煤层联合开采工作面的涌水异常,通过总结涌水特征,找出了涌水与地层、地质构造、地层压力等之间的联系,并从涌水水源、导水通道、涌水机理3个方面分析了涌水异常的原因。分析认为,受开采强度和安定组地层因素影响,洛河组已成为煤层开采的直接或间接充水含水层;褶曲构造产生的大倾角地层利于导水裂隙带发育,是形成密集出水区段条带特征的直接原因;区域地层具备产生离层水的条件,而特殊的煤层组合关系及开采顺序是造成工作面涌水峰值巨大的主要原因。 展开更多

关键词 联合开采 充水因素 离层水 涌水强度

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彬长矿区三区联动立体抽采瓦斯技术 被引量：9

7

作者 张进军 李红选 +2 位作者 原德胜 王福军 张亚潮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第8期181-188,共8页

为构建具有彬长矿区特色的瓦斯抽采三区联动技术理论研究体系及工程实践,以矿区瓦斯资源储量、分布特征为出发点,基于煤层瓦斯抽采机理,研究了"规划区、准备区、生产区"三区联动瓦斯抽采技术、井上下瓦斯抽采联动技术模式与... 为构建具有彬长矿区特色的瓦斯抽采三区联动技术理论研究体系及工程实践,以矿区瓦斯资源储量、分布特征为出发点,基于煤层瓦斯抽采机理,研究了"规划区、准备区、生产区"三区联动瓦斯抽采技术、井上下瓦斯抽采联动技术模式与工艺、地面抽采井对接联动井下瓦斯抽采孔技术、近距离煤层卸压联动立体式瓦斯防治技术等。通过研究与工程实践,实现矿区瓦斯三区联动抽采,促进矿井年抽采量逐年提升,从时间和空间上提前解决生产区域瓦斯问题,矿井瓦斯抽采率达到75%以上,煤层瓦斯含量由6.8 m^3/t快速降低至2.5 m^3/t以下,实现高瓦斯区域转为低瓦斯区域。同时在矿井实现瓦斯零超限的基础上,各采煤工作面风排瓦斯量保持在5 m^3/t以下,掘进工作面风排瓦斯量保持在3 m^3/t以下,并逐年降低,促进矿井实现本质安全、高效绿色开采。 展开更多

关键词 瓦斯赋存 三区联动 瓦斯抽采 瓦斯零超限

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彬长矿区复杂地质条件下煤矿灾害预警平台研究与应用 被引量：12

8

作者 杨景峰 刘战武 +3 位作者 吴学明 王均利 张煜 宋启 《中国煤炭》 2023年第6期19-27,共9页

陕西彬长矿业集团有限公司(以下简称“彬长矿业”)下属5对矿井开采条件复杂,受水、火、瓦斯、冲击地压等灾害影响严重,亟需基于监测数据构建分析模型对各类灾害进行超前分析和预警,以此促进矿井安全生产。分析了几种灾害的大数据特征,... 陕西彬长矿业集团有限公司(以下简称“彬长矿业”)下属5对矿井开采条件复杂,受水、火、瓦斯、冲击地压等灾害影响严重,亟需基于监测数据构建分析模型对各类灾害进行超前分析和预警,以此促进矿井安全生产。分析了几种灾害的大数据特征,研究了监测预警模型和预警指标体系,研发了煤矿复杂地质条件下灾害监测预警平台,该平台可实现灾害的实时监测和预警,并可以“一张图”综合展示。现场实际应用表明,通过对各监测系统实时数据和历史数据的集成、加工、挖掘,形成了有效的安全预警模型,实现了彬长矿业下属5对矿井灾害的实时监测、大数据分析、提前预警和预警信息分析推送等功能,大大提升了彬长矿业的灾害监测和预警水平。 展开更多

关键词 复杂地质条件 灾害预警 云平台 监测预警模型

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冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能研究 被引量：1

