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国家自然科学基金(51327007): 作品数：59 被引量：510H指数：12; 相关作者：李树刚林海飞赵鹏翔张天军潘红宇更多>>; 相关机构：西安科技大学教育部兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿更多>>; 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>; 相关领域：矿业工程一般工业技术环境科学与工程建筑科学更多>>

倾斜综放工作面采动卸压瓦斯高位钻孔抽采技术研究被引量：7: 2017年; 为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿主采工作面实际情况,采用物理模拟及数值模拟手段,对工作面采动覆岩"三带"及卸压瓦斯运移优势通道分布特征及规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯,并对抽采效果开展实时观测与分析。结果表明:通过物理相似模拟实验,得到(4-5)04工作面覆岩"三带"高度,工作面初次来压、周期来压步距,裂隙区在切眼、工作面及进回风巷出的宽度等参数;综合分析数值模拟及现场观测结果得到工作面合理配风量及抽采负压;通过现场观测,得到高位钻孔抽采浓度为19.85%~23%,有效抽采段距离平均为54.5m,表明高位钻孔抽采方法和设计参数是科学有效的。; 赵鹏翔李树刚刘殿福张雪涛林海飞丁洋; 关键词：倾斜煤层综放工作面高位钻孔瓦斯抽采

煤矿硫化氢异常富集主控因素的广义灰色关联分析被引量：9: 2017年; 为了探究煤矿硫化氢异常富集主控因素,以陕西彬长小庄矿4~#煤层为研究对象,通过分析煤层热演化温度、吸附特性、孔隙特征、全硫含量以及还原性指数等影响煤体自身物化性质的主控因素,并运用灰色系统理论构建广义灰色关联度评价模型,以定量的方式确定各因素的广义关联度大小。结果表明:当煤层硫化氢浓度由0.8×10^(-6)升高至6×10^(-6)时,对应热演化温度、吸附常数、BET比面积、全硫含量以及还原性指数变化范围分别为:96~113℃,28.8~36.2,0.412 5~0.986 4 m^2·g^(-1),0.21%~0.88%,3.1~8.5,主控因素综合关联度排序为:还原性指数>吸附常数>全硫含量>热演化温度>BET比表面积。; 林海飞张静非李树刚张超杨会军; 关键词：煤矿硫化氢主控因素

煤岩瓦斯固气耦合相似材料瓦斯吸附特性研究被引量：7: 2019年; 为研究“固-气”耦合物理相似模拟试验中模拟煤层材料的瓦斯吸附问题,根据孔隙特征及吸附特征选择活性氧化铝、硅胶、硅藻土、高岭土、3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛作为吸附材料以及屯堡矿煤样为对比材料,采用WY-98A瓦斯吸附常数测定仪对以上材料开展瓦斯吸附量及吸附常数a,b值试验。试验结果表明,高岭土、硅藻土呈现先平缓后陡峭的等温线,不符合Langmuir单分子层吸附模型,不能作为吸附材料;活性氧化铝和硅胶与屯堡矿煤样的吸附量增量变化趋势相似并且屯堡矿煤样与其吸附量比值在0.6~2之间且比值变化趋于常数,因此吸附过程变化规律与屯堡矿煤样较为相似;且吸附常数a值较大,有作为吸附材料的可能性;3种分子筛吸附量增量变化趋势呈“W型”,分别在0.9,0.6,0.4 mL/g左右波动;屯堡矿煤样与其吸附量比值变化较大且不稳定,吸附过程变化规律与屯堡矿煤样相似度较低;吸附常数a值较小,不适合作为吸附材料;各种试验材料吸附常数b值均存在较大差异且都小于屯堡矿煤样。研究结果为“固-气”耦合物理相似模拟试验中具有瓦斯吸附性材料的选择及开展“固-气”耦合物理相似模拟试验提供了一定的实验基础。; 李树刚李树刚赵鹏翔杨二豪赵鹏翔

