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天然裂缝对水力压裂煤的起裂及扩展试验研究

煤炭科学技术 2024年第5期52卷 92-101页

作者：蒋长宝杨毅毫刘辉辉郭建泉付银兰吴家耀重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400030 兖矿能源集团股份有限公司济宁三号煤矿山东济宁272169 自然资源部复杂构造区非常规天然气评价与开发重点实验室贵州贵阳550009

水力压裂是提高低渗透高瓦斯煤层抽采效率和瓦斯产量的有效方法之一。由于煤层中存在丰富的天然裂缝,天然裂缝与水力裂缝相互作用会使水力裂缝的起裂和扩展形式呈现出复杂多样性,从而影响煤层的增透效果。为研究水力压裂煤在天然裂缝作... 详细信息

水力压裂是提高低渗透高瓦斯煤层抽采效率和瓦斯产量的有效方法之一。由于煤层中存在丰富的天然裂缝,天然裂缝与水力裂缝相互作用会使水力裂缝的起裂和扩展形式呈现出复杂多样性,从而影响煤层的增透效果。为研究水力压裂煤在天然裂缝作用下的起裂和扩展规律,利用自主研发的多功能真三轴流固耦合试验系统开展了煤的水力压裂试验。基于“孔壁应力集中诱发拉伸破裂”理论研究了水力压裂煤的裂缝起裂规律,并结合断裂力学从细观角度揭示了水力压裂煤的裂缝扩展机制。研究结果表明:天然裂缝的存在会诱导水力裂缝沿着天然裂缝方向扩展,极大降低了煤岩的起裂压力。不含明显天然裂缝煤岩压裂所需的起裂压力与根据拉伸破坏起裂准则计算的理论起裂压力结果相近,符合“孔壁应力集中诱发拉伸破裂”准则;含明显天然裂缝煤岩压裂所需的起裂压力均小于根据拉伸破坏起裂准则计算的理论起裂压力,且当天然裂缝方向垂直于最小主应力方向时,所需的起裂压力较小,为3.355 MPa;当天然裂缝平行于最小主应力时,所需的起裂压力仅大于最小主应力,为7.902 MPa。水力裂缝类型为I型时,不含明显天然裂缝煤岩的实测最小和最大扩展压力值均大于理论计算最小和最大扩展压力值,差值范围分别为2.043~6.845 MPa和3.951~8.576 MPa;当煤岩含明显天然裂缝且天然裂缝方向平行于X方向时,水平应力差的存在将引起煤岩的实测扩展压力值小于理论计算的扩展压力值。水力裂缝类型为Ⅱ型或I-Ⅱ型时,随着水力裂缝长度的增加,裂缝扩展所需压力逐渐减小。

关键词：天然裂缝地应力水力压裂裂缝扩展纳米压痕

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地质矿产资源勘察方法分析

中国金属通报 2024年第3期 147-149页

作者：裴玲贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿

矿产资源勘察行业一直是我国重难点问题,亦是关乎我国经济发展的支柱产业,因此,为了保证矿产资源的持续供应,我国不断研究矿产资源的勘察技术,以应对矿产资源开发难、勘察耗时长等问题,以望提升矿产资源开发质量和效率,满足生产生活需要... 详细信息

矿产资源勘察行业一直是我国重难点问题,亦是关乎我国经济发展的支柱产业,因此,为了保证矿产资源的持续供应,我国不断研究矿产资源的勘察技术,以应对矿产资源开发难、勘察耗时长等问题,以望提升矿产资源开发质量和效率,满足生产生活需要,缓解矿产资源供应紧张现象.为此,本文就地质矿产资源勘察危险性、矿产环境恶劣,技术落后等问题,探究地磁测量、物化勘察、同位成矿、遥感技术在地质资源勘察中的应用,以确保我国矿产资源供应的稳定性和效率,推动矿产勘察技术革新.

关键词：地质矿产资源勘察勘察方法

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双重介质多孔模型下多钻孔抽采瓦斯效果研究

山西煤炭 2024年第2期44卷 111-116页

作者：沈建廷杨华富山东能源集团贵州矿业公司绿塘煤矿有限责任公司贵州毕节551700

为了研究含瓦斯煤体中负压钻孔的抽采效果,同时了解多钻孔布孔时钻孔的有效抽采范围,以某矿为研究背景,基于孔-裂隙双重介质多孔模型下的瓦斯流动理论,构建了气-固耦合模型,结合该煤矿实际生产情况,运用COMSOL数值模拟软件,研究了单一... 详细信息