9

作者 崔峰 罗钟 +4 位作者 来兴平 陈建强 彭宝山 邹磊 刘旭东 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期81-95,共15页

我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定... 我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定与产能提升问题,利用理论分析、现场监测等研究方法,完成了含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学划分,分析了冲击地压矿井不同的采煤方法、开采顺序、开采布局下采煤面扰动响应特征,建立了冲击地压矿井科学产能的确定方法,提出了冲击地压矿井产能科学提升的顶层设计与实践方法。研究结果表明:明确了冲击地压矿井冲击倾向性鉴定与冲击危险性确定的必要性,实现含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学规划;研究了采煤方法、开采顺序与布局以及开采参数对采煤面扰动响应特征,得出了冲击地压矿井采煤面科学设计的系统性方法,为冲击地压矿井产能提升创造条件;提出了冲击地压矿井产能确定的技术路径,基于采动力学构建了“分阶段、分区域、分时期、看卸压力度、看历史防控水平”的冲击地压矿井采煤面推进速度确定方法;构建了冲击地压矿井产能提升的顶层设计,明确指出了控制产能的关键是产能提升所带来的冲击危险性,实现采动强度与卸压力度平衡,降低冲击危险性,从而有效的进行产能提升。构建了冲击地压矿井从井田范围科学规划、采煤面科学设计到产能科学确定及科学提升产能的一体化技术路径,为冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能提供了科学指导。 展开更多

关键词 冲击地压矿井 科学产能 科学提升产能 采动强度 卸压力度

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煤层顶板“人造解放层”采动响应规律相似模拟研究 被引量：1

10

作者 潘俊锋 邬建宏 +4 位作者 贺海鸿 高家明 马小辉 杜涛涛 吕大钊 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期1-17,共17页

通过地面“L”型井压裂厚硬顶板,在煤层上方形成“人造解放层”,可以显著降低冲击地压风险性。针对工程现场因手段受限而难以揭示“人造解放层”形成后覆岩在工作面回采过程中结构与载荷的变化特征,基于OFDR分布式光纤、压力盒以及三维... 通过地面“L”型井压裂厚硬顶板,在煤层上方形成“人造解放层”,可以显著降低冲击地压风险性。针对工程现场因手段受限而难以揭示“人造解放层”形成后覆岩在工作面回采过程中结构与载荷的变化特征,基于OFDR分布式光纤、压力盒以及三维光学数字散斑监测等技术,开展厚硬顶板区域预裂形成“人造解放层”后覆岩结构与载荷采动响应规律相似模拟研究。结果表明,压裂使厚硬岩层的整体性及其强度得到有效弱化,工作面推进过程中覆岩能够及时、有序垮落,悬臂面积和悬臂长度减小,由未压裂条件下的长悬臂梁“F”形结构转变为压裂后的短悬臂梁“F”形结构;压裂后岩层破断不再满足于极限破断步距公式,而是受压裂裂缝影响控制,压裂层及附近上下关键层都将提前破断;压裂裂缝受采动应力作用再次发育,顶板局部覆岩出现裂缝超前缓慢发育现象,覆岩破断块体沿压裂裂缝切落,致使来压步距减小,压裂后来压步距降低了17%;同时,压裂后未出现因中高位关键层和基本顶同时破断,导致顶板覆岩出现大面积垮落的现象;工作面推进过程中,顶板压裂形成的“人造解放层”起到隔层作用,阻断了上层与下层的载荷硬传递,同时,压裂层内部裂隙发育,在由三向承载向两向承载转换过程中,结构不断劣化,丧失了大面积悬臂能力,从而降低了工作面超前覆岩变形和煤体应力集中度。 展开更多

关键词 厚硬顶板 区域卸压 人造解放层 采动响应 光纤监测 岩层活动

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采动增量静载荷加载下煤层卸压钻孔响应规律及其极限性 被引量：1

11

作者 潘俊锋 马宏源 +3 位作者 邹磊 马文涛 吕大钊 闫耀东 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期34-48,共15页

