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液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性及裂隙演化教学实验设计
1
作者 吴兵 黄来胜 +2 位作者 李杨 李超 雷柏伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第3期210-216,共7页
该文设计了液氮冻结煤岩实验装置,并进行了液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性实验,研究了液氮冻结时间和冻融次数对煤体力学强度及裂隙演化的影响规律,定量分析了液氮冷浸对煤体力学特征的影响。通过基于机理分析的实验教学拓展延伸,能... 该文设计了液氮冻结煤岩实验装置,并进行了液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性实验,研究了液氮冻结时间和冻融次数对煤体力学强度及裂隙演化的影响规律,定量分析了液氮冷浸对煤体力学特征的影响。通过基于机理分析的实验教学拓展延伸,能够使学生从原理层面分析实验结果,学习宏微观结合的分析方法,加深对实验课程的理解,提高创新能力,开拓学术视野。 展开更多
关键词 液氮冻结 液氮冻融 力学特性 裂隙演化 实验教学
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新疆难解吸煤可溶有机质对瓦斯吸附解吸特征的影响研究
2
作者 梁运培 吕学伟 +1 位作者 罗永江 朱家锌 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期43-50,共8页
新疆焦煤公司煤层瓦斯难解吸,导致抽采难度增大。而煤中可溶有机质对瓦斯的吸附解吸有重要影响。为了研究其影响,使用四氢呋喃对煤中的可溶有机质进行抽提,采用低温氮吸附测试抽提前后煤的孔隙结构,利用煤岩高压瓦斯吸附装置进行抽提前... 新疆焦煤公司煤层瓦斯难解吸,导致抽采难度增大。而煤中可溶有机质对瓦斯的吸附解吸有重要影响。为了研究其影响,使用四氢呋喃对煤中的可溶有机质进行抽提,采用低温氮吸附测试抽提前后煤的孔隙结构,利用煤岩高压瓦斯吸附装置进行抽提前后煤样的吸附解吸实验。研究结果表明:经过四氢呋喃抽提后,发现所有煤样的平均孔径、孔体积和比表面积均有不同程度的增大,认为煤中的可溶有机质被溶解,形成了新的微孔,同时原孔隙被扩大;4^(#)煤、5^(#)煤和6^(#)煤的吸附常数a分别减小了2.73%、16.09%、14.57%,4^(#)煤和5^(#)煤吸附常数b分别增大了12.18%、2.58%,6^(#)煤的吸附常数b减小了8.59%,煤的吸附能力降低,解吸速度增大,可溶有机质促进了煤对瓦斯的吸附。 展开更多
关键词 煤 可溶有机质 孔隙结构 极限瓦斯吸附量 吸附速度 解吸速度 吸附抑制率
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自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究
3
作者 刘勇 李阳 +3 位作者 魏建平 苑永旺 代硕 李林豫 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期179-189,共11页
自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻... 自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻进压力和扭矩作用下钻齿对煤体破坏形式和钻齿破煤体积变化规律,并开展了破煤实验验证数值模拟结果。形成了自驱修孔钻头参数确定方法,设计了自驱修孔钻头,并在郑煤集团超化煤矿22煤柱面底抽巷进行了工程实验。研究结果表明:(1)喷嘴张角α和偏心角β是决定钻进压力和扭矩分配的关键参数,通过调控张角和偏心角可实现钻进压力和扭矩的最优匹配。(2)相同钻进参数条件下,钻齿结构对破煤体积影响较大,阶梯钻齿破煤效果最优。在钻进压力为120N、扭矩0.6N·m时,阶梯型钻齿结构的修孔钻头能够实现钻进压力和扭矩最优匹配。(3)确定了最优修孔钻头结构参数为:钻头外径28 mm;后置喷嘴张角20°,偏心角90°;前置喷嘴张角90°,偏心角0°。(4)工程应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高了1.96倍,瓦斯抽采体积分数提高了3.98倍,修孔速度提高了1.2倍。通过改进钻头动力参数及优化钻齿结构,设计的自驱修孔钻头在工程实践中达到了提高修孔速度和瓦斯抽采效果的目的。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔修复 钻进压力 钻齿结构 煤矿
