河南矿区高灰细泥煤泥水的絮凝沉降试验研究

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作者 鲁忠良 王擘昊 +3 位作者 于跃先 史长亮 何俊 王婕 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期35-41,共7页

目的随着采煤机械化程度的提高和重介质选煤工艺普及,入选浮煤泥中高灰细泥的含量逐渐增加。高灰细泥是影响煤泥水沉降效率的最直接因素,对煤泥水中的高灰细泥进行处理,直接关系着煤炭资源生产和水资源利用。针对河南矿区煤泥水具有高... 目的随着采煤机械化程度的提高和重介质选煤工艺普及,入选浮煤泥中高灰细泥的含量逐渐增加。高灰细泥是影响煤泥水沉降效率的最直接因素,对煤泥水中的高灰细泥进行处理,直接关系着煤炭资源生产和水资源利用。针对河南矿区煤泥水具有高灰细泥的特性,方法通过设计正交试验测试不同种类的絮凝剂和搅拌速度对煤泥水的沉降率的影响及其之间的相互作用的效果,提高煤泥水沉降效率。结果结果表明:六偏磷酸钠与聚丙烯酰胺的分散性能及絮凝性能更优,搅拌速度、六偏磷酸钠用量、聚丙烯酰胺用量对高灰细泥煤泥水沉降率的影响程度依次减小,搅拌速度和聚丙烯酰胺用量之间的相互关系对沉降率影响最为显著;当六偏磷酸钠用量40.08 mg/L、聚丙烯酰胺用量5.75 mg/L、搅拌速度411.12 r/min,沉降率可达95.5%,沉降率提高的原因在于高灰细泥絮凝过程中絮团成球明显,絮凝剂的桥接作用可以使分散颗粒聚团并发展为球形,长条不规则颗粒明显减少,颗粒群粒形的改变有助于煤泥水的沉降,在一定搅拌速度下粒形保持较为规整,可增加沉降概率,使煤泥水得以有效沉降。结论通过改善煤泥水中颗粒的粒度粒形特性,可以有效提高河南矿区高灰细泥煤泥水的沉降效率。研究结果可为处理高灰细泥煤泥水提供理论支持和实践参考。 展开更多

关键词 河南矿区 煤泥水 高灰细泥 沉降率 粒形

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综放工作面煤柱巷道软岩底板非对称底臌机理与控制 被引量：15

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作者 贾后省 王璐瑶 +3 位作者 刘少伟 彭博 张伟光 范凯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1030-1040,共11页

针对综放工作面煤柱巷道非对称底臌剧烈、支护维护困难、起底工程量大等难题,以大南湖一矿综放工作面煤柱巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验等综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形... 针对综放工作面煤柱巷道非对称底臌剧烈、支护维护困难、起底工程量大等难题,以大南湖一矿综放工作面煤柱巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验等综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态。结果表明:煤柱巷道底板强度低下以及在采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象,进而导致巷道底板塑性区出现非均匀分布,是造成非对称底臌的内在原因;底臌变形规律监测结果显示,非对称底臌程度与放煤厚度有内在联系,放煤厚度在5.9 m范围内,放煤厚度越大,基本顶岩层破断偏转角度亦越大,巷道围岩周边主应力比值、主应力旋转角度等参数越大,底板塑性破坏引起的非对称底臌变形越剧烈;底板最大塑性破坏深度位置随着主应力方向旋转角度的增加,逐渐向巷道中部位置移动,导致底臌变形最大位置分布不同,同时,煤柱巷道的这种底臌变形可控性较差,现有技术条件下企图采用高强支护是不可行的,控制上应以适应底臌变形为主;然而,当放煤厚度超过5. 9 m,基本顶岩层有沿煤柱边缘失稳切落的可能,巷道围岩应力环境趋于原岩应力状态,巷道围岩塑性区分布范围大幅降低,底臌变形较小。据此,以巷道非对称底臌规律为依据,提出了以调整采掘关系、优化巷道底臌硬化方案为主的底臌控制对策,现场应用效果良好,底臌变形量有效减少的同时,巷道底臌处理工作量亦大幅降低。 展开更多

关键词 综放工作面 煤柱巷道 底臌 非对称变形 塑性区

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不同边界条件下剪切速率对类岩石节理剪切力学特性的影响 被引量：2

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作者 田世轩 郭保华 +1 位作者 孙杰豪 程坦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期541-551,共11页

