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淮南矿区气煤二次氧化煤样物理吸氧特性实验研究

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煤炭技术 2024年第8期43卷 174-177页

作者：方有向淮南矿业(集团)有限责任公司地质勘探工程分公司安徽淮南232001

针对二次氧化煤样物理吸氧特性的系统研究,对于预防和治理采空区和老空区的自然发火隐患和灾害具有重要意义。以淮南矿业集团顾桥煤矿13#煤层的气煤煤样为研究对象,通过比表面积和煤的物理吸氧量实验,系统的气煤煤样在不同预氧化温度和... 详细信息

针对二次氧化煤样物理吸氧特性的系统研究,对于预防和治理采空区和老空区的自然发火隐患和灾害具有重要意义。以淮南矿业集团顾桥煤矿13#煤层的气煤煤样为研究对象,通过比表面积和煤的物理吸氧量实验,系统的气煤煤样在不同预氧化温度和不同预处理时间条件下,煤样和新鲜煤样的比表面积和物理吸氧能力的变化规律。研究发现,相较于新鲜煤样,经过预氧化处理后的煤样比表面积并非呈单调上升趋势,而是呈现先增大后降低的趋势,其峰值出现在70℃,相较于新鲜煤样增幅达到了1.97倍;经过预氧化处理,原先新鲜煤样中的微孔和超微孔在预处理过程的影响下变成了孔径为5~20 nm的中孔;物理吸氧量的变化趋势与BET比表面积的变化趋势具有较强的正相关性。研究成果为防治煤矿采空区和老空区自然发火提供必要的理论支撑。

关键词：气煤二次氧化物理吸氧量实验研究

高压水力冲孔治理条带瓦斯掩护煤巷掘进技术研究

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企业技术开发 2014年第17期 47-48页

作者：刘鹏飞平煤股份勘探工程处十二矿打钻工区

文章研究了高压水力冲孔掩护煤巷掘进的主要技术原理及优点,阐述了高压水力冲孔实施效果,着重总结了高压水力冲孔技术特点。研究表明,在严重煤与瓦斯突出的矿井,平煤股份十二矿采用水力冲孔后,通过对条带瓦斯的区域治理,有效提高了瓦斯... 详细信息

文章研究了高压水力冲孔掩护煤巷掘进的主要技术原理及优点,阐述了高压水力冲孔实施效果,着重总结了高压水力冲孔技术特点。研究表明,在严重煤与瓦斯突出的矿井,平煤股份十二矿采用水力冲孔后,通过对条带瓦斯的区域治理,有效提高了瓦斯抽放效果,降低了煤层瓦斯含量,释放了巷道煤岩弹性能,达到了防止煤与瓦斯突出的效果,有效提高了掘进工作面掘进速度。

关键词：高压水力冲孔条带瓦斯区域治理瓦斯抽放

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瓦斯抽采钻孔自动防喷系统研究及应用

煤矿机械 2024年第9期45卷 139-141页

作者：丁华忠杜雷刘韧葛全超张世涛张敬才淮南矿业(集团)有限责任公司地质勘探工程分公司安徽淮南232052 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

瓦斯抽采是解决突出矿井瓦斯喷出问题的主要方法,在钻孔施工时容易因瓦斯喷出而造成瓦斯超限。针对现有防喷装备依赖人工操作、安全性较差的问题,研发了一种与钻机集成安装且具有自动断电、封堵功能的瓦斯抽采自动防喷系统。在其主要功... 详细信息

瓦斯抽采是解决突出矿井瓦斯喷出问题的主要方法,在钻孔施工时容易因瓦斯喷出而造成瓦斯超限。针对现有防喷装备依赖人工操作、安全性较差的问题,研发了一种与钻机集成安装且具有自动断电、封堵功能的瓦斯抽采自动防喷系统。在其主要功能的基础上,对主要部件和电液联合控制系统展开研究。现场试验结果表明:该系统完成自动断电封堵的全流程工作时间不超过5 s;密封性能良好;对钻孔过程中产生的瓦斯喷出起到了有效的防护作用,在一定程度上杜绝了瓦斯超限。

