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煤矿区复合地层等厚度水泥土截水帷幕性能的影响因素试验研究

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煤矿安全 2024年第7期55卷 198-205页

作者：石银斌杨志斌李文平王海吕文波惠磐科雷占国家能源集团乌海能源有限责任公司内蒙古乌海016099 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

为了研究水泥掺量、综合水灰比、地层特征等因素对煤矿等厚度水泥土截水帷幕性能的影响,开展了等厚度水泥土帷幕原理分析、帷幕性能影响因素分析等厚度水泥土试验和性能测试,确定了关键影响因素,得出了复合地层等厚度水泥土参数,并进行... 详细信息

为了研究水泥掺量、综合水灰比、地层特征等因素对煤矿等厚度水泥土截水帷幕性能的影响,开展了等厚度水泥土帷幕原理分析、帷幕性能影响因素分析等厚度水泥土试验和性能测试,确定了关键影响因素,得出了复合地层等厚度水泥土参数,并进行了现场示范应用。研究结果表明:等厚度水泥土截水帷幕性能的影响因素主要为岩(土)体性质、地下水特征、水泥胶凝材料、混合过程和养护条件;岩(土)体性质和水泥掺量是影响墙体质量的直接因素,水灰比和养护周期是保证墙体质量的关键因素;当地层自身强度较高、颗粒级配较好,等厚度水泥土强度高,渗透系数小;根据影响因素确定示范工程的水泥掺量为25%、综合水灰比为1.2∶1、地层为复合地层材料。骆驼山煤矿缓坡斜井井筒复合地层渗漏段治理结果显示,采用3步施工法工艺构筑的斜井外侧截水帷幕墙体质量好,现场试样28 d抗压强度为5.3~31.8 MPa,渗透系数为0.005×10^(-7)~0.2403×10^(-7) cm/s,井筒涌水量由16.8 m^(3)/h降低至1.6 m^(3)/h,较治理前减少了90.5%。

关键词：截水帷幕等厚度水泥土复合地层斜井井筒渗漏水防治水

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伟晶岩型锂矿石中锂的化学物相分析方法研究

岩矿测试 2024年第3期43卷 432-439页

作者：符招弟张晓娟杨林长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012 长沙矿冶院检测技术有限责任公司湖南长沙410012

伟晶岩型锂矿石中产出的锂云母和锂辉石是重要的提锂原料,化学物相分析能够为这类锂矿石的地质勘探、矿床评价和高效选冶等提供重要的技术支撑。由于各类含锂矿物在化学性质上非常相似,目前尚未见与锂矿石化学物相分析相关的报道。本文... 详细信息

伟晶岩型锂矿石中产出的锂云母和锂辉石是重要的提锂原料,化学物相分析能够为这类锂矿石的地质勘探、矿床评价和高效选冶等提供重要的技术支撑。由于各类含锂矿物在化学性质上非常相似,目前尚未见与锂矿石化学物相分析相关的报道。本文建立了一种针对伟晶岩型锂矿中锂进行化学物相分析的方法。将锂物相分为铁锂云母中锂、锂云母中锂和锂辉石中锂三相。采用稀盐酸选择性浸出铁锂云母中锂,浓硫酸选择性浸出锂云母中锂,最后残渣用氢氟酸挥发除硅,王水溶解测定锂辉石中锂,并探索确立了各相态的最佳浸出条件。通过对川西某锂矿中锂物相进行6次分析,得到各相态锂的相对标准偏差(RSD)为1.27%~3.79%,均小于5%,各相态锂的加和与总锂结果的相对偏差为1.22%,小于5%,说明该方法适用于伟晶岩型锂矿石中锂的化学物相分析。

关键词：锂锂矿石化学物相分析电感耦合等离子体发射光谱法

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综采工作面多适应性喷雾降尘系统设计及应用

矿山机械 2024年第10期52卷 1-5页

作者：卢德芳邵远洋义马煤业集团孟津煤矿有限责任公司中煤科工开采研究院有限公司

喷雾降尘技术是目前最有效的井下粉尘治理手段之一，传统的人工或定时装置控制的喷雾设备无法根据工作环境变化及时启停和调节喷嘴，除尘效果并不理想。针对上述问题，提出了一种基于传感器技术和CAN总线技术的综采工作面多适应性喷雾... 详细信息