为研究不同边界条件下剪切速率对岩石节理剪切力学特性的影响,采用RDS-200型岩石节理剪切试验系统对人工浇筑的具有相同节理形貌的不规则水泥节理试样进行了常法向应力和常法向刚度2种边界条件下5种剪切速率的直剪试验。结果表明:(1)常... 为研究不同边界条件下剪切速率对岩石节理剪切力学特性的影响,采用RDS-200型岩石节理剪切试验系统对人工浇筑的具有相同节理形貌的不规则水泥节理试样进行了常法向应力和常法向刚度2种边界条件下5种剪切速率的直剪试验。结果表明:(1)常法向应力边界条件下,随剪切速率增大,相同法向应力下的类岩石节理峰前剪切刚度减速增大,峰值剪切强度和残余剪切强度呈对数降低;随剪切速率增大,类岩石节理黏聚力减速增大,内摩擦角呈对数降低。(2)常法向刚度边界条件下,随剪切速率增大,相同法向应力的类岩石节理峰前剪切刚度减速增大,峰值剪切强度呈对数降低,较高法向应力下的残余剪切强度先增大后减小;随剪切速率增大,类岩石节理黏聚力呈对数降低,内摩擦角减速增大。(3)与常法向应力边界条件相比,常法向刚度条件下,节理黏聚力平均增加了115.85%,内摩擦角平均降低了8.44%;相同初始法向应力和剪切速率下,峰前剪切刚度、峰值剪切强度和残余剪切强度分别平均增加了11.96%、19.47%和32.32%,峰值法向位移平均降低了40.12%。该研究结论可为不同剪切速率下地表和地下工程岩体节理的剪切失稳评价提供一定参考。 展开更多

关键词 岩石力学 类岩石节理 剪切速率 常法向应力 常法向刚度

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三轴压缩下含瓦斯煤体电阻率响应的实验研究

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作者 王云刚 宋代东 +1 位作者 张飞燕 李东会 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期8-14,共7页

目的受载含瓦斯煤体变形破裂过程中电阻率的变化规律是电阻率法预测预报煤与瓦斯突出发生的理论基础。因此,研究三轴压缩条件下含瓦斯煤体破裂过程中电阻率的变化规律十分必要。方法自主研发一套测试低频条件下受载含瓦斯煤体变形破坏... 目的受载含瓦斯煤体变形破裂过程中电阻率的变化规律是电阻率法预测预报煤与瓦斯突出发生的理论基础。因此,研究三轴压缩条件下含瓦斯煤体破裂过程中电阻率的变化规律十分必要。方法自主研发一套测试低频条件下受载含瓦斯煤体变形破坏过程中电阻率的实验系统,测试三轴压缩条件下含瓦斯煤体电阻率的变化规律,对实验结果进行分析和解释。结果结果表明:(1)受载含瓦斯煤体的电阻率变化与所受应力存在显著的对应关系,型煤的电阻率变化规律与应力的对应关系要优于原煤的,对应力降低比较敏感;(2)受载型煤的电阻率变化规律为先上升后下降型和下降型,受载原煤的电阻率变化规律仅有下降型;(3)从原煤和型煤的物理力学以及受载过程中的变形破坏类型、受载含瓦斯煤体变形破坏过程中的煤体结构变化情况、煤的孔隙结构以及导电类型3方面分析解释受载含瓦斯煤体的电阻率变化情况;(4)对受载含瓦斯型煤电阻率变化曲线出现的2种类型进行科学合理的解释。结论研究成果可为电阻率法预测预报煤与瓦斯突出的发生提供技术支撑。 展开更多

关键词 含瓦斯煤体 电阻率 三轴压缩 煤与瓦斯突出

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纳米Fe_(3)O_(4)在煤微生物降解产CH_(4)过程中的催化作用

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作者 赵发军 邓奇根 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期42-50,共9页