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煤巷掘进过程中煤岩破裂微震事件研究
4
作者 雷东记 刘宁 +2 位作者 王登科 刘丽英 贾子强 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期25-34,共10页
目的为了监测和预警煤矿掘进巷道前方可能发生的危险,方法利用微震监测技术实时监测,利用监测系统捕获到的数据信息研究掘进影响下微震事件的空间分布规律、发生时间、频次和能量关键点,然后利用短时傅里叶变换和S变换方法分析典型煤岩... 目的为了监测和预警煤矿掘进巷道前方可能发生的危险,方法利用微震监测技术实时监测,利用监测系统捕获到的数据信息研究掘进影响下微震事件的空间分布规律、发生时间、频次和能量关键点,然后利用短时傅里叶变换和S变换方法分析典型煤岩破裂微震信号的时频特征。结果结果表明:(1)微震事件主要分布在沿掘进巷道前方50~100 m区域,大多为中低能量微震事件,仅在掘进工作面前方出现少量强度较大的煤岩破裂事件,且震级多为-2~0;(2)掘进速度和发生微震事件的数量及能量大小成正相关,同时掘进速度也影响着煤岩动力灾害的发生;(3)巷道掘进会造成煤岩体失稳,其中岩体破裂信号频率高,为0~2000 Hz,比重值大,主频约700 Hz;煤岩破裂微震事件信号频率为90~1000 Hz,主频约250 Hz;岩体破裂后,支撑力下降,压力转移给煤体,导致煤体破裂,煤体破裂微震事件信号频率为90~1000 Hz,主频约350 Hz。结论微震事件能够综合反映煤岩体受力破坏程度,判别掘进过程中煤岩破裂类型,为矿井生产中煤岩动力灾害的预警提供理论基础。 展开更多
关键词 煤巷 微震监测 空间分布规律 关键点 时频特征 掘进速度 煤岩破裂
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热压型煤成型条件优化试验研究方法
5
作者 许江 贾立 +7 位作者 甘青青 彭守建 闫发志 王旭 戴诗杰 焦峰 李奇贤 陈月霞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期739-752,共14页
针对当前煤矿瓦斯动力学物理模拟试验中型煤材料存在低强度和高渗透率问题,建立了一套热压型煤成型条件优化试验研究方法。首先,自主研发了热压型煤试验系统,并对试验系统优势和今后改进方向进行了汇总,同时基于Horsfield致密堆积理论... 针对当前煤矿瓦斯动力学物理模拟试验中型煤材料存在低强度和高渗透率问题,建立了一套热压型煤成型条件优化试验研究方法。首先,自主研发了热压型煤试验系统,并对试验系统优势和今后改进方向进行了汇总,同时基于Horsfield致密堆积理论创建了型煤材料最优配制方案,最后形成了以马氏距离度量法和黄金分割法相结合的成型条件优化方法。为了验证试验方法的效果,通过控制成型温度为311.8℃、升温速率为5℃/min和保温时间为5.3 h,开展了不同成型压力条件下热压型煤试验研究,研究了不同成型压力条件下的热压型煤微观结构、物理力学特性和渗透特性等响应特征。结果表明:增加成型压力,总孔隙度逐渐减小,单轴抗压强度呈先增大后减少的变化趋势,破坏形式以块状剥落和纵向破裂为主,初始渗透率呈先减小后增大、最小渗透率则呈先减后增再减的变化趋势。以各成型条件的具体数值为试验点、热压型煤和原煤的关键参数为评价参量构建样本矩阵,计算各成型条件下热压型煤和原煤之间的马氏距离,再结合黄金分割法对试验区间进行优化求解,优化后的最佳成型压力为80 MPa,在此成型条件下制作的热压型煤密度、单轴抗压强度和初始渗透率分别为1.137 g/cm^(3)、12.21 MPa、1.32×10^(-15)m^(2),与原煤的1.132 g/cm^(3)、12.83 MPa、1.08×10^(-15)m^(2)相似性极高,达到了提高型煤强度、降低型煤渗透率的目的。 展开更多
关键词 煤矿瓦斯 热压型煤 单轴抗压强度 渗透率
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基于上覆岩层应力场和裂缝场演化的采动井套管破断特征及防控对策
6
作者 李延河 倪小明 +1 位作者 王保玉 谭学斌 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期221-231,共11页
