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不同应力对薄层复合顶板稳定性影响分析

不同应力对薄层复合顶板稳定性影响分析

作者：聂荣山西安科技大学

学位级别：硕士

地应力和上层煤残留区段煤柱对薄层复合顶板回采巷道围岩稳定性影响很大。以东荣二矿17#号煤薄层复合顶板为研究对象，综合采用理论分析、数值模拟分析、工业试验等研究方法对薄层复合顶板破坏机理进行研究。主要结论如下：（1）随... 详细信息

地应力和上层煤残留区段煤柱对薄层复合顶板回采巷道围岩稳定性影响很大。以东荣二矿17#号煤薄层复合顶板为研究对象，综合采用理论分析、数值模拟分析、工业试验等研究方法对薄层复合顶板破坏机理进行研究。主要结论如下：（1）随着侧压系数λ增加，巷道两帮的塑性区面积相对减少，顶底板的塑性区面积相对增大，发生剪切破坏的部位由两帮转向顶底板。（2）巷道位于断层上盘时，距离断层10～20m区域围岩主要受拉、剪切破坏，距断层15m处破坏范围最大，巷道顶板破坏深度为两帮的2倍;巷道在断层下盘时，断层构造应力对巷道顶底板和左帮剪切破坏比较大，对距离巷断层0～10m区域巷道围岩影响最大。（3）随着巷道与16#号煤煤柱距离的增加，巷道围岩的位移量迅速减少，特别是顶板的位移量;围岩的塑性区面积减少，尤其是两帮的塑性区面积;发生破坏的部位由顶板和两帮变为顶底板，破坏方式为拉剪破坏。（4）16#号煤煤柱位于断层下盘时，随着巷道与断层距离的增加，围岩塑性区面积增大，顶板破坏的方式为拉剪破坏，发生破坏的部位由深变浅;两帮的破坏方式为剪切破坏，破坏的部位较浅。16#号煤煤柱位于断层的上盘时，巷道两帮剪切破坏面积大，破坏部位较浅;顶底板破坏面积小，破坏部位较深。（5）以高预紧力锚杆支护、预应力锚索补强支护、注浆围岩强化等技术手段提高薄层复合顶板回采巷道围岩整体稳定性，应用效果满足了工作面回采要求，取得了满意的技术经济效果。

关键词：薄层复合顶板水平应力构造应力煤柱应力数值模拟

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煤自燃放热量及生成气体实验研究

煤自燃放热量及生成气体实验研究

作者：聂荣山辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

本文研究了变质程度不同的10种煤样的自燃特性,包括工业分析、自燃特征温度点、活化能、指前因子、放热量、风量和变质程度对煤自燃过程中产生的指标气体的影响。利用工业分析仪得到了变质程度不同的10种煤样的水分、灰分、挥发分及固... 详细信息

本文研究了变质程度不同的10种煤样的自燃特性,包括工业分析、自燃特征温度点、活化能、指前因子、放热量、风量和变质程度对煤自燃过程中产生的指标气体的影响。利用工业分析仪得到了变质程度不同的10种煤样的水分、灰分、挥发分及固定碳含量;然后利用同步热分析仪对10种煤样进行热重实验,得到了 TG-DSC曲线,通过对TG曲线进行分析,将10种煤的自燃过程划分为预热失水、吸氧增重、燃烧三个阶段,得到了煤自燃过程中的各个特征温度点,对TG曲线数据进行计算后得到煤各阶段的活化能和指前因子,随着煤样变质程度的提高,煤自燃过程中各阶段的活化能逐渐增大,通过对DSC数据分析,得出了煤自燃过程中各个阶段的放热量,并发现随着煤变质程度的提高,煤自燃各阶段放热量也越大。利用管式炉和气相色谱仪等仪器建立煤自燃测试系统,对不同风量条件下的褐煤进行了氧化自燃实验,得出风量越大,褐煤自燃过程中产生的指标气体浓度越低、氧气浓度越高;对变质程度不同的10种煤样在恒定风量条件下进行了氧化自燃实验,得到了 O2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H8等气体浓度及生成速率与温度之间的变化规律,为预防煤炭自燃的发生及制定煤矿火区灭火措施和救援方案提供了理论依据。

