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煤岩瓦斯复合动力灾害监测预警与防控技术研究进展
1
作者 杨科 李彩青 +1 位作者 刘文杰 张寨男 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期18-32,共15页
煤岩瓦斯复合动力灾害是深部煤炭开采的重大安全隐患,探明其致灾机理、发展监测预警及防控技术是防治关键。提出了煤岩瓦斯复合动力灾害防治“四面体”理论,即分别从灾害分类、灾害机理、灾害预警、灾害防控4个层面概述煤岩瓦斯复合动... 煤岩瓦斯复合动力灾害是深部煤炭开采的重大安全隐患,探明其致灾机理、发展监测预警及防控技术是防治关键。提出了煤岩瓦斯复合动力灾害防治“四面体”理论,即分别从灾害分类、灾害机理、灾害预警、灾害防控4个层面概述煤岩瓦斯复合动力灾害研究进展。总结了以能量释放主体、初始瓦斯压力、载荷条件为主的复合动力灾害类型划分依据;梳理了理论分析尺度和实验室尺度下的复合动力灾害机理研究进展,发现应力路径、微裂纹动态演化和煤岩赋存地质因素临界指标是致灾机理研究的关键;概述了以前期灾害前兆信息判识、中期灾害前兆信息采集、后期灾害一体化监测预警为主线的复合动力灾害监测预警技术研究进展;揭示了复合动力灾害消能减灾一体化防控技术和多尺度分源防控关键技术科学内涵。在此基础上针对两淮矿区灾害特点,提出了深部强动载条件下复合动力灾害智能判识与预警方法和分区协同防控方法。基于当前研究进展,提出了煤岩瓦斯复合动力灾害研究亟待解决的问题,助力实现深部煤炭安全、精准、高效开采。 展开更多
关键词 煤岩瓦斯复合动力灾害 灾害分类 致灾机理 监测预警 灾害防控
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深部采动响应与灾害防控研究进展 被引量：93
2
作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期716-725,共10页
掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演... 掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演化规律和多资源全生命周期动态叠加多相多场耦合致灾机理。最后,基于上述采动响应特征和多场耦合规律及致灾机理,从透明矿山及地质保障关键技术、灾害风险判识与监控预警关键技术和典型动力灾害防控关键技术3个方面讨论了深部采动灾害防控方法。未来应继续加大对深部开采基础研究支持力度,大力支持自主创新重大仪器及科学装置研究,重点开展深部煤炭开采应用基础理论和关键技术研究,依靠科技创新突破制约我国深部煤炭开采的理论与技术瓶颈。加强深部采动多物理化学场耦合灾变机理分析,实现深地资源地质精准勘探和三维地质可视化,建立深部采动灾害风险判识及合理性评价模型,以及开展多参量灾害预警与防控技术和装备研究,实现对灾害的有效预警和精准防控,综合形成深部煤矿灾害防控理论与技术标准体系。同时,在充分认清深部各种灾害特征、治理能力极限和技术经济可行性的基础上,科学确定开采下限。最终有效解决深部煤炭开采面临的科学问题和重大技术难题,促进深部煤炭安全高效开采。 展开更多
关键词 深部开采 采动响应 灾害防控 地质保障 多场耦合
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国家重点实验室培养大学生创新能力实践教学
3
作者 李少波 王磊 +3 位作者 朱传奇 范浩 胡浩 刘斌 《科技资讯》 2023年第5期165-168,共4页
培养具有科技创新能力的大学生,是我国实施创新强国的重要环节。高校作为培育创新型人才的重要基地,往往忽视高校创新人才培养的实践教学。而且目前普通高校科研实践平台无法满足教学要求,影响了大学生创新能力的培养效果。国家重点实... 培养具有科技创新能力的大学生,是我国实施创新强国的重要环节。高校作为培育创新型人才的重要基地,往往忽视高校创新人才培养的实践教学。而且目前普通高校科研实践平台无法满足教学要求,影响了大学生创新能力的培养效果。国家重点实验室作为重要的科研平台,拥有高端的创新人才和先进的仪器设备资源,能够开展科技创新实践教学,基于虚拟仿真教学、人工智能实验学习等不同教学模式,有效提高了本科生创新能力。采用“问题导向式教学—启发式教学—互动式教学”的教学方法,培养学生理论结合实践的能力,通过开展不同形式的科研实践教学,对培养大学生科技创新能力具有重要作用。 展开更多
