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煤层底板水害区域注浆治理影响因素分析与高效布孔方式

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煤田地质与勘探 2022年第11期50卷 134-143页

作者：虎维岳赵春虎吕汉江中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 陕西省“四主体一联合”黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心陕西西安710077

对于导、含水岩层进行超前区域注浆改造与加固是华北型煤田煤层底板岩溶水害防治的主要技术手段。根据超前区域注浆改造技术应用的矿井水文地质基本原理,结合煤层底板水文地质结构、采动影响、定向钻进成孔与浆液扩散能力,以及受注岩层... 详细信息

对于导、含水岩层进行超前区域注浆改造与加固是华北型煤田煤层底板岩溶水害防治的主要技术手段。根据超前区域注浆改造技术应用的矿井水文地质基本原理,结合煤层底板水文地质结构、采动影响、定向钻进成孔与浆液扩散能力,以及受注岩层边界条件等因素,分析了治理煤层底板薄层灰岩与厚层灰岩水害的超前区域注浆改造与加固的一般应用模式。并从受注岩层地质条件、注浆材料、注浆工艺等方面,分析得出受注层的空隙连通性、开启性、粗糙性、孔隙水承压性,注浆材料的粒度、黏滞性、时变性、结石能力,以及注浆压力、钻孔空间布置、注浆方式等,是影响煤层底板岩溶水害超前区域注浆治理效果的主要因素。另外,依据注浆过程中有效注浆压力计算公式,分析得出浆液在钻孔和裂隙中流动时由于受到钻孔和岩层空隙综合阻力的抑制,水平孔中沿程有效注浆压力逐步衰减,易形成“锥形”浆液扩散范围。最后,针对目前常用的超前区域注浆孔水平段分支孔平行布孔模式,由于间距过大和有效注浆压力衰减可能造成的注浆孔间盲区问题,根据注浆孔水平段有效注浆压力与浆液扩散范围的衰减规律,以消除注浆盲区为目标,提出了长距离错位平行分支孔、长距离逆向互补弧形分支孔、短距离羽状分支孔等3类注浆孔高效布孔模式,可为煤层底板水害超前区域高效治理技术科学应用提供依据。

关键词：底板岩溶水害区域治理定向钻进注浆材料浆液扩散布孔方式

布孔方式及延期时间对煤体破碎效果影响的数值模拟

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矿业科学学报 2019年第4期4卷 318-326页

作者：刘飞常坤林李猛中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 放顶煤开采煤炭行业工程研究中心北京100083

针对煤体爆破中不同装药布孔方式及延期时间对煤体破碎效果的影响,本文采用ANSYS-LS/DYNA进行了数值模拟,并对计算结果进行分析。结果表明:爆炸应力波在煤体中产生叠加效应,煤体的破碎主要以拉伸为主;随着孔距排距比的增加,煤体的破碎... 详细信息

针对煤体爆破中不同装药布孔方式及延期时间对煤体破碎效果的影响,本文采用ANSYS-LS/DYNA进行了数值模拟,并对计算结果进行分析。结果表明:爆炸应力波在煤体中产生叠加效应,煤体的破碎主要以拉伸为主;随着孔距排距比的增加,煤体的破碎程度呈现先增加后降低的趋势;当孔距与排距比为1.5时,三角形布孔中心所受应力峰值和煤体的破碎程度均达到最大,分别为175 MPa和9.6%;空孔周围裂纹呈环状分布,且当孔距与排距比为1.0或1.5时,裂纹主要集中在三角形内部;孔间延期时间为0.5 ms时较1.0 ms时的裂纹分散度大,且随着排间延期时间的增加裂纹数有所增加。

关键词：布孔方式孔距与排距比延期时间破碎程度

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布孔方式对支撑梁爆破拆除的影响机制

爆破 2018年第3期35卷 85-91,119页

作者：何理钟冬望李琳娜司剑峰涂圣武武汉科技大学理学院武汉430065 武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430065 武汉科技大学中铁港航-武科大爆破技术研究中心武汉430065

支撑梁爆炸毁伤破坏效应的数值模拟及理论研究是创新改进爆破拆除方法的前提。结合钢筋混凝土支撑梁爆破拆除工程实际,针对垂直布孔与多向协同布孔分别建立其共节点分离式模型,比较分析梁内Von Mises等效应力分布规律、爆炸荷载空间分... 详细信息

支撑梁爆炸毁伤破坏效应的数值模拟及理论研究是创新改进爆破拆除方法的前提。结合钢筋混凝土支撑梁爆破拆除工程实际,针对垂直布孔与多向协同布孔分别建立其共节点分离式模型,比较分析梁内Von Mises等效应力分布规律、爆炸荷载空间分布特点及其破碎形态。结果表明:相邻炮孔炸药能量分别在50μs、60μs开始耦合叠加,叠加区应力水平显著增高;在混凝土碎胀效应及反射拉伸波共同作用下,支撑梁表面材料单元以拉伸破坏为主;相同炸药单耗时,多向协同布孔法可促进梁内爆炸荷载的均匀分布,有效改善拆除效果;材料失效演变过程表明,支撑梁破碎形态分别在255μs、265μs时刻稳定下来,采取先下后上的起爆顺序,能有效防治爆破飞石危害。

