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煤层压裂裂缝内支撑剂的压嵌特性

天然气工业 2019年第4期39卷 48-54页

作者：黄炳香李浩泽程庆迎赵兴龙煤炭资源与安全开采国家重点实验室.中国矿业大学江苏省城市地下空间火灾防护重点实验室.中国矿业大学

为了评价煤层压裂后裂缝导流能力的大小、掌握裂缝内支撑剂压嵌的基本特性,在实测支撑剂压密规律的基础上,进行了煤体单缝内支撑剂随闭合应力增大的压嵌全过程实验,研究了闭合应力对支撑剂嵌入煤的影响规律。研究结果表明:①煤体压裂裂... 详细信息

为了评价煤层压裂后裂缝导流能力的大小、掌握裂缝内支撑剂压嵌的基本特性,在实测支撑剂压密规律的基础上,进行了煤体单缝内支撑剂随闭合应力增大的压嵌全过程实验,研究了闭合应力对支撑剂嵌入煤的影响规律。研究结果表明:①煤体压裂裂缝内支撑剂在嵌入过程中存在着2个临界压力,分别为嵌入应力和支撑应力,相应将裂缝内支撑剂嵌入煤的过程分为支撑剂压密、初始嵌入和嵌入支撑等3个阶段;②在支撑剂压密阶段主要是支撑剂内部空隙的闭合和无侧限条件下支撑剂向四周滑移,支撑剂的相对嵌入值随着闭合应力的增加而增大,在初始嵌入阶段支撑剂的相对嵌入值随着闭合应力的增加而减小,在嵌入支撑阶段支撑剂的相对嵌入值随着闭合应力的增加呈现出的上升趋势较缓;③当闭合应力达到支撑应力时,支撑剂足以支撑起整个煤体,减小支撑剂与煤体接触处的应力集中,可降低嵌入速率;④在闭合应力作用下,支撑剂在嵌入煤的过程中,出现了支撑剂簇整体嵌入煤体的现象,单个支撑剂或支撑剂簇作用于煤体表面形成压嵌裂缝和压嵌坑。结论认为,支撑应力的确定对发挥支撑剂的作用具有重要的意义,该研究成果为评价煤层压裂裂缝的导流能力奠定了基础。

关键词：煤层压裂裂缝支撑剂闭合应力嵌入压密嵌入应力支撑应力

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纳米尺度下煤的力学性质及破坏机制研究

岩石力学与工程学报 2020年第1期39卷 84-92页

作者：孟筠青牛家兴夏捃凯阚李浩中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083

研究煤的微观力学性质及破坏机制,对于补充和解释煤的物理力学性质具有重要意义。通过纳米压痕试验得到了赵庄矿原煤煤样的力学性质,并对赵庄煤大分子基体模型进行纳米压痕分子模拟,将模拟结果与试验进行对比分析。试验结果表明,赵庄煤... 详细信息

研究煤的微观力学性质及破坏机制,对于补充和解释煤的物理力学性质具有重要意义。通过纳米压痕试验得到了赵庄矿原煤煤样的力学性质,并对赵庄煤大分子基体模型进行纳米压痕分子模拟,将模拟结果与试验进行对比分析。试验结果表明,赵庄煤在静态和动态加载模式下的平均硬度分别为0.423和0.560 GPa;平均弹性模量分别为4.452和5.200GPa。结合Weibull分布函数对试验数据进行统计分析,2种加载模式下硬度和弹性模量对应的Weibull模数均大于20。基于构建的赵庄煤大分子,实现了赵庄煤大分子基体模型的纳米压痕分子动力学模拟,从分子尺度揭示了煤体的破坏机制。通过Oliver-Pharr法和赫兹理论求出赵庄煤分子模拟下的硬度及弹性模量,与试验结果吻合较好。在模拟过程中系统的势能随着压深而逐渐增大,卸载阶段势能逐渐降低,但由于基体发生的破坏变形储存了部分能量,完全卸载后的势能要大于初始势能。随着压头的深入,煤大分子之间相互挤压,形成原子稠密区,失去原有的键结强度,形成损伤层。结合径向分布曲线和键角分布曲线发现,在煤基体破坏过程中,煤大分子间的有序度不断降低,煤大分子中的环状结构在抵抗破坏过程中起到重要作用。

