煤炭学报杂志

近距离煤层群二次采动覆岩结构演化与矿压规律

关键词: 近距离煤层  综放开采  覆岩结构  矿压规律  

近距离煤层下部煤层开采受上部遗留煤柱影响较大,易出现应力集中、矿压显现剧烈等情况,严重威胁矿井的正常生产。本文采用数值模拟、理论分析及现场实测等方法,对极近距离煤层群二次开采时顶板结构特征、活动规律及矿压显现规律进行了研究。结果表明:下部煤层开采导致直接顶向更高更远处发展,并涵盖了上部煤层采后的直接顶及基本顶范围,形成了典...

特厚煤层综放采场矿压异常显现机理与控制

关键词: 特厚煤层  综放采场  矿压异常  顶板结构  矿压控制  

为解决准格尔煤田特厚煤层综放采场矿压异常显现、顶板控制难度大的问题,以酸刺沟煤矿6_上煤层为研究对象,通过理论分析和现场实测等方法,对综放采场矿压异常显现机理及顶板控制技术进行了研究。结果表明:①建立了6_上煤层综放采场小冒采比长悬顶板结构模型,得到直接顶与基本顶具有交错式断裂和平行式断裂2种断裂关系和演化过程;②通过力学计算...

煤层巷道冒顶机理与预警方法

关键词: 煤层  巷道  冒顶  机理  预警  

顶板灾害是我国煤矿各类灾害中发生频率最高和死亡人数最多的灾害,当前绝大多数顶板灾害事故发生在巷道,尤其是受采动影响的煤层巷道。在分析巷道冒顶事故与围岩体环境之间关系基础上,将煤层巷道冒顶分为围岩主导型和应力主导型两大类型,揭示了裂隙危岩坠落、松散岩体冒落、弱黏结复合顶板垮落、大变形巷道蝶叶型冒顶等煤层巷道冒顶的机理与成因...

巷道围岩破碎区分布特征及其影响因素的数值模拟

关键词: 破碎区  侧压系数  数值模拟  极限埋深  

双根恒阻大变形锚杆在冲击载荷作用下的理论模型

关键词: 并联支护  恒阻大变形锚杆  动力学模型  冲击拉伸实验  

为了指导工程开采中动力灾害下恒阻大变形锚杆群对围岩体的稳定性支护,基于双根恒阻大变形锚杆的并联支护原理和霍普金森冲击作用下双根恒阻锚杆的拉伸实验研究,建立了并联作用的双根恒阻大变形锚杆在冲击载荷下的力学模型,并且通过实验结果对比验证了理论模型的可靠性和正确性,进一步得到了双根恒阻大变形锚杆的位移时程曲线和载荷位移关系曲线...

基于零厚度黏聚力单元的水力压裂裂隙空间分布影响分析

关键词: abaqus  零厚度黏聚力单元  水力压裂  流固耦合  用户子程序  

作为页岩气开采关键技术,水力压裂在目标岩层产生大量裂隙,构成页岩气有效运输通道。因此,研究裂隙的空间分布和影响因素具有重要意义。采用连续-非连续方法,通过ins-coh程序在ABAQUS有限元模型全域内批量嵌入零厚度黏聚力单元,得到计算模型。考虑到水力压裂中的流固耦合,编写用户子程序确定孔隙压力初始场分布,并给出压裂阶段压裂液的流动准则...

岩石流变扰动效应三轴压缩试验研究

关键词: 流变扰动效应  三轴压缩试验  长期强度  扰动变形量  扰动能量  本构方程  

为了研究三向应力状态下扰动荷载引起的围岩流变变形规律,在岩石流变扰动效应单轴压缩试验研究的基础上,利用自主研发的岩石流变扰动效应三轴试验系统,选取红砂岩进行流变扰动效应三轴压缩试验,分析不同应力状态下流变扰动变形规律。试验结果表明:随着围压增大,各级流变变形量有所下降,长期强度增大,流变变形破坏滞后,破坏变形量有所增加;在进入...

含水率对泥质粉砂岩强度损伤及声发射特征影响的研究

关键词: 泥质粉砂岩  裂隙  含水率  声发射  

煤系沉积岩体原生及采动裂隙为水-岩作用提供了渗流通道,且受其组分和胶结类型等因素的影响,水作用下煤系沉积岩体力学性质改变显著。采用X射线衍射仪、无损浸水试验装置和煤岩力学性质测试系统,分析了泥质粉砂岩矿物组分,测试了其含水率随时间变化规律,并探讨了含水率影响下泥质粉砂岩强度损伤演化特征。研究结果表明:泥质粉砂岩中高岭石、伊利...