准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策,能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高... 准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策,能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的相关性,拟合出上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的关系式;根据研究区采动井的实际开发经验,确定出最佳布井区域下的套管主要破断类型,结合常用套管力学参数,得出“两场”演化下的套管破断位置及长度等特征;对常用的采动井局部防护技术进行总结,并提出对应的防控对策。结果表明:工作面推进过程中,上覆岩层应力呈现出“波动-线性降低”的变化规律,位移呈现出“几乎未发生变化-类双曲线型”的变化规律。最佳布井区域下的采动井套管主要以拉伸缩径和剪切破断为主,选择施加套管加强件对采动井套管进行加固。研究区地面采动井三开段采用N80套管时,需在煤层上部46 m亚关键层处、54 m软硬互层处分别加设抗拉伸套管加强件和抗剪切加强件;采用P110套管时,需在煤层上部46 m亚关键层处加设抗拉伸加强件。建议研究区地面采动井三开段均采用P110套管,增加采动井的井筒稳定性。该研究成果为平顶山矿区及相似条件下采动井预防套管破断提供了理论指导。 展开更多
关键词 采动井 套管破断 防控对策 加强件 上覆岩层组合
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导电溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果影响实验研究
7
作者 陈清 李尧斌 《中国矿业》 北大核心 2024年第2期175-181,共7页
为检验溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果的影响,采用水溶液和浓度分别为0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L、2.0 mol/L的NaCl溶液作为导电介质,运用高压脉冲放电系统对相似煤样进行水中放电致裂实验,并采用超声波检测技术分析致裂... 为检验溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果的影响,采用水溶液和浓度分别为0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L、2.0 mol/L的NaCl溶液作为导电介质,运用高压脉冲放电系统对相似煤样进行水中放电致裂实验,并采用超声波检测技术分析致裂效果。实验结果表明:采用水作为导电溶液时放电压力峰值为1.26 MPa,而采用NaCl溶液作为导电介质时放电压力峰值明显提升,采用NaCl溶液实验后煤样的首波声时差也高于水溶液实验后煤样的首波声时差,煤样的内部裂隙改造效果更为显著,表明导电溶液的加入可以优化煤样的导电性能;随着导电溶液的浓度增大,放电压力峰值越大,高压电脉冲在一定浓度的NaCl溶液中放电,能够提高电能转化为等离子通道能量的利用率,导电溶液浓度增加可以加强煤样的导电性,优化高压电脉冲放电致裂增透效果;但随着浓度继续升高,相较于1.5 mol/L NaCl溶液,2.0mol/L NaCl溶液放电压力峰值仅由2.20 MPa提升到2.25 MPa,两者首波声时差的变化也不大,煤样的致裂情况相仿,此时煤样对各导电离子的吸附量达到饱和状态,煤样吸附离子的数量基本维持不变,因此,煤样的导电性基本不变。 展开更多
关键词 增透实验 高压电脉冲 导电溶液 裂隙 瓦斯防治
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微纳米孔隙内气体流动特性与LBM数值模拟研究
8
作者 王登科 袁明羽 +7 位作者 李振 张清清 尚政杰 付建华 王岳栩 唐家豪 郭玉杰 庞晓非 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期15-25,共11页