目的为了研究纳米Fe_(3)O_(4)在微生物降解煤产甲烷(CH_(4))过程中的催化作用,方法采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群(厌氧消化菌,义马矿区)的煤样,考查温度和纳米Fe_(3)O_(4)添加量对反应体系产CH_(4)摩尔浓度的影响,分析... 目的为了研究纳米Fe_(3)O_(4)在微生物降解煤产甲烷(CH_(4))过程中的催化作用,方法采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群(厌氧消化菌,义马矿区)的煤样,考查温度和纳米Fe_(3)O_(4)添加量对反应体系产CH_(4)摩尔浓度的影响,分析产CH_(4)过程中伴随气体CO_(2)和H_(2)的摩尔浓度变化及其对CH_(4)摩尔浓度的影响,评估厌氧消化产CH_(4)反应体系中铁的作用和最大负载量。结果通过分析厌氧性产CH_(4)古菌和多环芳烃分解菌共营降解煤的生物化学过程,认为煤降解产CH_(4)厌氧反应由两个主要步骤组成:一是稠环芳烃活化的羧化反应,该反应使煤被多环芳烃分解菌降解为甲苯酚和2-萘甲酸等化合物;二是产甲烷古菌利用煤分解产生的有机酸、甲基和气体等,通过辅酶的生物化学反应生成CH_(4),该过程CH_(4)产气量随温度升高而增大,起始反应需要大量CO_(2)气体。在产甲烷古菌和多环芳烃分解菌共营系统中添加纳米Fe_(3)O_(4)后,产CH_(4)量增加了39.6%~50.8%。纳米Fe_(3)O_(4)对生物化学过程的催化作用表现在促进中间产物(H_(2)和CO_(2)等)的生成,同时生物化学反应通过消耗H_(2)和含氧有机物并生成液态水以降低密闭实验系统的气体总压力,使催化反应持续正向进行。结论纳米Fe_(3)O_(4)对微生物降解煤产CH_(4)的催化作用需要多菌种互营环境,催化过程中存在最佳负载量。 展开更多

关键词 采空区遗煤 纳米Fe_(3)O_(4) 产甲烷古菌 细菌共营 煤层气 催化

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声发射法检测输气管道泄漏的研究综述

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作者 王云刚 宋代东 +1 位作者 李兵兵 祁嘉宁 《安全与环境学报》 CAS CSCD 2024年第3期1114-1127,共14页

声发射法检测管道泄漏是目前的热点方法,研究涉及泄漏信号的产生与传播、信号拾取与处理、基于信号的智能识别与定位等。通过介绍声发射检测定位原理及一些基本规律,详细分析小波分析、局域均值分解、经验模态分解、变分模态分解在处理... 声发射法检测管道泄漏是目前的热点方法,研究涉及泄漏信号的产生与传播、信号拾取与处理、基于信号的智能识别与定位等。通过介绍声发射检测定位原理及一些基本规律,详细分析小波分析、局域均值分解、经验模态分解、变分模态分解在处理泄漏信号时的优劣,探讨人工智能在处理管道泄漏声发射信号中的应用,总结管道泄漏的模态研究、相关试验研究,来理清基于声发射的管道泄漏检测现状及展望未来发展。 展开更多

关键词 公共安全 管道 泄漏 声发射检测 信号处理 综述

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中心直裂纹半圆盘试样的石灰岩断裂韧度尺寸效应试验研究 被引量：17

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作者 张盛 王龙飞 +3 位作者 常旭 王东坤 王小良 乔洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1740-1749,1760,共11页

为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断... 为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断裂试验。结果表明:NSCB试样的破坏过程表现出明显的"脆性"破坏特征。与预制裂缝长度相比,试样尺寸对峰值载荷和载荷-位移曲线的形态影响更显著;随着试样尺寸的增加,试样的断裂韧度测试值不断增加,增加幅度随着预制裂缝长度的增加而加剧;当试样尺寸一定时,随着无量纲裂缝长度的增加,断裂韧度测试值有一定程度降低;为减小尺寸效应的影响,建议采用圆盘半径大于37.5 mm,无量纲预制裂缝长度范围在0.4～0.6内的NSCB试样测试岩石的断裂韧度。所得结果为推广NSCB试样国际建议方法及准确测试岩石的断裂韧度提供了一定的参考。 展开更多

关键词 预制裂缝长度 试样尺寸 岩石断裂韧度 中心直裂纹半圆盘试样(NSCB)

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大理岩裂隙渗流特性及充填砂土影响 被引量：13

8

作者 郭保华 程坦 +1 位作者 陈岩 焦峰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期463-474,共12页

