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能源技术与管理 2024年第1期49卷 58-61页

作者：孔亮河南能源化工集团永贵能源开发有限公司新田煤矿贵州毕节551500

为了解决回采巷道超前支护段的顶帮移近、围岩变形对生产安全造成的影响,通过对围岩变形以及应力分布特征的模拟分析,优化了原有巷道的支护方式,经过对比模拟实验,确定了注浆锚索的支护参数,有效控制了巷道形变,围岩控制取得显著效果。

关键词：注浆锚索回采巷道超前支护顶板管理

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首山一矿深部地应力分布规律及影响因素

煤炭学报 2024年第5期49卷 2360-2375页

作者：郭德勇揣筱升张铁岗郭明生中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响... 详细信息

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响,确定了影响地应力分布的主控因素。研究表明:多元回归反演分析法获得的地应力计算值与实测值吻合,相对误差小于20%,结果可靠。矿井煤岩体处于三维压应力状态,煤层主应力关系为S_(H)>S_(V)>S_(h),地应力由矿井北部向南部呈现先增大后减小再增大的变化趋势,地应力为28~44 MPa,属于高应力水平,地应力方向为NEE向。埋深影响地应力大小和类型,随埋深增加主应力增大,应力场类型向准静水压力场过渡;岩性与地应力密切相关,从泥岩到砂岩或灰岩,地应力增大,弹性模量越大地应力越大,地层岩性的差异造成地应力大小离散分布、应力方向偏转角不超过10°;矿井地应力与埋深、弹性模量的关系可表示为σ_(H)=0.0350H+0.4681E−8.5513。地质构造是影响首山一矿地应力分布的主控因素,褶皱形态控制地应力的水平应力分布,向斜内弧应力值大于背斜内弧,且褶皱弯曲程度越大,其内弧地应力越大,应力梯度越大;断层带内应力降低、断层尖灭端应力集中,地应力方向沿着断层走向偏转,与断层走向夹角越大,应力方向偏转角越大;断层切割复式褶皱时,断层与向斜构造组合区应力值大于断层与背斜构造组合区,且断褶构造组合造成地应力方向分布紊乱。

关键词：地应力测量应力解除法构造物理首山一矿

采动应力作用下煤与瓦斯突出过程中孔隙压力与温度变化规律研究

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煤炭学报 2024年

作者：张建国王满张东明余北辰王玉杰炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室中国平煤神马能源化工集团有限责任公司重庆大学资源与安全学院

煤与瓦斯突出是采动应力等多重因素作用下，煤层发生破裂并伴随瓦斯迅速释放的复杂现象。深入剖析突出过程中应力、孔隙压力及温度的动态变化，对于揭示煤与瓦斯突出的本质机理、制定有效的煤矿突出防治措施具有重要意义。为了研究采动... 详细信息

煤与瓦斯突出是采动应力等多重因素作用下，煤层发生破裂并伴随瓦斯迅速释放的复杂现象。深入剖析突出过程中应力、孔隙压力及温度的动态变化，对于揭示煤与瓦斯突出的本质机理、制定有效的煤矿突出防治措施具有重要意义。为了研究采动应力变化对煤与瓦斯突出过程的诱导机制，本文结合平煤十二矿戊组煤与己组煤部分区域上下叠加关系造成的煤体支承压力异常现象，利用多场耦合煤岩体动力灾害防控技术模拟系统开展了煤与瓦斯突出模拟试验，试验过程中详细记录了气压与温度的动态变化，并深入探讨了动荷载持续作用对煤与瓦斯突出过程气体压力与温度的影响。试验结果表明：采动应力持续加载造成应力集中现象加剧，引起煤体孔隙裂隙面积减小，内部孔隙压力升高，促进了煤与瓦斯的流动和传输，可能提前诱导煤与瓦斯突出。高频动荷载会使孔隙压力上升更快，当达到爆破临界压力导致突出事件发生，大量气体迅速释放，气体压力急剧下降。在温度演化方面，初始注气阶段由于气体分子间相互作用力增强、气体压缩过程中做功转化为热能以及气体的逐渐释放，煤体内部温度呈现上升趋势。随着进入吸附平衡阶段，内部气体压力趋于稳定，煤体内部的热量逐渐向外环境散失，温度略有下降。在注气诱导突出阶段，动荷载和气体注入的共同作用使腔体内部煤体温度再次升高。而在诱发突出阶段，由于气体的快速释放，温度大幅度下降。在煤矿生产中，制定控制煤与瓦斯突出事故的措施时，必须充分考虑采动应力对突出过程的影响。