关键词：岩石力学纳米压痕煤大分子 Weibull分布分子动力学

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“211工程”设备投资的合理化

江苏高教 1998年第4期 59-60页

作者：周同龄中国矿业大学设备处

一、当前“２１１工程”设备投资的特点１．设备购置的特点。（１）数量大。我国高校虽经几十、乃至上百年的发展，但由于国家财力所限，各校原有常规仪器设备普遍存在性能落后、数量缺乏的问题，这使得我们的实验教学严重滞后于理论教... 详细信息

一、当前“２１１工程”设备投资的特点１．设备购置的特点。（１）数量大。我国高校虽经几十、乃至上百年的发展，但由于国家财力所限，各校原有常规仪器设备普遍存在性能落后、数量缺乏的问题，这使得我们的实验教学严重滞后于理论教学。为全面提高学生的素质，不少高校...

关键词： 211工程教学设备投资合理化

新时代深化高校实验技术队伍改革的探索与实践

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实验室研究与探索 2023年第5期42卷 275-278页

作者：吴祝武于泽辛良孙志华赵华中国矿业大学实验室与设备管理处江苏徐州221116 中国矿业大学经济管理学院江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

建设符合新时代要求的实验技术队伍是提升高校竞争力的重要方面,也是高校“双一流”师资队伍建设的重要内容。针对实验技术队伍建设中学校重视程度不够、岗位管理不够完善和职业发展机制不够健全等3个方面问题,从加强队伍顶层设计、科... 详细信息

建设符合新时代要求的实验技术队伍是提升高校竞争力的重要方面,也是高校“双一流”师资队伍建设的重要内容。针对实验技术队伍建设中学校重视程度不够、岗位管理不够完善和职业发展机制不够健全等3个方面问题,从加强队伍顶层设计、科学优化岗位管理、构建职业发展长效机制3个层面,探讨新时代高校实验技术队伍改革的建设路径,结合我校的改革实际,介绍实验技术队伍的岗位定编、定责、定岗以及聘任考核、职称评价、教育培训、荣誉体系等方面的改革实践。

关键词：岗位管理考核聘任职称评价职业发展

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建井期间平巷冷风输送系统的冷损失

煤炭学报 2021年第8期46卷 2593-2599页

作者：吴学慧陈凡王义江高涛魏京胜孙猛岳丰田中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿井降温与煤-热共采实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

建井期间平巷掘进工作面局部降温系统多采用非保温风筒长距离输送冷风的方法,输送距离可达600 m。由于距离长输送过程中的冷量损失占总制冷量的比重较大,是影响降温系统投资、设计、运行管理的关键因素。为解决该项冷量损失的计算问题,... 详细信息

建井期间平巷掘进工作面局部降温系统多采用非保温风筒长距离输送冷风的方法,输送距离可达600 m。由于距离长输送过程中的冷量损失占总制冷量的比重较大,是影响降温系统投资、设计、运行管理的关键因素。为解决该项冷量损失的计算问题,针对建井期间水平巷道的掘进与通风系统尚未贯通的特点,基于风筒内、外风流及风流与围岩间热能的输运与守恒关系,构建了风筒内、外风流温度场的微分方程组;并将巷道内随通风时长变化的不稳定换热系数解析为沿巷道长度变化的空间分布函数,通过数值计算得到了风筒内外温度场的分布及输送过程中的冷量损失。进一步结合工程案例现场实测的结果,分析了降温系统送风风筒入口风温、通风时间与送风距离、送风量等主要设计参数对风筒、内外风流温度场及输送冷量损失的影响。并通过理论计算对比了该案例在通风时长为0,30,90,120,150 d,送风量为300,330,360 m^(3)/min,送风入口风温为16,18,20℃时系统的运行特征,结果表明围岩与风流的不稳定换热系数随通风时长增加而减小,并在通风90 d左右后基本达到稳定;受不稳定换热系数变化的影响,风筒内风流的温度沿风流方向增加较为明显;风筒外的风流温度变化随通风时间的增长逐渐变得平缓;系统的冷量损失约为制冷量的5%~9%;送风温度每降低2℃,冷量损失平均增大约5%;冷量损失大小与送风距离呈线性正比关系;通风风量每增大10%,冷量损失减小约4.5%。