利用自行研制的岩石裂隙渗流系统,对9个不同裂隙面形貌的大理岩试样分别进行充填和未充填裂隙渗流试验,研究了不同法向应力条件下,加卸载过程、水头差大小、裂隙面形态、充填砂土粒径及厚度等因素对裂隙渗流的影响。试验结果表明:裂隙... 利用自行研制的岩石裂隙渗流系统,对9个不同裂隙面形貌的大理岩试样分别进行充填和未充填裂隙渗流试验,研究了不同法向应力条件下,加卸载过程、水头差大小、裂隙面形态、充填砂土粒径及厚度等因素对裂隙渗流的影响。试验结果表明:裂隙未充填时,在法向加载阶段,渗流量随水头差的增大呈线性递增,渗流量随法向应力的增大呈负指数减小,并得到了包含裂隙面三维形貌参数坡度均方根S_q的渗流量和法向应力关系式;单位水头流量与力学隙宽呈指数关系,指数平均值为3.01,基本符合立方关系。因此,通过增加修正参数得到了修正的立方定律,其中修正参数与裂隙面的三维形貌参数S_q呈指数关系。在法向卸载阶段,渗流量随法向应力的降低基本不变,相较于加载阶段,卸载阶段法向应力对渗流量的影响明显降低;相较于未充填裂隙,充填裂隙闭合量、裂隙面形态、法向应力在加载和卸载阶段对渗流量的影响均较小,充填砂土的粒径或厚度越大,相同法向应力下裂隙渗流量越大。 展开更多

关键词 渗流试验 法向应力 三维形貌参数 渗流量 充填裂隙

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超长回采工作面微震特征的影响因素研究 被引量：1

9

作者 王云刚 唐飞 +1 位作者 杜炳成 孔祥岩 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期91-97,共7页

为探讨超长工作面微震特征影响因素,采用微震监测技术研究42108工作面微震事件的空间分布特征及冲刷构造、推进速度、矿压对煤岩体微震事件特征的影响机制。研究结果表明:微震事件集中发生于工作面辅运巷侧,微震事件的空间分布受临近采... 为探讨超长工作面微震特征影响因素,采用微震监测技术研究42108工作面微震事件的空间分布特征及冲刷构造、推进速度、矿压对煤岩体微震事件特征的影响机制。研究结果表明:微震事件集中发生于工作面辅运巷侧,微震事件的空间分布受临近采空区、上覆煤层煤柱影响较大;微震事件能量和空间分布特征与推进速度相关性较差,当推进速度超过5.5 m/d后,微震事件频次、总能量与推进速度呈正相关;过冲刷构造时工作面推进速度降低,微震能量、频次的稳定性较差,易造成大能量积聚,使工作面危险性增大;微震事件集中发生位置与矿压值较大区域相吻合。 展开更多

关键词 微震监测 冲刷构造 推进速度 矿压

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层理对煤岩动态裂纹扩展分形特征的影响 被引量：12

10

作者 龚爽 赵毅鑫 +3 位作者 王震 周磊 杨达明 王文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2574-2582,共9页

对于煤岩类材料在不同应变速率下的裂纹扩展行为研究为采矿工程实践提供了重要的理论参考,然而该类研究难度较大。为了研究含层理结构各向异性煤样在冲击载荷下的裂纹扩展行为及发育机制,采用霍普金森加载装置对直切槽半圆形煤样进行冲... 对于煤岩类材料在不同应变速率下的裂纹扩展行为研究为采矿工程实践提供了重要的理论参考,然而该类研究难度较大。为了研究含层理结构各向异性煤样在冲击载荷下的裂纹扩展行为及发育机制,采用霍普金森加载装置对直切槽半圆形煤样进行冲击条件下的断裂特性测试,并采用高速摄像机对冲击过程中裂纹扩展发育特征进行拍摄。利用Matlab和Image J等图像处理软件,进一步分析了层理和加载速率对煤中动态裂纹扩展分形特征的影响。研究表明:层理结构对煤中动态裂纹扩展路径及速度均具有重要影响,45°层理煤样分形裂纹扩展速度最大,而层理倾角为0°煤样的分形裂纹扩展速度最小;层理倾角对裂纹扩展路径的分形维数也具有显著影响,45°时煤样中裂纹扩展路径分维值最大,其次为层理角度22.5°和67.5°,0°和90°最小;同一裂纹的速度峰值和加速度峰值交替出现,且加速度峰值出现在速度峰值之前,裂纹扩展的驱动力可由加速度指标间接表示。考虑瞬时效应和分形特征的若干煤样裂纹扩展速度测试值与瑞利波速接近,且22.5°,45.0°和67.5°层理角度的煤样测试时易出现最高峰值。该试验结果与先前理论假设相吻合,因此获取含结构面煤岩类材料动态裂纹扩展速度时应当充分考虑其分形效应和瞬时特征。研究成果有助于进一步理解掌握含结构面煤岩体受动载扰动下的裂纹扩展分形特征及裂纹速度演变规律。 展开更多

