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大倾角煤层覆岩应力非对称传递时空演化特征

煤田地质与勘探 2024年第10期52卷 129-140页

作者：朱开鹏李志林罗生虎解盘石樊娟王同田程阳闫壮壮陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤矿灾害防控全国重点实验室陕西西安710077 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部实验室陕西西安710054

【目的】大倾角煤层安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,而发现并揭示覆岩应力传递路径的时空演化特征是围岩稳定性控制的基础。【方法】以新疆某矿25221工作面为例,采用现场实测、物理相似模拟实验和数值计算相结合的研究方法,在综... 详细信息

【目的】大倾角煤层安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,而发现并揭示覆岩应力传递路径的时空演化特征是围岩稳定性控制的基础。【方法】以新疆某矿25221工作面为例,采用现场实测、物理相似模拟实验和数值计算相结合的研究方法,在综合厘定工作面矿压显现特征、覆岩变形破坏规律基础之上,构建以切应力与正应力为主的应力特征量,研究覆岩应力传递路径时空演化特征。【结果和结论】结果显示:工作面回采过程中,顶板倾向围岩结构呈中上部垮落高度较大、下部垮落高度较小的非对称分布特征,顶板走向围岩结构则随工作面推进呈周期性演化规律。受此影响,顶板采动应力随工作面推进呈现倾向非对称、走向对称的传递演化特征。在工作面倾向与走向剖面内,顶板应力特征量以切应力分界线为界沿采空区四周煤体传递,其传递路径呈现出“m”形分布特征。随着工作面推进距离的增加,应力传递路径由“m”形向中部相连的双“n”形转变,采空区两侧煤体支承压力峰值呈现增大→稳定的演化趋势。在平行煤层剖面内,顶板应力分界线为“w”形分布特征,应力分界线至采空区中心处,顶板应力呈单向传递特征,分界线至煤壁处,顶板应力呈双向传递特征。且随着顶板层位的增加,应力分界线演化至“v”形,研究结果揭示了大倾角煤层顶板应力非对称传递时空演化特征,对丰富大倾角煤层岩层控制理论具有重要意义。

关键词：大倾角煤层采动应力切应力应力方向传递路径

深井大采高快速刷扩工艺及巷道围岩控制技术研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第10期 0115-0120页

作者：贺正茂中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿安徽淮南232000

针对刘庄煤矿151307工作面存在煤层埋深大、煤层厚、地压大、回撤通道长、人工刷扩效率低工作面回撤时间长、巷道顶板管理难度大、采空区存在自然发火风险等问题,通过采用理论分析、数值模拟、现场监测等研究方法,提出深井大采高快速刷... 详细信息

针对刘庄煤矿151307工作面存在煤层埋深大、煤层厚、地压大、回撤通道长、人工刷扩效率低工作面回撤时间长、巷道顶板管理难度大、采空区存在自然发火风险等问题,通过采用理论分析、数值模拟、现场监测等研究方法,提出深井大采高快速刷扩工艺,在全断面整体新支护条件下,采用动态监管的方式,解决综采工作面回撤通道安全高效刷扩的作业难题,确保了矿井的安全、高效回撤。

关键词：深部工作面顶板管理大采高新支护工艺注浆加固

基于深度学习的电气综采设备故障诊断与预测系统研究

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电气技术与经济 2024年第7期 329-331页

作者：魏鹏飞山西省马堡煤业有限公司

为实现电气综采设备的故障智能化监测与预测,本研究提出一种基于深度学习的故障诊断系统。该系统通过收集设备多传感器数据,采用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络对设备运行过程进行建模,实现对故障的准确预测。实验结果表... 详细信息

为实现电气综采设备的故障智能化监测与预测,本研究提出一种基于深度学习的故障诊断系统。该系统通过收集设备多传感器数据,采用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络对设备运行过程进行建模,实现对故障的准确预测。实验结果表明,该方法可以检测不同类型设备故障,总体预测精度、召回率和F1得分均达到90%以上,验证了该技术在故障智能监测中的有效性。本研究为智能预测技术在工业故障诊断中的应用提供了可行的框架和范例,也为深度学习赋能智能制造提供借鉴。

关键词：深度学习 LSTM 故障诊断智能预测

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井下硐室柴油蒸气泄漏扩散规律

煤矿安全 2024年第5期55卷 140-150页

作者：李世豪白纪成宋双林姜文忠梁运涛林琦煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243002

随着柴油单轨吊和无轨胶轮车等辅助运输装置在煤矿井下的推广应用,在井下运输和加注柴油的频率越来越高,运输和加注柴油过程中泄漏的柴油和挥发的柴油蒸气会污染井下空气环境,严重时还可能造成燃烧与爆炸事故。针对煤矿井下柴油运输及... 详细信息