关键词：煤与瓦斯突出采动应力温度孔隙压力煤层形态

采动破坏新近系地层隔水性能恢复可行性试验研究

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当代化工研究 2024年第12期 40-42页

作者：李奎水新汶矿业集团(伊犁)能源开发有限责任公司一矿新疆835306

由于伊犁一矿煤层与松散层含水层距离小,基岩薄且极软弱破碎,开采易产生突水、突泥、溃砂现象,新近系上部隔水层是煤层开采的关键隔水层,其受采动破坏的隔水性能恢复可行性成为影响工作面开采突水突泥溃砂的关键因素。为探讨分析伊犁一... 详细信息

由于伊犁一矿煤层与松散层含水层距离小,基岩薄且极软弱破碎,开采易产生突水、突泥、溃砂现象,新近系上部隔水层是煤层开采的关键隔水层,其受采动破坏的隔水性能恢复可行性成为影响工作面开采突水突泥溃砂的关键因素。为探讨分析伊犁一矿新近系地层受采动破坏后隔水性能恢复可行性,以伊犁一矿SW-3孔采取的新近系地层为研究对象,通过进行X射线衍射分析获得岩石的矿物成分及其含量,扫描电镜获得岩石内部结构形态,并利用RT多场耦合试验仪,分析新近系地层试样不同裂隙宽度在相同的试验条件下对应的渗透率变化情况,判断隔水层恢复的可行性。试验结果表明采动破坏新近系地层表现出隔水性恢复性能,采动裂缝宽度越小,裂隙愈合能力越强,裂隙愈合时间越短。

关键词：新近系地层采动裂隙隔水性能恢复渗透性裂隙愈合

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基于复合岩体弹性模量优化底板注浆加固深度

矿业研究与开发 2024年第4期44卷 138-143页

作者：许成富苗葳张博淞李磊王立彬焦作煤业(集团)有限责任公司九里山矿河南焦作市454002 中国矿业大学(北京)能源学院北京100083 焦作煤业(集团)有限责任公司河南焦作市454002

以焦作矿区底板注浆加固改造工作面为研究背景,采用超声波法实测工作面底板注浆前后岩体弹性模量,定量分析了注浆深度范围内复合岩层整体强度变化特征,研究了底板注浆加固对工作面复合岩层底板破坏带的影响。结果表明:经注浆加固后,底... 详细信息

以焦作矿区底板注浆加固改造工作面为研究背景,采用超声波法实测工作面底板注浆前后岩体弹性模量,定量分析了注浆深度范围内复合岩层整体强度变化特征,研究了底板注浆加固对工作面复合岩层底板破坏带的影响。结果表明:经注浆加固后,底板泥岩、砂质泥岩、砂岩、L9灰岩、L8灰岩的弹性模量分别增长了640%~852%、241%~641%、221%~247%、176%、40%~159%,底板破坏深度由30.59 m降低至11.7 m,减少了约62%;随着注浆加固后底板破坏深度减小,绝对隔水层厚度随之增加,对工作面底板注浆加固深度进行优化,采用双层立体布孔方式,在保证底板注浆效果的同时,降低3140 m工程总钻探进尺,并较原计划节约了35 d施工工期。

关键词：大水矿床开采弹性模量底板注浆加固复合岩体强度超声波法

新时代推进国有企业纪检监察工作高质量发展的实践与探索

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中国煤炭工业 2024年第6期 73-75页

作者：刘道龙河南能源化工集团化工新材料有限公司

纪检监察工作是党和国家工作的重要组成部分,是全面从严治党的重要抓手。近年来,河南能源化工集团化工新材料有限公司坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,紧紧围绕企业中心大局,创新思路抓落实,围绕中心强担当,着力把“一建... 详细信息