复杂不规则地质体的速度模型反演

关键词: 速度模型  无限插值法  贴体网格  走时反演技术  

针对不规则地质体的速度模型反演问题,提出基于无限插值法生成的贴体网格建立地质模型与走时层析成像相结合的方法。首先采用贴体网格描述不规则地质体,在网格建立的基础上,采用最短路径法得到震源到接收器的走时与射线路径;然后根据走时与射线路径,采用反投影方法(BPT)与阻尼最小二乘法(DLSQR)相结合的技术作为走时反演方法。通过走时反演迭代,...

基于槽波波速层析成像的爆破卸压效果评价方法

关键词: 上覆煤柱  槽波  层析成像  爆破卸压  矿压监测  

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2次槽波波速差值,对工作面上覆煤柱爆破卸压效果进行评价。将槽波波速成像结果与数值模拟、矿压监测结果以及回采...

深厚冲积层多圈孔冻结壁温度场发展研究

关键词: 深厚冲积层  多圈孔  冻结壁  温度场  相变潜热  

冻结壁温度场发展是人工冻结法施工在井筒建设过程中最重要的组成部分,对井筒开挖和安全施工有重要的影响。因在地下进行大面积、长时间冻结,土体会发生复杂变化,无法进行相似模拟实验,数值模拟软件成为最直接的辅助工具。本文通过合理的多圈孔布孔方式,考虑钻孔偏斜、冻结过程中水的相变潜热、不同温度下导热系数及热容等影响因素,结合实测数据...

岩层与地表移动变形量的时空关系及描述方法

关键词: 岩层与地表移动  移动变形量  双时间变量  时空关系  描述方法  

矿山开采沉陷是指地下开采引起的岩层与地表移动现象和过程,移动变形的描述方法是开采沉陷研究的基础。本文较为全面地阐述了岩层与地表移动变形量的时空关系,指出开采沉陷的岩层、地表、松散层等3个主体,9个移动变形量。按照移动盆地、主断面、任意点3种描述模式,给出了各移动变形量之间的数学关系;论述地表动态移动变形与开采影响的传播过程的...

基于气体驱动煤与瓦斯突出试验系统的研制与应用

关键词: 气体驱动  煤与瓦斯突出  原煤  三轴压力室  

为进一步研究气体驱动对构造带发生煤与瓦斯突出的影响规律及其孕灾机理,自主研发了'基于气体驱动的多场煤与瓦斯突出试验系统',其主要由加载系统、三轴压力室、快速泄压系统、温控系统、数据采集系统、声发射监测系统、辅助系统等组成。该试验系统主要功能:①可进行不同温度、不同瓦斯压力下标准型煤和原煤试样的煤与瓦斯突出试验;②能进行不同...

多孔同段聚能爆破煤层增透数值模拟及应用

关键词: 多孔同段  聚能爆破  应力波  合理间距  瓦斯抽采  

构建三维多孔同段(多个炮孔同时起爆)聚能爆破模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件再现聚能射流及爆炸应力波传播与叠加的过程,探讨应力波的传播规律;同时对多孔同段聚能爆破下不同间距炮孔间的煤体单元应力进行了分析。研究结果表明,炸药爆炸后形成聚能射流侵彻煤体,随后形成的爆炸应力波沿着各自的方向传播,之后相遇叠加,相邻炮孔间距越大,应力波叠加...

顶板巷抽采量对采空区遗煤氧化区域的扰动效应

关键词: 顶板巷  瓦斯抽采  氧化区域  煤自燃  

顶板巷瓦斯抽采作为一种常用的采空区瓦斯抽采技术手段,在有效治理工作面瓦斯超限问题的同时可能诱导采空区遗煤自燃的发生。为了深入分析顶板巷抽采量对采空区遗煤氧化的扰动效应,本文根据义马耿村煤矿13190工作面的工程条件,建立了同尺寸物理模型并求解了采空区漏风流场和氧气浓度场。结合现场实测数据,在验证模拟可靠性的基础上,以工作面向采...