关键词 冲击载荷 煤岩 霍普金森压杆 裂纹扩展 分形维数

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非规则砂岩节理剪切变形本构关系试验研究 被引量：3

11

作者 程坦 郭保华 +3 位作者 孙杰豪 田世轩 孙崇轩 陈岩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期51-64,共14页

岩石节理剪切变形对岩体工程的安全性和稳定性具有重要影响。为研究常法向应力下岩石节理剪切变形本构关系,采用RDS-200型岩石直剪仪对非规则砂岩节理进行了不同法向应力下的直剪试验。根据岩石节理剪切应力-位移全程曲线形状特征,将其... 岩石节理剪切变形对岩体工程的安全性和稳定性具有重要影响。为研究常法向应力下岩石节理剪切变形本构关系,采用RDS-200型岩石直剪仪对非规则砂岩节理进行了不同法向应力下的直剪试验。根据岩石节理剪切应力-位移全程曲线形状特征,将其依次划分为峰前压密阶段、线性阶段、屈服阶段和峰后软化阶段;根据剪切应力在峰后软化阶段降低幅度和速率大小,将岩石节理剪切应力-位移曲线划分为3种类型:峰后平台型、峰后缓降型和峰后跌落型。基于岩石节理剪切应力-位移曲线各阶段剪切变形特征,采用分段函数建立了岩石节理剪切变形本构模型。与其他模型相比,新提出的岩石节理剪切变形本构模型对试验数据拟合精度更高,更好地描述了岩石节理剪切应力-位移全程曲线。另外,在通过岩石节理直剪试验由经验公式确定模型参数之后,所提出本构模型可在不同法向应力下实现对不同粗糙度岩石节理剪切应力-位移曲线的预测。研究结果对岩石节理剪切变形的数值模拟和工程估计具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 岩石力学 岩石节理 剪切变形 本构关系 经验公式

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岩石节理分级剪切加载-蠕变-卸载的能量与变形特征 被引量：15

12

作者 翟明磊 郭保华 +1 位作者 李冰洋 焦峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2865-2872,2885,共9页

为分析岩石节理在剪切加载-蠕变-卸载下的能量演化与变形特征,利用GCTS(RDS-200型)岩石剪切测试系统对人工劈裂岩石节理进行分级剪切加载-蠕变-卸载试验。结果表明:在法向应力小于6.5 MPa和大于7.8 MPa时,滞回环面积与循环级数分别符合... 为分析岩石节理在剪切加载-蠕变-卸载下的能量演化与变形特征,利用GCTS(RDS-200型)岩石剪切测试系统对人工劈裂岩石节理进行分级剪切加载-蠕变-卸载试验。结果表明:在法向应力小于6.5 MPa和大于7.8 MPa时,滞回环面积与循环级数分别符合线性和指数关系;总变形能和弹性变形能与法向应力呈正相关,与循环级数呈指数关系;塑性变形能与循环级数和法向载荷呈正相关。各级剪切应力加载终止时的剪切位移外包络线与直剪应力-位移曲线变化趋势相同,具有加速上升段、匀速上升段和匀速下降段;累积剪切塑性变形随循环级数增加而增大,但增大速率逐渐变慢;各级剪切加、卸载曲线均能以剪切滑移点为界分为两个阶段;剪切失稳前,加、卸载阶段的法向位移-剪切应力曲线出现在上一循环前方,循环剪切加载和(或)蠕变结束时的累积法向变形出现从增加到减小的现象。 展开更多

关键词 岩石节理 循环加卸载 剪切蠕变 能量演化 变形特征

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气液两相介质抑制管道甲烷爆炸协同增效作用 被引量：8

13

作者 裴蓓 韦双明 +5 位作者 余明高 陈立伟 潘荣锟 王燕 李杰 景国勋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3130-3136,共7页