目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔... 目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔隙大小和孔隙率进行定性定量分析;利用纳米尺度气体流动特征实验装置开展微纳米孔隙的气体流动实验研究,通过对比分析传统达西渗流模型和适用于微尺度下气体流动模型,结果得到更为详细的微纳米孔隙内气体流动特性:纳米多孔炭薄膜的视渗透率随着进气口压力的升高而下降,二者呈负相关的线性变化规律;视渗透率随着努森数降低而降低,二者呈正相关的线性变化规律,表明气体在微纳米尺度下的流动不符合传统的达西定律,滑脱效应和气体扩散不可忽视。采用格子Boltzmann方法(lattice boltzmann method,LBM)模拟不同进气口压力下的气体流动,得到不同气体压力下出口的气体流量,与实验结果进行对比,LBM模拟的平均误差为8.25%,整体吻合性较好,表明LBM数值模拟可有效揭示气体在微纳米尺度下的流动特性。结论研究结果可为今后分析煤层中的瓦斯流动机制和流动规律提供理论借鉴。 展开更多
关键词 微纳米孔隙 纳米多孔炭 气体流动特性 LBM模拟 LBM-D2Q9模型
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沁水盆地南部煤层气地质工程一体化关键技术
9
作者 张聪 胡秋嘉 +6 位作者 冯树仁 乔茂坡 毛崇昊 王琪 李俊 关济朋 贾慧敏 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第2期19-26,共8页
沁水盆地南部煤层气资源丰富,但地质、工程条件复杂,樊庄成熟工艺技术推广邻区适应性较差,煤层气规模效益开发面临严峻挑战。为了解决沁水盆地南部煤层气“井位部署难度大、钻井周期长、裸眼井井眼易垮塌、单井产量低”等问题,开展了地... 沁水盆地南部煤层气资源丰富,但地质、工程条件复杂,樊庄成熟工艺技术推广邻区适应性较差,煤层气规模效益开发面临严峻挑战。为了解决沁水盆地南部煤层气“井位部署难度大、钻井周期长、裸眼井井眼易垮塌、单井产量低”等问题,开展了地质工程一体化技术攻关,形成了“三性”煤储层评价、可控水平井钻完井、分段压裂及疏导式排采等多项关键技术,并开展现场试验与推广。研究结果表明:通过地质与工程有机结合,实现了地质模型为工程技术优化提供技术支撑,工程实践不断校正地质模型,施工精度提高;水平井煤层钻遇率95%,单井钻井复杂平均减少40%,产能到位率达90%,单井平均日产量超过8000 m^(3)。 展开更多
关键词 煤层气 地质工程一体化 可控水平井 地质导向 煤储层评价
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远距离下保护层开采卸压增透效应及瓦斯抽采方案
10
作者 杨科 孙啸天 +2 位作者 刘帅 郭鹏慧 张寨男 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期1-9,共9页
针对深部远距离下保护层开采后上覆被保护层卸压及瓦斯治理难的问题,以朱仙庄煤矿Ⅲ1031工作面工程条件为背景,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了远距离下保护层开采过程中覆岩的应力演化规律、变形破坏特征和卸压增透效果。... 针对深部远距离下保护层开采后上覆被保护层卸压及瓦斯治理难的问题,以朱仙庄煤矿Ⅲ1031工作面工程条件为背景,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了远距离下保护层开采过程中覆岩的应力演化规律、变形破坏特征和卸压增透效果。结果表明:保护层开采,产生延伸至被保护层的纵贯式穿层裂隙,基本顶发生平均步距15 m左右的周期破断,煤层压力先减小,采空区中部重新压实后,应力开始逐渐恢复;在围岩内形成应力增高区域,而应力在向采空区中部演化时,则以近似于弧状的应力递减圈形态发育。因煤层采动在采空区两侧形成离层裂隙发育区,为瓦斯流动提供通道,被保护层也因此得到卸压,其卸压率达到0.91,增透率增幅为5%~20%,被保护层出现明显卸压增透效应。为解决保护层开采后瓦斯需卸压抽采的问题,设计了穿层钻孔、顺层钻孔、高位钻孔配合拦截钻孔和采空区埋管的瓦斯抽采方案。 展开更多
关键词 卸压增透 瓦斯抽采 远距离 下保护层开采 相似模拟 数值模拟
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寿阳区块煤层气井产粉特征与煤体结构相关性研究
11
作者 张亚飞 胡皓 +4 位作者 孔鹏 张晓飞 任峻杉 张洲 张锦涛 《煤炭技术》 CAS 2024年第3期225-229,共5页
针对沁水盆地寿阳区块煤层气井产粉严重的问题,连续采集井口煤粉溶液样品,在实验室测试获取了煤粉浓度、煤粉粒径和煤粉形态等煤粉产出特征。通过测井曲线和构造曲率判识了煤体结构特征,利用数据描述分析和Pearson相关系数计算方法定量... 针对沁水盆地寿阳区块煤层气井产粉严重的问题,连续采集井口煤粉溶液样品,在实验室测试获取了煤粉浓度、煤粉粒径和煤粉形态等煤粉产出特征。通过测井曲线和构造曲率判识了煤体结构特征,利用数据描述分析和Pearson相关系数计算方法定量分析了产粉特征与煤体结构相关性。研究成果为寿阳区块煤层气产粉规律研究和控粉措施提供了实验数据和理论指导。 展开更多