综掘工作面压风分流控除尘技术研究与应用

关键词: 综掘工作面  压风分流  长压短抽  数值模拟  应用效果  

为解决综掘工作面粉尘污染问题,掌握工作面长压通风分流控尘与短抽除尘参数最佳匹配关系,实现最大程度降低工作面粉尘浓度。本文以王家岭煤矿高产尘综掘工作面为研究背景,通过建立CFD计算模型,对比研究综掘工作面不同轴径向出风比的控尘效果,得到有效控尘参数范围,再结合现场实际应用进行验证分析,以此得到最佳控除尘工艺匹配参数。研究结果表明...

鄂尔多斯盆地临兴区块测井含气量解释方法

关键词: 煤层含气量预测  支持向量机算法  神经网络算法  随机森林算法  梯度提升树算法  

煤层含气量不仅是煤层气储层综合评价的一个重要参数,同时,准确预测煤层含气量也是预防瓦斯爆炸事故的重要手段,因此准确确定煤层含气量是至关重要的。针对这一问题,以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块为研究对象,结合前人研究成果,同时引入了基于决策树模型的集成算法模型,依据研究区实测数据,分别建立了煤层含气量的SVM模型、神经网络模型、随机森林...

临汾区块深层煤层气水平井定量化排采控制技术

关键词: 临汾区块  煤层气水平井  定量化  控制技术  阶段划分  压降速度  

为了实现临汾区块深层煤层气水平井定量化的排采控制,基于兰格缪尔等温吸附理论和生产特征分析,建立了煤层气水平井排采阶段划分方法,并通过计算确定了压降速度、理论稳产气量等关键控制参数,形成了五段三压式排采控制技术,即以产气变化为依据,将水平井排采过程划分为未见气、憋套压、产气上升、产气稳定与产气衰减5个阶段,再以初始压力、解吸压...

青海石灰沟矿区克鲁克组煤中稀土元素地球化学特征

关键词: 柴达木盆地北缘  克鲁克组  稀土元素  地球化学特征  

运用电感耦合等离子质谱、XRD、XRF、SEM-EDX等技术手段测试了柴达木盆地北缘克鲁克组煤的常量元素和稀土元素含量,分析了克鲁克组煤中稀土元素含量、分布特征、赋存状态、配分模式以及指相意义。结果表明,石灰沟克鲁克组煤中稀土元素的含量高于中国煤、世界煤和美国煤中稀土元素均值;煤中稀土元素主要以无机形式赋存,主要来源于陆源碎屑,部分稀...

渤海湾盆地石炭—二叠系含煤岩系沉积环境及其展布规律

关键词: 渤海湾盆地  含煤岩系  沉积环境  

在对渤海湾盆地内各坳陷区上百口钻井研究的基础上,结合岩芯、测录井及地震等资料,探讨了渤海湾盆地石炭—二叠系含煤岩系沉积环境,建立了含煤岩系沉积模式,揭示了含煤岩系的残余地层展布规律。渤海湾盆地石炭—二叠系含煤岩系主要发育在太原组及山西组,岩石类型包括煤岩及暗色泥岩(包括炭质泥岩)。其中,太原组含煤岩系沉积环境以陆表海堡岛沉积...

黄淮海典型采煤塌陷区水土空间格局模拟

关键词: 采煤塌陷区  水土空间格局  随机森林  情景模拟  

黄淮海煤矿区多属于高潜水位矿区,煤炭开采导致地表沉陷、洼地大量积水;同时存在耕地面积锐减、土地产出率低和生态失衡等问题,严重影响了资源可持续利用和社会经济可持续发展,在我国工业化、城镇化高速发展的今天,亟待需要揭示水土资源的演替规律和解决采煤沉陷区的水土资源的盘活利用问题。研究以徐州市沛县矿区为研究对象,将D-InSar二轨差分...

盂县煤矿区及其周边农田土壤重金属溯源分析

关键词: 农田土壤  重金属  煤矸石  废水  煤矿  溯源分析  

煤矿区及其周边农田土壤重金属超标原因尚未达成共识,溯清煤矿区及其周边农田重金属之源,不仅对农田生态与环境保护具有较重要意义,而且对保障矿产开发利用、矿山企业发展、绿色矿山建设等具有较重要价值。以盂县煤矿区及其周边农田为研究对象,运用质普试验、经典统计学和地统计学等研究方法,通过农田土壤与煤、煤矸石和采矿废水中重金属含量及...

