检索结果-南通市图书馆

深井直覆硬厚顶板侧向破断模式及采动应力响应特征研究

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岩土力学 2024年第8期45卷 2450-2461页

作者：高晓进张震黄志增蔺星宇薛吉胜庞立宁中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

针对深井“三巷布置”工作面临空巷强烈矿压显现现象,以煤层直覆硬厚顶板为工程背景,运用理论分析、相似模拟、现场实测等研究手段,分析直覆硬厚顶板侧向破断模式,揭示临空巷强矿压显现机制,明晰工作面采动应力响应特征。研究结果表明:... 详细信息

针对深井“三巷布置”工作面临空巷强烈矿压显现现象,以煤层直覆硬厚顶板为工程背景,运用理论分析、相似模拟、现场实测等研究手段,分析直覆硬厚顶板侧向破断模式,揭示临空巷强矿压显现机制,明晰工作面采动应力响应特征。研究结果表明:直覆硬厚顶板破断后,在工作面侧向形成长悬臂-铰接结构,破断线位于采空区内。直覆硬厚顶板岩性特征和几何特征决定着临空巷矿压显现程度,顶板越硬或者越厚,采空区煤体周围越容易产生较高的应力集中。直覆硬厚顶板下巷道围岩应力集中程度高,且临空侧超前支承压力影响范围更广,应力集中程度更高,巷道矿压显现更为剧烈;煤柱上侧向支承压力呈“同步受力、同步增长”变化特征,进入采空区稳定阶段后支承压力表现L+W型应力特征,相邻待采工作面煤柱侧出现非对称的应力峰值,煤柱中部出现应力双峰。受侧向高应力影响,下一区段巷道围岩主要表现为两帮中下部剧烈变形。基于工作面直覆硬厚顶板侧向破断特征和强动载矿压显现机制,提出了顶板灾害超前治理、“浅部强力支护+深部多层次卸压”的防控技术体系,为采场岩层控制提供有益指导。

关键词：深埋煤层直覆硬厚顶板破断模式采动应力多层次卸压

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高铁车站机电能耗分析及节能措施研究

低碳世界 2024年第6期14卷 157-159页

作者：侯磊王振海李瑞武毕艳王鸿儒山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司山西晋城048400 潞安化工集团信息科技分公司山西长治046299 山西义棠煤业有限责任公司山西晋中032000 中建工程产业技术研究院有限公司北京101300 中建研智能技术(北京)有限公司北京101300

高铁车站作为大型公共建筑,耗电量大,运营成本较高,其中,机电能耗是高铁车站能耗的主要部分。基于此,研究高铁车站的主要机电系统,包含照明系统、空调系统、电梯系统、办公系统及弱电系统,并开展能耗分析,提出相应的节能措施,以期为高... 详细信息

高铁车站作为大型公共建筑,耗电量大,运营成本较高,其中,机电能耗是高铁车站能耗的主要部分。基于此,研究高铁车站的主要机电系统,包含照明系统、空调系统、电梯系统、办公系统及弱电系统,并开展能耗分析,提出相应的节能措施,以期为高铁车站的节能设计及优化工作提供参考依据。

关键词：能耗分析高铁车站节能措施能耗系统

同宝煤矿15号煤层首采面采空区积水下安全开采评价

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山西煤炭 2024年第1期44卷 47-56页

作者：张翔郝辰伟王立三赵德康山西兰花科技创业股份有限公司山西高平046700 太原理工大学矿业工程学院太原030024

为保证同宝煤矿15105首采面安全回采,使用不同的计算方法,对导水裂隙带高度、保护层厚度和3号煤层开采底板破坏深度进行分析,并结合数值模拟方法,分析评价15105首采面上覆采空区积水对首采面回采的安全性影响。结果表明:15105工作面范围... 详细信息

为保证同宝煤矿15105首采面安全回采,使用不同的计算方法,对导水裂隙带高度、保护层厚度和3号煤层开采底板破坏深度进行分析,并结合数值模拟方法,分析评价15105首采面上覆采空区积水对首采面回采的安全性影响。结果表明:15105工作面范围内,煤间距与防水煤岩柱高度差值均大于0,即煤间距均大于防水煤岩柱高度。依据FLAC^(3D)数值模拟结果,在无构造等其他导水通道情况下,15105首采面第一阶段回采形成的导水裂缝带基本未沟通上覆3号煤层采空区积水。