关键词 科研实践 大学生 实验室 创新培养
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国家重点实验室采矿工程专业实验教学探讨 被引量：1
4
作者 朱传奇 胡浩 《科技创新导报》 2020年第18期209-211,共3页
实验教学是采矿工程专业教学过程中不可替代的关键环节。国家重点实验室科研教学基础雄厚,研究人员创新能力显著,能够为采矿工程专业实验教学效果提升提供优越条件。为运用国家重点实验室优厚的实验教学条件,提高教学效果,基于目前采矿... 实验教学是采矿工程专业教学过程中不可替代的关键环节。国家重点实验室科研教学基础雄厚,研究人员创新能力显著,能够为采矿工程专业实验教学效果提升提供优越条件。为运用国家重点实验室优厚的实验教学条件,提高教学效果,基于目前采矿工程专业实验教学现状,从实验设备、教师队伍建设、教学模式三方面,提出实验室实验教学职能提升措施,有利于培养具有实践和创新能力的矿业类人才。 展开更多
关键词 采矿工程专业 实验教学 国家重点实验室
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国家重点实验室培养采矿工程专业研究生科研能力探讨
5
作者 朱传奇 李少波 《中国科技信息》 2021年第5期110-111,共2页
科研能力提升是研究生教育的核心任务和培养目标,国家重点实验室是采矿工程专业研究生科研能力培养的优越平台,通过分析国家重点实验室的优越条件,针对目前采矿工程专业研究生科研能力的不足之处,提出积极宣传行业动态,激发学生科研兴趣... 科研能力提升是研究生教育的核心任务和培养目标,国家重点实验室是采矿工程专业研究生科研能力培养的优越平台,通过分析国家重点实验室的优越条件,针对目前采矿工程专业研究生科研能力的不足之处,提出积极宣传行业动态,激发学生科研兴趣;全面讲解科研方法,促进学生掌握采矿工程领域科研方法;分层次设立研究生专项课题,锻炼学生科研综合能力3项举措。 展开更多
关键词 科研方法 国家重点实验室 科研兴趣 采矿工程专业 优越条件 专项课题 研究生 科研能力提升
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冲击载荷下煤样动力学响应特性与损伤本构模型
6
作者 杨科 许日杰 +2 位作者 刘帅 刘文杰 张杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期139-148,共10页
为研究深部煤体动载响应规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明:冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应,且随着应变率增大,应变硬化现象愈发明显;煤样反射... 为研究深部煤体动载响应规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明:冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应,且随着应变率增大,应变硬化现象愈发明显;煤样反射能、透射能、吸收能、耗能密度与应变率呈一次函数关系,耗能占比与应变率呈指数型函数关系,且均保持正相关。基于经典朱-王-唐模型、Weibull分布、Drucker-Prager准则,建立了考虑煤样损伤与黏滞性特征的动态统计损伤本构模型,并对本构模型的准确性与普适性进行了验证。该模型能够较好地描述煤样冲击动态力学行为,为动载影响下深地煤炭安全开采提供了基础研究。 展开更多
关键词 煤 应变率 朱-王-唐模型 动态损伤本构模型 分离式霍普金森压杆
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综采工作面垮落带注浆充填开采覆岩采动裂隙定量表征试验研究
7