关键词：支撑梁爆破拆除布孔方式共节点分离式模型拆除效果

液态CO_2相变致裂煤层增透技术布孔方式研究

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中国安全生产科学技术 2015年第9期11卷 11-16页

作者：王兆丰李豪君陈喜恩赵龙周大超河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室培育基地河南焦作454003 平煤股份十三矿河南平顶山467000

液态CO2相变致裂技术是一种新颖的低透煤层增透技术。为了更好地将液态CO2相变致裂技术运用到低透气煤层增透领域中,在平煤十三矿进行了液态CO2相变致裂的穿层强化预抽煤层瓦斯现场试验,通过煤层致裂后的瓦斯抽采效果反映出的不同布孔... 详细信息

液态CO2相变致裂技术是一种新颖的低透煤层增透技术。为了更好地将液态CO2相变致裂技术运用到低透气煤层增透领域中,在平煤十三矿进行了液态CO2相变致裂的穿层强化预抽煤层瓦斯现场试验,通过煤层致裂后的瓦斯抽采效果反映出的不同布孔方式下的致裂差异,确定液态CO2的爆破孔的合理布孔方式。现场试验表明液态CO2相变致裂在交错的梅花孔布置方式下由于能量分布均匀,致裂效果优于矩形孔布置方式,研究结果为该技术在煤层增透强化预抽领域的推广应用奠定了基础。

关键词：液态CO2 强化预抽布孔方式低透气煤层

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消除钻孔瓦斯抽采盲区空白带的布孔方式研究

矿业安全与环保 2020年第6期47卷 37-42页

作者：李普张小东覃木广河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 郑煤集团公司河南郑州450042 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454000 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为消除钻孔抽采瓦斯在煤层中形成的抽采盲区空白带,研究了典型穿层钻孔间抽采盲区空白带的存在形式,分析表明“三花眼”布孔方式、优化后的正方形布孔方式和等边三角形布孔方式均不存在抽采盲区空白带,其中等边三角形布孔方式钻孔有效... 详细信息

为消除钻孔抽采瓦斯在煤层中形成的抽采盲区空白带,研究了典型穿层钻孔间抽采盲区空白带的存在形式,分析表明“三花眼”布孔方式、优化后的正方形布孔方式和等边三角形布孔方式均不存在抽采盲区空白带,其中等边三角形布孔方式钻孔有效抽采面积利用率为“三花眼”和优化后正方形布孔方式的1.9倍。以郑州矿区告成煤矿25031开切眼为工程研究对象,对不同布孔方式的钻孔施工工程量和单孔平均抽采瓦斯纯量进行了现场试验考察,结果表明:等边三角形布孔方式所需施工钻孔工程量最少,“三花眼”布孔方式所需钻孔工程量最多;优化后正方形布孔方式的单孔平均抽采瓦斯纯量略高于等边三角形布孔方式,而“三花眼”布孔方式单孔平均抽采瓦斯纯量最低。结合典型布孔方式分析结果认为,等边三角形布孔方式为最优方案。研究结果对煤矿井下穿层钻孔的设计具有指导作用。

关键词：瓦斯抽采空白带钻孔布孔方式等边三角形瓦斯纯量钻孔工程量

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地铁隧道联络通道薄弱环节冻结孔布孔方式

城市轨道交通研究 2012年第3期15卷 94-96,99页

作者：张松徐兵壮周兴旺煤炭科学研究总院北京硕士研究生100013 北京中煤矿山工程有限公司北京100013 天地科技股份有限公司北京100013

地铁隧道联络通道冻结施工的最薄弱环节为隧道开挖对侧顶部区域的冻结。目前,该区域的冻结存在单排长孔冻结和长孔加短排加强孔冻结两种布孔方式。通过对杭州、上海的3个不同布孔方式的地铁联络通道工程现场温度数据的收集,冻结、开挖... 详细信息

地铁隧道联络通道冻结施工的最薄弱环节为隧道开挖对侧顶部区域的冻结。目前,该区域的冻结存在单排长孔冻结和长孔加短排加强孔冻结两种布孔方式。通过对杭州、上海的3个不同布孔方式的地铁联络通道工程现场温度数据的收集,冻结、开挖期间冻结效果的观测,以及钻孔施工情况的分析与对比,发现采用短排加强孔的冻结效果有明显的提升,但是过度密集的布孔可能会造成断管问题的出现。

关键词：地铁隧道联络通道冻结孔布孔方式

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上邻近层卸压抽放钻孔布孔方式改进研究

矿业安全与环保 2013年第4期40卷 91-94页

作者：孙国文重庆工程职业技术学院矿业与环境工程学院重庆400037

针对松藻煤矿保护层工作面回风巷钻场卸压瓦斯抽放钻孔布置不能满足瓦斯抽放需要的问题,对钻场卸压瓦斯抽放钻孔布孔方式进行改进,由双向扇形布孔改为沿工作面切割方向单向前倾式布孔。布孔方式改进后提高了钻场瓦斯抽放量,减少了工作... 详细信息