关键词：采空区积水 FLAC^(3D) 保水采煤安全性分析

基于深部煤体应力监测的采动应力集中区域范围分析研究

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中国矿业 2024年第9期33卷 147-157页

作者：李士栋夏方迁袁腾飞吴震曹洪义兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿山东菏泽274000 北京安科兴业科技股份有限公司北京102200

现阶段煤体应力监测位置单一且固定,导致煤体应力监测数据缺少多样性,为获得采动过程中煤体深部应力数据,得到采动影响下的深部煤体应力集中区域范围,以赵楼煤矿7303工作面为工程实验现场,通过在工作面两顺槽布置深部应力监测测点的方... 详细信息

现阶段煤体应力监测位置单一且固定,导致煤体应力监测数据缺少多样性,为获得采动过程中煤体深部应力数据,得到采动影响下的深部煤体应力集中区域范围,以赵楼煤矿7303工作面为工程实验现场,通过在工作面两顺槽布置深部应力监测测点的方式获得采动影响下深部应力数据,同时通过深部应力监测钻孔应力计实验室安装性能试验、FLAC^(3D)数值模拟及现场被动CT反演对比分析,对煤体深部应力采动影响过程中的应力集中范围进行分析研究,得出以下结论:深部应力监测补偿系数K的取值规律为:20m监测时K取1.02,30m监测时K取1.03,50m监测时K取1.05,70m监测时K取1.07;通过数值模拟分析得出,以赵楼煤矿工作面岩石力学参数为基础,采动影响下深部煤体应力监测峰值位置在20~30m之间,且在25m左右达到峰值位置,且峰值应力约为23.6MPa,随着监测布置深度增大,垂直应力逐渐降低;通过被动CT反演数据,对比现场实测的深部应力监测数据分析,得出布置在20m深部应力监测范围内的测点,能更好地反映采动影响下煤体应力变化的结论。

关键词：深部应力监测数值模拟 CT反演监测灵敏度超前支承压力

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煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用

煤炭学报 2024年第1期49卷 131-151页

作者：康红普姜鹏飞王子越张小峰刘畅罗超韦尧中郭吉昌陈志良王锐韩存地李发泉何宗科苏超中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司北京100013 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京100013 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 陕西陕煤曹家滩矿业有限公司陕西榆林918000

分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系... 详细信息

分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统树脂锚固锚杆安装6道工序简化为1道连续工序,实现了锚杆自动化“一键”打设,单根锚杆作业时间由原来5~6 min减少为3 min。研发出自动化喷涂支护技术与装备,包括高强、速凝、抗变形喷涂护表材料,抗拉强度超过9 MPa,断裂伸长率超过100%,黏结强度高于3 MPa;研发出6自由度喷涂系统,可实现随掘自动化快速喷涂作业。研发出巷道随掘变形动态监测技术与系统,实现随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面变形监测,监测精度能够满足围岩稳定性评价要求。提出煤巷掘支锚运分区并行协同快速掘进新模式,研制出钻锚一体化快速掘进成套装备。对试验矿井陕西陕煤曹家滩煤矿回采巷道掘进过程中围岩位移和稳定性进行了监测,在时间上,巷道掘出2~3 h后80%以上的围岩位移已经发生;在空间上,距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置,90%以上的围岩位移已经完成。快速掘进引起的巷道围岩位移在很短时间内就基本完成,要求支护必须及时且快速。在曹家滩煤矿10 m超大采高综采工作面特大断面回采巷道完成近6000 m的巷道掘进工程,打设钻锚一体化锚杆60000余根。锚杆施工时间、支护用工人数及作业人员劳动强度大幅降低,掘进速度、效率及自动化水平显著提高。试验巷道顶板位移量小、完整稳定,支护效果良好。煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备井下试验取得成功,具备了特大断面煤巷月掘进进尺1500~2000 m的能力。

关键词：煤巷快速掘进钻锚一体化喷涂支护随掘变形监测掘支并行协同

煤层底板含水层区域注浆改造浆液扩散范围现场示踪试验

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2045-2056页

作者：郭艳桂和荣洪荒陈永青孙晓宇胡荣杰郭祥东赵群戴亚男余浩李俊孙亮高川国家煤矿水害防治工程技术研究中心(宿州学院) 安徽宿州234000 安徽省皖北煤电集团有限责任公司安徽宿州234000 天地科技股份有限公司北京100000 中国科学技术大学地球与空间学院安徽合肥230000