为了研究含瓦斯煤体中负压钻孔的抽采效果,同时了解多钻孔布孔时钻孔的有效抽采范围,以某矿为研究背景,基于孔-裂隙双重介质多孔模型下的瓦斯流动理论,构建了气-固耦合模型,结合该煤矿实际生产情况,运用COMSOL数值模拟软件,研究了单一顺层钻孔抽采时的有效抽采半径,并以此布孔间距为设计前提,研究了多钻孔并排布孔时对有效抽采范围的影响。研究结果表明:该煤矿抽采时长为150 d时,其有效抽采半径约为1.1 m;以1.56 m,2.20 m,3.00 m,4.00 m和5.00 m为布孔间距进行研究时,受钻孔间的相互影响,煤层瓦斯抽采效果均有不同程度增强,可以根据煤层构造情况以及矿井实际生产状况,设置不同的布孔间距。

关键词：瓦斯抽采气-固耦合模型布孔间距

基于多传感器信息融合的煤与瓦斯突出预警模型研究

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中国煤炭 2024年第6期50卷 67-73页

作者：陈祖国张宁博高园园王晓鹏黄霓李洋永贵能源开发有限责任公司黔西分公司贵州省毕节市551500 永贵能源开发有限责任公司新田煤矿贵州省毕节市551500

煤与瓦斯突出是我国最严重的煤矿灾害之一,监测预警是预防煤与瓦斯突出事故发生的有效手段。通过将多传感器数据融合技术与实际煤矿瓦斯环境相结合,基于动态和静态突出预测指标综合分析,确定突出预警指标,利用层次分析法对指标进行权重... 详细信息

煤与瓦斯突出是我国最严重的煤矿灾害之一,监测预警是预防煤与瓦斯突出事故发生的有效手段。通过将多传感器数据融合技术与实际煤矿瓦斯环境相结合,基于动态和静态突出预测指标综合分析,确定突出预警指标,利用层次分析法对指标进行权重计算并排序,并依据指标排序构建了一种基于多传感器信息融合的煤与瓦斯突出预警模型。指标排序结果依据权重由大到小依次为:综合指标D/K、地质构造T、最大钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q、巷道类型Y、作业方式Z、煤层倾角α、煤层垂直深度H和煤层厚度M。以实际矿井工作面突出指标数据为例,利用自回归模型对指标数据进行预测,结果表明,模型能够反映指标的变化趋势,预测值与实际值具有较小的误差,可用于突出指标预测,且预测精度较高。

关键词：煤与瓦斯突出预警模型多信息融合层次分析自回归模型

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矿山安全监控系统智能化现状及发展

世界有色金属 2024年第14期 217-219页

作者：夏文福毕节中城能源有限责任公司肥田煤矿贵州毕节552100

随着科技水平的不断发展,矿山安全监控系统也变得越来越智能化、专业化,但当前矿山安全监控智能系统来说还存在一些不足。特别是安全监控系统中有伪数据的存在,会导致系统不能够很好的进行工作,在自我安装方面也会存在一定的制约。本文... 详细信息

随着科技水平的不断发展,矿山安全监控系统也变得越来越智能化、专业化,但当前矿山安全监控智能系统来说还存在一些不足。特别是安全监控系统中有伪数据的存在,会导致系统不能够很好的进行工作,在自我安装方面也会存在一定的制约。本文就《矿山安全监控系统升级改造技术方案》提出的相关要求,对矿山安全监控系统智能化的发展提出了几条对策,其中也包括如何更好的解决伪数据,使系统能够减少所受的干扰更好的进行自动识别和安装,也能够对矿山中的危险事故进行及时的报警。

关键词：矿山监控系统智能化

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自动化技术在矿山机电控制中的实际应用研究

世界有色金属 2024年第12期 58-60页

作者：夏文福毕节中城能源有限责任公司肥田煤矿贵州毕节552100

在我国的经济迅速增长时期,矿产资源作为国民经济发展的重要基础之一,其需求量显著上升。矿山企业对资源的依赖程度日益加深,这促使行业对高效、精确和安全的生产需求不断提高。为了迎合这种需求,采用尖端的自动化技术变得尤为关键。这... 详细信息

在我国的经济迅速增长时期,矿产资源作为国民经济发展的重要基础之一,其需求量显著上升。矿山企业对资源的依赖程度日益加深,这促使行业对高效、精确和安全的生产需求不断提高。为了迎合这种需求,采用尖端的自动化技术变得尤为关键。这些技术能够极大地提升矿山的机电控制能力,优化生产流程,从而减少人力成本,提高工作效率,并确保采矿作业的安全性。然而,通过深入研究和分析我们可以发现,尽管自动化技术已经被广泛应用于矿山管理,但矿山企业在实际操作中仍面临诸多挑战。因此,迫切需要采取相应的措施来应对这些问题,推动我国矿业向更高层次的智能化和自动化迈进。

关键词：自动化技术矿山机电控制实际应用

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小煤柱沿空掘巷支护技术实践

陕西煤炭 2024年第8期43卷 128-133页

作者：杨华富沈建廷张彦宽宁兆坡大方绿塘煤矿有限责任公司贵州毕节551604 山东能源集团贵州矿业有限公司贵州贵阳551499

针对小煤柱沿空掘巷巷道支护困难的问题,以大方绿塘煤矿26_中06工作面小煤柱沿空掘巷为工程背景,通过现场观测和理论分析,探明了煤层赋存情况及围岩结构,明确了巷道变形破坏的原因为煤岩体强度低、完整性差、支护参数不合理以及动压影... 详细信息