关键词：建井期间降温系统非保温风筒非稳态冷量损失

基于流动扩散互竟关系的基质吸附态瓦斯表观扩散系数实验室测定准确性分析

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煤炭学报 2022年第2期47卷 860-869页

作者：赵伟王凯李成武鞠杨刘晨熙魏诚敏袁廷璐中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

解吸试验初期高速涌出的游离瓦斯使得不同损失时间条件下观测到的解吸曲线形态发生剧烈变化,给实验室准确测定基质吸附态瓦斯表观扩散系数,以及工程中精确测定钻屑瓦斯解吸指标K_(1)与损失瓦斯含量带来了不便。基于瓦斯流动与扩散的竞... 详细信息

解吸试验初期高速涌出的游离瓦斯使得不同损失时间条件下观测到的解吸曲线形态发生剧烈变化,给实验室准确测定基质吸附态瓦斯表观扩散系数,以及工程中精确测定钻屑瓦斯解吸指标K_(1)与损失瓦斯含量带来了不便。基于瓦斯流动与扩散的竞争互抑关系,建立了引入游离瓦斯流动的全浓度表观扩散模型,确定了游离瓦斯和吸附瓦斯对于整体逸散瓦斯的贡献变化,同时构建了K_(1)时因衰减模型。利用自主研发的瓦斯解吸自动测试装置,精确测定了初期瓦斯解吸曲线,并获得了损失时间为1,5,10 min条件下的表观扩散系数有效值。研究结果显示:随解吸时间的延长,整个解吸过程可分为3个阶段,分别为游离瓦斯流动主控阶段、过渡阶段和基质吸附瓦斯扩散主控阶段;裂隙游离瓦斯量与解吸时间呈线性规律,基质吸附瓦斯量与解吸时间符合单孔扩散模型规律,其在短时间内又符合√t(t为时间)模型;随着损失时间增大,游离瓦斯在整体逸散瓦斯中的贡献逐渐减小,而吸附瓦斯扩散的比例逐渐增大,在宏观上表现为解吸曲线线性段缩短,而曲率增加;依此推导出的表观扩散系数有效值和K_(1)亦随之逐渐减小,且减小速度初期较大。利用表观扩散系数时因衰减关系,给出了K_(1)及损失量测定的有效测算时间区间,并建立了精确度更高的瓦斯损失量推算模型,将原有√t模型对试验样品数据的拟合度提升了20.8%。

关键词：损失量单孔扩散模型扩散系数 K_(1) 解吸曲线

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多元低共熔材料热物性及电池热管理性能研究

工程热物理学报 2021年第6期42卷 1507-1515页

作者：吕培召徐一钧沈仕轩王沛霖饶中浩中国矿业大学电气与动力工程学院徐州221116 中国矿业大学江苏省高效储能技术与装备工程实验室徐州221116

多元共熔相变材料在储热及控温领域具有重要的应用价值,本文通过低共熔理论合成了三种多元共熔相变材料,CALA-MA-PA(CLMP),CA-LA-PA-SA(CLPS)和CA-LA-TD(CLTD),相变温度分别为13.47℃,13.47℃和8.95℃,对应的相变潜热为137.67 J·g^(-1)... 详细信息