近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“... 详细信息

近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“水平分支孔”孔间距设计问题,一直备受学界和业界的广泛关注。皖北矿区底板区域注浆工程量大,特别是深部资源开采,将有数十亿元的注浆工程,有必要查清浆液扩散范围真实数据。为此,以皖北矿区恒源煤矿为研究基地,依托Ⅱ63采区底板区域治理工程,设计并实施浆液扩散范围示踪试验,在中间的水平分支孔(Z8-7)投放荧光剂(示踪剂),在两侧的水平分支孔(Z8-6、Z8-8)以及交叉分支检测孔(Z8JC)取岩屑样鉴别荧光水泥,以获得浆液扩散范围,进而在浆液扩散影响因素分析基础上,构建恒源煤矿底板区域注浆治理浆液扩散范围计算公式。结果表明:①综合岩屑现场及室内鉴别结果分析,获得恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围为38.3~44.0 m,且水泥分布密集区在水平分支孔浆液扩散范围30 m以内,该区域内注浆效果最佳。②通过现场岩屑快速鉴别与室内岩屑精准鉴别,取得的浆液扩散范围基本一致,证明了荧光示踪浆液扩散范围的有效性。③通过对比分析,认为在计算参数、边界约束等符合实际注浆工况条件下,浆液扩散范围理论计算和数值模拟结果,与现场示踪试验实测结果较为接近。④利用示踪试验过程中的压水试验及注浆参数、钻遇构造及水文地质响应等数据,考虑重力、构造、地下水径流等因素影响,借助SPSS非线性拟合软件,得到恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围计算公式。⑤基于恒源煤矿受注层实际地质、水文地质条件,利用拟合的浆液扩散范围计算公式得出Ⅱ63采区Z8场地浆液扩散范围为37.8~42.9 m,与浆液扩散范围示踪试验实测结果相近,计算公式可在类似条件下推广应用。本次煤矿底板区域注浆浆液扩散范围现场示踪工程试验,不仅取得了浆液扩散范围的真实数据,而且阐明了浆液扩散与多种地质、水文地质因素之间的内在联系,揭示了超深、超长定向钻注浆浆液扩散机理,构建了浆液扩散范围计算公式,为类似条件下底板区域治理工程水平分支孔孔间距的合理设计提供了参考依据。

关键词：底板区域治理浆液扩散范围示踪试验浆液扩散计算公式皖北矿区恒源煤矿

大采高综放工作面支架动态响应特征研究及应用

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煤炭学报 2024年

作者：蔺星宇徐刚张震高晓进刘晓刚刘前进中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部

采场支架动态响应特征包含支架增阻、活柱下缩等信息，是反映工作面矿压显现强度的重要指标，也是研究支架与围岩动态相互作用关系的基础。以曹家滩煤矿122108工作面为例，采用理论分析、数理统计等方法，明晰回采过程支架动态响应特征... 详细信息

采场支架动态响应特征包含支架增阻、活柱下缩等信息，是反映工作面矿压显现强度的重要指标，也是研究支架与围岩动态相互作用关系的基础。以曹家滩煤矿122108工作面为例，采用理论分析、数理统计等方法，明晰回采过程支架动态响应特征，揭示不同承载阶段支架增阻机制，实测分析工作面压裂前后矿压显现特征，并开展了来压前后支架增阻特性研究与应用。结果表明：在连续多个循环中支架呈“高阻力且活柱持续下缩”特征则工作面来压，可利用支架下缩信息评价历次来压的显现强度；顶板未断裂时，运用广义开尔文模型能较好表征该时期顶板缓慢活动；顶板断裂后，给定变形阶段支架呈对数型增阻，增阻速率由支架刚度、控顶距、断裂顶板失稳状态共同决定，给定载荷阶段支架呈指数或线性型增阻；采用支架工作阻力与高度双因素分析法能准确判断强矿压工作面矿压显现特征，压裂后工作面30m以上大来压步距占比大幅减小，10～28m来压持续距离占比降至2%，支架累计下缩量、下缩速度正态分布曲线整体降低；支架增阻类型、增阻速率的变化是判断工作面来压与否的一个显著特征，可作为预测工作面来压的新手段；运用支架均化增阻结果可预测顶板压力、反演顶板宏观下沉变化。以上研究成果对于完善支架与围岩相互作用关系，指导工作面顶板灾害预警与防治具有一定的参考意义。

