检索结果-南通市图书馆

褶曲翼部区煤层倾角变化诱发冲击地压机理及其防治研究

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矿业安全与环保 2024年第2期51卷 82-89页

作者：杨增强刘畅刘思佳裴宗远舒通江苏建筑职业技术学院交通工程学院江苏徐州221116 徐州矿务集团有限公司江苏徐州221018 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 中煤科工开采研究院有限公司北京100013

以宝积山煤矿七采区内褶曲翼部影响区为工程地质背景,采用现场调研统计、理论计算分析、数值模拟运算等方法,对开采煤层倾角变化诱冲机理进行研究,提出协同控制防治冲击地压方案并进行了现场工业性试验。结果表明:随着煤层倾角增大,煤... 详细信息

以宝积山煤矿七采区内褶曲翼部影响区为工程地质背景,采用现场调研统计、理论计算分析、数值模拟运算等方法,对开采煤层倾角变化诱冲机理进行研究,提出协同控制防治冲击地压方案并进行了现场工业性试验。结果表明:随着煤层倾角增大,煤柱侧内高集中静载呈现出逐渐增大的规律,实体煤侧内高集中静载呈现出逐渐减小的规律;在煤层倾角较小的条件下,厚硬关键层更容易在采空区两侧边界位置发生破断,诱使其悬空段中部区域瞬间发生破断进而形成扰动强度较大的远场应力扰动;关键块体B在煤层倾角较小且埋深较大的条件下极易发生回转失稳,进而形成扰动强度较小的近场应力扰动。该方法对于冲击地压的防治效果显著。

关键词：褶曲翼部倾角变化冲击地压协同控制技术数值模拟电磁辐射

视频AI算法分析的煤矿固体智能充填开采方法

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煤炭科学技术 2024年

作者：张强曹津铭杨康白雨邓攀博杨子中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室陕西煤业化工集团陕西小保当矿业有限公司香港大学统计与精算学系

固体充填开采方法在处理煤基固废和控制地表沉降方面具有较大优势，但其充填效率低、接续时间长、劳动强度大等问题制约着绿色充填开采的发展。针对固体充填技术升级的内生动力、行业发展的迫切需求以及矿山智能化建设的必然趋势，提出... 详细信息

固体充填开采方法在处理煤基固废和控制地表沉降方面具有较大优势，但其充填效率低、接续时间长、劳动强度大等问题制约着绿色充填开采的发展。针对固体充填技术升级的内生动力、行业发展的迫切需求以及矿山智能化建设的必然趋势，提出视频AI算法分析的固体智能充填方法。本文首先通过分析该固体智能充填方法的内涵及难点，构建出视频AI算法分析的固体智能充填开采方法系统构架，阐述视频AI算法的工作原理与实现流程，并给出视频AI算法可以实现的功能。根据不同地质条件分析了关键充填装备在不同工序下的影响因素，通过Creo进行液压支架骨架建模，实现液压支架在不同工况下机构的运动，给出对应的调控判据及路径，并设计关键充填装备在不同工序下的控制算法流程。根据视频算法特征及算法优缺点初步选择了图像识别算法，将构建好的目标数据集经过算法模型的训练及调参最终确定了最佳算法及对应的参数。通过某矿充填面应用效果分析，SVM各评价指标均优于其他算法，表明SVM模型在工况判别时表现出色，具有高度的准确性及可靠性。本研究可实现关键充填装备机构非正常工况的识别及调控、提高充填效率、机构位姿参数识别、充填空间夯实效果展示，可为视频AI算法分析的固体智能充填开采技术研发与应用提供理论指导。

关键词：视频AI算法工况识别与调控充填效率位姿识别

蒙东草原区大型露天煤矿减损开采与生态修复关键技术

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采矿与安全工程学报 2023年第5期40卷 905-915页

作者：李全生煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室国家能源投资集团有限责任公司北京100011