多元共熔相变材料在储热及控温领域具有重要的应用价值,本文通过低共熔理论合成了三种多元共熔相变材料,CALA-MA-PA(CLMP),CA-LA-PA-SA(CLPS)和CA-LA-TD(CLTD),相变温度分别为13.47℃,13.47℃和8.95℃,对应的相变潜热为137.67 J·g^(-1),142.44 J·g^(-1)和138.98 J·g^(-1)。此外,本文对合成的多元共熔相变材料的基本物性、导热系数以及热稳定进行研究,并利用电化学产热作为热源,对三种多元共熔相变材料的电池热管理性能进行了研究,结果表明,三种多元共熔相变材料均能达到理想的控温效果,降低温差,提高电池寿命及热安全性。

关键词：电池热管理相变材料电化学产热

倾斜中厚煤层错层位外错式巷道布置及相邻巷道联合支护技术

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煤炭学报 2020年第2期45卷 542-555页

作者：王志强郭磊苏泽华王树帅沈聪中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭安全开采与地质保障国家级实验教学示范中心北京100083

基于倾斜中厚煤层沿空掘巷与支护技术展开研究。首先通过构建力学模型,依据基本顶最大弯矩确定基本顶的断裂位置及断裂形式,计算得在距离煤柱帮17.57 m处基本顶达到弯矩最大值23.02 MN·m,并进一步确定断裂线位于实体煤上方;结合"内外... 详细信息

基于倾斜中厚煤层沿空掘巷与支护技术展开研究。首先通过构建力学模型,依据基本顶最大弯矩确定基本顶的断裂位置及断裂形式,计算得在距离煤柱帮17.57 m处基本顶达到弯矩最大值23.02 MN·m,并进一步确定断裂线位于实体煤上方;结合"内外应力场"理论,确定在当前覆岩力学环境下"内应力场"范围为15.89 m;综合考虑煤柱的空间关系,分析巷道围岩煤柱尺寸,确定窄煤柱水平错距为7.37 m,竖直错距为2.40 m;综合以上分析确定区段煤柱留设尺寸范围为7~12 m,通过FLAC3D数值模拟软件对不同煤柱尺寸的应力场、塑性区分布进行计算分析,对掘进和回采两个阶段下不同煤柱尺寸条件下稳定性进行研究和验证,最终确定窄煤柱的合理宽度为8 m。然后根据倾斜中厚煤层错层位外错式巷道布置形式所具有的立体化空间形式,提出错层位外错式区段间相邻巷道联合支护技术并对其技术特点进行理论分析;基于围岩松动圈支护理论,通过计算确定区段间相邻巷道联合支护参数并利用FLAC3D数值模拟软件对区段间相邻巷道联合支护方案和矿方原支护方案进行模拟,分别从支护应力场、塑性区分布和围岩相对变形率3方面对掘巷和回采阶段下两支护方案的效果进行验证,最终结果表明区段间相邻巷道联合支护方案相对于矿方原始支护方案,更有利于巷道围岩的变形控制。

关键词：沿空掘巷窄煤柱错层位外错式相邻区段巷道联合支护

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新时代高校实验技术队伍量化考核探索与实践

实验室研究与探索 2024年第1期43卷 227-230,245页

作者：辛良吴祝武孙志华焦险峰朱宜斌赵华中国矿业大学实验室与设备管理处江苏徐州221116 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

新时代,建设高水平实验技术队伍是高校一流师资队伍建设的关键之一,也是保障学校事业高质量发展的有力支撑。高校实验室工作学科领域跨度大、工作内容繁琐复杂难以量化,岗位考核存在错位、缺位,考核针对性和激励性有待加强。近年来,中... 详细信息

新时代,建设高水平实验技术队伍是高校一流师资队伍建设的关键之一,也是保障学校事业高质量发展的有力支撑。高校实验室工作学科领域跨度大、工作内容繁琐复杂难以量化,岗位考核存在错位、缺位,考核针对性和激励性有待加强。近年来,中国矿业大学积极推动实验技术队伍改革,细化岗位角色,量化工作内容,探索构建量化考核评价体系,将量化考核和职业发展有机融合,取得了一定成效。

关键词：实验技术队伍量化考核职级晋升