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综放开采顶煤放出规律的BBR研究

作者：王家臣 张锦旺 刊期：2015年第03期

借助于自主研制的相似模拟实验台和PFC软件,系统研究了综放开采顶煤放出规律,建立了统一研究煤岩分界面、顶煤放出体、顶煤采出率和含矸率四要素的BBR研究体系。分析了煤岩分界面形态以及支架和移架对其影响,提出了可用抛物线拟合煤岩分界面。将放出体分为发育不完整、基本成熟和成熟3个发育阶段,发现了支架掩护梁影响会使放出体前部发育较快,始...

千米深井高地压软岩巷道沿空留巷工程案例

作者：张农 陈红 陈瑶 刊期：2015年第03期

结合朱集东矿深井高地压高瓦斯煤层群条件介绍综采工作面沿空留巷工程案例。采用"三高"锚杆+锚索梁初始支护、锚索梁+注浆超前加固、工字钢梁+铰接顶梁辅助支护、膏体材料泵送充填构筑墙体,有效控制了深部沿空留巷帮部及顶板剧烈变形,在960 m埋深条件下成功留巷2 059 m。巷道掘进至扩刷复用全过程中,帮部以扩容鼓出变形为主,变形量为110~450 mm,...

不同锚固长度下巷道锚杆力学效应分析及应用

作者：王洪涛 王琦 王富奇 李术才 王德超 任尧喜 郭念波 张世国 刊期：2015年第03期

为研究不同锚固长度对巷道围岩的控制效果,从理论方面推导了锚杆应力分布规律,建立了不同锚固长度下巷道围岩力学分析模型,考虑分析了锚杆直径、围岩强度参数、锚固长度、预紧力、布设间距等影响因素,给出了巷道锚杆支护设计的工程建议措施,并通过开展现场试验验证了本文理论研究成果的正确性。研究表明:锚杆受力主要集中在锚固段端头1/3范围内,...

西北冻结立井砼井壁爆破损伤模型

作者：单仁亮 王二成 李慧 曹建洋 李仲力 魏龙飞 刊期：2015年第03期

为研究我国西北地区冻结立井岩石钻爆法施工时,大药量爆破对附近新浇混凝土井壁的损伤情况,根据相似理论制作了15∶1的圆柱形冻结立井模型,在爆破塔内开展了爆破模型试验研究。沿立井轴线方向,在混凝土井壁内侧面上粘贴环向和轴向共4组应变片,测定井壁在微差爆破作用下的变形情况,并根据广义胡克定律近似计算出各点应力。同时采用超声波测试方法...

基于围岩及灌浆圈非均质性的外水压力计算

作者：侯新文 李常锁 郑婷婷 邢立亭 孙蓓蓓 刊期：2015年第03期

隧洞外水压力计算方法较多,每种方法都有优缺点。采用数值法来计算灌浆圈的外水压力,将围岩灌浆圈分为3层,计算了各层渗透系数不同以及等效后的渗透系数时条件下的外水压力。计算结果表明,随着衬砌渗透性的增加,外水压力逐渐减小。当考虑灌浆圈不同厚度的变化时,如果将围岩灌浆圈和钢筋混凝土衬砌当作一个整体考虑,衬砌外缘的外水压力下降幅度较...

基于Steiner最小树相似模拟裂纹扩展与能量传播的机理

作者：薛东杰 周宏伟 任伟光 栗东平 刊期：2015年第03期

采矿工程中上覆岩层裂纹扩展及其分布规律一直是研究的难点,直接影响井下工作高效开展及安全,对于高瓦斯矿井还涉及到瓦斯抽采效率提高问题。基于Steiner最小树模型建立裂纹拓展与能量传播的关系,指出裂纹的贯通拓展是沿着耗能最小而最快释放能量的路径。并建立相似模型试验中的真实裂隙与数学裂隙模型,将问题定义为约束型的Steiner树问题。覆岩...

含瓦斯煤体加载破坏声-电前兆信息试验研究

作者：罗浩 潘一山 赵扬锋 肖晓春 李忠华 刊期：2015年第03期

针对含瓦斯煤体加载破坏前兆信息难以识别、提取的研究现状,自行研制了含瓦斯煤体加载声-电监测装置,对含瓦斯煤体加载全过程进行实时监测以获取声-电前兆信息。试验结果表明:声-电监测系统能够捕捉到含瓦斯煤体产生的电荷与声发射信号,加载过程中部分电荷信号先于声发射信号变化,声-电信号的产生与煤体内部裂纹扩展相关;煤体内部自由电荷与声发...