瓦斯抽采管道一旦泄漏或受到外部火源波及,极有可能引发爆炸事故。基于自行搭建的惰性气体-超细水雾惰化抑制可燃气体爆炸试验系统,研究了气液两相介质抑制9. 5%甲烷/空气预混气爆炸的影响因素和协同作用规律,并分析了其抑爆协同增效的... 瓦斯抽采管道一旦泄漏或受到外部火源波及,极有可能引发爆炸事故。基于自行搭建的惰性气体-超细水雾惰化抑制可燃气体爆炸试验系统,研究了气液两相介质抑制9. 5%甲烷/空气预混气爆炸的影响因素和协同作用规律,并分析了其抑爆协同增效的原因,提出气液两相介质抑爆存在相间耦合作用。实验结果表明:在CO_2,N_2,He和Ar四种惰性气体与超细水雾的共同作用下,气液两相介质对9. 5%甲烷/空气预混气爆炸超压、火焰传播速度和最大火焰温度的抑制均表现出明显的协同增效作用。当4种惰性气体稀释体积分数达到14%、细水雾通入量8.4mL(质量浓度694. 4 g/m^3)后,均能对9. 5%甲烷/空气爆炸产生良好的抑制效果;控制参数继续增加,抑爆增效作用的增长幅度缩小;其中CO_2与超细水雾下的协同抑爆效果最好,N_2次之,He,Ar与超细水雾的协同抑爆水平相差不大,为清洁、高效惰化细水雾抑爆技术的应用提供了技术指导。 展开更多

关键词 甲烷爆炸抑制 惰性气体 细水雾 协同增效 协同规律 相间耦合作用

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砂土充填大理岩节理的剪切强度经验公式 被引量：6

14

作者 焦峰 郭保华 翟明磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4102-4108,共7页

为研究砂土充填对节理抗剪强度的影响,利用GCTS(RDS-200型)岩石剪切测试系统对4种不同摩擦系数砂土充填的粉晶大理岩节理进行了直剪试验。结果表明:相同法向应力下,未充填节理的峰值剪切应力大于充填节理的峰值剪切应力,说明砂土的存在... 为研究砂土充填对节理抗剪强度的影响,利用GCTS(RDS-200型)岩石剪切测试系统对4种不同摩擦系数砂土充填的粉晶大理岩节理进行了直剪试验。结果表明:相同法向应力下,未充填节理的峰值剪切应力大于充填节理的峰值剪切应力,说明砂土的存在降低了节理的剪切强度;由节理面三维形貌参数最大谷深vS表征节理面粗糙程度,得到了未充填节理的峰值剪切强度公式,公式预测值与试验值基本吻合;得到了用充填砂土摩擦系数表达的充填节理峰值剪切强度公式,公式预测值与试验值较为吻合。研究结论对充填节理岩体稳定性评价具有一定指导意义。 展开更多

关键词 岩石力学 充填节理 直剪试验 三维形貌参数 强度经验公式

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峰前循环剪切作用下岩石节理剪切力学特性 被引量：2

15

作者 孙杰豪 郭保华 +1 位作者 田世轩 程坦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期52-62,73,共12页

微震、工程爆破等低应力循环剪切荷载作用对节理岩体工程失稳破坏具有重要影响。为研究峰前循环剪切加卸载作用下岩石节理剪切力学特性,采用RDS-200型岩石节理剪切试验系统对人工劈裂黄砂岩节理进行了峰前循环剪切下的直剪试验。通过与... 微震、工程爆破等低应力循环剪切荷载作用对节理岩体工程失稳破坏具有重要影响。为研究峰前循环剪切加卸载作用下岩石节理剪切力学特性,采用RDS-200型岩石节理剪切试验系统对人工劈裂黄砂岩节理进行了峰前循环剪切下的直剪试验。通过与未进行峰前循环剪切加卸载时岩石节理力学参数预测值对比,得到峰前循环剪切加卸载作用对峰前剪切刚度、峰值剪切强度、峰值剪切位移与残余剪切强度的影响。结果表明:(1)峰前循环剪切加卸载后,当法向应力为2MPa时,岩石节理峰前剪切刚度增大,当法向应力为4~10MPa时,岩石节理峰前剪切刚度在循环剪切应力幅值范围内增大,在超出循环剪切应力幅值时减小;(2)峰前循环剪切加卸载后,峰值剪切强度降低了10%~20%,降低百分比随法向应力增大整体呈对数函数增大;峰值剪切位移增加了2%~40%,增加百分比随法向应力增大整体呈对数函数减小;(3)峰前循环剪切加卸载后,岩石节理残余剪切强度无明显变化,峰值剪切强度与残余剪切强度差值减小,峰后剪切应力做功损失百分比降低。 展开更多