煤矿井下不同区域矿井水中有机污染特征

关键词: 矿井水  dom  三维荧光光谱  区域积分法  煤矿井下  

为了弄清煤矿井下不同区域矿井水中有机污染特征,以神府矿区某浅埋矿井为研究对象,基于三维荧光指纹技术和区域体积积分法开展了矿井水水质特征研究。结果表明:神府矿区井下矿井水中阴阳离子等组分主要来自顶板基岩含水层,煤炭开采产生了氮素,有机物等污染物,其中COD浓度超标率(Ⅲ类地下水质量标准)达到72.7%;02综采工作面矿井水中COD则达到Ⅴ类...

蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响

关键词: 蒙脱石  水化膨胀  抑制剂  煤泥水  过滤  

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1.12%和TMBAC质量分数为0.4%时,可以使蒙脱石的防膨率达90%。与非抑制状态相比,抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤...

煤泥干粉在流化床中燃烧特性的实验研究

关键词: 流化床  煤泥干粉  燃烧特性  流化气速  污染物排放特性  

两种加热方式下玉米芯-褐煤共热解产物的特性

关键词: 微波热解  低温热解  褐煤  焦油  半焦  

采用微波和低温固定床2种加热方式,对不同配比下的玉米芯-褐煤混合物的共热解产物特性进行了研究。结果表明,当玉米芯配入量为30%时,2种加热方式下的焦油产率均达到最大值,其中微波加热下的焦油产率最大为16.31%,比低温加热(11.70%)提高了39.40%。对热解焦油进行GC-MS检测,发现添加30%玉米芯后,微波加热下的脂肪族和酚类含量分别比低温加热提高...

单齿回转切削力学模型的研究进展

关键词: 回转切削  力学模型  切削力分解  切削力传递  碎岩机理  

碎岩机理研究是提升碎岩效率和提高钻头寿命的前提和依据,而回转切削力学模型是碎岩机理的重要研究基础。通过对国内外典型单齿回转切削力学模型调研分析,归纳出力学模型研究动态主要表现在基于岩石不同破碎形式及岩石与切削齿不同接触形式方面。岩石切削力的分解由初期的切向力和轴向力,发展为主切削力、摩擦力以及切削齿磨钝后力的分解,认为切...

悬臂式掘进机截割头姿态视觉检测系统

关键词: 悬臂式掘进机  姿态测量  高斯曲面拟合  对偶四元数  视觉测量  

针对悬臂式掘进机截割头姿态检测难题,提出一种利用视觉传感器识别红外标靶特征的截割头姿态测量方法,并构建了测量系统。该系统以掘进机截割部所安装标识板上的红外LED作为信息来源,通过对红外LED特征点成像特征的分析,建立掘进机截割头姿态空间解算模型。通过防爆工业相机采集布置于掘进机截割部标识板的红外LED特征点图像,利用高斯曲面拟合算...

卡链工况下刮板链传动系统的力学特性研究

关键词: 卡链工况  刮板链  力学特性  有限元  

首先建立了圆环链模型的空间方程,用Hertz理论计算了圆环链接触区域的最大应力及接触区域的压力分布;然后对链轮链环啮合过程的受力进行了分析,得出了链轮链环稳定啮合需要满足的条件,并计算了链轮链环啮合接触区域的最大应力。基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了刮板链传动系统的样机模型,仿真分析了卡链工况下,平环与立环的连接合力及平环与链...

基于轴对称模型的摩擦副热弹性特性研究

关键词: 摩擦副  轴对称模型  温度场  热应力  间接耦合  

摩擦副的热弹性特性直接影响液黏传动的工作性能和可靠性。为了研究软启动过程中温度变化和外界约束对摩擦副热弹性特性的影响,建立了摩擦副瞬态热传导和热弹性轴对称模型,综合考虑热应力和机械应力,采用间接耦合有限元数值分析方法预测对偶钢片温度场、应力场和位移场的分布规律,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。结果表明:热负荷特性直接影响...

煤矿主通风机切换系统建模与分析

关键词: 煤矿主通风机  切换系统  图论理论  扰动分析法  参数辨识  动态数学模型  

煤矿主通风机切换系统是矿井安全生产的一个重要环节,是为了实现2台煤矿主通风机之间的切换。在切换期间,需将井下风量的波动控制在一个合理的范围内,以便保证井下瓦斯的有效稀释和井下采煤工作的正常进行。为了实现矿井主通风机切换过程的控制,需要建立煤矿主通风机切换系统的动态模型。目前,这样的一个可以近似描述煤矿主通风机切换系统的动态...