基于蒙东草原区生态功能重要、气候酷寒、半干旱、土壤瘠薄的本底生态特征和国家能源安全作用突出、煤炭储量大、开采条件好的资源开发特征,以生态减损为主线,提出了“开采源头减损与系统修复一体化”的大型煤电基地生态修复理念与模式... 详细信息

基于蒙东草原区生态功能重要、气候酷寒、半干旱、土壤瘠薄的本底生态特征和国家能源安全作用突出、煤炭储量大、开采条件好的资源开发特征,以生态减损为主线,提出了“开采源头减损与系统修复一体化”的大型煤电基地生态修复理念与模式;针对蒙东草原区生态数据采集与监测难题,创建了酷寒草原区“地下-地表-空-天”全空间多尺度煤炭开采生态影响监测技术体系,可实现对酷寒地区(最低-47℃)多生态要素实时监测和数据传输;基于监测系统数据采集和分析,从宏观、中观、微观尺度研究了大型露天开采对多生态要素的影响特点,揭示了大型露天煤矿开采对水、土、植被等草原生态要素及系统的影响规律;根据露天开采的特点,结合蒙东草原区生态本底特征,研发了蒙东草原区露天煤矿节地增时减损型开采、大型露天矿生态减损型排弃、露天开采生态多要素系统修复等关键技术。通过技术体系的实施,解决了蒙东草原区露天开采水资源保护和利用问题。

关键词：蒙东草原区大型煤电基地露天开采生态减损型开采生态修复

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承压含水层水压传递速率变化规律

煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 79-88页

作者：王文学王柏森高艳卫吴冰聂天宇华北水利水电大学河南省岩土力学与结构工程重点实验室河南郑州450045 新疆煤系资源勘探与开采重点实验室新疆乌鲁木齐830023 华北水利水电大学河南省崩滑流监测与早期预警国际联合实验室河南郑州450045 航天规划设计集团有限公司北京102627

含水层内水压以能量的形式传递,其传递速率远大于水质点的迁移速率,水压传递速率对高压水体下工程安全施工及灾害预测预报具有重要意义。以无黏性土承压含水层为研究对象,通过理论分析、数值模拟、现场试验及室内物理模型试验等方法对... 详细信息

含水层内水压以能量的形式传递,其传递速率远大于水质点的迁移速率,水压传递速率对高压水体下工程安全施工及灾害预测预报具有重要意义。以无黏性土承压含水层为研究对象,通过理论分析、数值模拟、现场试验及室内物理模型试验等方法对水压传递速率变化规律进行探讨。结果表明:含水层中水压变化传递具有明显的滞后性,传递速率并不是无限大或接近声速,且存在随传递距离增加逐渐衰减的现象,水压径向传递的滞后时间t与水压传递距离r呈二次幂函数关系;稳定边界压力水头越大,在承压含水层中同等水压变量的传递速率越快,渗透系数越大水压传递速率越快;当渗透系数一定时,水压传递滞后时间与传播距离的拟合系数C随边界稳定压力水头的增加呈一阶指数函数减小;现场试验表明,边界稳定压力水头差异性不大时,在传输距离较远的条件下,其水压传递平均速率基本相当;室内试验表明,瞬态脉冲水压力随传递距离增加,波形发生明显变异,峰值压力逐渐减小、脉冲压力波波长变大、峰值压力传递速率减小,随传输距离的增加其传递速率呈指数函数衰减,说明瞬态脉冲水压力能量随传输距离增加快速衰减;瞬态脉冲压力值越大其初始阶段的传递速率越快,但随传输距离的增加其传递速率衰减幅度更大。研究成果对水压传递速率变化规律的影响机制及其应用于地下工程突水灾害预测及防治具有重要的理论及实践指导意义。

关键词：无黏性土承压含水层水压力传递速率滞后效应压力传导系数衰减规律

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绿色开采定量分析与深部仿生绿色开采模式

煤炭学报 2019年第11期44卷 3281-3294页

作者：张建民李全生曹志国郭洋楠郭俊亭煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100021 国家能源投资集团有限责任公司北京100021

