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冲击地压矿井充填开采工作面采动应力激增与跌落机制

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煤炭学报 2024年第S1期49卷 22-35页

作者：唐岳松孙文超李增强曹鹏王伟郑晓晨张付强陈明振王兆会中国矿业大学(北京)能源与矿业学院山东东山古城煤矿有限公司兖矿能源集团股份有限公司山东煤炭科技研究院分公司济宁市能源局

高应力、多断层是深部矿井冲击地压灾害频率走高的主要原因，充填开采作为降载减冲的最直接手段，依然无法根除冲击地压灾害的发生。为降低冲击地压对冲击倾向性煤层安全开采的影响，采用现场实测、理论分析和室内试验手段研究深部充填... 详细信息

高应力、多断层是深部矿井冲击地压灾害频率走高的主要原因，充填开采作为降载减冲的最直接手段，依然无法根除冲击地压灾害的发生。为降低冲击地压对冲击倾向性煤层安全开采的影响，采用现场实测、理论分析和室内试验手段研究深部充填开采条件下采动应力激增与跌落机制，探究坚硬顶板预裂爆破与大直径钻孔协同卸压效果。在高应力、多断层、不等宽煤柱和开采扰动多因素叠加影响下，充填开采工作面采动应力存在集中、激增与跌落现象，集中程度小于2.0，非断层影响区超前采动影响范围达到30 m，断层影响下增加至50 m，断层与煤柱叠加影响下增加至70 m；断层活化和围岩破坏引起应变能瞬间释放，转变为破坏煤岩动能，转换率达到17%；揭示了动载应力波产生原理，动载应力波与静态应力场叠加引起采动应力状态骤变；叠加前后若煤岩始终处于破碎状态，则它呈现压实硬化力学行为，发生应力激增现象；若煤岩由完整过渡至破碎状态，则它呈现脆性松脱力学行为，发生应力跌落现象；若煤岩始终处于完整状态，则它呈现弹性回弹力学行为，发生动载冲击现象。微震监测未发现105 J以上的大能量事件，表明充填体支撑下坚硬顶板未发生大范围破断；断层导致微震事件非对称分布，进风巷侧呈现高频低能分布模式，回风巷侧呈现低频高能分布模式，因此，回风巷发生2次冲击地压监测预警，进风巷发生1次冲击地压监测预警；提出了坚硬顶板爆破预裂与大直径钻孔协同卸压技术，顶板岩层形成了大尺度爆破裂隙，有效控制了应力集中程度和应力增长速度，降低了深部开采冲击地压灾害风险。

关键词：冲击地压充填开采采动应力断层构造微震监测

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多过程处理IIa型粉色钻石的鉴定特征

现代地质 2024年

作者：汪洋宋中华潘迪陶震东陆真平程愉涵国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司广州实验室国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司

天然钻石可经过高温高压处理产生孤氮、辐照产生空位、退火使孤氮和空位聚合产生NV色心的多过程处理变成粉色。处理原材料一般为Ia型，由N3和高浓度NV色心共同致色，处理后的钻石一般为深紫红-深红色。随着技术的发展，近几年市场上出... 详细信息

天然钻石可经过高温高压处理产生孤氮、辐照产生空位、退火使孤氮和空位聚合产生NV色心的多过程处理变成粉色。处理原材料一般为Ia型，由N3和高浓度NV色心共同致色，处理后的钻石一般为深紫红-深红色。随着技术的发展，近几年市场上出现了原材料为IIa型的多过程处理粉色钻石。由于氮含量极低，处理后钻石的粉色调更浓，与NV致色的天然钻石及引入NV致色的合成钻石都较为相似。为全面了解此类IIa型处理粉色钻石的鉴定特征，本文选取两件样品进行了详细的宝石学特征测试及各种光谱测试。宝石显微镜观察可见石墨化现象。紫外-可见-近红外吸收光谱显示处理钻石样品由GR1吸收、NV吸收和发光共同致色。由于GR1和NV缺陷浓度的差异，两粒处理钻石样品的色调略有不同，一粒呈橙粉色，另一粒呈紫粉色。近红外吸收光谱可见辐照相关9287 cm-1吸收带。PL光谱可见辐照相关缺陷3H、GR1发光和595 nm吸收等。DiamondView下典型的“马赛克”状结构是区分此类多过程处理IIa型粉色钻石与粉色合成钻石最直接的特征。