直驱永磁同步电机均匀退磁性能分析和故障诊断

关键词: 均匀退磁  回转半径  最小二乘法  

均匀退磁是永磁同步电机的一种常见退磁故障类型,通过对永磁体不同退磁程度下的电机性能的分析,提出了反电动势(Back-EMF)回转半径法来诊断直驱永磁同步电机(DDPMSM)均匀退磁故障。利用时间延迟嵌入(TDE)技术得到其反电动势的差分相空间图形的坐标数据,并建立了反电动势回转半径的模型。对一台不同运行速度和不同故障程度下的DDPMSM反电动势回转...

基于时频图像的齿辊式破碎机中电机轴承故障特征提取方法

关键词: 齿辊式破碎机  滚动轴承  lbp  灰度直方图  

齿辊式破碎机中实际运行中电机轴承的振动信号耦合严重,故障脉冲往往显得微弱,故障识别难度大,特别是滚动体和内圈故障的区分。将图像纹理特征提取技术引入故障诊断,提出一种基于时频图像的轴承故障特征提取方法。首先,将聚合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)加入Wigner-Ville时频分析(Wigner-Ville Distribution,WVD)...

基于轮廓波变换的煤壳质组显微组分分类

关键词: 壳质组  轮廓波变换  显微图像  分类  超限学习机  

在分析煤壳质组显微组分图像特点的基础上,鉴于其纹理及方向信息特征差异,提出一种基于轮廓波变换(Contourlet)与超限学习机的煤壳质组显微组分自动分类方法。首先,运用Contourlet变换对煤壳质组显微图像进行多尺度多方向分解,提取各子带的统计特征量组成特征向量集;再构建超限学习机分类器对壳质组各显微组分进行分类。实验结果表明:与其他用于...

煤岩界面的高光谱识别原理

关键词: 高光谱  煤岩识别  差异谱带  识别模型  

为研究以物性成分为辨识依据的煤岩高光谱识别技术,对来自我国不同煤矿生产线的煤岩试样在350~2 500 nm波段范围进行了反射光谱的采集。通过分析代表性样品的光谱反射率曲线,得出了煤岩的主要吸收谱带,发现了岩在2 200 nm附近表现为强吸收,而煤在此波长点附近吸收不明显,原因为岩中含Al-OH振动结构的矿物含量较高,而煤中此类矿物含量较低。以此2...

基于改进谱聚类和交叉标注的多人员指纹定位方法

关键词: 改进谱聚类  交叉标注技术  分布式矿井定位系统  拉普拉斯图矩阵  机器学习  

在目前矿井集中式人员定位方法精度与运行效率较低的背景下,文中分析了分布式矿井定位系统模型构建的必要性与算法要求,将现今较为先进的机器学习谱聚类算法使用图论的方法进行了算法改进,分析了运用切比雪夫多项式估计方法完成图谱滤波器与特征值的运算简化过程,构建了一套与矿井定位要求相匹配的改进谱聚类算法。结合矿井具体定位应用过程,分...

基于离散动态网格的信号强度指纹库压缩感知定位方法

关键词: 离散动态网格  压缩感知  区域定位  稀疏矩阵恢复  

矿井目标定位已基本完成从RFID技术向TOA或RSS测距三点解算方法过渡,但电磁波测距三点解算定位方法面临着对硬件系统要求苛刻、对井下电磁噪声较为敏感等难以克服的问题。将压缩感知理论与定位结合可以很好地解决这一难题,提出了一种基于离散动态网格的信号强度指纹库压缩感知定位方法。首先将定位区域离散化处理,通过巷道的网格化,离线测量各网...

《煤炭学报》征稿简则

关键词: 作者姓名  

1.《煤炭学报》是中国科学技术协会主管、中国煤炭学会主办、煤炭科学研究总院承办的有关煤炭科学技术方面的综合性学术期刊,月刊,国内外公开发行。办刊宗旨是坚持'科教兴国'和'可持续发展'战略,贯彻'百花齐放、百家争鸣'方针,促进煤炭学科理论与实践的发展,以及国内外学术交流,加速科研成果向现实生产力转化。