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煤体失稳的数值模拟分析

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矿山压力与顶板管理 2004年第1期21卷 89-90,93页

作者：车金如赵国景安树峰张文丽河北能源职业技术学院河北唐山063004 中国矿业大学北京校区北京100083

本文用计算煤体的屈曲模态研究了开滦赵各庄矿的煤体失稳现象 ,该失稳模型考虑了煤体的几何非线性和弹塑性两个方面。

关键词：数值模拟煤体失稳刚度矩阵几何非线性弹塑性

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煤体失稳的数值模拟分析

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西部探矿工程 2004年第8期16卷 62-64页

作者：车金如赵国景安树峰张文丽河北能源职业技术学院河北唐山063004 中国矿业大学<北京校区> 北京100083

用计算煤体的屈曲模态研究了开滦赵各庄矿的煤体失稳现象。该失稳模型考虑了煤体的几何非线性和弹塑性两个方面。本模型的有限元模拟结果与现场观察相一致。

关键词：数值模拟煤体失稳刚度距阵

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深部动力灾害诱发机理及影响因素研究

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煤炭科学技术 2021年第5期49卷 175-181页

作者：郭怀广朱立凯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454003 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁沈阳110016 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

针对深部动力灾害诱发机理及影响因素复杂的问题,以红阳二矿动力灾害为背景,宏观统计了灾害空间分布规律,开展了不同参数条件下的动力灾害相似模拟试验,进而研究灾害诱发机理及影响因素。结果表明:红阳二矿煤与瓦斯突出分布存在着明显... 详细信息

针对深部动力灾害诱发机理及影响因素复杂的问题,以红阳二矿动力灾害为背景,宏观统计了灾害空间分布规律,开展了不同参数条件下的动力灾害相似模拟试验,进而研究灾害诱发机理及影响因素。结果表明:红阳二矿煤与瓦斯突出分布存在着明显的区域性,突出发生主要集中在地应力较高区域或地应力急剧变化区域,突出次数和突出能力均随埋深的增加而增加,相对于倾出和压出,典型突出的变化规律更加明显;获得了红阳二矿突出强度、突出距离及相对突出强度与瓦斯压力、放散初速度指标之间的拟合经验关系;灾害性质随瓦斯压力增加发生转变(倾出-压出-典型突出),瓦斯压力是红阳二矿动力灾害诱发的主导因素;动力灾害诱发的关键在于煤体具有足够的瓦斯梯度,地应力对突出的1个重要作用在于地应力的快速释放能够使突出发生所需的瓦斯压力临界值降低;瓦斯放散初速度Δp对于突出强度有着明显正向影响作用;倾出和压出可视为煤体经过一定的破坏累积准备阶段后,发生的一次性破坏失稳,典型突出发动的关键在于具有高突出潜能的煤体和具有充分的瞬间释放条件,典型突出的全过程可视为煤体的力学失稳和高潜能突出煤体持续发展;动力判定指标C_(m)满足时,发生典型煤与瓦斯突出;若C_(m)不满足条件,则意味着突出潜能不足,对于局部发育或应力集中的软弱煤体,将发生倾出或压出灾害。

关键词：动力灾害煤与瓦斯突出煤体失稳

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瓦斯抽采钻孔喷孔特性及防治技术研究

瓦斯抽采钻孔喷孔特性及防治技术研究

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作者：孟远湖南科技大学

学位级别：硕士

在对煤层开采时,尤其是高瓦斯及突出煤层,为降低煤层中的瓦斯压力,人们通常采用实施瓦斯抽采钻孔预抽采的方式对其进行卸压处理,在钻孔施工过程中经常产生喷孔情况,喷孔会产生大量的瓦斯及煤尘等,严重影响煤炭的安全生产。本文本着保障... 详细信息

在对煤层开采时,尤其是高瓦斯及突出煤层,为降低煤层中的瓦斯压力,人们通常采用实施瓦斯抽采钻孔预抽采的方式对其进行卸压处理,在钻孔施工过程中经常产生喷孔情况,喷孔会产生大量的瓦斯及煤尘等,严重影响煤炭的安全生产。本文本着保障钻孔作业安全高效的展开为出发点,以瓦斯抽采钻孔喷孔防治为研究目标,从理论分析、数值模拟、方案优化以及设备研发等方面对喷孔的特性及防治进行研究,具体的研究内容及成果如下:(1)在分析了煤与瓦斯突出的前提下,对瓦斯抽采钻孔及钻孔喷孔进行了研究,研究内容主要包括喷孔的特征及危害、钻孔在施工过程中的力学形态、喷孔的过程等;从能量的角度分析喷孔,分析了喷孔发生的原因、钻孔前煤层中原有的能量和钻孔时产生的外部能量,建立出能量平衡公式;明确了钻杆转速、钻杆直径、钻杆推进速度等是影响钻孔稳定性的重要因素。(2)为探明钻孔内煤体失稳的影响因素及其具体影响情况,以嘉禾矿业浦溪井为研究背景,采用FLAC3D有限差分析软件,对瓦斯抽采钻孔内煤体的失稳进行模拟研究,分别研究了不同钻孔直径、不同地应力、不同煤层厚度等条件下的钻孔内煤体位移规律及应力状态,得出钻孔直径与地应力越大,钻孔内煤体越容易失稳;煤层越厚,钻孔内煤体越稳定的结论。(3)在理论分析及数值模拟的基础上,利用喷孔的影响因素、危害及特征等并结合现场实际情况,针对性的对浦溪井钻孔施工提出两种优化方案,选取钻杆直径、钻杆转速、经济性等9个评价指标,使用层次分析法以及多属性决策分析法对两种优化方案进行评选,综合考虑下得出最终的优化方案及建议。(4)为防止工人施工时的误操作及设备故障而引发的喷孔,利用喷孔发生的特点及危害以及现场原有的钻机系统,研发出集防瓦斯喷孔、瓦斯与煤尘的收集、降尘等功能于一体的装置,该装置主要的构成部分包括:防突挡板、集尘装置、除尘及排渣装置等;一方面能够预防喷孔情况,另一方面能够治理钻孔或喷孔时产生的瓦斯及煤尘。装置在井下试验效果十分显著。

关键词：喷孔煤体失稳数值模拟优化方案一体化装置喷孔防治

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