检索结果-南通市图书馆

International Journal of Mining Science and Technology 2017年第6期27卷 937-944页

作者： Liu Yanwei Wang Dandan hao fuchang Liu Mingju Mitri Hani S. School of Safety Science and Engineering Henan Polytechnic University Jiaozuo 454000 China The Collaborative Innovation Center of Coal Safety Production of Henan Province Jiaozuo 454000 China Department of Mining and Materials Engineering McGill University Montreal H3A0E8 Canada School of Civil Engineering Henan Polytechnic University Jiaozuo 454000 China

This paper aims to improve the accuracy and applicability of gas diffusion mathematical models from coal particles. Firstly, a new constitutive model for gas diffusion from coal particles with tri-disperse pore structure is constructed by considering the difference in characteristics between soft coal and hard *** analytical solution is then derived, that is, the quantitative relationship between gas diffusion rate(Qt/Q_∞) and diffusion time(t), The pore structure parameters of soft coal and hard coal from Juji coal mine are determined. Gas diffusion rules are numerically calculated and investigated by physical simulation methods. Lastly, the applicability of this model is verified. The results show that the homogeneous model only applies to the gas diffusion process of hard coal during the initial 10 min. The calculation results from this model and the physical experimental results of soft coal and hard coal are nearly identical during the initial 30 min.

关键词： Soft and hard coal Gas diffusion Pore structure Constitutive models Physical simulation

不同煤阶区域预测瓦斯含量临界值的实验研究及应用——以安阳矿区龙山矿无烟煤和大众矿贫煤为例

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天然气工业 2013年第3期33卷 101-106页

作者：孙丽娟聂百胜郝富昌中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院河南理工大学.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室--省部共建国家重点实验室培育基地

为了提高对瓦斯突出区域预测的准确性,确定合理的瓦斯含量临界值,分析了不同煤阶煤的吸附特征,搭建了具有温控功能的大质量煤样瓦斯吸附解吸实验系统。实验分析了瓦斯含量、瓦斯压力和钻屑瓦斯解吸指标的相互关系,确定出了不同煤阶瓦斯... 详细信息

为了提高对瓦斯突出区域预测的准确性,确定合理的瓦斯含量临界值,分析了不同煤阶煤的吸附特征,搭建了具有温控功能的大质量煤样瓦斯吸附解吸实验系统。实验分析了瓦斯含量、瓦斯压力和钻屑瓦斯解吸指标的相互关系,确定出了不同煤阶瓦斯含量临界值。结果表明:①煤的变质程度越高,煤吸附甲烷的能力越强,区域预测瓦斯含量临界值就越高;②龙山矿无烟煤吸附常数(a)值为43.224～45.013m3/t,瓦斯压力为0.74MPa时对应的瓦斯含量最低为10.9m3/t,Δh2为200Pa对应的瓦斯含量最低为10.8m3/t,确定其瓦斯含量临界值为10.0m3/t;③大众矿贫煤a值为30.813～33.85m3/t,瓦斯压力0.74MPa对应的瓦斯含量最低为9.04m3/t,Δh2为200Pa对应的瓦斯含量最低为9.3m3/t,考虑到该矿煤质松软,确定其临界值为8.0m3/t。现场跟踪考察结果表明,所确定的瓦斯含量临界值安全可靠,该研究成果可为其他类似矿区提供借鉴。

关键词：瓦斯含量临界值区域预测煤与瓦斯突出瓦斯压力钻屑瓦斯解吸指标构造煤

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基于瓦斯解吸规律的掘进落煤瓦斯涌出量预测

煤矿安全 2021年第4期52卷 20-24,30页

作者：张羽郝富昌山西潞安化工余吾煤业有限责任公司山西长治046100 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

为了准确预测掘进落煤瓦斯涌出量,搭建了大质量瓦斯解吸实验系统,进行了不同瓦斯压力条件下瓦斯解吸实验,研究了余吾煤业3#煤瓦斯解吸规律,建立了掘进落煤瓦斯涌出量预测模型,对不同瓦斯压力在不同掘进速度的落煤瓦斯涌出量进行了预测,... 详细信息

为了准确预测掘进落煤瓦斯涌出量,搭建了大质量瓦斯解吸实验系统,进行了不同瓦斯压力条件下瓦斯解吸实验,研究了余吾煤业3#煤瓦斯解吸规律,建立了掘进落煤瓦斯涌出量预测模型,对不同瓦斯压力在不同掘进速度的落煤瓦斯涌出量进行了预测,查明了影响掘进落煤瓦斯涌出量的主要因素。研究结果表明:余吾煤业3#煤瓦斯解吸采用对数函数公式具有较高的拟合精度,拟合参数A和B受到煤层瓦斯压力或瓦斯含量的控制,影响掘进落煤瓦斯涌出量的主要因素为煤层原始瓦斯压力或瓦斯含量、割煤速度及落煤停留时间。