作者 李志华 耿倩 +2 位作者 杨科 邹恩隆 何祥 《中国矿业》 北大核心 2024年第2期159-167,共9页
为定量表征冒落区注浆充填对覆岩采动损伤程度的影响,以任家庄煤矿110903工作面为研究背景,开展垮落法开采和垮落带充填法开采物理相似模拟实验,运用分形理论研究两者覆岩裂隙演化特征,并对其覆岩运移规律进行对比分析。研究结果表明,... 为定量表征冒落区注浆充填对覆岩采动损伤程度的影响,以任家庄煤矿110903工作面为研究背景,开展垮落法开采和垮落带充填法开采物理相似模拟实验,运用分形理论研究两者覆岩裂隙演化特征,并对其覆岩运移规律进行对比分析。研究结果表明,垮落法开采后采动裂隙分形维数变化规律为迅速上升-缓慢下降-缓慢上升-急剧上升,注浆充填开采后变化规律呈迅速上升-迅速下降-缓慢下降-缓慢上升;将采动裂隙发育网络划分为离层裂隙区、离层压实区、垮落裂隙区、竖向破断裂隙区四个区域,对比垮落法开采和垮落带充填法开采,充填后采场覆岩裂隙不发育,离层压实区范围较小,发育高度仅为21.96 m;注浆充填开采后各关键层下沉量显著减小,关键层2最大下沉量出现在顶板初次破断处,垮落法开采后关键层2最大下沉量出现在采空区中部。垮落带注浆充填开采能有效改善覆岩裂隙损伤、控制覆岩裂隙发育、减缓覆岩下沉,该成果可以为任家庄煤矿充填开采控制地表沉降提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 垮落带注浆充填 相似模拟 分形理论 裂隙演化 覆岩运移
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地方院校国家重点实验室对本科教学作用 被引量：4
8
作者 张明 王磊 +2 位作者 袁安营 焦振华 胡浩 《高教学刊》 2019年第6期19-21,共3页
高校实验室是本科教育教学中的重要组成部分,同时也是构成高校基础实验与科研辅助体系的不可或缺一环,直接承担着专业教学、学科实验与研究的重任。近年来随着地方本科院校基础教育教学与科学研究的持续推进,实验室的建设及其现实作用... 高校实验室是本科教育教学中的重要组成部分,同时也是构成高校基础实验与科研辅助体系的不可或缺一环,直接承担着专业教学、学科实验与研究的重任。近年来随着地方本科院校基础教育教学与科学研究的持续推进,实验室的建设及其现实作用也愈发突出。对于提高专业学生教学质量、学科创造思维的养成与科研严谨精神等意义重大。其中,国家级重点实验室在硬件设施建设和软件环境优化层面具备独有的资源优势,有利于专业学生更好地把握学科前沿动态,培养创新思维和团队协作精神。鉴于此,文章结合本校近两年领域内建设实际,进一步探究归纳国家重点实验室对于本科教学与专业学科管理的优越性,并立足现实不足提出些许改进建议。 展开更多
关键词 本科院校 国家重点实验室 科研 跨学科研究
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我国煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害分类、预测与防控 被引量：15
9
作者 朱斯陶 刘金海 +8 位作者 姜福兴 尚晓光 孙希奎 张修峰 宋大钊 张明 王爱文 谢华东 曲效成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期807-816,共10页
针对我国煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害频发的现状,采用现场调查、理论分析、现场监测等方法,对顶板运动型矿震及诱发灾害发生机制、预测和工程分类技术进行了研究,得到以下主要结论:(1)基于关键层运动模式将顶板运动型矿震分为关键层... 