关键词 产粉特征 煤体结构 相关性 寿阳区块
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开采保护层与预抽煤层瓦斯防突效果分析
12
作者 焦先军 童校长 李明强 《煤炭技术》 CAS 2024年第2期118-120,共3页
为比较开采保护层与预抽煤层瓦斯防突效果,以1124(3)运顺开采保护层段和预抽煤层瓦斯段煤巷掘进为试验对象,统计了试验地点煤巷掘进期间残余瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标K1、钻屑量等防突指标,采用假设检验方法推断了各防突指标是否有差... 为比较开采保护层与预抽煤层瓦斯防突效果,以1124(3)运顺开采保护层段和预抽煤层瓦斯段煤巷掘进为试验对象,统计了试验地点煤巷掘进期间残余瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标K1、钻屑量等防突指标,采用假设检验方法推断了各防突指标是否有差别,分析了开采保护层段和预抽煤层瓦斯段各防突指标产生差别的原因,验证了开采保护层区域防突措施比预抽煤层瓦斯区域防突措施更加安全可靠。 展开更多
关键词 开采保护层 预抽煤层瓦斯 瓦斯含量 钻屑瓦斯解吸指标K1 钻屑量 假设检验
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综掘面风流调控下的瓦斯与粉尘浓度双目标预测模型研究
13
作者 龚晓燕 程傲 +5 位作者 邹浩 孙育恒 杨富强 张红兵 李昊 孙康 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期153-157,共5页
针对综掘面瓦斯和粉尘浓度预测能力不足,导致瓦斯粉尘积聚难以提前解决,造成风筒出风口风流调控降尘排瓦效果不佳的问题,采用层次分析法确定了瓦斯和粉尘浓度分布的关键影响因素,建立了7-11-3结构的双目标预测神经网络模型,并进行出风... 针对综掘面瓦斯和粉尘浓度预测能力不足,导致瓦斯粉尘积聚难以提前解决,造成风筒出风口风流调控降尘排瓦效果不佳的问题,采用层次分析法确定了瓦斯和粉尘浓度分布的关键影响因素,建立了7-11-3结构的双目标预测神经网络模型,并进行出风口距端头5 m和10 m工况下的应用测试,结果表明:模型误差率最大9.85%,最小0.27%。瓦斯浓度最高降低了45%,粉尘浓度最高降低了40%,有效预防了瓦斯和粉尘浓度的积聚问题。 展开更多
关键词 综掘面 风流调控 BP神经网络 瓦斯及粉尘浓度 双目标预测模型
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石墨尾矿资源化利用现状
14
作者 王涛 韩士斌 鞠成 《矿产综合利用》 CAS 2024年第2期111-117,共7页
这是一篇矿业工程领域的论文。石墨作为一种无机非金属材料在我国应用十分广泛,而且在化工、电气等行业中也占有重要地位,同时在国防、高技术领域有着不可取代的地位。然而,由于石墨矿开采的同时会伴随遗留大量尾矿,不但占用了大量的土... 这是一篇矿业工程领域的论文。石墨作为一种无机非金属材料在我国应用十分广泛,而且在化工、电气等行业中也占有重要地位,同时在国防、高技术领域有着不可取代的地位。然而,由于石墨矿开采的同时会伴随遗留大量尾矿,不但占用了大量的土地,而且对生态环境造成了严重的污染。本文通过查阅大量文献资料,对目前石墨尾矿资源化利用研究现状进行归纳,对石墨尾矿大量堆积问题进行了探讨,提出了有助于其资源化利用的建议。 展开更多
关键词 矿业工程 石墨尾矿 资源化利用 研究现状
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曲线拟合与分段函数组合法在瓦斯抽采量预测中的研究与应用
15
作者 程磊 王鑫 张清田 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期185-189,共5页
