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水岩作用下不同强度煤岩组合体力学特性损伤规律研究

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矿业研究与开发 2023年第3期43卷 129-135页

作者：柳晶李根威吕梁学院矿业工程系山西吕梁市033000

在富水矿井中,煤岩体以及井下留设的隔水煤岩柱受到地下水的长期侵蚀,导致煤岩体在水岩作用下力学特性发生改变并受到损伤,直接影响到矿井的稳定及安全生产。因此,对泥岩-煤-泥岩(N-M-N)、砂岩-煤-砂岩(S-M-S)、石灰岩-煤-石灰岩(H-M-H)... 详细信息

在富水矿井中,煤岩体以及井下留设的隔水煤岩柱受到地下水的长期侵蚀,导致煤岩体在水岩作用下力学特性发生改变并受到损伤,直接影响到矿井的稳定及安全生产。因此,对泥岩-煤-泥岩(N-M-N)、砂岩-煤-砂岩(S-M-S)、石灰岩-煤-石灰岩(H-M-H)3种不同煤岩强度比的煤岩组合体开展饱水前和饱水后的单轴压缩试验,研究水岩作用下煤岩组合体的力学特性演化规律和声发射损伤特征,并结合RFPA2D数值模拟分析水岩作用对组合体破裂形式的影响。研究结果表明:水岩作用对煤岩组合体抗压强度和弹性模量有明显的劣化效应;水岩作用使煤岩组合体的声发射计数和累计计数下降明显;水岩作用使煤岩组合体裂隙扩展及破裂形式发生明显改变,声发射事件数始终伴随有裂隙的产生与扩展。

关键词：水岩作用力学特性煤岩组合体声发射特性数值模拟

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高温三轴应力下煤体弹性模量的演化规律

煤炭学报 2011年第10期36卷 1736-1740页

作者：万志军冯子军赵阳升张源李根威周长冰中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024 吕梁学院矿业工程系山西吕梁033000

利用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"研究了500 m原岩应力状态下室温至600℃升温过程中大尺寸(200 mm×400 mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤弹性模量随温度的演化规律,对比分析了无烟煤和气煤弹性模量变化规律的异同... 详细信息

利用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"研究了500 m原岩应力状态下室温至600℃升温过程中大尺寸(200 mm×400 mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤弹性模量随温度的演化规律,对比分析了无烟煤和气煤弹性模量变化规律的异同,讨论了弹性模量突变临界温度和热解产气对煤体弹性模量的影响。结果表明:煤的弹性模量随温度升高变化过程可以分为3个阶段,即中低温平稳降低阶段、中高温剧烈降低阶段和高温缓慢降低阶段;煤体热解产气对弹性模量变化产生重要影响,随着温度升高,无烟煤弹性模量与热解产气速率呈明显的负指数关系;围压、温度和热解共同影响煤体弹性模量,在围压保持不变的条件下,温度和热解产气是影响弹性模量的主要因素,弹性模量在不同温度阶段呈现出不同的变化特征;煤的弹性模量随温度的变化规律较砂岩复杂,但同样存在弹性模量突变临界温度点,只是不同煤阶的煤体临界温度出现较大差异。

关键词：高温三轴应力煤体弹性模量热解

条带充填保水开采导水断裂带高度多因素影响分析

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煤矿安全 2018年第3期49卷 194-197页

作者：柳晶李根威吕梁学院矿业工程系山西吕梁033000

针对现西部矿井保水开采技术难题,以曹村煤矿12采区工作面为研究背景,在系统分析了导水断裂带发育高度受多种因素影响的基础上,通过理论分析、现场调研及数值模拟等方法,提出了条带充填开采方案。结果表明:条带充填开采,上覆岩层缓慢下... 详细信息