针对我国煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害频发的现状,采用现场调查、理论分析、现场监测等方法,对顶板运动型矿震及诱发灾害发生机制、预测和工程分类技术进行了研究,得到以下主要结论:(1)基于关键层运动模式将顶板运动型矿震分为关键层断裂型、关键层回转型和关键层滑移型3类矿震,建立了基于“关键层运动状态”的顶板运动型矿震的能量预测模型,分别提出了3类顶板运动型矿震能量的计算方法;(2)基于顶板运动型矿震诱发井下和地面灾害机制,建立了顶板运动型矿震诱发井下冲击地压和地面建筑物震动损害的一体化力学模型和评估方法,为煤矿顶板运动型矿震诱发灾害的预测提供了基础;(3)提出了分类防控、源头减震、吸能抗震协同防控顶板运动型矿震的理念,形成了以低矿震能量、低围岩密度和高抗震能力为基础的煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害防控体系,开展了地面直井压裂源头防控顶板运动型矿震的技术试验研究;(4)根据工作面在压裂区开采期间的矿压显现和相似材料模拟试验结果,大范围压裂措施能够降低大能量矿震发生频次,但也可能改变关键层运动模式,甚至增大井下矿压显现强度。 展开更多
关键词 坚硬顶板 矿震 冲击地压 矿震分类 矿震预测 地面震动损害 地面压裂
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浅谈如何提高学生对深部采场动力灾害的认识*
10
作者 袁安营 《新教育时代电子杂志（学生版）》 2019年第17期0167-0167,0171,共2页
煤矿进入深部开采后,深部采场动力灾害是必然要面临的关键问题,也是动力灾害防治方向学生要深刻理解和把握基本知识之 一,更是老师应该努力教好的主要课程之一。因此,如何提高在本方向上的教学效果,是急需探讨的问题之一。本文主要从深... 煤矿进入深部开采后,深部采场动力灾害是必然要面临的关键问题,也是动力灾害防治方向学生要深刻理解和把握基本知识之 一,更是老师应该努力教好的主要课程之一。因此,如何提高在本方向上的教学效果,是急需探讨的问题之一。本文主要从深入理解动力灾 害的发生机制、掌握研究动力灾害的方法及探究动力灾害防控的措施等方面浅谈自己的理解。本文提出的教学内容不仅能够使学生对本方向 有更深入的理解,也能够提高学生理解问题、认识问题的效率,更有利于学生解决今后遇到的相似科研问题,最终达到老师课堂教学中“授 之以鱼和授之以渔”的目的和效果。 展开更多
关键词 深部采场 动力灾害 提高认识 教学效果 授之以渔
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国家重点实验室对地方高校学科建设和本科生培养的作用探析 被引量：7
11
作者 焦振华 王磊 +2 位作者 张明 袁安营 胡浩 《高教学刊》 2020年第1期98-100,共3页
国家重点实验室是开展基础科学研究、聚集和培养优秀科研人才的科研实验机构,同时也是支撑学科建设的重要平台,促进多学科交叉融合。学科建设和人才培养是地方高校发展的核心和根本任务。国家重点实验室建设运行对地方高校特色办学与内... 国家重点实验室是开展基础科学研究、聚集和培养优秀科研人才的科研实验机构,同时也是支撑学科建设的重要平台,促进多学科交叉融合。学科建设和人才培养是地方高校发展的核心和根本任务。国家重点实验室建设运行对地方高校特色办学与内涵式发展具有引领带动作用。文章以安徽理工大学省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室为对象,阐述其建设运行情况,总结分析了国家重点实验室对地方高校学科建设和本科生培养的作用,为类似地方高校建设提供借鉴参考。 展开更多
关键词 国家重点实验室 地方高校 学科建设 本科生培养
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国家重点实验室对地方高校本科生科研创新能力培养作用的探讨
12
作者 陈宝宝 朱传奇 +1 位作者 张明 胡浩 《华章》 2022年第6期0080-0082,共3页
国家重点实验室是我国科技创新体系的重要组成部分,围绕基础和应用基础开展研究,培养和聚集了众多优秀学者,在推进创新型国家建设上发挥着重要作用。地方高校国家重点实验室主要承担实验教学、学科融合发展、科研与社会服务等任务,促进... 国家重点实验室是我国科技创新体系的重要组成部分,围绕基础和应用基础开展研究,培养和聚集了众多优秀学者,在推进创新型国家建设上发挥着重要作用。地方高校国家重点实验室主要承担实验教学、学科融合发展、科研与社会服务等任务,促进了多学科交叉融合,在我国大学生科技创新教育中发挥了不可替代的重要作用。本文以安徽理工大学省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室为对象,介绍了实验室优厚的教学条件、丰富的人才储备及雄厚的科研实力,指出了实验室在科技创新教育方面的不足,提出了在实验教学中提升科技创新教育的主要管理办法与激励措施,为类似高校科技创新培养体系建设提供参考。 展开更多