随着柴油单轨吊和无轨胶轮车等辅助运输装置在煤矿井下的推广应用,在井下运输和加注柴油的频率越来越高,运输和加注柴油过程中泄漏的柴油和挥发的柴油蒸气会污染井下空气环境,严重时还可能造成燃烧与爆炸事故。针对煤矿井下柴油运输及加注过程的环境特点,构建了井下流态环境泄漏柴油蒸发扩散模型,建立了基于风速和蒸发速率的柴油蒸气体积分数峰值预测方法,研究了不同环境风速及柴油蒸发速率条件下的柴油蒸气体积分数分布规律,提出了煤矿井下柴油蒸气-瓦斯混合环境防火防爆措施。结果表明:在井下流态环境中,柴油蒸气扩散呈现出明显的沉降、分层及分段特性,风流对柴油蒸气扩散具有促进作用;当柴油泄漏后20s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧10 m;当柴油泄漏后40 s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧15 m;当柴油泄漏后70 s时,硐室中各监测点柴油蒸气体积分数达到峰值并趋于稳定;柴油蒸气体积分数峰值点位于泄漏点下风侧1 m处;可通过采用降低硐室环境温度、减少泄漏面积和增加风速等措施防止柴油蒸气-瓦斯混合气体燃烧和爆炸。

关键词：煤矿开采加油硐室柴油蒸气泄露扩散规律体积分数峰值预测

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观文煤矿“三软”煤层巷道支护技术实践

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第5期 0029-0033页

作者：杨远辉四川省观沙煤业有限责任公司观文煤矿四川泸州644505

本文详细分析了观文煤矿C24煤层在“三软”(软顶板、软底板、软煤层)条件下巷道支护的技术实践。研究首先对C24煤层的顶板、底板和煤层赋存情况进行了深入分析,并总结了观文煤矿回采巷道变形破坏的主要原因。文章探讨了巷道变形破坏的机... 详细信息

本文详细分析了观文煤矿C24煤层在“三软”(软顶板、软底板、软煤层)条件下巷道支护的技术实践。研究首先对C24煤层的顶板、底板和煤层赋存情况进行了深入分析,并总结了观文煤矿回采巷道变形破坏的主要原因。文章探讨了巷道变形破坏的机理,并基于隐形拱理论,提出了一系列创新的支护对策。这些对策包括应用锚杆支护技术、加强锚索组合梁的支护强度以及在顺层巷道实验中采用喷浆封闭巷道围岩等方法。通过实践验证,文章成功地揭示了“三软”煤层回采巷道中锚杆和锚索的受力分布规律,以及其变形破坏的形式。这些发现对于改进煤矿巷道的安全性和稳定性具有重要意义,为类似煤层的巷道支护提供了有力的技术指导。

关键词：观文煤矿三软煤层巷道支护锚杆支护隐形拱理论锚索组合梁喷浆封闭技术

多层结构底板破坏深度精确预测与Matlab实现

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煤炭科学技术 2024年

作者：李昂王伟东牟谦王峰马政和赵磊黄刚周永根田胜祺中煤科工集团重庆研究院有限公司神华新街能源有限责任公司陕西陕煤澄合矿业有限公司陕西陕煤澄合矿业有限公司董家河煤矿分公司西安科技大学建筑与土木工程学院

矿井煤岩层开采工作面底板扰动会诱发底板隔水岩层上部受到破坏，底板破坏深度计算是科学确定底板破坏深度的基本前提。以往采用单一岩层底板塑性滑移线场理论计算往往与实际偏差较大，原因在于底板破坏范围内其结构主要由多层结构组成... 详细信息

矿井煤岩层开采工作面底板扰动会诱发底板隔水岩层上部受到破坏，底板破坏深度计算是科学确定底板破坏深度的基本前提。以往采用单一岩层底板塑性滑移线场理论计算往往与实际偏差较大，原因在于底板破坏范围内其结构主要由多层结构组成。首先构建多层结构底板塑性滑移线场力学模型，推导出多工况下底板破坏深度解析解，并优化出5种计算多层结构底板破坏深度计算工况；其次分析多层结构底板破坏深度人工计算方法的不足及误差原因；提出了计算多层结构底板破坏深度逻辑流程，借助Matlab语言开发了多层结构底板破坏深度计算系统，并结合实际工况分析该系统的可靠性和稳定性。结果表明：⑴多层结构底板破坏深度计算过程中多数工况需多次利用泰勒展开式和一元四次方程求解，人工计算过程冗长繁杂，极易导致计算结果出现偏差；⑵通过手算和机算（Matlab内置函数）对比计算同一工况下相同参数时底板最大破坏深度，可知随底板层数增多，人工求解过程中因泰勒展开式的多次运用导致底板破坏深度计算结果累积误差增大，而Matlab编程求解过程中避免泰勒式应用，其结果更符合现场实际需求；⑶软件主界面包含层数、层厚、力学参数及输入框、计算按钮等功能，可快速智能判别工况，计算出底板最大破坏深度及开采面至底板最大破坏深度水平距离；⑷将平煤某矿相关岩性力学参数代入该软件求解，通过对比分析五层结构底板最大破坏深度理论值、拟合值、实测值及软件值可知，理论值与实测结果偏差0.57m，软件值与实测值相差0.14m，多层计算结果下软件计算更符合实际需求，可为底板水害防治及安全开采提供可靠的技术参数。