关键词 岩石力学 岩石节理 循环剪切 力学特性 试验研究

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我国煤矿智能绿色开采技术现状与展望 被引量：2

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作者 郭文兵 吴东涛 +3 位作者 白二虎 张璞 侯建军 张要展 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期1-17,共17页

智能绿色开采是推进煤炭生产方式和发展模式深层次变革的重要方式,在安全高效开采基础上避免或减轻采动损害,依靠智能化开采技术优化开采工艺,促进资源开采与生态环境保护协调发展,实现煤矿生产过程控制、设备健康管理、安全风险防控、... 智能绿色开采是推进煤炭生产方式和发展模式深层次变革的重要方式,在安全高效开采基础上避免或减轻采动损害,依靠智能化开采技术优化开采工艺,促进资源开采与生态环境保护协调发展,实现煤矿生产过程控制、设备健康管理、安全风险防控、生态环保等的最优化管控,以及煤炭规模开采的高利用、高安全、低排放和生态系统原态的高保真度。从广义资源和生态环境角度并结合智能化开采技术,论述智能绿色开采的内涵,提出了智能绿色开采技术总体架构,包括智能充填开采、瓦斯智能抽采、灾害智能预警、煤-岩-水-环智能一体化等绿色开采技术;其次从综采全过程少人或无人化角度,系统总结综采工作面的透明工作面创建、煤岩界面识别、智能控制、设备定位定姿、煤矿机器人、无线通信、大数据分析处理7个智能化技术以及掘进机自主定位导航、位姿检测、自适应截割等技术的研究现状。阐述煤矿智能绿色开采技术研究进展,为全面深入了解煤矿智能绿色开采技术的发展现状提供参考。 展开更多

关键词 智能绿色开采 透明工作面 掘进机智能化 智慧矿山

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2011—2020年我国较大及以上煤矿事故统计分析及研究

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作者 王云刚 崔春阳 +2 位作者 张飞燕 姚康 康军保 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3269-3276,共8页

收集整理了2011—2020年全国较大及以上的煤矿事故,分析了我国煤矿较大及以上事故发生的起数、死亡人数、发生事故类型以及事故发生区域的相关规律,然后利用安全熵模型和安全度来分析统计的典型煤矿重大事故案例。结果表明:1)近10 a以来... 收集整理了2011—2020年全国较大及以上的煤矿事故,分析了我国煤矿较大及以上事故发生的起数、死亡人数、发生事故类型以及事故发生区域的相关规律,然后利用安全熵模型和安全度来分析统计的典型煤矿重大事故案例。结果表明:1)近10 a以来,我国煤矿安全形势有所好转,较大及其以上事故数量和死亡人数呈现出递减趋势;2)在事故类型方面,煤矿较大及以上事故的主要因素是瓦斯、水、顶板以及火;3)从地域方面来看,我国煤矿事故数量相对集中在云南省、贵州省、四川省、湖南省和北方一些煤炭大省;4)系统在生产过程中各个影响因素的安全度不断下降,熵值不断增加,引起系统混乱,导致煤炭事故发生。同时,从安全度的角度提出了有效的预防和治理措施。 展开更多

关键词 安全社会工程 事故 数理统计 安全熵模型 安全度

原文传递

多孔洞试件充填强化的力学特性与失稳模式

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作者 辛亚军 董帅 +2 位作者 姬红英 王宇 杨俊鹏 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期144-152,共9页

为探讨矿山巷道围岩钻孔卸压后充填强化的承载特性,基于多孔洞试件应力分布与裂纹发展形态分析,在实验室利用刚性试验机对2组8个多孔洞试件进行单轴压缩力学试验,确立充填前后多孔洞试件破坏形态与失稳模式。结果表明:多孔洞试件内部自... 为探讨矿山巷道围岩钻孔卸压后充填强化的承载特性,基于多孔洞试件应力分布与裂纹发展形态分析,在实验室利用刚性试验机对2组8个多孔洞试件进行单轴压缩力学试验,确立充填前后多孔洞试件破坏形态与失稳模式。结果表明:多孔洞试件内部自由面增多,应力集中重叠明显,孔洞周边起裂明显;孔洞数越多,多孔洞试件强度越小,但充填后强度均得到强化,提高了3.37%~16.78%;在充填体强度低于多孔洞基体强度下,充填前后多孔洞试件的轴向变形随孔洞数增加而减小,相对于无充填试件,孔洞越少,充填试件变形越小;充填试件破坏路径分为沿弱胶结面破坏和沿充填体撕裂破坏,充填与无充填试件分别呈曲线自主与块体供向失稳。研究结果可为深部巷道卸压孔洞围岩充填参数选择提供理论参考。 展开更多