关键词 国家重点实验室 本科生 多学科融合 实验教学 科技创新
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国家重点实验室对安全工程学科建设和本科生培养作用探析 被引量：1
13
作者 倪廉钦 高杰 《鄂州大学学报》 2022年第4期91-93,共3页
安全工程专业是安徽理工大学校“双一流”建设的重点学科之一。实验课程是安全工程专业本科教学过程中的重要组成部分。国家重点实验室实验设备先进,科研实力雄厚,能够为安全工程专业实验教学课程提供良好的教学条件,对推进一流大学、... 安全工程专业是安徽理工大学校“双一流”建设的重点学科之一。实验课程是安全工程专业本科教学过程中的重要组成部分。国家重点实验室实验设备先进,科研实力雄厚,能够为安全工程专业实验教学课程提供良好的教学条件,对推进一流大学、一流学科建设具有重要意义。该文以安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室为研究对象,针对目前开展安全工程专业教学的高等院校普遍重理论、轻实验的教学现状,从人才培养模式、教师团队建设、课程体系配置三个方面剖析了开展实验课程教学的难点,并提出针对性的教学职能提升措施。结果表明:国家重点实验室实验课程教学尚处于起步初期,教学管理机制仍需进一步完善;持续改进实验课程教学人才培养模式,合理规划教学路径,有利于高校学科建设和培养安全工程专业本科人才。 展开更多
关键词 国家重点实验 安全工程 学科建设 本科生培养
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管理视角下高校实验室安全管控工作与双体系建设探究
14
作者 李重情 马衍坤 +1 位作者 张树川 张文清 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第10期236-241,共6页
在教育部不断加强和推进高校实验室安全管理工作的背景下,该文详细介绍了高校实验室安全双体系工作内容,包括学校和二级学院层面成立组织机构、双体系工作方案编制要点、实验室安全风险分级管控体系建设关键点、实验室安全隐患排查治理... 在教育部不断加强和推进高校实验室安全管理工作的背景下,该文详细介绍了高校实验室安全双体系工作内容,包括学校和二级学院层面成立组织机构、双体系工作方案编制要点、实验室安全风险分级管控体系建设关键点、实验室安全隐患排查治理体系建设关键环节、宣发教育培训、双体系的考评与更新等,以期为推进实验室安全双体系建设工作提供支持。 展开更多
关键词 高校实验室 风险点 分级管控 隐患排查
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高校实验室安全风险管理系统动力学仿真与应用 被引量：6
15
作者 朱艳娜 张贵生 何刚 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第10期301-306,共6页
采用系统动力学(system dynamics,SD)建模理论,将实验室安全风险管理视为一个系统,以实验管理相关人员、环境、设备设施及管理作为子系统,解析子系统的多异质风险因素,构建实验室安全风险管理SD模型,并以某高校矿山与地下工程测量实验... 采用系统动力学(system dynamics,SD)建模理论,将实验室安全风险管理视为一个系统,以实验管理相关人员、环境、设备设施及管理作为子系统,解析子系统的多异质风险因素,构建实验室安全风险管理SD模型,并以某高校矿山与地下工程测量实验室为例进行演化模拟与仿真验证。结果表明,SD模型可以动态模拟实验室安全管理水平演变态势,通过调控对应子系统的安全投入占比可甄别最优投入方案,求解出各子系统对实验室安全风险管理总水平的实际贡献率,进而重点防范和管控子系统的风险因素,可为高校精准识别实验室安全投入方向和制定管理决策提供新路径。 展开更多