针对小煤柱沿空掘巷巷道支护困难的问题,以大方绿塘煤矿26_中06工作面小煤柱沿空掘巷为工程背景,通过现场观测和理论分析,探明了煤层赋存情况及围岩结构,明确了巷道变形破坏的原因为煤岩体强度低、完整性差、支护参数不合理以及动压影响。结合26_中06工作面的地质条件,提出了优化的支护设计方案和补强支护设计,并进行了现场工业性应用。现场监测结果表明,采用优化的支护设计方案后,巷道顶底板移近量最大为130 mm,相较于原始支护方案下,巷道变形量降低54%左右,巷道变形均在可控范围内,达到预期支护效果,验证了优化设计的可行性和有效性。

关键词：小煤柱沿空掘巷注浆加固围岩变形支护设计

贵州无井式UCG选址选层“四性”地质评价模式与资源类型划分

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2414-2425页

作者：周泽易同生秦勇周永峰杨磊汪凌霞贵州省煤田地质局贵州贵阳550025 贵州优驰能源科技有限责任公司贵州贵阳550014 中国矿业大学江苏徐州221116 贵州省煤炭流态化开采重点实验室贵州贵阳550014

为建立科学系统的“地质−工程”一体化地质风险评估模式,解决煤炭地下气化(UCG)选址选层难题,提出了一种以“建炉可行性、过程易控性、气化安全性、开发经济性”四性认识为基础,利用FAHP模糊层次分析法创建的包括4项一级指标、10项2级... 详细信息

为建立科学系统的“地质−工程”一体化地质风险评估模式,解决煤炭地下气化(UCG)选址选层难题,提出了一种以“建炉可行性、过程易控性、气化安全性、开发经济性”四性认识为基础,利用FAHP模糊层次分析法创建的包括4项一级指标、10项2级指标、26项3级关键地质参数的地质评价要素层次结构模型。该模型引入“阈值”概念,对断层指数、奥亚膨胀度、黏结指数、上覆含水层距离4项指标的超“阈值”情况实施“一票否决”,充分重视特定地质参数对UCG控制的关键作用;通过“两两判断矩阵”确定各指标权重向量,根据隶属函数厘定指标层隶属度;并提出了相应地质评价技术方法,配套建立了权重积、综合权重积以及最优3段分割等算法,将所涉及指标量化分析,精准判断资源类型与级别;同时基于矩阵结构混合编码方式,提出了“四性四级”五位编码的UCG资源类型表征系统。最终形成了以“四性”理论为基础,“算法”为骨架,“四性四级”五位编码为灵魂的科学化、系统化UCG选址选层地质评价体系。该评价体系可在多场耦合的UCG生产过程相关风险识别机制的前沿探索方面发挥关键作用,有效改善现有UCG风险识别理论局限于地质单方面,缺乏工程联系的问题,实现大区域的UCG量化选址选层,为省级乃至国家级煤炭地下气化战略规划提供解决途径,从而提出可供分步实施的典型地质条件先导性试验区建议,推动煤炭地下气化产业化进程。

关键词：煤炭地下气化地质评价资源分类层次结构模型

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煤岩瓦斯动力灾害风险智能判识与融合预测

能源与环保 2024年第5期46卷 71-77页

作者：罗卫东杨乘胡金春袁荣方赵喜宇贵州能源产业研究院有限公司贵州贵阳550025 贵州林东煤业发展有限责任公司龙凤煤矿贵州毕节551700

煤岩瓦斯动力灾害对矿井安全生产造成了极大威胁,由于诱发因素众多,其内在的致灾机理难以被有效探明。为实现煤岩瓦斯动力灾害风险的智能识别与预测,建立了基于CNN的煤岩瓦斯动力灾害风险智能判识与融合预测模型。模型中采用Box-plot与M... 详细信息

煤岩瓦斯动力灾害对矿井安全生产造成了极大威胁,由于诱发因素众多,其内在的致灾机理难以被有效探明。为实现煤岩瓦斯动力灾害风险的智能识别与预测,建立了基于CNN的煤岩瓦斯动力灾害风险智能判识与融合预测模型。模型中采用Box-plot与MI方法进行数据清洗,并利用GRA方法建立包含10个风险因素在内的煤岩瓦斯动力灾害的指标体系,通过PCA方法对数据进行降维处理后,输入至CNN模型中进行融合与预测。通过与ANN、BP、RF、SVM模型的对比分析表明,基于CNN的煤岩瓦斯动力灾害风险智能判识与融合预测模型具有更高的准确性,同时此模型的收敛速度更快,验证了此模型在实际工程中具有更可靠的工程价值。

关键词：煤岩瓦斯动力灾害卷积神经网络预测模型风险识别深度学习