关键词：瓦斯涌出量预测掘进落煤瓦斯解吸规律瓦斯压力割煤速度

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考虑塑性软化和扩容特性的最短封孔深度研究

中国矿业大学学报 2014年第5期43卷 789-793,807页

作者：郝富昌孙丽娟刘明举河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室河南焦作454000 河南理工大学安全技术培训学院河南焦作454000

为了确定合理的瓦斯抽采封孔深度,建立了考虑塑性软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了巷道周围煤体应力分布和最短封孔深度的表达式,分析了最短封孔深度的影响因素,采用钻屑量法和抽采浓度法对确定的封孔深度进行了现场验证... 详细信息

为了确定合理的瓦斯抽采封孔深度,建立了考虑塑性软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了巷道周围煤体应力分布和最短封孔深度的表达式,分析了最短封孔深度的影响因素,采用钻屑量法和抽采浓度法对确定的封孔深度进行了现场验证.结果表明:初始地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸是控制最短封孔深度的主要因素;埋藏深度越深,煤质越软,钻孔的封孔深度应越长;在地质构造带和大断面巷道,应加大钻孔的封孔深度;钻屑量和CH4体积分数测试结果表明,确定的封孔深度合理可靠.

关键词：最短封孔深度塑性软化扩容特性卸压范围钻屑量

考虑卸压和抽采效果的水力冲孔布孔参数优化研究

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采矿与安全工程学报 2014年第5期31卷 756-763页

作者：郝富昌孙丽娟刘明举河南理工大学煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学安全技术培训学院河南焦作454000

为了提高水力冲孔技术的消突效果,建立了考虑煤的塑性软化、扩容特性和流变特性的钻孔周围煤体黏弹塑性模型,得到了不同冲煤量钻孔的卸压范围,建立了考虑渗透率动态变化和吸附特征的渗流-应力耦合模型,采用COMSOL软件对建立的耦合模型... 详细信息

为了提高水力冲孔技术的消突效果,建立了考虑煤的塑性软化、扩容特性和流变特性的钻孔周围煤体黏弹塑性模型,得到了不同冲煤量钻孔的卸压范围,建立了考虑渗透率动态变化和吸附特征的渗流-应力耦合模型,采用COMSOL软件对建立的耦合模型进行求解,研究了不同冲煤量钻孔的抽放半径,优化了水力冲孔布孔参数。结果表明:在确定水力冲孔布孔参数时,应综合分析水力冲孔的卸压范围和抽放半径,冲煤量为0.5,1.0和1.5 t/m时,卸压范围分别为3.71,4.61和5.8 m,抽放半径分别为3.5,4.3和5.0 m,义安矿平均冲煤量为1.0 t/m,由此确定水力冲孔布孔间距为8.0 m,区域措施效果检验和工作面预测数据表明,确定的布孔参数合理可靠。

关键词：水力冲孔多场耦合布孔参数应力场渗流场抽放半径卸压范围

渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究

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煤炭科学技术 2020年第12期48卷 109-115页

作者：王明中孙玉宁郝富昌河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003

准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周... 详细信息

准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15~20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响瓦斯运移,巷道预排瓦斯等值宽度与排放时间、煤层透气性系数和巷道尺寸呈正比关系,与煤体强度、地应力、支护应力及变质程度呈反比关系;确定了试验巷道排放时间120 d的预排瓦斯等值宽度为11.9 m,瓦斯含量测试结果表明确定的预排瓦斯等值宽度合理可靠。

关键词：巷道预排瓦斯等值宽度渗流-应力耦合塑性软化扩容特性瓦斯运移

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基于瓦斯地质图的工作面突出区域预测技术

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2012年第1期31卷 12-16页

作者：郝富昌刘明举孙丽娟中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003

为了准确预测工作面的突出危险性,在整理分析工作面瓦斯地质资料的基础上,实测了大量的瓦斯基础参数,研究了15#煤层的吸附特征,提出并确定了工作面区域预测指标及临界值,研究了工作面的瓦斯赋存规律,编制了工作面瓦斯地质图,对工作面进... 详细信息

为了准确预测工作面的突出危险性,在整理分析工作面瓦斯地质资料的基础上,实测了大量的瓦斯基础参数,研究了15#煤层的吸附特征,提出并确定了工作面区域预测指标及临界值,研究了工作面的瓦斯赋存规律,编制了工作面瓦斯地质图,对工作面进行了区域预测,并对预测结果进行了验证.研究结果表明:15#煤层煤的吸附能力较强,以瓦斯含量10.0 m3/t和绝对涌出量4.0 m3/min作为预测指标和临界值是可靠的,采用瓦斯地质图方法进行工作面突出区域预测和分级管理,瓦斯赋存规律一目了然,预测结果可靠,预测方法简洁有效,便于现场操作.该成果对于防治工作面的煤与瓦斯突出具有一定的参考价值和指导意义.