为了探索煤层巷帮大直径预卸压钻孔在工作面超前支承压力等增量静载加载条件下的防冲卸压效应,采用理论分析、室内试验以及数值模拟等方法,对采动增量静载加载条件下煤层卸压钻孔响应规律及其极限性进行了研究。理论分析结果表明,静载... 为了探索煤层巷帮大直径预卸压钻孔在工作面超前支承压力等增量静载加载条件下的防冲卸压效应,采用理论分析、室内试验以及数值模拟等方法,对采动增量静载加载条件下煤层卸压钻孔响应规律及其极限性进行了研究。理论分析结果表明,静载加载下,大直径钻孔二次调整,破裂区和塑性区发生扩展变化,降低了增量静载的集中程度,但随着加载程度的升高,破裂区煤体逐渐塌落,碎胀后充满整个钻孔,自由变形补偿空间减小,并约束塑性区的扩展,卸压能力逐渐减弱。室内试验结果表明,钻孔煤样峰值强度与加载速度具有明显的正相关性;输入的弹性能和加载速度成正相关;耗散能与加载速度成负相关。数值模拟结果表明,随着静载加载速度及应力集中程度的增加,钻孔卸压区范围和卸压幅度逐渐减小,钻孔围岩塑性区体积逐渐减小,卸压区内的峰值弹性能逐渐升高,钻孔耗散弹性能的能力降低;引入卸压幅度、应力增幅以及弹性能储能率3个指标,分析了大直径钻孔的响应卸荷极限性。研究结果可为类似条件下的钻孔卸压方案设计提供参考。 展开更多

关键词 冲击地压 增量静载 大直径卸压钻孔 响应规律 卸压极限性

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CeO_(2)含量对激光熔覆铁基TJ-3涂层组织结构与性能的影响

12

作者 党雷 位泽坤 +5 位作者 王伟 王迪 张超 王祥龙 满栋 左宏伟 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期566-573,共8页

为研究CeO_(2)含量对铁基熔覆层组织结构与性能的影响,利用激光熔覆技术在27SiMn钢基体表面制备不同CeO_(2)含量的铁基熔覆层,分析了涂层的显微组织和物相,对熔覆层硬度分布、力学性能、摩擦学性能进行研究。结果表明:CeO_(2)的加入对... 为研究CeO_(2)含量对铁基熔覆层组织结构与性能的影响,利用激光熔覆技术在27SiMn钢基体表面制备不同CeO_(2)含量的铁基熔覆层,分析了涂层的显微组织和物相,对熔覆层硬度分布、力学性能、摩擦学性能进行研究。结果表明:CeO_(2)的加入对熔覆层显微组织起到细化晶粒和减少缺陷的作用。随着CeO_(2)含量的增加,涂层的平均硬度先增加后降低,其中当CeO_(2)添加量为1.0%时显微硬度最大,为360HV_(0.2),比TJ-3涂层硬度提高了12.5%。随着CeO_(2)含量的增加,试样的抗拉强度较TJ-3涂层试样均表现出不同程度的提高,其中当CeO_(2)含量为1.0%时,试样的抗拉强度最高为950 MPa。当添加CeO_(2)后,涂层的磨痕深度和宽度均较TJ-3涂层减小,其中当CeO_(2)添加量为1.0%时,磨痕深度和宽度分别为TJ-3涂层的35%和69%。 展开更多

关键词 激光熔覆 CeO_(2) 显微组织 力学性能 摩擦学性能

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煤矿开采工作面断层三维复杂度采动响应规律

13

作者 晏俊生 刘再斌 +5 位作者 杨辉 武谋达 张永涛 周对对 李鹏 刘文明 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第5期160-175,共16页