关键词 安全管理 风险源 系统动力学 模拟仿真
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煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究进展 被引量：84
16
作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1557-1566,共10页
围绕拟解决的重大科学问题“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术”,以煤与瓦斯突出、冲击地压等典型煤矿动力灾害为研究对象,鉴于煤矿典型动力灾害诱发机理不清、风险判识不明、监控预警技术不足等现状,开展了冲击地压孕育机理与... 围绕拟解决的重大科学问题“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术”,以煤与瓦斯突出、冲击地压等典型煤矿动力灾害为研究对象,鉴于煤矿典型动力灾害诱发机理不清、风险判识不明、监控预警技术不足等现状,开展了冲击地压孕育机理与风险判识及监测预警、煤与瓦斯突出灾变机理及监测预警、煤矿典型动力灾害信号采集传输和智能化分析、煤矿典型动力灾害监控预警系统平台等研究,开发了大尺度、真三维、全封闭自动开挖煤与瓦斯突出物理模拟实验装置,研制了包括光纤光栅微震传感、三轴应力传感、分布式多点激光甲烷检测等在内的动力灾害前兆信息新型感知与多网融合传输传感装置,建立了井下传感器数据的多元海量动态信息的聚合理论与方法,提出了基于漂移特征的潜在煤矿典型动力灾害预测方法与多粒度知识挖掘方法,构建了基于大数据分析和数据挖掘的煤矿动力灾害风险判识和监控预警模型。通过现场实践,表明能实现全面采集人机环参数,且采集传感器具有故障自诊断、响应时间短、标校周期长等优点。监控预警系统稳定运行无故障率达到了99%,抗干扰等级不低于3级,系统监控预警准确率大于90%,实现了煤矿典型动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时预警。 展开更多
关键词 煤矿 典型动力灾害 风险判识 监控 预警
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承压水下自动采煤模拟实验系统设计与探索 被引量：1
17
作者 庞冬冬 牛心刚 +3 位作者 李传明 陈中琪 罗肖龙 林存傲 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第6期35-40,共6页
为了探索承压水下工作面自动开采模拟实验及覆岩运移应力监测,通过对承压含水层与采煤支护系统模拟设计的结合,设计了一种承压水下自动采煤相似模拟实验系统及方法,实现承压水下的相似模拟模型的自动开挖和压力监测,包含模拟承压含水层... 为了探索承压水下工作面自动开采模拟实验及覆岩运移应力监测,通过对承压含水层与采煤支护系统模拟设计的结合,设计了一种承压水下自动采煤相似模拟实验系统及方法,实现承压水下的相似模拟模型的自动开挖和压力监测,包含模拟承压含水层和采煤支护模拟系统。设计的模拟承压含水层,通过调节水箱高度和调压阀实现对承压含水层水压力的控制,以及水袋之间的水流量传感器,实现在采动过程中对含水层中受采动影响部分的水的流动及补给规律进行模拟及监控。设计的采煤支护模拟系统,实现在上覆岩层中存在含水层时,对承压水下煤层开采的近似模拟与覆岩运移应力监测,实现了自动开挖模型功能,提高了实验准确性,大大降低工作强度,使实验更加智能化。 展开更多
关键词 承压含水层 相似模拟 实验系统 自动开挖 智能化
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高潜水位采煤沉陷区资源化、能源化、功能化利用构想与实践
18
作者 袁亮 徐良骥 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期65-74,共10页
