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急倾斜煤层巷道冒落带注浆加固技术的研究与应用

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煤炭技术 2024年第6期43卷 95-98页

作者：刘华君桂涛姜永东杨启军王伟冯伟黎亮四川川煤石洞沟煤业有限责任公司四川广元628208 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 四川华蓥山广能(集团)有限责任公司四川广安638600

急倾斜煤层巷道掘进过程中,经常受到高地应力和断层构造带的影响,易造成煤层顶板冒落,影响巷道的掘进和煤矿的安全生产。针对上述问题,以石洞沟煤矿31114运输巷为工程背景,采用KWJG-4无机双组分化学材料对冒落带破碎煤岩体进行注浆加固... 详细信息

急倾斜煤层巷道掘进过程中,经常受到高地应力和断层构造带的影响,易造成煤层顶板冒落,影响巷道的掘进和煤矿的安全生产。针对上述问题,以石洞沟煤矿31114运输巷为工程背景,采用KWJG-4无机双组分化学材料对冒落带破碎煤岩体进行注浆加固,将破碎围岩黏结为具有一定强度的密实体,从而有效加固冒顶区的破碎围岩,提高顶板的整体强度及完整性,改善工作面顶板的受力状况,实现掘进巷道安全、快速、高效过冒落带。对于煤矿生产过程中遇到类似巷道冒落破碎带问题,该方法具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：急倾斜煤层注浆技术冒落带加固方法

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煤层微孔中甲烷的简化双扩散数学模型

煤炭学报 2009年第3期34卷 355-360页

作者：易俊姜永东鲜学福重庆科技学院重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室

在分析煤层微观孔隙结构,以及煤层气以游离气形式存在煤的大孔隙和吸附状态分布在微孔隙中的基础上,提出了反映煤层气在煤层微孔中吸附-扩散的简化双孔隙扩散数学模型;给出了煤层气吸附-扩散过程的视扩散系数概念,以及数值模拟方法.以... 详细信息

在分析煤层微观孔隙结构,以及煤层气以游离气形式存在煤的大孔隙和吸附状态分布在微孔隙中的基础上,提出了反映煤层气在煤层微孔中吸附-扩散的简化双孔隙扩散数学模型;给出了煤层气吸附-扩散过程的视扩散系数概念,以及数值模拟方法.以重庆地区南桐煤矿和三汇煤矿煤样为实验对象,从理论角度计算模拟了不同压力、孔隙度条件下,煤层气解吸-扩散排出的大孔隙扩散系数和微孔隙扩散系数,以及视扩散系数的变化规律.

关键词：简化双孔隙扩散模型吸附视扩散系数数值模拟

岩石声发射Kaiser效应应用于地应力测试的研究

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岩土力学 2005年第6期26卷 946-950页

作者：姜永东鲜学福许江重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400030

介绍了声发射Kaiser效应测定岩体地应力的原理、方法和测试技术,应用弹性力学理论推导出地下岩体测点处的地应力表示和地应力椭球基本方程。通过在定向岩芯9个特殊方向取样,进行声发射试验得到了各方向的单向正应力值,将其值代入地应力... 详细信息

介绍了声发射Kaiser效应测定岩体地应力的原理、方法和测试技术,应用弹性力学理论推导出地下岩体测点处的地应力表示和地应力椭球基本方程。通过在定向岩芯9个特殊方向取样,进行声发射试验得到了各方向的单向正应力值,将其值代入地应力计算公式中得到了3个主应力的大小、方向。其实验研究结果可为工程提供借鉴和参考。

关键词：地应力声发射 Kaiser效应

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急倾斜中厚煤层采场顶板岩层移动规律研究

地下空间与工程学报 2023年第S2期19卷 1005-1010,1020页

作者：姜永东李腾邹勇刘华君杨启军重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044 四川川煤石洞沟煤业有限责任公司四川广元628208