为减少矿井煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等事故的发生,将井下瓦斯及时抽出是必要的,因此对瓦斯抽采量进行准确地预测愈发重要。在神经网络法、多元线性回归法等预测方法的基础上,根据瓦斯抽采量在时间效应下变化波动大的特性,提出了曲线拟合... 为减少矿井煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等事故的发生,将井下瓦斯及时抽出是必要的,因此对瓦斯抽采量进行准确地预测愈发重要。在神经网络法、多元线性回归法等预测方法的基础上,根据瓦斯抽采量在时间效应下变化波动大的特性,提出了曲线拟合与分段函数组合法。此方法以瓦斯抽采量衰减为界将瓦斯抽采分为前、后2个阶段,根据实测数据作抽采纯量随时间变化曲线并对变化曲线进行拟合,根据拟合曲线列出预测瓦斯抽采量的计算公式,用于对抽采量进行预测。分别对九里山矿、古汉山矿进行后段抽采量预测与实际的比较,其中九里山矿得到后段预测值的最小相对误差为0.63%,最大相对误差为2.34%,古汉山矿得到后段预测值的最小相对误差为0.09%,最大相对误差为3.23%。表明曲线拟合与分段函数组合法对井下瓦斯抽采量预测是可行的,对井下瓦斯治理具有重要的意义。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 抽采量预测 曲线拟合与分段函数组合法 时间效应 瓦斯治理
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煤层排放钻孔直径和排放时间对排放半径演化规律的影响研究
16
作者 王成 石必明 +3 位作者 吴刘洋 梁跃辉 胡涛 潘娟 《煤炭技术》 CAS 2024年第3期125-129,共5页
煤层钻孔排放半径是局部防突的一个关键技术参数。为获得煤层钻孔排放半径与排放钻孔直径、排放时间之间的关系,以祁东煤矿为试验地点进行考察试验。采用现场试验与数值模拟的方法,分析在不同排放钻孔直径和不同排放时间下的煤层钻孔最... 煤层钻孔排放半径是局部防突的一个关键技术参数。为获得煤层钻孔排放半径与排放钻孔直径、排放时间之间的关系,以祁东煤矿为试验地点进行考察试验。采用现场试验与数值模拟的方法,分析在不同排放钻孔直径和不同排放时间下的煤层钻孔最大排放半径的演化规律。建立了一种排放半径计算方式;实测了祁东煤矿9煤层不同排放钻孔直径在排放不同时间后的最大排放半径;数值模拟获得水平方向上钻孔周围瓦斯压力呈现“U”形分布;排放时间相同情况下,煤层钻孔最大排放半径随着钻孔直径的增大而增大;排放时间和钻孔直径与排放半径分别满足不同的函数关系;获得了排放半径与排放钻孔直径与排放时间的耦合关系。 展开更多
关键词 排放半径 排放时间 排放钻孔直径 “U”形分布 耦合关系
原文传递
煤层透气性系数新的测试计算方法
17
作者 秦跃平 刘佳 苏向云 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期833-844,共12页
煤层透气性系数是衡量煤层瓦斯流动难易程度的关键参数。现行的煤层透气性系数计算式中,将变压力非线性偏微分方程的系数假定为常数,理论推导结果存在较大缺陷,使得现场测定的透气性系数存在较大偏差。为解决煤层透气性系数测定失准的问... 煤层透气性系数是衡量煤层瓦斯流动难易程度的关键参数。现行的煤层透气性系数计算式中,将变压力非线性偏微分方程的系数假定为常数,理论推导结果存在较大缺陷,使得现场测定的透气性系数存在较大偏差。为解决煤层透气性系数测定失准的问题,推导了钻孔径向流量法测试煤层透气性系数的过程,并在推导过程中指出该方法存在的问题。以朗格缪尔式瓦斯含量和达西定律为基础,建立无量纲模型,将模型解算结果进行反演拟合,得到新的煤层透气性系数计算式,并通过现场实测钻孔数据进行验证,修正了现行的煤层透气性系数测试方法,提出准确可靠的计算煤层透气性系数的新方法。结果表明:用抛物线式表示煤层瓦斯含量并将变量煤层瓦斯压力p^(1.5)视为常量推导而来的煤层透气性系数计算式,相当于将瓦斯含量拟合成与压力平方成正比关系,理论与实际测算均存在较大误差。采用朗格缪尔式无量纲模型计算出的无因次瓦斯涌出速度Y’进行反演拟合,可解决现行计算方法的缺陷;当吸附常数b与原始瓦斯压力p_(0)的乘积(无因次原始瓦斯压力)不同时,Y’与无因次时间Fo’的函数曲线明显不同,由此得到了含有无因次原始瓦斯压力的透气性系数计算式;当煤层和钻孔条件一定时,由不同时间测试的瓦斯涌出量计算得到的煤层透气性系数λ值具有良好的再现性。新的煤层透气性系数现场测定方法与现行方法完全相同,不增加额外工作量,但新方法的计算更加精确可靠。 展开更多
关键词 煤层透气性系数 无量纲模型 反演方法 朗格缪尔 达西定律
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新疆后峡盆地煤层气井产量影响因素分析
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作者 李鹏 李小军 +3 位作者 涂志民 车延前 常新龙 李腾 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第4期1-10,共10页