关键词：不同煤种自燃活化能放热量指标气体

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基于采动裂隙演化特征的高位钻孔优化研究

煤炭科学技术 2014年第6期42卷 86-91页

作者：王耀锋聂荣山中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国煤炭科工集团沈阳研究院有限公司辽宁沈阳110016 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

为了提高高位钻孔的瓦斯抽采效果,以漳村煤矿2203综放工作面为工程背景,结合3号煤层的开采条件,首先应用关键层理论确定了3号煤层的顶板裂隙带位于其上方12.8~36.5 m,再采用薄板理论和数值模拟相结合的方法,研究了3号煤层顶板裂隙带的... 详细信息

为了提高高位钻孔的瓦斯抽采效果,以漳村煤矿2203综放工作面为工程背景,结合3号煤层的开采条件,首先应用关键层理论确定了3号煤层的顶板裂隙带位于其上方12.8~36.5 m,再采用薄板理论和数值模拟相结合的方法,研究了3号煤层顶板裂隙带的分布和演化特征。结果表明,随工作面的推进,上覆岩层裂隙由下而上逐渐发育,工作面推进至60 m时主关键层以下形成较密集的裂隙,至110—170 m时部分主关键层岩块裂隙闭合,并在下部形成2个小范围压实区并逐渐扩展而形成大面积压实区。煤层顶板裂隙经历了一个产生—发育—部分闭合的过程。基于以上研究结果,对2203工作面2组钻场内的高位钻孔布置参数进行了优化。现场应用结果表明,优化后单孔平均瓦斯抽采量增加了2.39~3.03倍,单位钻孔工程效益提高2.00~2.58倍。

关键词：瓦斯抽采高位钻孔关键层理论薄板理论顶板裂隙带

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科学普查航道服务水运经济

中国水运 2004年第4期 34-35页

作者：吴安琪聂荣山嘉兴市港航管理局浙江314001

嘉兴市拥有定级航道224条,航道总里程1936.14km,占全省定级航道总里程的18.61%.自1979年第一次普查后,航道条件发生了很大的变化.为适应内河航道建设和管理现代化的要求,交通部决定在全国范围内开展第二次内河航道普查工作,嘉兴市被列... 详细信息

嘉兴市拥有定级航道224条,航道总里程1936.14km,占全省定级航道总里程的18.61%.自1979年第一次普查后,航道条件发生了很大的变化.为适应内河航道建设和管理现代化的要求,交通部决定在全国范围内开展第二次内河航道普查工作,嘉兴市被列为普查试点.通过我们的努力,在完成了试点任务后,又协助省普查办较好地完成了全省航道普查工作.

关键词：航道管理航道调查航运经济航道建设航道测量数据采集质量控制

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低透气性煤层致裂增透技术应用与展望

煤炭科学技术 2017年第6期45卷 35-42页

作者：李守国姜文忠贾宝山聂荣山辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁沈阳110016 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁沈阳110016

为了实现煤层气的工业化利用,分析了三维高压旋转水射流扩孔煤层增透技术、定向分段水力压裂增透技术、高压空气爆破致裂煤层技术的增透效果,应用上述煤层致裂增透新技术后,煤层气抽采量明显增加。高压水通过三维旋转钻头对煤体快速切... 详细信息

为了实现煤层气的工业化利用,分析了三维高压旋转水射流扩孔煤层增透技术、定向分段水力压裂增透技术、高压空气爆破致裂煤层技术的增透效果,应用上述煤层致裂增透新技术后,煤层气抽采量明显增加。高压水通过三维旋转钻头对煤体快速切割迅速破坏煤体,实现对影响区域内煤层气的快速释放;特制封孔器将压裂孔分割为数段,增大压裂面积的同时最大限度地利用高压水能,大幅增加了煤层气的逸出通道;经过加压的高压空气可实现对目标钻孔的连续爆破,大幅增加了煤层的煤层气的逸出通道,经济成本低。由于物理破坏增透方式存在着能量损失大、裂纹扩展方向有一定的随机性、预期方向有一定的偏差等问题,提出研发能溶解部分煤基质溶剂结合物理破坏方式以增加煤层的透气性。