关键词：支架动态响应支架与围岩作用关系强矿压来压周期支架增阻

基于Transformer编码器的循环流化床锅炉给煤建模与预测

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同方期刊数据库

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自动化应用 2024年第19期65卷 1-5页

作者：吕纪烈叶熠华周华山西兰花科技创业股份有限公司新材料分公司山西晋城048000 厦门大学化学化工学院化学工程与生物工程系福建厦门361005

提出一种基于Transformer编码器和卷积神经网络相融合的数据驱动方法,建立循环流化床锅炉给煤量软测量模型,解决山西某工业锅炉缺少给煤量实时监测问题。以循环流化床锅炉运行历史数作为据模型输入,首先使用Transformer编码器将输入数... 详细信息

提出一种基于Transformer编码器和卷积神经网络相融合的数据驱动方法,建立循环流化床锅炉给煤量软测量模型,解决山西某工业锅炉缺少给煤量实时监测问题。以循环流化床锅炉运行历史数作为据模型输入,首先使用Transformer编码器将输入数据映射至高维空间,通过注意力机制提取运行数据的相关特征信息;然后使用卷积神经网络对所提取的高维特征进行低维嵌入表征;最后通过全连接层实现循环流化床锅炉给煤实时预测。在实验部分通过训练数据,不仅比较了Transformer编码器与卷积神经网络融合后及单独使用的特征提取性能,还讨论了模型各项超参数对预测性能的影响。结果显示,本融合方法的决定系数(R2)达0.969 6,表明Transformer编码器与卷积神经网络相融合,可有效预测锅炉给煤量。

关键词：循环流化床锅炉软测量给煤预测卷积神经网络

温度影响下胶结充填体三轴压缩能量与损伤演化规律研究

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采矿与安全工程学报 2024年

作者：秦广鹏刘炜震杜兆文李宁葛政辰张中腾沈远东王磊山东科技大学资源学院山东科技大学煤矿充填开采国家工程实验室山东科技大学能源与矿业工程学院山东恒驰矿业装备科技有限公司兖矿能源集团股份有限公司鲍店煤矿神木县孙家岔镇朱概塔煤矿伊金霍洛旗呼氏煤炭有限责任公司

煤矿深部高地温环境已成为影响胶结充填体性能的关键因素之一，胶结充填体的稳定性对于支撑上覆岩层和控制地表沉降至关重要，而胶结充填体的损伤失稳必然伴随着能量的耗散。为了研究高地温环境下胶结充填体的能量与损伤演化特征，采用... 详细信息

煤矿深部高地温环境已成为影响胶结充填体性能的关键因素之一，胶结充填体的稳定性对于支撑上覆岩层和控制地表沉降至关重要，而胶结充填体的损伤失稳必然伴随着能量的耗散。为了研究高地温环境下胶结充填体的能量与损伤演化特征，采用岩石动态三轴仪，对不同温度（20℃、35℃和50℃）养护后的胶结充填体进行常规三轴压缩力学试验，结合能量守恒原理，分析了三轴压缩条件下胶结充填体弹性能、耗散能和总能量的演化特征，基于耗散能探讨了胶结充填体的损伤演化规律。结果表明：随养护温度的升高，在相同围压条件下三轴压缩结束时胶结充填体的耗散能、总能量和弹性能耗比均表现为先减小后增大。弹性能占比曲线和耗散能占比曲线近似呈“X”交叉，弹性能耗比曲线由趋于零的平稳转变为持续上升的现象可作为胶结充填体三轴压缩失稳破坏的前兆特征。基于耗散能建立的胶结充填体三轴压缩损伤本构模型可将胶结充填体的损伤演化过程分为初始损伤、损伤发展和损伤加速增长三个阶段，与试验数据进行对比从而验证了模型的合理性，模型能够较好地描述不同温度养护后的胶结充填体在三轴压缩下的损伤演化特性；通过得到的胶结充填体在三轴压缩结束时的损伤值证实了养护温度升高会使胶结充填体在养护过程中产生不同程度的热损伤。研究结果为评价深部高地温环境下胶结充填体的损伤失稳提供了参考依据。

关键词：养护温度胶结充填体三轴压缩耗散能损伤演化