关键词：多层结构底板破坏深度塑性滑移线场计算软件

可溶性油类和溶解性有机物对砂加载混凝沉淀处理高悬浮矿井水效果的影响

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科学技术与工程 2024年第22期24卷 9316-9323页

作者：王雨晨邸卫猛虎晓龙宋喜东郝春明刘硕中煤(北京)环保股份有限公司北京100071 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司灵新煤矿灵武751400 华北科技学院化工安全学院三河065201 河北省地质环境监测院石家庄050011

矿井水中可溶性油类和溶解性有机物含量对石英砂加载混凝沉淀效果的影响很少有系统的研究,影响机制也不清晰。为此,选用石英砂加载混凝处理高悬浮矿井水为研究对象,分析矿井水中乳化油、浓缩液、腐殖酸(humic acid,HA)、富里酸(fulvic a... 详细信息

矿井水中可溶性油类和溶解性有机物含量对石英砂加载混凝沉淀效果的影响很少有系统的研究,影响机制也不清晰。为此,选用石英砂加载混凝处理高悬浮矿井水为研究对象,分析矿井水中乳化油、浓缩液、腐殖酸(humic acid,HA)、富里酸(fulvic acid,FA)和L-色氨酸(L-tryptophan,LA)含量对石英砂加载混凝处理高悬浮物矿井水效率的影响。分析结果表明:矿井水中乳化油、浓缩液和过量的HA含量不利于加载混凝沉淀处理的效率和沉淀速率。HA、LA和适量的FA含量并不能影响加载混凝沉淀处理高悬浮物矿井水的效率和沉降速率。响应面分析结果表明乳化油和浓缩液的浓度变化对砂加载混凝沉淀效率和过程的影响较大,而HA、FA和LA的浓度变化则对其影响较小。该结果为进一步认知砂加载混凝处理工艺,提升其处理效率,实现中国煤矿矿井水资源保护和合理化利用具有重要的意义。

关键词：乳化油浓缩液腐殖酸黄腐酸 L-色氨酸混凝沉淀

深部煤矿泡沫充填复合承载结构强度特征及应用研究

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中国煤炭 2024年第8期50卷 78-86页

作者：刘立仁郭佳策陈博邢真强鹿文勇国家能源集团国神三道沟煤矿陕西省榆林市719407 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁省抚顺市113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁省抚顺市113122

深部煤矿开采带来的复杂环境和开采扰动积累的超高能量瞬间释放易造成冲击地压灾害。为了解决煤矿开采过程中上覆岩层移动及高能量瞬间释放冲击现象,采用实验室实验、数值模拟和现场实践相结合,研究了深部煤矿开采过程中顶板断裂的煤体... 详细信息

深部煤矿开采带来的复杂环境和开采扰动积累的超高能量瞬间释放易造成冲击地压灾害。为了解决煤矿开采过程中上覆岩层移动及高能量瞬间释放冲击现象,采用实验室实验、数值模拟和现场实践相结合,研究了深部煤矿开采过程中顶板断裂的煤体承载区、协同承载区和泡沫充填体承载区承载特性。通过单轴压缩和声发射试验系统研究了泡沫充填体复合承载结构和破坏特征,揭示泡沫充填体的强度变化及裂纹扩展规律;探究了变形与能量耗散特性关系,应力越大,能量耗散越大,应变越大。采用数值模拟研究了泡沫充填法和直接垮落法应变能密度分布。结果表明:泡沫充填开采应变能密度分布不集中,比直接垮落法峰值低,泡沫充填可有效降低上覆顶板断裂能量释放。以三道沟煤矿45205综采工作面为例,提出了泡沫材料充填体压实吸能控制措施,可降低上覆岩层和采动过程中能量的瞬间释放;对45205综采工作面地表沉降及微震能量监测结果表明,当充填体充填率控制为80%时,与直接垮落法相比,工作面微震总数和释放能量显著降低。研究表明,泡沫充填体能够有效地减少采动岩石能量释放,从而实现矿山冲击地压管理和深部煤矿可持续开采。

关键词：深部矿井冲击地压泡沫充填体复合承载结构破坏特征

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煤层瓦斯有效抽采半径考察方法及思考

内蒙古煤炭经济 2024年第18期 34-36页

作者：罗理吕士磊陈忠林陆春辉贵州林东煤业发展有限责任公司龙凤煤矿贵州毕节551700 平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司安徽淮南232000

利用穿层、顺层钻孔预抽煤层瓦斯是现行主要的矿井瓦斯区域治理措施。这是防治瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出以及降低矿井瓦斯涌出量的主要措施。钻孔瓦斯抽采半径是制定预抽措施的重要参数,利用科学、合理的瓦斯抽采半径考察方法,确定抽采参... 详细信息

利用穿层、顺层钻孔预抽煤层瓦斯是现行主要的矿井瓦斯区域治理措施。这是防治瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出以及降低矿井瓦斯涌出量的主要措施。钻孔瓦斯抽采半径是制定预抽措施的重要参数,利用科学、合理的瓦斯抽采半径考察方法,确定抽采参数,可以为矿井瓦斯灾害防治提供数据支撑。

关键词：瓦斯防治涌出量抽采半径消突效率