为了实现急倾斜煤层智能化开采,需弄清急倾斜煤层矿山压力与岩层移动规律,以石洞沟煤矿31321工作面为研究对象,采用理论计算、现场矿压监测、微地震监测和数值模拟方法,研究了急倾斜煤层采场矿山压力岩层移动范围。获得了急倾斜煤层工... 详细信息

为了实现急倾斜煤层智能化开采,需弄清急倾斜煤层矿山压力与岩层移动规律,以石洞沟煤矿31321工作面为研究对象,采用理论计算、现场矿压监测、微地震监测和数值模拟方法,研究了急倾斜煤层采场矿山压力岩层移动范围。获得了急倾斜煤层工作面采动影响下煤壁前方支承压力影响范围、应力集中系数、初次来压步距和周期来压步距。得到了急倾斜煤层垮落带的自动充填特性与充填高度,采场“三区三带”的分布范围,弄清了急倾斜煤层采场垮落带、裂隙带、弯曲下沉带岩层的移动范围,进一步揭示了急倾斜煤层老顶断裂形成的“厂型”结构。研究结果为石洞沟煤矿实施智能化综采奠定了理论基础。

关键词：急倾斜煤层矿山压力三区三带来压步距岩层移动

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单一岩石变形特性及本构关系的研究

岩土力学 2005年第6期26卷 941-945页

作者：姜永东鲜学福粟健重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400030 中铁西南科学研究院四川成都610031

利用MTS815岩石材料试验机试验,得到了在不同围压下砂岩的应力-应变全过程曲线及曲线上的压密、弹性、应变硬化(塑性)和应变软化(破裂)的4个阶段。分析了各阶段岩石的变形特性和围压对岩石强度的影响。根据岩石的变形特性提出以Duncan... 详细信息

利用MTS815岩石材料试验机试验,得到了在不同围压下砂岩的应力-应变全过程曲线及曲线上的压密、弹性、应变硬化(塑性)和应变软化(破裂)的4个阶段。分析了各阶段岩石的变形特性和围压对岩石强度的影响。根据岩石的变形特性提出以Duncan模型为基础的、能够描述岩石压密、弹塑性和破裂段的单一岩石本构模型,用改进的模型分析了岩石变形破坏机理。实验表明,提出的改进本构关系能更好地描述岩石的变形和破裂。

关键词：岩石变形本构关系 Duncan模型

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声场作用下煤储层渗透性试验研究

煤炭学报 2017年第S1期42卷 154-159页

作者：姜永东李业崔悦震阳兴洋重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

利用自主研发的声场作用下煤层气渗流实验系统,实验研究了声场对煤储层渗流特性的影响。实验得出:不加声场下,煤体的渗透率随有效应力比、有效体应力的增加呈先减小后增大的趋势,渗透率初始快速降低,然后趋于平缓,最后增大;有效应力比... 详细信息

利用自主研发的声场作用下煤层气渗流实验系统,实验研究了声场对煤储层渗流特性的影响。实验得出:不加声场下,煤体的渗透率随有效应力比、有效体应力的增加呈先减小后增大的趋势,渗透率初始快速降低,然后趋于平缓,最后增大;有效应力比恒定时,煤体的渗透率随有效体应力的增大而减小,最后趋于平缓;声场作用下煤体的渗透率大于无声场下,渗透率随声场作用时间的增加呈先增大后趋于稳定的趋势,且渗透率随声强的增加而增大,声场作用前后渗透率之比与声强呈线性关系;相同条件下,声场能促进煤层气扩散、运移,离震源越近,声场提高煤层渗透率效果越明显,因声波在煤层中传播发生衰减,声能降低,煤层气流量增量与距震源距离呈负指数关系。

关键词：煤层气有效应力声场渗透率

煤吸附CH_(4)/CO_(2)混合气体的试验研究

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煤矿安全 2022年第5期53卷 1-6,12页

作者：王满姜永东王英伟李喜员周凤中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467099 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为了揭示CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的竞争吸附特性,开展了5种不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的等温吸附试验。试验表明:纯CH_(4)、纯CO_(2)吸附量与气体压力的关系满足Langmuir方程,相同条件下,煤吸附CO_(2)是CH_(4)的2倍;不... 详细信息