关键词：突出区域预测瓦斯地质图瓦斯地质规律瓦斯含量瓦斯涌出量工作面分级管理预测指标

蠕变-渗流耦合作用下水力冲孔周围煤体渗透率时空演化规律

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中国安全生产科学技术 2016年第8期12卷 16-22页

作者：郝富昌孙丽娟赵发军河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室--省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学安全技术培训学院河南焦作454000

为了研究水力冲孔周围煤体瓦斯运移规律,研究了水力冲孔周围煤体的应力、体积应变和孔径变化规律,建立了蠕变-渗流耦合作用下的水力冲孔周围煤体渗透率动态演化模型,揭示了水力冲孔周围煤体渗透率的时空演化规律,阐明了蠕变变形和基质... 详细信息

为了研究水力冲孔周围煤体瓦斯运移规律,研究了水力冲孔周围煤体的应力、体积应变和孔径变化规律,建立了蠕变-渗流耦合作用下的水力冲孔周围煤体渗透率动态演化模型,揭示了水力冲孔周围煤体渗透率的时空演化规律,阐明了蠕变变形和基质收缩对渗透率的控制作用机理。研究结果表明:水力冲孔措施可以大幅度提高钻孔周围煤体的渗透率,在空间上煤体渗透率随距离呈负幂函数关系迅速降低(K=2×10^(-16) r^(-2.4));在时间上煤体渗透率随抽采时间的延长而逐渐增大,但是增加梯度会逐渐降低;水力冲孔周围煤体渗透率的增加主要受到煤的蠕变变形控制,基质收缩效应虽然有利于渗透率的增加,但对渗透率的贡献远小于煤体的蠕变变形;钻孔由于蠕变变形会产生缩孔现象,很容易堵塞抽采通道,此时即使渗透率大幅度的提高,也很难保证抽采效果,因此迫切需要制定相应的防堵孔措施。

关键词：渗透率时空演化规律水力冲孔蠕变-渗流耦合蠕变变形基质收缩孔径变化规律

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考虑煤的塑性软化和扩容特性的钻孔卸压范围

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2013年第12期32卷 1599-1604页

作者：张英郝富昌刘成军刘文杰煤炭工业郑州设计研究院有限公司河南郑州450007 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003

为确定抽放钻孔的卸压范围,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的钻孔周围煤体弹塑性模型,得到了钻孔周围煤体的应力分布和卸压范围的表达式,利用Comsol软件对建立的数学模型进行求解,对比分析了软硬煤层钻孔的应力分布特征,找出了抽放... 详细信息

为确定抽放钻孔的卸压范围,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的钻孔周围煤体弹塑性模型,得到了钻孔周围煤体的应力分布和卸压范围的表达式,利用Comsol软件对建立的数学模型进行求解,对比分析了软硬煤层钻孔的应力分布特征,找出了抽放钻孔卸压范围的影响因素.研究结果表明:在研究钻孔周围煤体的受力特征时,应考虑煤的塑性软化和扩容特性;软煤层钻孔具有更好的卸压效果,硬煤层钻孔更易形成应力集中;煤体硬度、埋藏深度和钻孔孔径是控制钻孔卸压范围的主要影响因素.

关键词：抽放钻孔卸压范围应力分布塑性软化扩容特性软硬煤埋藏深度钻孔孔径

考虑剪胀及软化特性的煤层瓦斯含量测定最小取样深度研究

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煤矿安全 2016年第6期47卷 20-23页

作者：董浩飞郝富昌刘明举河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室河南焦作454000

为确定合理的煤层瓦斯含量测定取样深度,建立考虑剪胀及软化特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了煤层瓦斯含量测定取样最小深度的表达式,并进行实际验证,分析了取样深度的主要影响因素。结果表明:控制最小取样深度的主要因素为初始地... 详细信息

为确定合理的煤层瓦斯含量测定取样深度,建立考虑剪胀及软化特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了煤层瓦斯含量测定取样最小深度的表达式,并进行实际验证,分析了取样深度的主要影响因素。结果表明:控制最小取样深度的主要因素为初始地应力、支护应力、煤体强度和巷道尺寸;埋藏深度越大,取样深度应越长;煤质越软,取样深度应越长;取样深度随支护应力的减小而增大;在大断面巷道,应增加取样深度。

关键词：剪胀及软化瓦斯含量最小取样深度弹塑性模型影响因素