喷雾降尘技术是目前最有效的井下粉尘治理手段之一，传统的人工或定时装置控制的喷雾设备无法根据工作环境变化及时启停和调节喷嘴，除尘效果并不理想。针对上述问题，提出了一种基于传感器技术和CAN总线技术的综采工作面多适应性喷雾降尘系统。该系统具有多种控制方式以适应不同工作场所，同时可以实现粉尘质量浓度实时监测、喷雾参数自动调节等功能。现场应用结果显示，使用该喷雾降尘系统后，全尘降尘率和呼尘降尘率均达到90%以上。

关键词：粉尘治理喷雾降尘降尘系统智能控制

橡胶垫层吸能缓冲构件对锚杆支护系统抗冲击性能的影响机理

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煤炭学报 2024年

作者：卢志国高富强娄金福董双勇彭相愿白刚王晓卿杨磊付玉凯中煤科工开采研究院有限公司煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室煤炭科学研究总院开采研究分院辽宁工程技术大学安全科学与工程学院

冲击危险巷道的防冲支护实践表明，锚杆支护系统中安装吸能缓冲构件可显著改善其抗冲击性能。以橡胶垫层作为吸能缓冲构件，采用自主研制的冲击试验平台开展了吸能缓冲构件对多锚杆支护系统抗冲击性能影响机理的试验研究。通过对有、无... 详细信息

冲击危险巷道的防冲支护实践表明，锚杆支护系统中安装吸能缓冲构件可显著改善其抗冲击性能。以橡胶垫层作为吸能缓冲构件，采用自主研制的冲击试验平台开展了吸能缓冲构件对多锚杆支护系统抗冲击性能影响机理的试验研究。通过对有、无吸能垫层两种工况下锚杆支护系统进行冲击加载试验，得到锚杆变形、载荷、吸能及围岩破碎特征等参量的响应特征，定量阐释了吸能缓冲构件对支护系统抗冲击性能的影响机制。研究表明：(1) 锚杆支护系统经历冲击作用时，锚杆载荷的动态响应早于变形，且安装吸能缓冲构件时锚杆载荷、变形及响应“时-速”均显著降低，表明吸能缓冲构件能够改善锚杆支护系统的抗冲击性能；(2) 吸能缓冲构件通过塑性变形消耗部分冲击能量，降低支护系统中主要构件的吸能需求，锚杆吸能速率降低是能量吸收量降低与响应时间延长双重作用的结果；(3) 吸能缓冲构件有利于均衡锚杆群受力，与各支护构件协同承载，进而提升支护系统的抗冲击性能，支护系统各冲击响应指标的标准差显著降低，其中锚杆吸能速率降低尤为明显，降幅达77.89%；(4) 安装吸能缓冲构件，围岩破坏程度，围岩裂隙迹线长度、分形维数及质量损失比等定量指标显著降低，吸能缓冲构件防冲作用表现在抑制裂隙扩展、张开及防止破裂后碎块分离弹射2个方面。研究成果可为冲击危险巷道锚杆支护系统的优化设计提供有益参考。

关键词：锚杆吸能缓冲构件动态响应特征冲击地压巷道支护

鄂尔多斯盆地长7泥岩生-储-排油特征及演化模式

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 37-44页

作者：葛云锦贺永红许璟马芳侠杜克锋李红进陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710065

通过低成熟度泥岩生排烃模拟试验,结合高压压汞、液氮吸附、核磁共振等测试手段,对鄂尔多斯盆地延长组长7泥岩的生油、储油、排油及热演化特征进行研究,对生成原油及其可动性进行分析,建立全过程演化模式。结果表明:长7泥岩最大的生油... 详细信息

通过低成熟度泥岩生排烃模拟试验,结合高压压汞、液氮吸附、核磁共振等测试手段,对鄂尔多斯盆地延长组长7泥岩的生油、储油、排油及热演化特征进行研究,对生成原油及其可动性进行分析,建立全过程演化模式。结果表明:长7泥岩最大的生油量出现在成熟度R o=1.0%附近,生油量约为120 mg/g TOC,而后随着成熟度增高,生液态烃量逐渐降低,气态烃量逐渐增加,累积生烃量持续增大;排出页岩油量随成熟度增加呈现先升高后降低的趋势,在R o为1.15%时液态烃排出量最大,约为64.55 mg/g TOC,之后随后成熟度继续增大,液态烃排出率迅速降低;随热演化程度升高,泥岩微孔体积持续增大,中孔体积先增大后减少,大孔体积先减小后增大,宏孔持续增大;可动流体饱和度先增大后减小再增大,不同成熟度泥岩可动流体平均为23.17%;长7泥岩生储排烃演化过程可划分为低成熟阶段、成熟—自饱和阶段、成熟—排油阶段、成熟—高成熟阶段4个阶段。