新疆后峡盆地煤层气井单井产量差异悬殊,单井产量控制因素不明确,采用统计分析、线性回归分析法和灰色关联数学分析法,对煤层气井单井产能影响因素进行了定量表征。基于后峡盆地煤层气井单井产能差异性,煤层气井主要被划分为了3种不同... 新疆后峡盆地煤层气井单井产量差异悬殊,单井产量控制因素不明确,采用统计分析、线性回归分析法和灰色关联数学分析法,对煤层气井单井产能影响因素进行了定量表征。基于后峡盆地煤层气井单井产能差异性,煤层气井主要被划分为了3种不同的类型;I类煤层气井储层特征好,采用较小的加砂强度和加液强度,结合较小的压降,排采效果好;III类煤层气井储层特征较差,尤其是含气量较低,采用同样的储层改造手段和排采制度较难获取好的排采效果。对筛选的22个影响煤层气井产能的因素进行定量评价分析,研究表明:含气量对煤层气井产能具有显著的控制作用,而储层改造程度和排采制度的合理制定,是煤层气井高效生产的关键。 展开更多
关键词 煤层气井产量 灰色关联 含气量 储层改造 排采
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基于正交试验的煤岩相似材料最优配比研究
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作者 朱昌星 刘旭 赵伟浩 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期34-40,共7页
目的为了探寻煤岩相似材料最优配比,方法以赵固一矿煤样的自然视密度、单轴抗压强度、弹性模量为模拟指标,采用正交设计法开展相似材料配比试验。选用碳酸钙、水泥、细河砂、煤粉、蒸馏水为原料,以骨料与胶结剂质量比、胶结剂成分间质... 目的为了探寻煤岩相似材料最优配比,方法以赵固一矿煤样的自然视密度、单轴抗压强度、弹性模量为模拟指标,采用正交设计法开展相似材料配比试验。选用碳酸钙、水泥、细河砂、煤粉、蒸馏水为原料,以骨料与胶结剂质量比、胶结剂成分间质量比、骨料成分间质量比和掺水率为控制因素,按照4因素3水平正交配比方案制备了9组相似材料。结果试验结果表明:不同配比下相似材料物理力学参数变化较大,各因素对模拟指标影响规律性强,且骨胶比对相似材料各模拟指标起控制作用,自然视密度、单轴抗压强度、弹性模量均随骨胶比增加而显著下降。通过多元线性回归分析得到相似材料最优配比为碳酸钙∶水泥∶河砂∶煤粉∶水=1∶4∶0.9∶5.8∶3.3,经验证,使用该配比制作的试样在物理力学参数、单轴压缩曲线和破坏形态上能够很好地模拟原煤。结论该研究采用理论与试验相结合的方法寻找最优配比有效可行,可为煤岩相似材料领域研究提供一定借鉴。 展开更多
关键词 相似材料 正交试验 敏感性分析 多元线性回归
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高位钻孔瓦斯抽采参数的优化
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作者 张国华 柳杨 +2 位作者 李子波 李豫波 荆珂 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2024年第2期163-170,187,共9页
为防治综采工作面上隅角瓦斯超限,提高瓦斯抽采效率,以平岗煤矿为例对象,依据采动裂隙“O”形圈理论确定高位钻场及钻孔位置,采用COMSOL模拟软件分析钻孔参数对瓦斯抽采效果的影响,优化钻孔参数,并进行现场应用。结果表明:高位钻场位置... 为防治综采工作面上隅角瓦斯超限,提高瓦斯抽采效率,以平岗煤矿为例对象,依据采动裂隙“O”形圈理论确定高位钻场及钻孔位置,采用COMSOL模拟软件分析钻孔参数对瓦斯抽采效果的影响,优化钻孔参数,并进行现场应用。结果表明:高位钻场位置为煤层上方20 m,钻场间距70 m,压茬长度不小于35 m,钻孔平距不大于37 m;钻孔仰角控制在-3°~6°,钻孔方位角控制在0°~16°,钻孔数量为4;现场应用表明,经钻孔抽采参数优化,抽采瓦斯纯流量由3.8 m^(3)/min提升至8.1 m^(3)/min;钻孔抽取瓦斯浓度由17.53%增加到45.99%,工作面上隅角瓦斯浓度由0.94%下降到0.33%,工作面瓦斯浓度由0.88%减少到0.27%,回风巷瓦斯浓度由0.83%下降到0.24%。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔参数优化 钻孔仰角 钻孔方位角 钻孔数量
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