绿色开采是煤炭规模化开采向现代生态文明开采的技术跨越,绿色开采水平的科学评价则是建立适用绿色开采模式与实践效果检验的重要方法。研究基于前人成果分析,试图从生态学视角将传统的采矿系统与生态系统相融合构建采矿生态系统,采用... 详细信息

绿色开采是煤炭规模化开采向现代生态文明开采的技术跨越,绿色开采水平的科学评价则是建立适用绿色开采模式与实践效果检验的重要方法。研究基于前人成果分析,试图从生态学视角将传统的采矿系统与生态系统相融合构建采矿生态系统,采用物理模型构建、数学模型分析和实例验证方法,分析开采扰动时系统受损状态和生态损伤程度,构建生态损伤和绿色开采分析模型,定量评价绿色开采水平和效果,参考西部深部开采环境特点和采动生态响应特征,建立适用的绿色开采模式,为西部矿区探索适用的绿色开采解决方案提供有效途径。研究基于采矿生态系统,提出描述开采"激励"作用下生态损伤的4个因子和16个主要参数,系统内3类要素组(采动覆岩、地下水系统、地表生态)的4种耦合关系(应力耦合、水-岩耦合、水-土耦合、辐射耦合)和生态损伤的系统外传导效应,提出描述生态系统原态与受损状态相对变化关系的"生态损伤系数";绿色开采本质是通过控制开采激励的生态响应水平实现"减损"和近零排放的先进开采方式,参照生态系统原态提出开采"绿度"指标度量开采扰动下自然稳定的生态系统原态保持水平,基于生态损伤系数建立了绿度定量分析模型和绿色开采水平比较模型;建立了绿色开采模型,分析了开采工艺参数、地下水系统保护和地表生态修复方法的绿度贡献水平,发现控制导水裂隙带高度、矿井水涌出量和含水层保护、近零排放等途径对开采绿度贡献相对较大;采用"递进式"优化的绿色开采方法与安全高效开采模式对比,地下水系统减损对提升绿色开采水平相对贡献更大;处于西部生态脆弱区的神东矿区分析显示,大柳塔矿、上湾矿、榆家梁矿等优于全区平均绿色开采水平,地下水系统减损是提升绿色开采水平的瓶颈;按照"源头减损与过程控制"思路,着力"降高、减失、快治、零排",建立以"仿生"开采工艺为核心、非连续开采充填、含水层渗流隔离、煤矿地下水库储水、地表生态分区治理技术协同且精准控制开采过程的深部仿生绿色开采模式。

关键词：采矿生态系统生态损伤系数绿度绿色开采水平深部开采仿生开采模式

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深水开路钻井浅层气井喷后羽流演化模拟

水动力学研究与进展A辑 2024年

作者：李泽钦王志远赵阳吕冯君付玮琪张剑波裴继昊石油工程学院中国石油大学(华东) 油气钻完井技术国家工程研究中心大港油田公司采油工艺研究院中国石油集团海洋工程有限公司煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学

在深水开路钻井过程中，易钻遇赋存浅层气的地层。浅层气层具有高压性质，易导致井涌甚至井喷，威胁钻井安全。该文基于CFD-PBM(种群平衡模型)模拟方法，建立了包含流体运移与水合物相变的羽流运动模型，研究深水开路钻井过程中发生浅... 详细信息

在深水开路钻井过程中，易钻遇赋存浅层气的地层。浅层气层具有高压性质，易导致井涌甚至井喷，威胁钻井安全。该文基于CFD-PBM(种群平衡模型)模拟方法，建立了包含流体运移与水合物相变的羽流运动模型，研究深水开路钻井过程中发生浅层气井喷后羽流的形成与演化规律。研究结果表明，流体侵入井筒初期，存在水合物生成现象，且在井壁附近的水合物生成量较多。井筒流体喷出时，天然气主体运移具有滞后性，水合物流会随气体前沿先喷出井筒，之后气体主体喷出。井喷早期流体会经历直射流、射流分支、射流弯曲和扩散形成羽流的过程，同时在符合水合物生成条件的海水深度，水合物被气体羽流裹挟持续运移。该文总结了深水开路钻井井喷后气泡羽流的运移与演化规律，可为深水井喷后的安全举措提供依据。