高潜水位矿区井工开采往往造成地表大面积沉陷积水,矿区生态环境发生变化,沉陷区国土资源由以土地资源为主转变为水资源为主、水土资源共存的局面。目前,采煤沉陷区水资源开发利用不充分,可再生能源开发、多能互补利用和废弃矿井抽水蓄... 高潜水位矿区井工开采往往造成地表大面积沉陷积水,矿区生态环境发生变化,沉陷区国土资源由以土地资源为主转变为水资源为主、水土资源共存的局面。目前,采煤沉陷区水资源开发利用不充分,可再生能源开发、多能互补利用和废弃矿井抽水蓄能等方面具有得天独厚的条件和巨大发展潜力,采煤沉陷区国土空间功能也需结合现有条件重新定位与建构。在此背景下,提出高潜水位采煤沉陷区资源化、能源化和功能化利用构想。系统阐述了“三化”面临的科学问题,如采煤沉陷水域水资源量和水生态环境演变规律、地表残余变形规律;“三化”涉及的关键技术与模式,包括监测与评价技术,如“天-空-地-水-井”一体化协同监测技术体系、采煤沉陷区水生态环境调查评价方法、采煤沉陷区建设场地地基稳定性评价方法,以及治理利用技术及模式,如采煤沉陷区水生态环境修复技术模式、采煤沉陷区水资源保持与高效利用技术模式、水资源区域协调开发与高效利用技术模式、风光互补模式、制氢-合成氨-掺氨燃烧发电模式、废弃矿井抽水蓄能模式、农业用地功能构建(复垦地土壤重构)技术、建设用地功能构建(采空区注浆地基加固)技术、生态用地功能构建(地表水系重构与生态湿地建设)技术;并从产业融合、资金筹集、科技创新、区域统筹等方面提出了具体的政策建议。 展开更多
关键词 高潜水位 采煤沉陷区 资源化 能源化 功能化
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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
19
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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远场高位厚硬岩层破断运动机理及响应规律研究 被引量：2
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作者 张广超 曲治 +6 位作者 孟祥军 马俊鹏 王超 王磊 李志勇 王冬 周广磊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期12-22,共11页
掌握远场高位厚硬岩层破断运动规律对于地表剧烈沉降、强矿震等灾害安全防控具有重要作用。以营盘壕煤矿2201、2202工作面为研究背景,建立远场高位厚硬岩层破断力学模型,采用符拉索夫厚板理论分析白垩系砂岩组破断运动规律及其影响因素... 掌握远场高位厚硬岩层破断运动规律对于地表剧烈沉降、强矿震等灾害安全防控具有重要作用。以营盘壕煤矿2201、2202工作面为研究背景,建立远场高位厚硬岩层破断力学模型,采用符拉索夫厚板理论分析白垩系砂岩组破断运动规律及其影响因素,并通过地表沉陷、微震响应规律进行验证分析。得出如下结论:(1)针对白垩系砂岩距煤层远、厚度大、整体性好的赋存特征,建立了远场高位厚硬岩层破断力学模型,采用符拉索夫厚板理论解算出了高位厚硬岩层初次破断临界力学条件。(2)随着抗拉强度增大,厚硬岩层破断悬露长度依次呈现缓慢增长、线性增长和指数型增长特征;随岩层厚度增大,厚硬岩层破断悬露长度近似呈现指数型增长;随着倾向悬露长度(工作面宽度)增大,厚硬岩层破断悬露长度呈现先增大后逐步减小的变化趋势。(3)营盘壕煤矿2201工作面推采过程中,厚硬岩层不会发生破断;当2202工作面推采至960 m左右时发生竖向“O-X”破断;随着工作面继续推进约188 m,厚硬岩层将发生周期性破断。(4)地表沉陷监测结果表明,2201工作面推采期间地表沉降值整体较小且无较大变化,以小能量微震事件为主;2202工作面推采期间地表下沉依次经历了缓慢下沉阶段、急剧下沉阶段、稳定阶段,大能量强矿震频率明显增大,大能量矿震发生位置与地表沉降最大值区域重合度较高,均处于“O-X”破断区域;地表下沉速度在距开切眼960 m处达到最大值9.87 mm/d,并诱发了“6·8”强矿震事件,验证了远场厚硬岩层破断规律的正确性。 展开更多
关键词 厚硬岩层 厚板结构 破断步距 地表沉陷 强矿震
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