针对现西部矿井保水开采技术难题,以曹村煤矿12采区工作面为研究背景,在系统分析了导水断裂带发育高度受多种因素影响的基础上,通过理论分析、现场调研及数值模拟等方法,提出了条带充填开采方案。结果表明:条带充填开采,上覆岩层缓慢下沉,由原"三带"变为"两带",阻断岩层的破断起到保水作用;煤层开采厚度、顶板岩层强度及结构类型、条带开采采出率、充填参数等是影响条带充填上覆导水裂隙发育高度的主控因素,且上覆岩层下沉值与其值成线性关系。

关键词：条带充填保水开采导水断裂带数值模拟影响因素

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巷道支护参数优化研究

煤炭技术 2017年第9期36卷 51-53页

作者：柳晶李根威吕梁学院山西吕梁033000

详细阐述了多种巷道支护参数优化方法,如神经网络、正交数值模拟试验等方法。通过对淮南某矿运输大巷支护现状分析研究,运用数值模拟计算和正交试验方法,得到影响锚网索支护的关键因素,并采用方差分析法对试验结果进行分析。模拟结果表... 详细信息

详细阐述了多种巷道支护参数优化方法,如神经网络、正交数值模拟试验等方法。通过对淮南某矿运输大巷支护现状分析研究,运用数值模拟计算和正交试验方法,得到影响锚网索支护的关键因素,并采用方差分析法对试验结果进行分析。模拟结果表明,锚杆、锚固长度、锚杆间排距对支护效果影响最为显著,其次为锚杆、锚索直径。本次试验结果可为巷道支护设计提供一定的借鉴和参考。

关键词：锚网索支护深部开采支护参数

热力耦合作用下无烟煤煤体变形特征的试验研究

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岩石力学与工程学报 2010年第8期29卷 1624-1630页

作者：冯子军万志军赵阳升李根威张源王冲太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008

利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究φ200mm×400mm大尺寸无烟煤试样在恒定500m原岩应力状态(轴压12.5MPa、围压15MPa),以10℃/h的升温速率从20℃升至600℃过程中的变形规律。试验结果表明:随着温度的升... 详细信息

利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究φ200mm×400mm大尺寸无烟煤试样在恒定500m原岩应力状态(轴压12.5MPa、围压15MPa),以10℃/h的升温速率从20℃升至600℃过程中的变形规律。试验结果表明:随着温度的升高,无烟煤煤体的变形可分为3个阶段,即20℃～200℃热膨胀阶段、200℃～400℃缓慢压缩阶段和400℃～600℃剧烈压缩阶段。其中,400℃～450℃为无烟煤煤体变形由脆性机制转变为韧性机制的临界温度范围,温度和压力是影响无烟煤煤体变形脆-韧性转变的主要因素,且具有明显的温压等效性,即较高的临界温度所需转化压力较低。热力耦合作用和热解产气是影响煤体变形的关键因素,尤其在高温阶段,热解产气对变形起到主控作用。

关键词：采矿工程温度压力无烟煤热解脆-韧性转变

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短壁连采工艺在回收边角煤资源中的应用研究

煤炭技术 2017年第4期36卷 29-32页

作者：李根威王艳永吕梁学院山西吕梁033000

为了提高资源回收率,提出将短壁连采工艺应用于解放边角煤呆滞煤量的生产实践中。通过采用理论分析、数值模拟和工程实测相结合的研究方法,结合某矿边角煤赋存地质条件,对短壁采场的矿压显现和顶板运动规律进行分析研究,得出采取适合的... 详细信息

为了提高资源回收率,提出将短壁连采工艺应用于解放边角煤呆滞煤量的生产实践中。通过采用理论分析、数值模拟和工程实测相结合的研究方法,结合某矿边角煤赋存地质条件,对短壁采场的矿压显现和顶板运动规律进行分析研究,得出采取适合的顶板控制措施实现对坚硬顶板的有效控制是短壁连采工艺实现安全回采的关键。