关键词：煤层气低透气性煤层增透技术裂隙

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不同变质程度煤燃烧阶段链烃生成规律

煤炭学报 2016年第7期41卷 1741-1746页

作者：周西华李昂聂荣山白刚宋东平孙宝铁辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000 吉林省安全科学技术研究院吉林长春130051

为研究封闭火区内不同煤种生成气体组分及变化规律,选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤为试验煤样,通过热重确定了煤燃烧阶段的温度范围。采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,对生成的... 详细信息

为研究封闭火区内不同煤种生成气体组分及变化规律,选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤为试验煤样,通过热重确定了煤燃烧阶段的温度范围。采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,对生成的链烃初现温度、体积分数及氧浓度变化规律进行了分析。研究结果表明：褐煤、气煤、焦煤和瘦煤燃烧阶段温度分别为247~433,279~542,313~574和333~618℃;煤变质程度越高,则其生成链烃气体的体积分数越小且耗氧量越大。当发生火灾事故且封闭火区后,可以综合考虑煤变质程度与火区监测的链烃生成量等因素,并根据链烃气体与温度的变化规律判定封闭火区火势发展状况,为进一步开展灭火奠定基础。

关键词：煤燃烧变质程度热重试验链烃滞后效应

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新型防灭火材料固体泡沫特性实验

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2017年第1期36卷 32-36页

作者：周西华李艳飞李诚玉宋东平聂荣山辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000

为提高泡沫材料的发泡倍数并降低成本,进行了固体泡沫特性及其添加无机物(黄沙)的实验研究.通过分析原料A马丽散与发泡剂B在不同配比下混合及混合加沙后固体泡沫的发泡特性,找出最佳配比和最佳含沙质量分数使发泡倍数最大,对比分析添加... 详细信息

为提高泡沫材料的发泡倍数并降低成本,进行了固体泡沫特性及其添加无机物(黄沙)的实验研究.通过分析原料A马丽散与发泡剂B在不同配比下混合及混合加沙后固体泡沫的发泡特性,找出最佳配比和最佳含沙质量分数使发泡倍数最大,对比分析添加无机物前后的经济成本,并在天池矿102尾巷采空区进行了现场应用研究.结果表明:原料A马丽散、发泡剂B的最佳配比为1:1.2,当含沙质量分数为25%时发泡倍数最大为14.220且防灭火效果较好.

关键词：防灭火固体泡沫特性天池矿发泡倍数含沙质量分数

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高压空气爆破煤体弹性分析

现代矿业 2016年第8期32卷 282-283页

作者：聂荣山煤科集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室

为研究高压空气爆破煤体过程的应力特征,依据弹性理论,建立了煤体破坏模型,分析了高压空气爆破区域的应力大小并计算了破碎区半径。现场试验表明:经高压空气爆破后,爆破区域煤体的渗透系数被改变,透气性系数由0.021 4 m2/(MPa2·d)提高... 详细信息

为研究高压空气爆破煤体过程的应力特征,依据弹性理论,建立了煤体破坏模型,分析了高压空气爆破区域的应力大小并计算了破碎区半径。现场试验表明:经高压空气爆破后,爆破区域煤体的渗透系数被改变,透气性系数由0.021 4 m2/(MPa2·d)提高至1.138 48~27.065 29m2/(MPa2·d),煤层透气性系数增加率达到50%~1 000%,煤层透气性得到较大改善。

关键词：高压空气爆破煤体弹性理论渗透性系数

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薄层复合顶板围岩破坏数值模拟分析

陕西煤炭 2012年第6期31卷 57-59页

作者：聂荣山王琳张伟西安科技大学能源学院陕西西安710054

通过数值模拟了不同侧压系数下薄层复合顶板的围岩的破坏特征,结果表明,侧压系数影响着巷道围岩的破坏。对于进一步深入理解深部岩体中巷道破坏失稳机制并采取有效的加固措施等具有重要的理论和实践意义。

关键词：侧压系数薄层复合顶板水平应力数值模拟