关键词：鄂尔多斯盆地页岩油生排烃可动流体演化模式

回撤通道末采期间矿压显现与围岩破坏规律研究

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能源与环保 2024年第5期46卷 263-270页

作者：王志超中煤科工开采研究院有限公司北京100013

以陕西某矿大采高综采工作面设备回撤通道为工程背景,综合运用现场监测和数值模拟等方法,开展回撤通道末采期间矿压显现与围岩破坏规律研究。研究发现,末采阶段平均来压步距为15.6 m。支架最大动载系数K P为1.76,平均K P为1.53。支承压... 详细信息

以陕西某矿大采高综采工作面设备回撤通道为工程背景,综合运用现场监测和数值模拟等方法,开展回撤通道末采期间矿压显现与围岩破坏规律研究。研究发现,末采阶段平均来压步距为15.6 m。支架最大动载系数K P为1.76,平均K P为1.53。支承压力峰值位于在工作面前方13.4 m处,应力集中系数K平均为1.67。随工作面持续推进,间隔煤柱上的支承压力曲线是呈明显的“非对称双峰”转“单峰”分布。支承压力峰值P随间隔煤柱宽度的减小其转移路径为:远离回撤通道煤柱帮侧→逐渐靠近煤柱帮侧→跨越通道转移至实体煤侧;回撤通道围岩的塑性区分布形态与围岩变形破坏作用也呈动态变化,当间隔煤柱宽度减小至8 m时,回撤通道围岩塑性区与采动塑性区开始连接,导致间隔煤柱承载性能下降。间隔煤柱由8 m减小至2 m过程中,低于4 m时工作面与回撤通道的塑性区彻底贯通,产生“非对称”围岩大变形,塑性区扩展出现“蝶形”现象。主要原因是超前支承压力造成的高偏应力环境引起回撤通道围岩表现出持续大变形。

关键词：回撤通道数值模拟支承压力煤柱宽度

反射槽波探测法在煤层褶曲与断层识别中的研究与应用

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煤田地质与勘探 2024年第9期52卷 154-165页

作者：吴国庆中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

【背景】煤矿智能化转型中,精准识别地下异常体对地质透明化体系构建至关重要,褶曲异常体的精确探测是井下物探技术的难点,其准确辨识对减少掘进成本、回采难度及安全风险有重要意义。【目的和方法】基于以往的槽波勘探实践,发现褶曲对... 详细信息

【背景】煤矿智能化转型中,精准识别地下异常体对地质透明化体系构建至关重要,褶曲异常体的精确探测是井下物探技术的难点,其准确辨识对减少掘进成本、回采难度及安全风险有重要意义。【目的和方法】基于以往的槽波勘探实践,发现褶曲对槽波的传播特性具有显著影响,但传统槽波反演技术难以区分褶曲与断层。为此,构建了几何形态类似、勘探距离相等的断层与褶曲数值模型,首先运用三维波场模拟技术挖掘波场信息,明确了二者波场响应差异;其次采用绕射偏移成像方法反演处理,获取了成像结果。【结果和结论】研究结果表明:(1)褶曲异常相较于断层,其反射槽波波形更为分散且模糊,不同反射点能量分布不均。(2)褶曲异常在远偏移距处的直达槽波信噪比高于断层构造,且能减缓直达槽波的衰减速度,使得直达槽波在褶曲异常中的传播距离约为断层构造中的1.5倍。(3)断层的反射槽波与直达槽波能量差异较小,而褶曲异常则表现出较大的能量差异。(4)褶曲异常的反射槽波主频低于断层构造,并导致直达槽波与反射槽波的频带变宽;褶曲异常反射槽波频率和速度均略高于直达槽波,断层构造此特征不明显。(5)断层构造的反射面通常位于断层面中上端,而褶曲异常的反射面则倾向于褶曲面中部,且褶曲异常的绕射偏移成像反射面在连续性上较断层构造差。基于上述波场特征与频散特性的深入分析,以山西阳泉某矿15号煤层为例,通过反射槽波绕射偏移成像技术,成功实现了巷道侧帮煤层中断层与褶曲的定性识别,并清晰描绘了褶曲的发育形态。研究成果不仅为采区工作面的合理布局提供了更为精确的地质依据,也为煤矿的安全生产、高效开采提供了有力的技术支撑。