为了揭示CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的竞争吸附特性,开展了5种不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的等温吸附试验。试验表明:纯CH_(4)、纯CO_(2)吸附量与气体压力的关系满足Langmuir方程,相同条件下,煤吸附CO_(2)是CH_(4)的2倍;不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体吸附量总是介于单组分CH_(4)和CO_(2)之间,煤对混合气体不是独立吸附,而是竞争吸附,CO_(2)在竞争吸附过程中占优势;随混合气体中CO_(2)体积分数增加,吸附选择性系数增大,且始终大于1,表明注入CO_(2)驱替CH_(4)是可行的,即CO_(2)-ECBM/CO_(2)封存是可行的;BET多组分气体吸附模型更适合预测煤吸附CH_(4)/CO_(2)混合气体的量。

关键词：混合气体等温吸附曲线气体压力吸附选择性系数体积法

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声场促进煤中甲烷解吸的机理研究

煤炭学报 2010年第10期35卷 1649-1653页

作者：姜永东熊令阳兴洋鲜学福重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400030

实验研究了不加声场和加声场条件下煤中甲烷的解吸特性。研究得出:两种条件下甲烷的解吸动力学曲线形状一致,能用经验公式、扩散模型、渗透模型来描述,且扩散模型能较好地描述甲烷气体的解吸特性;甲烷在解吸过程中,初始解吸速度较快,随... 详细信息

实验研究了不加声场和加声场条件下煤中甲烷的解吸特性。研究得出:两种条件下甲烷的解吸动力学曲线形状一致,能用经验公式、扩散模型、渗透模型来描述,且扩散模型能较好地描述甲烷气体的解吸特性;甲烷在解吸过程中,初始解吸速度较快,随时间的增加,解吸速度越来越慢,且初始解吸速度随气压增大而增大;声场作用下甲烷的解吸总量大于不加声场作用,解吸总量增加20%～30%;甲烷在煤体中的扩散可用单一扩散模型描述,声场作用使单一扩散模型的传质傅里叶级数增大、传质毕欧准数减小。研究表明,声场作用使煤体内部扩散阻力减小,传质速度加快,扩散能力增强,有助于促进甲烷的解吸扩散。

关键词：声场甲烷解吸机理

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不可采煤层CO_2封存的数值模拟

重庆大学学报（自然科学版） 2011年第7期34卷 83-90页

作者：周军平鲜学福姜永东刘占芳重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室资源及环境科学学院重庆400044

将CO2注入不可采煤层进行封存(CO2-ECBM)能在封存CO2的同时回收甲烷,因而是一项具有良好前景的CO2处置技术。CO2或者CO2/N2混合气注入煤层后在煤层中运移涉及到多组分气体在煤中的吸附、多组分气体以及气、水两相在煤层中的扩散渗流等... 详细信息

将CO2注入不可采煤层进行封存(CO2-ECBM)能在封存CO2的同时回收甲烷,因而是一项具有良好前景的CO2处置技术。CO2或者CO2/N2混合气注入煤层后在煤层中运移涉及到多组分气体在煤中的吸附、多组分气体以及气、水两相在煤层中的扩散渗流等过程。基于上述过程,建立了考虑煤基质吸附气体后的膨胀效应、能够描述多组分气体在煤层中吸附/解吸扩散渗流过程的数学模型,并采用数值解法对模型进行了求解,与已有的模拟结果比较表明建立的模型是可靠的;利用该模型研究了煤层渗透率、不同气体差异性吸附膨胀系数、煤对CO2/CH4的吸附比、以及注入气体组成对于CO2封存以及煤层气生产的影响,研究结果可以为CO2-ECBM项目的场地条件选择以及工艺参数的优化提供依据。

关键词：煤层气 CO2 收缩/膨胀渗透率数值模拟