平顶山八矿突出煤层瓦斯地质控制特征

作者：魏国营 王保军 闫江伟 王蔚 贾天让 张玉柱 刊期：2015年第03期

运用瓦斯地质理论,以平顶山矿区八矿为研究对象,基于地质构造对区域、矿区和井田瓦斯赋存的控制特征,研究了三级构造对平顶山八矿突出煤层瓦斯赋存的地质构造逐级控制特征。研究表明:区域构造奠定了平顶山矿区高瓦斯的基调;矿区构造将平顶山矿区划分为东西2个瓦斯赋存单元,瓦斯赋存以李口向斜呈轴对称分布;井田构造控制着矿井突出煤层的瓦斯赋存...

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刊期：2015年第03期

煤层瓦斯抽采过程中煤岩变形的物理模拟实验

作者：许江 刘龙荣 刘东 彭守建 梁永庆 聂闻 刊期：2015年第03期

利用自主研发的多场耦合煤层瓦斯抽采物理模拟实验系统,研究了抽采过程中煤体内不同位置变形演化规律,探讨了抽采位置、地应力和气体压力对抽采过程中煤体变形的影响。结果表明:煤体变形受地应力、抽采位置、时间和煤层气体压力等因素的共同影响,且抽采初期的煤体变形速率较大;煤体σ1方向的变形普遍大于σ2和σ3方向的变形,σ3方向的变形与煤体所受...

抽采瓦斯过程中煤层瓦斯压力演化规律的物理模拟试验研究

作者：彭守建 张超林 梁永庆 许江 刘东 刊期：2015年第03期

利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了不同地应力水平下抽采瓦斯的物理模拟试验,对抽采瓦斯过程中煤层瓦斯压力演化规律进行了探讨。结果表明:1在抽采瓦斯过程中,煤层瓦斯压力在初期降低较快后期降低缓慢,并且距钻孔越近,瓦斯压力下降速度越快,而与距钻孔出口的距离无关;2在与抽采钻孔垂直的断面瓦斯压力场中,等压线以钻孔...

粒度对软硬煤粒瓦斯解吸扩散差异性的影响

作者：刘彦伟 刘明举 刊期：2015年第03期

基于气体在多孔介质的运移理论,采用物理模拟实验的方法,研究了软、硬煤粒瓦斯扩散速度、扩散系数的差异特征随粒径的变化规律;采用压汞法考察了软、硬煤粒孔隙结构特征的差异,分析了粒径对软硬煤瓦斯扩散行为差异性的影响机理。研究结果表明,当粒度大于等于硬煤的极限粒度时,软、硬煤瓦斯扩散初速度差值和扩散系数比值达到最大值,且基本趋于稳...

诱导气流对转载点雾化特性影响规律的数值模拟与试验

作者：陈曦 葛少成 刊期：2015年第03期

为了分析煤矿转载点诱导气流对喷雾降尘过程中雾化粒度的影响,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)离散相模型的粒子跟踪技术,模拟了不同诱导气流条件下雾滴粒径的分布特性。分析结果表明:在诱导气流的影响下,雾滴颗粒向导料槽出口漂移明显,粒径统计项D[3,2]和D[4,3]随诱导气流风速的增加而减小,减幅分别为17.17%和16.19%;同时,...

综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析

作者：聂文 程卫民 周刚 刊期：2015年第03期

为了确定综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了压风口与工作面不同距离时风流与粉尘流场运移规律,结果表明:压风气幕的形成主要由压风涡流风流场与工作面距离决定,若涡流风流场与工作面距离大于抽风口与工作面距离,可在压风口与抽风口间形成风流方向均指向工作面的压风气幕,压风口与工作面距离越大,...

矿井避险空间生氧净化系统研究与试验

作者：高娜 刘建国 金龙哲 李玲 黄箫 周立 樊林玉 刊期：2015年第03期

为了分析矿井避险空间生氧净化系统性能,根据其功能及工作原理,确定系统由气源装置、汇流装置、控制装置、CO2净化装置及CO净化装置组成。研究确定80人16 h需要15 MPa,40 L医用氧气瓶10个及4.78×105g JS-1净化药剂,药剂更换频率为1.51 h。密闭模拟试验表明:药剂去除效率与CO2初始体积分数无关,而与风机位置、风机功率及药剂层厚度相关;当风机位...