关键词：矿井安全槽波勘探反射槽波地质异常体褶曲断层数值模拟

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陕西煤矿冲击地压发生规律与分类防治

煤炭科学技术 2024年第1期52卷 95-105页

作者：潘俊锋刘少虹马文涛夏永学王书文冯美华中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤矿灾害防控全国重点实验室(冲击地压防控分实验室) 北京100013 国家能源集团国源电力(神东电力)公司北京100033 中国中煤能源集团有限公司北京100120

随着煤炭资源开采区域不断向西部以及深部转移,西部地区冲击地压矿井数量呈井喷式增长。陕西省作为煤炭大省,煤炭开发供应规模稳居全国前列,但冲击地压灾害尤为突出,为了有效遏制本地区煤矿冲击地压频繁发生势头,并为类似条件矿区冲击... 详细信息

随着煤炭资源开采区域不断向西部以及深部转移,西部地区冲击地压矿井数量呈井喷式增长。陕西省作为煤炭大省,煤炭开发供应规模稳居全国前列,但冲击地压灾害尤为突出,为了有效遏制本地区煤矿冲击地压频繁发生势头,并为类似条件矿区冲击地压防治提供借鉴,通过分析陕西煤矿10年来的24座矿井、85起冲击地压案例,基本厘清了冲击地压发生规律,并开展了基于主控因素的分类防治研究。研究结果表明:陕西省煤矿冲击地压具有灾害矿井集中、灾害程度严重、多灾害叠加影响显著、防治难度大等特点;冲击地压监测技术、防治技术与地方法规建设历程几乎同步,达到了起步晚,起点高,示范效应强的结果;基于冲击地压主控因素,将陕西省冲击地压划分为3大类,分别为:坚硬顶板主导型、地质构造主导型和宽煤柱主导型,并针对主控因素提出弱化坚硬顶板、转移煤柱高集中应力、释放构造应力的防治方法。通过10年来的工程实践,不断优化矿井开采设计,探索煤层厚硬顶板千米顺层钻孔区域压裂新技术,加大防冲卸压技术的落实,冲击地压显现逐年减少,成果显著。

关键词：冲击地压陕西煤矿冲击地压监测冲击地压防治主控因素分类防治

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截水帷幕渗透系数计算方法

煤矿安全 2024年第9期55卷 180-188页

作者：张雁高胜王皓中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710076

截水帷幕作为一种有效阻隔或减少地下水入渗的防治水技术,近年来不断被应用于地下开采煤矿和露天开采煤矿。受接缝、夹层等质量缺陷的影响,截水帷幕一般需要通过计算渗透系数来评价工程防渗性能,渗透系数的大小可直接决定截水帷幕防渗... 详细信息

截水帷幕作为一种有效阻隔或减少地下水入渗的防治水技术,近年来不断被应用于地下开采煤矿和露天开采煤矿。受接缝、夹层等质量缺陷的影响,截水帷幕一般需要通过计算渗透系数来评价工程防渗性能,渗透系数的大小可直接决定截水帷幕防渗质量。以扎尼河、元宝山露天煤矿、朱仙庄煤矿截水帷幕工程为例,采用围井抽水试验、完整井抽水试验、降水头注水试验、钻孔压水试验、岩心渗透性试验5种方法计算了截水帷幕渗透系数,并提出了5种计算方法的应用特点与适用条件。结果表明:各计算方法所得渗透系数虽存在差异,但能够相互验证;抽水试验、注水试验、岩心渗透性试验较适用于露天煤矿墙体式帷幕,钻孔压水试验则更适用于检验地下开采煤矿注浆帷幕防渗性能;5种方法能够分别从点、线、面、体4个不同角度计算截水帷幕渗透系数,全方位检验帷幕墙接缝与浇筑质量;多种方法结合应用可以更为全面地验证截水帷幕渗透系数的准确性。

关键词：防治水截水帷幕渗透系数计算方法抽水试验注水试验