断层作为煤矿地质构造的重要组成部分,其复杂程度直接影响煤矿采掘的稳定性及断层型灾害的发生。针对矿井级断层复杂度无法量化评价断层对工作面采掘作业影响的不足,提出一种将透明地质模型与数值模型相结合的工作面断层三维复杂度计算... 断层作为煤矿地质构造的重要组成部分,其复杂程度直接影响煤矿采掘的稳定性及断层型灾害的发生。针对矿井级断层复杂度无法量化评价断层对工作面采掘作业影响的不足,提出一种将透明地质模型与数值模型相结合的工作面断层三维复杂度计算方法。一方面,基于工作面透明地质几何模型,通过递归搜索算法及最小二乘原理对断层面曲面方程进行数学解析,获取断层面空间曲率特征;另一方面,以Anderson断层模型、M-C破裂准则为力学模型基础,构建含断层工作面数值模型,模拟开采条件下反映断层带活化程度的区域岩体应力累积水平特征。在此基础上,利用熵权法将2种断层特征相融合,对断层构造统计量进行补偿,将三维分形维数作为框架计算了采动条件下的全工作面断层三维复杂度。以彬长矿区大佛寺煤矿40103工作面为研究区,获取了开采位置距离DF5逆断层100、80、60、40、20、0 m时的工作面断层三维复杂度,并根据断层空间分布与微震数据分析了不同开采位置断层复杂度的变化趋势。研究表明:在40103工作面近DF5逆断层开采过程中,断层三维复杂度总体水平不断提高,结合断层分布情况发现,断层三维复杂度变化主要是因为采动过程中断层处于失稳状态,且随开采位置变化在横纵方向转移,靠近断层时尤为明显,此外,多断层交错区比单一断层受采动干扰更大,断层特征由单一结构向交错区域演化。同时,高能量微震事件也主要集中在断层三维复杂度较高的区域,其演化规律与断层三维复杂度变化趋势相似,断层结构越复杂,微震事件的空间分布越不均匀,高能量事件的发生频率也越高,说明了采动条件下工作面断层三维复杂度模型所反映的失稳状态转移现象与岩体应力变化的相关性。 展开更多

关键词 地质构造 透明地质模型 曲率特征 岩体应力 分形维数

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基于特征衍生和机器学习的煤层瓦斯含量影响因素

14

作者 王建辉 王福军 +5 位作者 陈文 王小军 吴旋 李明杰 周函 高成登 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第23期9748-9758,共11页

随着开采深度的增加,井下环境变得愈加复杂,为明确各因素对煤层瓦斯含量变化的影响规律。首先对煤层瓦斯含量影响因素采用特征衍生和贝叶斯优化算法(tree-structured parzen estimator,TPE)进行数据处理,然后采用多项式特征衍生、交叉... 随着开采深度的增加,井下环境变得愈加复杂,为明确各因素对煤层瓦斯含量变化的影响规律。首先对煤层瓦斯含量影响因素采用特征衍生和贝叶斯优化算法(tree-structured parzen estimator,TPE)进行数据处理,然后采用多项式特征衍生、交叉组合特征衍生、分组统计特征衍生出11个新特征,通过决策树与随机森林算法对瓦斯含量的影响因素进行研究。结果表明:在决策树模型下排名前四的影响因素分别是新特征9(泥岩厚度×煤矿构造)、新特征5(砂泥岩比×泥岩厚度)、新特征1(砂泥岩比×砂泥岩比)和新特征3(挥发分×挥发分),得到均方误差(mean square error,MSE)为0.0692、决定系数(R^(2))值为0.9423。在随机森林模型下排名前四的影响因素分别是新特征9(泥岩厚度×煤矿构造)、新特征1(砂泥岩比×砂泥岩比)、砂泥岩比和泥岩厚度,得到的MSE为0.04583,R^(2)为0.9618。在经过TPE超参数优化的随机森林模型下排名前四的影响因素分别是新特征9(泥岩厚度×煤矿构造)、新特征6(砂泥岩比×挥发分、砂泥岩比)和新特征7(砂泥岩比×煤矿构造),得到的MSE为0.01566,R^(2)为0.9909。在决策树、随机森林和TPE调参随机森林三种算法预测得到的均方误差逐渐减小,R^(2)值逐渐增大。三种模型算法预测中新特征9都是权重最大,是最重要的影响因素;在权重排名2~4的影响因素中都包含了泥岩厚度,可见泥岩厚度对煤层瓦斯含量也是重要影响因素。 展开更多