纪检监察工作是党和国家工作的重要组成部分,是全面从严治党的重要抓手。近年来,河南能源化工集团化工新材料有限公司坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,紧紧围绕企业中心大局,创新思路抓落实,围绕中心强担当,着力把“一建二做三聚焦”作为抓好纪检监察工作的有效抓手,有效破解现有体制机制下企业纪检监察工作中的难点问题;细化落实河南能源集团“585”全面从严治党责任体系,做深做实8项纪检监察日常工作;聚焦重点关键护航企业发展根基,有效发挥企业纪检监察机构监督保障执行、促进完善发展作用,在企业上下营造了风清气正、干事创业的良好政治生态,较好地实现了以纪检监察高质量推动企业改革发展高质量。

关键词：习近平新时代中国特色社会主义思想纪检监察机构纪检监察工作风清气正化工新材料围绕中心监督保障创新思路

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贵州新田矿区顶板L型水平井煤层气抽采技术

煤 2024年第1期33卷 35-41页

作者：别小飞李广生张青松陈祖国河南省煤层气开发利用有限公司河南郑州450000 河南省瓦斯治理研究院有限公司河南郑州450000 永贵能源开发有限责任公司新田煤矿贵州黔西551507 中国矿业大学(北京) 北京100080

针对碎软煤层瓦斯灾害频发、瓦斯抽采困难、顺煤层水平井钻进困难的问题,在借鉴“虚拟储层”思路和页岩气开发技术的基础上,以新田矿区9号煤层为对象,研究分析了煤层顶板L型水平井分段压裂抽采技术。通过目标区及目标层位优选、井身结... 详细信息

针对碎软煤层瓦斯灾害频发、瓦斯抽采困难、顺煤层水平井钻进困难的问题,在借鉴“虚拟储层”思路和页岩气开发技术的基础上,以新田矿区9号煤层为对象,研究分析了煤层顶板L型水平井分段压裂抽采技术。通过目标区及目标层位优选、井身结构优化、井眼轨迹精准控制技术、多簇定向射孔分段压裂精确优化工艺技术及排采作业精细控制技术,形成了煤层顶板L型水平井煤层气高效抽采技术体系。结合工程实践,顶板L型水平井在新田矿区取得了产能突破,最高日产气量达到了5334 m^(3)/d,并获得了长期稳产高产的试验结果。顶板L型水平井分段压裂高效抽采技术的成功应用,为具有类似地质条件的高突矿井煤层气抽采及煤矿区瓦斯治理提供了技术方向引领。

关键词：顶板L型水平井定向射孔分段压裂抽采

煤层瓦斯抽采信息化APP智能系统开发与应用研究

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矿业研究与开发 2024年第9期44卷 186-193页

作者：华明国李安红刘扬赵宇杰崔宝库姚邦华潞安化工集团有限公司能源事业部地测部山西长治市046200 潞安化工集团郭庄煤业有限责任公司山西长治市046200 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁沈阳113122 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作市454000

瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的主要技术手段,数值模拟是指导瓦斯抽采方法选择、评价瓦斯抽采效果的重要方法。而传统的建模流程和所需数学模型非常复杂,导致大部分仿真软件无法大范围普及,为此,基于COMSOL软件开发了综合考虑煤层物理力学参... 详细信息

瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的主要技术手段,数值模拟是指导瓦斯抽采方法选择、评价瓦斯抽采效果的重要方法。而传统的建模流程和所需数学模型非常复杂,导致大部分仿真软件无法大范围普及,为此,基于COMSOL软件开发了综合考虑煤层物理力学参数和瓦斯参数的瓦斯抽采信息化APP智能系统。研究结果表明:APP智能系统数值模拟得到普通钻孔流量与实测数据的误差为7.7%,水力造穴钻孔流量与实测数据的误差为4.9%,钻孔流量衰减规律与实际情况变化规律基本一致,表明了参数优选的正确性以及APP智能系统数值模拟方法的可靠性;该APP智能系统操作简单,可以对抽采方式、抽采参数、增透措施等进行优化,极大简化了瓦斯抽采不同工况下的模拟工作量。依据APP智能系统数值模型模拟计算了山西某矿3^(#)煤层瓦斯抽采情况,随着抽采时间的增加,瓦斯抽采总量不断增加,产气速率整体上呈现下降趋势。研究成果可为矿井瓦斯抽采方案的制定及相关研究奠定基础。