关键词：瓦斯抽采钻孔自动防喷

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钻孔瓦斯防喷装置的研制与应用

煤矿机械 2024年第8期45卷 139-142页

作者：丁华忠杜雷方有向魏涛张世涛景慎怀淮南矿业(集团)有限责任公司地质勘探工程分公司安徽淮南232052 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

传统的钻孔瓦斯抽采技术虽在一定程度上有效,但仍存在诸多局限性,尤其是在防喷、防火和防尘方面的不足。针对这些问题,通过对常规防喷装置进行深入分析,研制了一种新型瓦斯防喷装置。该装置集成了孔口集尘装置、钻杆尾部抽采、风水联动... 详细信息

传统的钻孔瓦斯抽采技术虽在一定程度上有效,但仍存在诸多局限性,尤其是在防喷、防火和防尘方面的不足。针对这些问题,通过对常规防喷装置进行深入分析,研制了一种新型瓦斯防喷装置。该装置集成了孔口集尘装置、钻杆尾部抽采、风水联动装置及引射流除尘器等多种创新技术,旨在全面提高瓦斯抽采的安全性和效率。现场试验表明,该装置取得了显著成效,实现了瓦斯零超限的目标,为煤矿瓦斯治理提供了技术参考。

关键词：瓦斯抽采钻孔抽采防喷装置零超限

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原岩应力井下测量钻孔合理深度研究

采矿与安全工程学报 2024年第4期41卷 845-852页

作者：马文顶周嘉乐张源郝佑民杜广立中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精准勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 大屯煤电(集团)有限责任公司孔庄煤矿江苏徐州221611

围绕地应力测试钻孔合理深度,采用弹性力学理论,建立了巷道围岩应力分布的无量纲数学模型,分析了不同侧压系数和误差等级下巷道围岩中原岩应力边界范围;采用数值模拟方法,研究了不同巷道宽度和高度时巷道围岩中的应力分布规律,揭示了巷... 详细信息

围绕地应力测试钻孔合理深度,采用弹性力学理论,建立了巷道围岩应力分布的无量纲数学模型,分析了不同侧压系数和误差等级下巷道围岩中原岩应力边界范围;采用数值模拟方法,研究了不同巷道宽度和高度时巷道围岩中的应力分布规律,揭示了巷道围岩中原岩应力边界深度与巷道尺寸的关系,得到了地应力测试钻孔的合理深度并在现场进行了验证。结果表明:巷道围岩应力分布与巷道无量纲半径R及侧压系数λ密切相关;巷道开挖应力影响范围为3~5倍巷道半径;当λ平的椭圆形;当λ>1时,影响范围边界为长轴过巷道中心且竖直的椭圆形;|λ-1|的值越大,长轴与短轴的比值越大;垂直巷道帮部施工地应力测试孔时,钻孔深度取1~2倍的巷道宽度;垂直巷道顶板施工钻孔时,深度为1.5~2.5倍巷道宽度;随着巷道宽度和高度的增加,巷道围岩中原岩应力边界深度逐渐增加;巷道宽度对原岩应力深度的影响明显大于巷道高度。综合来看,2倍巷道宽度可以作为地应力测试钻孔深度下限。

关键词：地应力钻孔深度应力解除数值模拟

深层富有机质页岩孔隙结构分形特征及其地质意义——以四川盆地威远地区下志留统龙马溪组为例

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天然气工业 2024年第3期44卷 108-118页

作者：管全中董大忠孙莎莎胡澜潇漆麟李冲达陈诚陈鑫成都理工大学中国石油勘探开发研究院中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部中国石油集团川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院

与中、浅层页岩不同,四川盆地南部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层富有机质页岩经历了复杂的成岩作用,发育不同的孔隙结构,影响页岩气的赋存状态。为了探讨深层富有机质页岩的孔隙结构、分形特征及其对页岩气富集的影响,以该... 详细信息