关键词：深水开路钻井(无隔水管钻井) 浅层气井喷羽流水合物

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

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不同结构空化射流喷嘴流场特性对比研究

石油机械 2024年

作者：郭晨睿李敬彬李欢马汝涛王浩钟侯李锐中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室中国石油集团工程技术研究院有限公司

喷嘴类型与结构是影响空化射流性能的关键因素。本文通过CFD数值模拟方法探究了风琴管自振空化射流喷嘴、Helmholtz型空化射流喷嘴、角形空化射流喷嘴、中心体空化射流喷嘴和叶轮式旋转空化射流喷嘴的流场特性。开展射流喷嘴流场室内测... 详细信息

喷嘴类型与结构是影响空化射流性能的关键因素。本文通过CFD数值模拟方法探究了风琴管自振空化射流喷嘴、Helmholtz型空化射流喷嘴、角形空化射流喷嘴、中心体空化射流喷嘴和叶轮式旋转空化射流喷嘴的流场特性。开展射流喷嘴流场室内测试，以射流扩散角为评价指标，验证了数值分析的可靠性。最后，根据不同结构空化射流喷嘴的流场特性和现场工程应用需求，给出了适用于不同场景的空化射流喷嘴类型推荐和说明。结果表明：风琴管自振空化射流喷嘴射流冲击压力强且稳定性高（最高冲击压力12.165 MPa），适用于钻井过程中辅助破岩场景；Helmholtz型空化射流喷嘴脉冲频率高（2.0 kHz）且空泡运移距离远，适用于老井洗井解堵处理场景；角形空化射流喷嘴射流扩散能力强且空化程度高，适用于油田废水处理中乳化油破乳场景；中心体空化射流喷嘴具有集中于出口中心的空泡群和7.047 MPa的射流冲击压力，适合用于煤层气开采中煤层瓦斯解吸渗流场景；叶轮式旋转空化射流喷嘴具有倒“U”形速度分布和空化作用范围大的特点，适用于水合物开采中径向分支钻孔场景。本文研究结果有望为空化射流喷嘴选型提供理论依据。

关键词：数值模拟空化射流射流喷嘴流场特性喷嘴选型

平沟煤矿近距离煤层联合开采煤矸分采分运技术研究

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能源技术与管理 2024年第4期49卷 180-184,216页

作者：苏可许兴亮赵宇德田素川高文斌国家能源集团乌海能源有限责任公司平沟煤矿内蒙古自治区乌海016013 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

平沟煤矿9-2、10号近距离煤层开采是制约该矿高产高效的关键难题,为此提出了平沟煤矿近距离煤层联合开采煤矸分采技术,确定了适用于煤矸分采技术的端部斜切进刀工艺。通过PFC~(3D)数值模拟得出了工作面分采过程煤矸采出相互混入规律,确... 详细信息

平沟煤矿9-2、10号近距离煤层开采是制约该矿高产高效的关键难题,为此提出了平沟煤矿近距离煤层联合开采煤矸分采技术,确定了适用于煤矸分采技术的端部斜切进刀工艺。通过PFC~(3D)数值模拟得出了工作面分采过程煤矸采出相互混入规律,确定了平沟煤矿近距离煤层分煤器煤矸分运方案及TDS智能干选煤矸井下分选方案。同时,多角度对比分析了平沟煤矿近距离煤层分层开采、分采分运联合开采及综采一次采全高方案,得出分采分运联合开采方案具有更好的安全经济效益。

关键词：近距离煤层分采分运进刀工艺综合效益