关键词：粉色钻石 NV色心 IIa型钻石多过程处理辐照退火处理

基于振动信号的岩石单轴抗压强度钻进预测实验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1406-1424页

作者：郝建刘河清刘建康吕家庆郑义宁刘建荣山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东能源集团鲁西矿业有限公司郭屯煤矿山东菏泽274700 内蒙古上海庙矿业有限责任公司院士专家工作站内蒙古鄂尔多斯016299

为了研究钻进振动信号与岩体地质力学参数之间的响应关系,准确、快速地感知、预测岩石单轴抗压强度,开展基于钻进振动信号的岩石单轴抗压强度预测研究。以室内钻取花岗岩、石灰岩、砂岩和煤四类原岩(煤)试件实验为基础,结合傅里叶变换... 详细信息

为了研究钻进振动信号与岩体地质力学参数之间的响应关系,准确、快速地感知、预测岩石单轴抗压强度,开展基于钻进振动信号的岩石单轴抗压强度预测研究。以室内钻取花岗岩、石灰岩、砂岩和煤四类原岩(煤)试件实验为基础,结合傅里叶变换和振动信号降噪方法构建GA-BP神经网络模型,并对比分析降噪前后以及不同降噪方法模型的预测性能。结果表明:钻进振动信号与岩石单轴抗压强度之间有响应关系,应用钻进振动信号可预测岩石单轴抗压强度;采用Adobe Audition软件对振动信号进行降噪处理的GA-BP神经网络预测模型决定系数R2为0.838,均方根误差为7.063 MPa,平均绝对误差为5.347 MPa,其结果优于原始预测模型和一般降噪方法预测模型;与原始预测模型相比,最优降噪模型在预测精度上提升了6.3%,均方根误差减小1.954 MPa,平均绝对误差减小1.621 MPa;同一预测模型中不同岩性的预测效果存在一定差异。降噪信号GA-BP神经网络预测模型对单轴抗压强度有较优秀的预测能力,所用方法可为在岩体地质力学参数随钻测量方面提供基础。

关键词：岩石力学钻进振动信号单轴抗压强度傅里叶变换信号降噪人工神经网络

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高位离层水害突水危险性区域预测方法

煤炭科学技术 2024年

作者：秦庆举刘梦楠孔英权周宇刘文武韩昌民乔伟陕西金源招贤矿业有限公司招贤煤矿中国矿业大学资源与地球科学学院

以黄陇煤田招贤煤矿为例，提出了一种考虑主观决策、客观统计和变权理论修正的离层水害区域危险性预测方法。选取煤层厚度、含水层渗透系数、含水层厚度、含水层单位涌水量、含水层距煤层距离、含水层水头高度、构造、近场顶板岩层泥岩... 详细信息

以黄陇煤田招贤煤矿为例，提出了一种考虑主观决策、客观统计和变权理论修正的离层水害区域危险性预测方法。选取煤层厚度、含水层渗透系数、含水层厚度、含水层单位涌水量、含水层距煤层距离、含水层水头高度、构造、近场顶板岩层泥岩累计厚度等8个主要因素，在层次分析法（AHP）和熵权法（EWM）的基础上，使用变权法（VWM）对常权值修正，建立了招贤一采区离层突水危险性评价数学模型，得到开采前一采区离层突水危险性综合评价指标。结合招贤工程地质条件，采用地面抽排孔控制离层致灾水源。结果表明，本文提出的基于AHP-EWM-VWM的高位离层突水区域危险性预测方法可以较为准确地定位突水高风险区，综合权重评价结果表明，降低含水层水位高度是防控离层水害的关键措施；实际开展的地面抽排孔抽水有效降低了采区离层突水风险，证明本研究对侏罗系煤田离层水害有效防治具有良好的指导意义。

关键词：高位离层突水因素层次分析-熵权-变权法水害预测群孔抽水

套筒压裂作用下岩石细观裂隙与能量演化规律探究

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 79-91页

作者：胡善超韩金明黄俊鸿平立芬程亚飞高志豪郭世豪杨磊山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东东山王楼煤矿有限公司山东济宁272063