针对松藻煤矿保护层工作面回风巷钻场卸压瓦斯抽放钻孔布置不能满足瓦斯抽放需要的问题,对钻场卸压瓦斯抽放钻孔布孔方式进行改进,由双向扇形布孔改为沿工作面切割方向单向前倾式布孔。布孔方式改进后提高了钻场瓦斯抽放量,减少了工作面瓦斯超限现象,改进的布孔方式具有较好的实用性。

关键词：上邻近层卸压瓦斯抽放钻孔布孔方式改进

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气垫带式输送机支撑机理与布孔方式研究

气垫带式输送机支撑机理与布孔方式研究

作者：杨方明东北大学

学位级别：硕士

气垫带式输送机是在通用带式输送机的基础上改进得到的一种特种带式输送机。气垫带式输送机以气垫非接触支撑代替托辊接触支撑,具有能耗低、带速高、运行平稳、粉尘少、噪声小等特点。气垫带式输送机的性能优劣很大程度上取决于气垫流... 详细信息

气垫带式输送机是在通用带式输送机的基础上改进得到的一种特种带式输送机。气垫带式输送机以气垫非接触支撑代替托辊接触支撑,具有能耗低、带速高、运行平稳、粉尘少、噪声小等特点。气垫带式输送机的性能优劣很大程度上取决于气垫流场的情况,盘槽布孔方式尤为重要。因此,要想最大限度地提升气垫带式输送机的性能,必须进行气垫流场研究,保证盘槽布孔方式的合理性。气膜压力可分解为物料重力产生的压力、输送带重力产生的压力和输送带弯曲产生的附加压力三部分。由于输送带弯曲产生的附加压力与另外两项相比较小,且计算复杂,所以忽略不计。根据Navier-Stokes方程组推出了气膜厚度与气膜压力的关系,针对多排孔布置方式推出气膜厚度,依此建立气垫流场几何模型,进行仿真模拟。将仿真结果与实验及理论结果对比,结果显示承载力误差小于5%,气垫流场建模方法是有效的,仿真过程是可行的。研究了气垫带式输送机的能耗,能耗由供气能耗和牵引能耗两部分组成,供气能耗不仅包括输出一定压力和流量的气体来支撑输送带和物料造成的能耗,还包括在整个供气装置的管道中的流动损失。根据流动特性和载荷变化时的支撑特性建立了气膜均匀性和气膜稳定性的表征量,气膜均匀性分为横向均匀性和纵向均匀性来分别表征,气膜稳定性则是认为载荷的变化在气膜厚度上的反映越小,稳定性越好。以能耗、气膜均匀性和气膜稳定性作为气垫流场和布孔方式的评价指标。在承载力一定的前提下对不同布孔方式进行仿真模拟。认为不同工况的最优布孔方式是不同的,本文主要以实验时的工况为基础进行研究。研究了气孔排数、排距、孔距、孔径对各评价指标的影响。不同于以往的针对几个离散的布孔方式进行的研究,本文应用ANSYS-Workbench的响应面模块实现了输入参数的连续变化,找到了不同排数下的最优布孔方式,汇总对比后,得到了布孔参数对评价指标的影响。对空载和加载的气垫带式输送机进行了双向流固耦合分析,为避免输送带与流场边界接触的问题,输送带的初始形状便与盘槽形状相同。结果显示,输送带在重力和气垫流场的作用下逐渐达到稳定状态,稳定后气膜厚度和气膜压力分布与理论结果相近。

关键词：气垫带式输送机支撑机理布孔方式流固耦合

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逐孔爆破技术布孔方式研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2019年第3期 382-383页

作者：徐俭明葛洲坝易普力新疆爆破工程有限公司新疆乌鲁木齐830000

穿孔爆破是矿业工程、岩土工程等生产过程的一个至关重要的工艺环节,特别是露天采矿生产过程最为重要的工作之一。穿孔爆破成本在露天矿山的生产成本中所占比例较大,而且爆破质量的好坏直接影响到铲装、运输、矿岩破碎等工序的生产效率... 详细信息

穿孔爆破是矿业工程、岩土工程等生产过程的一个至关重要的工艺环节,特别是露天采矿生产过程最为重要的工作之一。穿孔爆破成本在露天矿山的生产成本中所占比例较大,而且爆破质量的好坏直接影响到铲装、运输、矿岩破碎等工序的生产效率和成本。在逐孔爆破技术中,由于整个起爆网路按照设计的延期时间实现逐孔微差爆破,先爆孔为其相邻的后爆孔提供爆破自由面,并使爆后岩石沿某一特定的方向移动。基于此,本文主要对逐孔爆破技术布孔方式进行分析探讨。

关键词：逐孔爆破技术布孔方式研究