与中、浅层页岩不同,四川盆地南部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层富有机质页岩经历了复杂的成岩作用,发育不同的孔隙结构,影响页岩气的赋存状态。为了探讨深层富有机质页岩的孔隙结构、分形特征及其对页岩气富集的影响,以该盆地南部威远地区龙马溪组页岩为研究对象,综合运用有机碳分析、X射线衍射、高分辨率扫描电镜和低温氮气吸附等测试手段,定量表征研究区深层富有机质页岩储层的基础参数及其孔隙结构特征;并运用FHH分形理论,结合低温氮气吸附实验,计算页岩孔隙分形维数,讨论孔隙结构的影响因素及其地质意义。研究结果表明:(1)研究区龙马溪组深层页岩有机质含量(TOC)高,平均值为2.04%,石英等脆性矿物含量占38.00%~73.00%;(2)龙马溪组深层页岩储层普遍发育墨水瓶状有机孔、狭缝型或平板状无机孔等,BET比表面积介于1.252~28.676 m^(2)/g,BJH孔体积介于0.013 192~0.063 874 cm^(3)/g;(3)深层页岩孔隙分形具有明显的分段性,分形维数D_(2)>D_(1),孔隙结构受页岩组成控制,分形维数受控于比表面积和孔径,且与TOC密切相关;(4) LM1—LM3笔石带沉积的富有机质硅质页岩TOC高、分形维数D_(1)和D_(2)值大,介孔BET比表面积和BJH孔体积最大,既有较多的气体吸附位点赋存吸附气,又有良好的孔隙空间贮存游离气,是深层页岩气富集的“甜点段”。结论认为,综合页岩品质参数和分形维数特征可有效评价页岩气富集的“甜点段”,并对实现深层页岩气的增储上产具有现实的指导意义。

关键词：四川盆地威远地区下志留统龙马溪组深层页岩孔隙结构分形特征

基于CSPNet-YOLOv7目标检测算法的煤矸图像识别模型

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煤炭科学技术 2024年第S01期52卷 238-248页

作者：韦小龙王方田何东升刘超徐大连中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 永城煤电集团股份有限公司河南永城476600 徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿江苏徐州221616

煤矸识别技术是矿井智能化建设的关键技术之一,针对工作面低照度高粉尘环境造成的煤矸识别模型精度不高以及小目标煤矸难以识别的问题,提出一种基于CSPNet-YOLOv7目标检测算法的煤矸图像识别模型。采用跨阶段部分网络(Cross Stage Parti... 详细信息

煤矸识别技术是矿井智能化建设的关键技术之一,针对工作面低照度高粉尘环境造成的煤矸识别模型精度不高以及小目标煤矸难以识别的问题,提出一种基于CSPNet-YOLOv7目标检测算法的煤矸图像识别模型。采用跨阶段部分网络(Cross Stage Partial Network,CSPNet)改进YOLOv7模型的主干特征提取网络,优化梯度信息减少网络参数,同时采用递归特征金字塔(Recursive Feature Pyr-amid,RFP)和可切换卷积(Switchable Auto Convolution,SAC)替换颈部特征提取网络中简单的上下采样和普通卷积模块,并采用3次迁移训练进行不同宽度和深度的特征学习,增强网络的泛化能力。试验结果表明,CSPNet-YOLOv7模型的平均精度均值为97.53%,准确率为92.24%,召回率为97.91%,F1得分为0.95,模型的参数量为30.85×10^(6),浮点运算次数为42.15×10^(9),每秒传输帧数为24.37 f/s,与YOLOv7模型相比,平均精度均值提高了7.46%,参数量和浮点运算次数分别降低了17.23%和60.41%,相较于FasterRCNN-Resnet50、YOLOv3、YOLOv4、MobileNet V2-YOLOv4、YOLOv4-VGG、YOLOv5s模型、CSPNet-YOLOv7模型对煤矸识别的平均精度均值最高,同时参数量和浮点运算次数较小,在识别精度和速度之间有着较好的平衡。最后,通过井下现场试验验证了CSPNet-YOLOv7模型,为煤矸精准识别提供了有效技术手段。

关键词：煤矸识别 YOLOv7 跨阶段部分网络递归特征金字塔可切换自动卷积迁移学习

红层砂岩纳米级致色剂赋存状态及地质意义——以鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群红层砂岩为例

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地质学报 2024年第6期98卷 1803-1813页

作者：马勇杨程宇蔡超秦长彩张朝辉李磊钟宁宁中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油辽河油田公司勘探开发研究院辽宁盘锦124010 内蒙古煤炭建设工程(集团)总公司内蒙古呼和浩特010090