关键词 多孔洞试件 充填强化 多孔成线 失稳模式

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金能煤矿软岩掘进巷道变形破坏特征及控制技术研究

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作者 王云刚 康军保 +1 位作者 杜炳成 神文龙 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第12期5340-5347,共8页

针对软岩巷道围岩在掘进过程中呈现出的顶板下沉量大、两帮收敛严重等特点,为解决巷道围岩稳定性控制的难题,以金能煤矿二采区1201工作面的运输顺槽为研究对象,基于工作面巷道工程地质条件,采用现场实测、数值模拟和工业性试验等方法,... 针对软岩巷道围岩在掘进过程中呈现出的顶板下沉量大、两帮收敛严重等特点,为解决巷道围岩稳定性控制的难题,以金能煤矿二采区1201工作面的运输顺槽为研究对象,基于工作面巷道工程地质条件,采用现场实测、数值模拟和工业性试验等方法,阐述了软岩巷道的变形破坏特征,提出了3种不同的围岩控制方案,利用FLAC3D软件模拟了该巷道围岩水平位移、垂直位移和塑性区分布情况,并进行现场测试。工程应用结果表明:“锚索+W钢带+U型钢+注浆”的支护方案效果明显,提高了围岩的承载能力,实现了巷道围岩的稳定性控制。 展开更多

关键词 软岩巷道 变形破坏 FLAC3D数值模拟 现场试验

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冲击荷载作用下含双孔洞裂纹石灰岩动态断裂行为 被引量：1

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作者 龚爽 赵毅鑫 +4 位作者 周磊 王震 郭文兵 姚世斌 杨大鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3030-3047,共18页

深入了解不同孔洞缺陷结构对岩石动态力学特性和断裂行为的影响,对于巷道支护设计、岩体工程稳定性评价以及冲击地压动力灾害防治等均具有重要的理论指导意义。为研究含不同孔洞缺陷石灰岩试样在冲击荷载下的动态断裂行为,利用分离式霍... 深入了解不同孔洞缺陷结构对岩石动态力学特性和断裂行为的影响,对于巷道支护设计、岩体工程稳定性评价以及冲击地压动力灾害防治等均具有重要的理论指导意义。为研究含不同孔洞缺陷石灰岩试样在冲击荷载下的动态断裂行为,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击加载系统,对含双孔洞裂纹石灰岩试样进行冲击条件下的断裂特性测试,并采用高速摄像仪对动态裂纹萌生、扩展、贯通直至试样破坏全过程进行了记录,结合图像处理方法进一步分析了冲击荷载作用下含双孔洞裂纹石灰岩的动态抗压强度、动态变形模量、破坏模式和裂纹扩展行为。研究表明:峰值应力处试样破坏的峰值应变在0.00297~0.00493变化,孔洞间距的非对称增长对石灰岩试样峰值强度具有较大弱化影响,非对称孔洞缺陷的间距越大,其对试样的峰值强度弱化程度越高;当孔洞缺陷呈现为非对称状态时,由于受力不均易较早发生压缩破坏。石灰岩试样双孔洞缺陷的形状、间距和非对称性均对其动态抗压强度具有显著影响。石灰岩试样下方的孔洞缺陷对其主裂纹发育具有显著影响,使得初始拉伸裂纹扩展方向产生偏转,试样最终破坏主模式为剪切-拉伸复合断裂。在石灰岩试样的裂纹发育类型中,类型Ⅴ和Ⅵ的远场拉伸和剪切裂纹较为常见。此外,考虑扩展路径分形效应的裂纹速度为表观裂纹扩展速度的1.01~1.17倍。当孔洞缺陷呈非对称分布且间距较大时,最终形成的裂纹数量较少,裂纹扩展速度降低,且更有利于抑制岩石表面的岩屑剥落现象。 展开更多

关键词 孔洞缺陷 石灰岩 霍普金森压杆 裂纹扩展 动力学特性

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