为从细观层面揭示不同围压作用下套筒压裂岩石破坏机理及能量运移规律,基于套筒压裂试验以及膨胀力测定试验构建了PFC^(3D)数值模型,采用离散元法对套筒压裂过程开展数值模拟,结合声发射信息探究了套筒压裂过程中不同围压对岩石细观裂... 详细信息

为从细观层面揭示不同围压作用下套筒压裂岩石破坏机理及能量运移规律,基于套筒压裂试验以及膨胀力测定试验构建了PFC^(3D)数值模型,采用离散元法对套筒压裂过程开展数值模拟,结合声发射信息探究了套筒压裂过程中不同围压对岩石细观裂隙及能量变化的影响规律,并依据弹性力学揭示了套筒压裂力学机制,研究结果表明:①套筒注液过程存在压力损失,依据注液压力损失率可将注液过程大致划分为充填阶段、增压阶段、快速增压阶段。注液压力与套筒膨胀力呈线性关系,其修正系数为0.678。②基于PFC^(3D)所构建的数值模型能够较好的反映套筒压裂过程中岩石力学性质与变形破坏特征,岩石压裂过程以张拉破坏为主。围压决定着裂缝的扩展路径,并对岩石内部微裂纹的生成起抑制作用。随着应力差的逐渐增大,岩石内部剪切裂纹数量及占比均逐渐增大。③声发射信号可分为平静期与活跃期,累计裂缝数目曲线呈现阶梯状上升。无围压条件下,声发射特征呈现单峰值分布;有围压条件下,声发射特征呈现多峰值分布,压裂过程存在多个破坏阶段。④套筒膨胀力作用范围有限,环向拉应力作用范围与套筒膨胀力呈现对数关系。切向应力随应力差的增大而增大,当夹角φ取值为45°或135°时,岩石内部剪切破坏最明显。⑤同一膨胀力作用下,围压越大岩石内部输入能越小。不同围压条件下岩石的输入能、弹性能、耗散能均出现不同程度的激增,这主要是由于宏观裂缝的形成引发了钻孔扩容;耗散能平均增长速率更快,为弹性能的1.27~1.55倍。

关键词：套筒压裂岩石力学细观裂隙力学机制能量演化

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煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析

中国科技期刊数据库工业A 2024年第3期 0085-0088页

作者：崔方超河北冀中邯峰矿业有限公司河北邯郸056004

煤炭是我国目前最主要的能源之一,其开采技术的高低直接影响到煤矿生产的安全性和稳定性。为了满足煤矿开采行业的发展需求,就需要不断地创新煤矿开采技术,提高煤矿开采效率和质量。本文主要对巷道布置和采煤技术进行了深入研究,介绍了... 详细信息

煤炭是我国目前最主要的能源之一,其开采技术的高低直接影响到煤矿生产的安全性和稳定性。为了满足煤矿开采行业的发展需求,就需要不断地创新煤矿开采技术,提高煤矿开采效率和质量。本文主要对巷道布置和采煤技术进行了深入研究,介绍了采煤技术在巷道布置中的应用,同时对采煤技术在巷道布置中的应用进行了分析,以期能够为我国煤矿开采行业提供有价值的参考。?

关键词：煤矿开采巷道布置采煤技术

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金属非金属矿山低压漏电保护设计选型探讨

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第10期 0012-0015页

作者：王金五矿矿业(安徽)工程设计有限公司安徽合肥230041

本文讨论了金属非金属矿山在低压中性点不接地系统漏电保护装置的设计选型误区,分析了在金属非金属矿山低压系统应用广泛的漏电保护设备原理及其使用效果,人们对漏电保护动作于报警还是动作于跳闸也缺乏统一和正确的认识。探讨了金属非... 详细信息

本文讨论了金属非金属矿山在低压中性点不接地系统漏电保护装置的设计选型误区,分析了在金属非金属矿山低压系统应用广泛的漏电保护设备原理及其使用效果,人们对漏电保护动作于报警还是动作于跳闸也缺乏统一和正确的认识。探讨了金属非金属矿山低压系统发生漏电时漏电保护迅速切断电源的必要性,介绍一种满足《金属非金属矿山安全规程》要求的漏电保护设备。

关键词：低压漏电保护金属非金属矿山中性点不接地