关键词：煤层瓦斯治理煤层瓦斯抽采信息化 APP智能系统钻孔流量数值模拟

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深井不同层位底板岩巷与煤巷相互影响研究

煤炭工程 2024年第8期56卷 1-6页

作者：张建国翟成唐伟中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467000 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

深井煤巷掘进突出危险性高,布置底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是降低煤层瓦斯压力、掩护煤巷安全掘进的有效方法。底板岩巷的层位布置及其与上部煤巷之间的相互影响是值得研究的问题。本研究通过数值分析方法,以首山一矿为工程背景,基于采... 详细信息

深井煤巷掘进突出危险性高,布置底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是降低煤层瓦斯压力、掩护煤巷安全掘进的有效方法。底板岩巷的层位布置及其与上部煤巷之间的相互影响是值得研究的问题。本研究通过数值分析方法,以首山一矿为工程背景,基于采面地质条件建立了离散元数值模型;根据巷道掘进先后关系,从岩层应力变化、围岩变形、损伤分布分析了不同垂距下底板岩巷与上部煤巷之间的相互影响。研究结果表明:底板岩巷对上部煤层有一定的卸压作用,随着两巷垂距的增加,煤体应力降低幅度减小;煤巷掘进对底板岩巷围岩变形有较大影响,增加垂距会降低影响程度;底板岩巷的围岩损伤受底板岩巷层位选择的影响较大,损伤区域主要发生在软岩层、薄岩层附近。首山一矿工作面最终确定底板岩巷与煤巷的垂距为12 m,现场考察结果表明此垂距下底板岩巷和煤巷稳定性良好。

关键词：底板岩巷垂距层位布置数值分析围岩损伤

基于煤岩煤质多元指标的BP神经网络焦油产率预测方法研究

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煤田地质与勘探 2024年第7期52卷 108-118页

作者：乔军伟王昌建赵泓超师庆民张煜范琪王朵袁丹丹西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安科技大学陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 陕西煤业化工集团有限责任公司陕西西安710100 中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054

【目的】焦油产率是煤低温干馏利用最重要的煤质参数,决定着富油煤的清洁利用方向。但由于多方面的原因,在煤炭地质勘查阶段对煤焦油产率的测试数据十分有限,极大地制约了富油煤的精细评价和高效利用。【方法】为了提高富油煤精细评价... 详细信息

【目的】焦油产率是煤低温干馏利用最重要的煤质参数,决定着富油煤的清洁利用方向。但由于多方面的原因,在煤炭地质勘查阶段对煤焦油产率的测试数据十分有限,极大地制约了富油煤的精细评价和高效利用。【方法】为了提高富油煤精细评价的科学性和准确性,以陕北侏罗纪煤田以往测试1073组煤岩煤质数据为基础,并筛选出显微组分、工业分析、元素分析、灰成分分析等20项煤岩煤质参数齐全的141组数据,利用BP神经网络算法分别建立了20项煤岩煤质指标的焦油产率预测模型和以4项工业分析为基础的焦油产率预测模型,并对预测模型的准确性和合理性进行分析评价。【结果和结论】结果表明:以20项煤岩煤质指标为特征建立的预测模型最终训练均方误差为0.30,测试集数据预测结果平均绝对误差为0.65;以4项工业分析指标为特征建立的预测模型最终训练均方误差为1.07,测试集数据预测结果平均绝对误差为1.35;扩展集数据在两个模型中预测结果平均绝对误差分别为0.84和1.34,显示出20项煤岩煤质指标比4项工业分析煤质指标建立的预测模型具有更高的拟合优度和泛化性能。利用SHAP算法进一步对预测模型中20项煤岩煤质指标的重要性进行量化分析,显示出镜质组、氢元素、三氧化二铁、水分、挥发分、碳元素、壳质组、氧元素含量是焦油产率的正向影响因素,三氧化二铝、惰质组、固定碳、灰分、二氧化硅含量是焦油产率的负向影响因素,模型中煤岩煤质与焦油产率之间的内在联系很好地契合了地质上对焦油产率影响因素的基本认识,该焦油产率预测模型可以很好地应用于陕北侏罗纪煤田的焦油产率预测,为陕北地区富油煤的清洁高效利用提供支撑。

关键词：焦油产率 BP神经网络机器学习富油煤陕北侏罗纪煤田