关键词：边角煤短壁连采矿压规律

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谈学生在实验室期间的安全管理

内蒙古电大学刊 2003年第1期 111-112页

作者：李根威内蒙古工业大学化工学院

加强实验室安全管理十分重要 ,也十分必要。消除安全管理的内在因素 ,即消除主观和客观不安全因素应采取的措施是 :让学生提高认识 ,端正态度 ;明确安全管理的意义 ;遵守实验室安全守则 ;认识具有客观不安全因素的实验用仪器设备、设施... 详细信息

加强实验室安全管理十分重要 ,也十分必要。消除安全管理的内在因素 ,即消除主观和客观不安全因素应采取的措施是 :让学生提高认识 ,端正态度 ;明确安全管理的意义 ;遵守实验室安全守则 ;认识具有客观不安全因素的实验用仪器设备、设施和材料 ,并科学合理的使用它们 ;养成安全实验的良好习惯。加强实验室安全管理的外部条件是 :要增加投入 ,更新落后设备 ;开设安全管理课程 ;

关键词：学生实验室安全管理安全守则仪器设备安全检查

高温三轴应力下无烟煤、气煤煤体渗透特性的试验研究

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岩石力学与工程学报 2010年第4期29卷 689-696页

作者：冯子军万志军赵阳升李根威张源王冲朱南京太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 陕西华电榆横煤电有限责任公司陕西榆林719000

利用自主研制的600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机系统,分别研究大尺寸(φ200mm×400mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤试样在恒定500m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度时渗透特性的演化规律。结果表明:(1)在室温～300℃中低温段,... 详细信息

利用自主研制的600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机系统,分别研究大尺寸(φ200mm×400mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤试样在恒定500m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度时渗透特性的演化规律。结果表明:(1)在室温～300℃中低温段,煤体渗透率随温度的变化存在一个阈值温度。当温度达到阈值温度时,渗透率降至最低值。(2)在300℃～600℃高温段,煤体渗透率随温度的变化存在一个峰值温度,峰值温度处渗透率为该温度段内的最大值。(3)煤体渗透率随温度的变化呈现阶段性:室温至阈值温度为第一阶段,渗透率随温度的增加而降低;阈值温度至峰值温度为第二阶段,渗透率随温度的升高而增加;高于峰值温度后,渗透率随温度的增加而降低。(4)渗透率随温度变化的阈值温度和峰值温度与煤阶有关。无烟煤渗透率的阈值温度是150℃～200℃,峰值温度为450℃～500℃,而气煤渗透率的阈值温度为200℃～250℃。

关键词：采矿工程高温高压无烟煤气煤渗透率

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高温高压条件下花岗岩切削破碎试验研究

岩石力学与工程学报 2009年第7期28卷 1432-1438页

作者：赵金昌万志军李义赵阳升董付科冯子军李根威太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

为了达到最接近实际工程的试验效果,采用中国矿业大学的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",设计了精确的加压和旋转系统,操作控制比较方便,测量数据准确。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花岗岩试样和工程钻头(φ30mm的PDC钻头),使试验... 详细信息

为了达到最接近实际工程的试验效果,采用中国矿业大学的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",设计了精确的加压和旋转系统,操作控制比较方便,测量数据准确。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花岗岩试样和工程钻头(φ30mm的PDC钻头),使试验条件更加接近实际工程情况,开创了该类大试样试验的先河。通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律,得出以下结论:(1)高围压状态(100MPa)下,随着温度升高,花岗岩的可切削性逐渐增强,在超过一定的钻压时,切削速度随着温度的升高而明显增大,在755N钻压下,300℃的切削速度比室温时增大30%～50%;(2)高围压状态(100MPa)下,随着温度升高,单位破岩能耗明显降低,在钻压为755N时,300℃时的单位破岩能耗比室温时降低20%～30%;(3)在高温高压环境下,切削速度随着钻压或转速的增大而增大;单位破岩能耗随着转速的增大而增大,随着钻压的增大而减小,与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致;(4)由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏,抗压强度下降缓慢,如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小,为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果,钻压需要超过一定的值。

关键词：岩石力学高温高压切削破岩单位破岩能耗钻压