关键词 决策树 随机森林 特征衍生 TPE 瓦斯含量

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煤层顶板“人造解放层”区域防冲合理层位研究

15

作者 潘俊锋 邬建宏 +4 位作者 贺海鸿 吴学明 冯美华 吕大钊 高家明 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期63-77,共15页

覆岩主控致灾岩层的准确选择,是开展顶板水平井区域压裂人造解放层防治冲击地压的基础。以孟村煤矿严重冲击地压煤层工作面为背景,采用理论分析及物理相似模拟试验相结合的综合分析方法,开展了不同预裂层位条件下覆岩结构与载荷采动响... 覆岩主控致灾岩层的准确选择,是开展顶板水平井区域压裂人造解放层防治冲击地压的基础。以孟村煤矿严重冲击地压煤层工作面为背景,采用理论分析及物理相似模拟试验相结合的综合分析方法,开展了不同预裂层位条件下覆岩结构与载荷采动响应规律研究,确定了覆岩主控致灾岩层,并通过现场工程实践进行了验证。结果表明:不同预裂层位条件下,对覆岩结构和载荷的调控作用存在差异,预裂层位距离煤层越近,对煤体基础静载荷卸压调控作用效果越好,但对增量静载荷调控作用效果较弱;预裂位于垮落带下部的低位关键层,其上覆关键层仍处于大面积悬顶状态呈长臂“F”形结构,卸压程度有限;预裂位于垮落带与裂隙带中部的中位关键层,破断块体沿预裂裂缝切落,呈短臂“F”形结构,能极大解决垮落带内厚硬顶板悬顶问题;预裂位于裂隙带上部的高位关键层,其下伏的中位和低位关键层仍呈长臂“F”形悬顶结构,工作面静载荷较大;通过地面区域压裂措施对中位关键层预裂后,工作面回采期间微震日平均能量和频次分别降低了39%和15%,高能级微震事件占比降低33%。综合不同预裂层位对覆岩结构与载荷的调控效果,预裂中位关键层更有利于实现动静载叠加型冲击地压防治。 展开更多

关键词 冲击地压 厚硬顶板 地面区域压裂 人造解放层 压裂层位选择

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基于多尺度卷积神经网络和门控循环单元的滚动轴承故障诊断

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作者 陈超 郭婧 +2 位作者 屈华伟 王复淞 王鹏 《轴承》 北大核心 2025年第9期109-119,共11页

针对轴承故障诊断过程常忽略振动信号时间维度信息的问题,将一维卷积神经网络与门控循环单元的优势结合,提出了一种基于多尺度卷积神经网络(MSCNN)和门控循环单元(GRU)的滚动轴承故障诊断方法。使用dropout层对数据进行预处理,使模型依... 针对轴承故障诊断过程常忽略振动信号时间维度信息的问题,将一维卷积神经网络与门控循环单元的优势结合,提出了一种基于多尺度卷积神经网络(MSCNN)和门控循环单元(GRU)的滚动轴承故障诊断方法。使用dropout层对数据进行预处理,使模型依靠少量特征即可进行训练;采用大卷积核和长步长降低输入GRU的样本长度;构建多尺度特征提取模块,在每条路径卷积层后加上GRU,充分提取振动信号不同尺度的时序特征;通过3个连续空洞卷积进一步提取振动信号的空间特征。在噪声干扰、变载、小样本条件下与WDCNN,ResNet18,CNN_LSTM,MACNN等深度学习模型进行对比,试验结果表明:MSCNN-GRU的诊断效果优于传统深度学习方法,具有更高的诊断精度;在无噪声情况下,MSCNN-GRU的平均准确率为100%,在-6dB噪声干扰下也能保持在85%以上,具有较好的抗噪性能和稳定性。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 人工神经网络 时间维度 噪声干扰 特征提取