红层是地球上广泛分布且具有特定指示环境意义的沉积物,一般认为在水体氧化环境下形成的赤铁矿胶结物是其主要致色矿物。目前,针对红层致色矿物的研究多停留在矿物识别层面,缺乏对其微观赋存状态及成因机制的深入研究。本文以鄂尔多斯... 详细信息

红层是地球上广泛分布且具有特定指示环境意义的沉积物,一般认为在水体氧化环境下形成的赤铁矿胶结物是其主要致色矿物。目前,针对红层致色矿物的研究多停留在矿物识别层面,缺乏对其微观赋存状态及成因机制的深入研究。本文以鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群陆相红层为例,采用岩芯-薄片-阴极发光-氩离子抛光扫描电镜的多尺度表征技术,首次揭示了红层砂岩纳米级致色剂——赤铁矿胶结物的微观赋存状态,并在此基础重新探讨了其成因机制。研究发现,红层砂岩致色剂赤铁矿胶结物主要为针状或片状,具有两种微观赋存状态:①呈包裹型发育在净砂岩的颗粒周缘,单个矿物颗粒长度在500~1000nm之间,宽度在50nm以下;②呈充填型发育在黏土矿物及云母等矿物颗粒的解理缝中,常常顺解理定向排列,受解理缝空间限制,单个矿物颗粒更小,长度一般小于500nm,宽度在30nm以下。红层砂岩中赤铁矿的产状和赋存状态表明其为褐铁矿早期脱水形成,在此之后又发育两期方解石胶结物,因此赤铁矿胶结物应主要形成于沉积和浅埋藏期,而非沉积后的抬升期。砂岩中赤铁矿胶结物的形成过程指示了一个干旱内陆沉积背景下大气水氧含量高的环境特征,这同样也是地质历史时期内的冰室状态,说明鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群的红层砂岩对研究该时期全球冰室状态也具有重要启示意义。

关键词：赤铁矿胶结物红层砂岩志丹群鄂尔多斯盆地

中晚三叠世鄂尔多斯盆地两期沉降及其形成机制

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 501-512页

作者：邓秀芹楚美娟王龙陈修王妍心低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安710018 中国石油长庆油田公司勘探事业部西安710018 中国石油长庆油田公司勘探开发研究院西安710018

基于近年来新补充的大量深井资料,深入开展中晚三叠世鄂尔多斯盆地沉降作用研究,提出该沉积期鄂尔多斯盆地经历了两期重要沉降事件,并对两期沉降作用下的地层发育特征、岩性组合、汇水区分布、沉积演化等进行系统对比分析。认为两期沉... 详细信息

基于近年来新补充的大量深井资料,深入开展中晚三叠世鄂尔多斯盆地沉降作用研究,提出该沉积期鄂尔多斯盆地经历了两期重要沉降事件,并对两期沉降作用下的地层发育特征、岩性组合、汇水区分布、沉积演化等进行系统对比分析。认为两期沉降作用均是印支期秦岭构造活动在其北侧克拉通边缘的响应;延长组10段沉降幅度大,碎屑供给多,沉积速率快,以较粗碎屑充填为主,快速沉降伴随快速堆积,地层自东北向西南呈楔形增厚,沉降中心位于盆地西南环县—镇原—庆阳—正宁一带,地层厚800~1 300 m,沉降中心与沉积中心偏离,发育多个汇水区,此时尚未形成统一湖盆;延长组7段沉积期,在构造沉降与卡尼期暴雨事件共同作用下,形成了大面积深水坳陷,沉积速率慢,沉降中心与沉积中心基本重合,均位于麻黄山—华池—黄陵一带,沉降中心深水沉积厚120~320 m,以细粒沉积为主;两期沉降机制存在差异,早期沉降与秦岭地区中三叠世勉略洋向北俯冲相关,在挤压背景下强烈拗陷,晚期沉降为晚三叠世后碰撞弱伸展动力环境下的结果。

关键词：鄂尔多斯盆地长10段沉积期长7段沉积期沉降中心沉积中心沉降机制秦岭造山带印支运动

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