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粉煤灰基充填膏体制备过程中氨气释放的超声强化特性 被引量：2

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作者 李亚娇 罗阳 +5 位作者 王铁 鞠恺 金鹏康 唐仁龙 赵兵朝 任武昂 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3063-3073,共11页

将粉煤灰作为主要胶凝材料的膏体充填开采不仅能有效控制地面沉降、解决“三下”压煤问题、提高煤炭采出率,还可解决燃煤电厂粉煤灰堆积难题。而粉煤灰基充填膏体的氨气释放会对充填作业面的气体环境造成污染,亟需治理。提出一种利用超... 将粉煤灰作为主要胶凝材料的膏体充填开采不仅能有效控制地面沉降、解决“三下”压煤问题、提高煤炭采出率,还可解决燃煤电厂粉煤灰堆积难题。而粉煤灰基充填膏体的氨气释放会对充填作业面的气体环境造成污染,亟需治理。提出一种利用超声波促进膏体氨气释放的新思路。通过对粉煤灰浆液进行超声处理,采用以超声时长(A)、超声功率(B)、固液比(C)作为考察因素,进行单因素实验,结果表明:随着超声时长、超声功率以及固液比的的增加氨气释放速率呈现出先增大后减小的趋势,并在超声时长、超声功率以及固液比分别为30 min、80 W和1∶10时达到最大值。在单因素实验结果的基础上进行响应面实验建立回归模型。通过响应面优化确定最佳实验参数。结果表明:影响因素主次顺序为:A>B>C,AB>AC>BC;去除氨气最佳实验参数为:超声时长为32 min,超声功率为80 W,固液比为1∶7.7。验证结果表明:实测值与预测值仅存在-1.6%的相对误差。利用优化后的实验参数处理粉煤灰,并制备成充填膏体测定氨气释放量,发现膏体氨气释放量平均减少了95.94%,氨气释放速率提高84.02%,膏体3 d和28 d的单轴抗压强度分别提高185.00%和86.50%,坍塌度、泌水率和凝结时间均降低,同时减少了膏体内部多害孔数量,使孔隙率由33.58%降低到28.13%,为粉煤灰基充填膏体的氨气释放治理提供新的方法与思路。 展开更多

关键词 氨气释放 超声波 充填膏体 粉煤灰 响应面法

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综放工作面围岩控制与智能化放煤技术现状及展望 被引量：4

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作者 庞义辉 关书方 +2 位作者 姜志刚 白云 李鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期20-27,共8页

分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现... 分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现安全、高效、智能化开采存在的技术难题与工程需求,对综放工作面围岩控制技术、智能化放煤技术进行了研究:构建了坚硬特厚煤层顶煤悬臂梁力学模型,研发了提高顶煤冒放性及放出率关键技术,实现了坚硬特厚煤层超大采高综放开采;研发了单元式超前液压支架顶梁可旋转自复位装置,实现了液压支架顶梁根据巷道顶板倾斜角度自动旋转支护,有效提高了单元式超前液压支架对巷道顶底板的适应性;提出了采用巷道支护液压支架替代传统锚网支护结构的思路,具有支护效率高、成本低、节省工作面超前支护等优点;开发了基于立柱与尾梁千斤顶行程的综放液压支架支护姿态监测装置与算法,提高了液压支架支护姿态解算效率与精度;提出了基于透明地质模型、煤量监测装置与煤矸识别装置融合的智能放煤控制方法,可有效解决多夹矸层特厚顶煤智能化放煤技术难题。提出智能地质保障技术、机器视觉精准测量与智能感知技术、综放工作面设备智能精准自适应控制技术、综放工作面数字孪生技术等是智能化综放开采技术与装备的发展趋势。 展开更多

关键词 特厚煤层 综放开采 综放工作面 围岩控制 智能化放煤

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粉煤灰浆液氨吹脱及其膏体制备特性 被引量：1

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作者 李亚娇 李泓成 +6 位作者 王铁 鞠恺 金鹏康 唐仁龙 邵小平 赵兵朝 任武昂 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1386-1396,共11页

为改善含氨粉煤灰对充填膏体性能带来的不利影响,提高粉煤灰的利用率,实验采用空气吹脱粉煤灰浆液的方式进行脱氨,探究吹脱时间、气浆比、固液比、温度和加碱量等影响因素对粉煤灰脱氨率的影响.结果表明,通过响应面优化吹脱条件,控制吹... 为改善含氨粉煤灰对充填膏体性能带来的不利影响,提高粉煤灰的利用率,实验采用空气吹脱粉煤灰浆液的方式进行脱氨,探究吹脱时间、气浆比、固液比、温度和加碱量等影响因素对粉煤灰脱氨率的影响.结果表明,通过响应面优化吹脱条件,控制吹脱时间1h、气浆比900、固液比0.219、温度26.785℃和加碱量1.802%,预测总脱氨率最高达97.178%,与实际误差率在2%以内.经优化吹脱后所制备的粉煤灰充填膏体,仅在养护前期有少量的氨气释放,其泵送性能和微观结构相较于原含氨粉煤灰膏体都得到改善,且在养护28d后,抗压强度提升高达57%. 展开更多

关键词 粉煤灰 氨吹脱 脱氨率 充填膏体 膏体特性

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煤矿覆岩主控致灾层位危险识别及现场应用 被引量：12

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作者 马玉镇 朱斯陶 +6 位作者 潘俊锋 高永涛 张修峰 姜福兴 刘金海 王冰 陈洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2589-2603,共15页

针对煤矿地面水力压裂技术施工中工作面覆岩主控致灾层位难以准确辨识的难题,以孟村煤矿401102工作面地面水力压裂工业试验为背景,采用理论分析、微震监测、现场调研等方法,揭示了煤矿厚硬覆岩运动诱发矿震和冲击地压的动力灾害机理,分... 针对煤矿地面水力压裂技术施工中工作面覆岩主控致灾层位难以准确辨识的难题,以孟村煤矿401102工作面地面水力压裂工业试验为背景,采用理论分析、微震监测、现场调研等方法,揭示了煤矿厚硬覆岩运动诱发矿震和冲击地压的动力灾害机理,分析了基于载荷三带理论的厚硬覆岩分区运动特征与诱发动力灾害之间的关系,建立了基于关键层运动状态的矿震能量预测模型与采场等效附加应力估算模型,提出了基于K-means聚类算法和肘部法则的煤矿覆岩主控致灾层位识别技术方法,确定了现场压裂施工层位并进行工业试验,根据现场微震监测数据及理论分析结果进行了效果验证,得到结论如下:孟村煤矿401102工作面致冲关键层及矿震关键层均为距离煤层66 m的安定组关键层R9,其初次破断运动采场等效附加扰动应力理论值为7.23 MPa,初次破断运动释放矿震能量理论值为6.08×105 J,致灾危险性较强;震−冲关键层压裂后,矿震能量理论值降幅94%,采场等效附加扰动应力理论值降幅76%,工作面上方5×10^(3)J大能量微震事件出现明显上移趋势,上移量约为15 m;10^(3)J及以上能级微震事件频次占比显著下降,由60.39%降至17.89%,最大微震事件能量由6.65×10^(5)J降至9.75×10^(3)J;10^(2)J及以下能级微震事件频次占比显著上升,由39.61%增至82.11%。 展开更多

关键词 地面水力压裂 冲击地压 矿震 覆岩主控致灾层位 识别方法

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