单轴压缩下松软煤样破裂损伤演化特性研究被引量：7: 2018年; 为定量分析松软煤样在压缩过程中的破裂损伤演化特性,对自制正方体松软型煤进行单轴压缩试验,利用无损监测装置——声发射检测系统采集煤样内部损伤的声发射信号,使用非接触式全场应变测量系统采集煤样表面的数字散斑图像,讨论了单轴压缩下煤样的声发射振铃计数、能量与加载过程的对应关系,对比分析了有无预制钻孔煤样的声发射特征,运用数字图像相关方法统计了煤样表面散斑点数,提出了用以表征煤样内部损伤的以累计振铃计数为基准的振铃损伤变量,用以表征煤样表面损伤的以散斑数为基准的散斑损伤变量,获得了煤样损伤变量曲线。研究表明,无预制钻孔煤样声发射活动更加剧烈,能量幅度更高,钻孔的存在破坏了煤样的整体性,降低了煤样强度;声发射参数曲线与散斑数曲线均与煤样的加载曲线存在着分段对应的关系;振铃损伤变量曲线和散斑损伤变量曲线均可表示煤样的损伤演化过程,煤样内部和表面的损伤特征相互印证,综合分析更能准确的表达煤样的损伤情况。; 潘红宇董晓刚张天军张磊; 关键词：安全科学与工程

Activation characteristics analysis on concealed fault in the excavating coal roadway based on microseismic monitoring technique被引量：2: 2017年; In order to effectively monitor the concealed fault activation process in excavation activities, based on the actual condition of a working face containing faults with high outburst danger in Xin Zhuangzi mine in Huainan, China, we carried out all-side tracking and monitoring on the fault activation process and development trend in excavation activities by establishing a microseismic monitoring system. The results show that excavation activities have a rather great influence on the fault activation. With the working face approaching the fault, the fault activation builds up and the outburst danger increases; when the excavation activities finishes, the fault activation tends to be stable. The number of microseismic events are corresponding to the intensity of fault activation, and the distribution rules of microseismic events can effectively determine the fault occurrence in the mine. Microseismic monitoring technique is accurate in terms of detecting geologic tectonic activities, such as fault activations lying ahead during excavation activities. By utilizing this technique, we can determine outburst danger in excavation activities in time and accordingly take effective countermeasures to prevent and reduce the occurrence of outburst accidents.; Liu ChaoLi ShugangCheng ChengXue Junhua; 关键词：EXCAVATION ROADWAY FAULT COAL OUTBURST ACTIVATION

低频机械振动含瓦斯煤体积应变变化规律研究: 2016年; 为研究低频机械振动对含瓦斯煤体积应变的影响,建立煤体孔隙瓦斯压力、吸附膨胀力、振动衰减应力作用下煤体体积应变变化方程。以10,20,30 Hz振动1,2,3,4,5 h后的煤体试件单轴抗压强度变化试验检验方程所反映的规律性,发现振动频率相同,振动时间越长,试件单轴抗压强度越低,计算应变越大;振动时间相同,振动频率越小,试件单轴抗压强度越高,计算应变越小。分析认为振动使煤体孔隙率变大,应变变大,从而单轴抗压强度降低。振动时间相同,振动频率越大,单轴抗压强度越低,试件孔隙率就越大,试件应变就越大;振动频率相同,振动时间越短,单轴抗压强度越高,试件孔隙率就越小,试件应变就越小。且无论频率为何值,单轴抗压强度均随时间的增加而降低,表明试件孔隙率均随时间的增加而变大,试件应变均随时间的增加而增大,抗压强度所反映出的应变变化与计算得出的应变规律相一致。方程计算值能较好地反应低频机械振动作用下不同振动频率、振动时间影响煤体应变变化规律。; 李树刚赵勇许满贵; 关键词：体积应变有效应力单轴抗压强度

基于正交设计的“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性试验研究被引量：26: 2016年; 为研究"固-气"耦合相似材料力学与渗透特性,运用正交试验设计配制了以河砂为骨料、石蜡为胶结剂、液压油为调节剂等组合的相似材料;采用极差分析及多元回归分析等方法,研究了冲击次数、骨料粒径、油含量、胶砂比对相似材料抗压强度、弹性模量、泊松比及渗透率的影响。结果表明:各因素对抗压强度的影响由大到小依次为油含量、冲击次数、骨料粒径及胶砂比;对弹性模量的影响为油含量、冲击次数、胶砂比及骨料粒径;对渗透率的影响为冲击次数、胶砂比、油含量及骨料粒径;各因素对泊松比影响较小。相似材料的抗压强度、弹性模量与冲击次数、骨料粒径呈正相关关系,与油含量、胶砂比呈负相关关系;渗透率与冲击次数、骨料粒径、油含量呈负相关关系,与胶砂比呈正相关关系;泊松比与各因素无明显关系。得到各因素共同影响下相似材料特性参数的综合模型。; 林海飞翟雨龙李树刚李莉白杨; 关键词：相似材料正交试验

高瓦斯倾斜煤层综放工作面抽采瓦斯技术被引量：6: 2016年; 为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿（4-5）04工作面实际情况,采用物理相似模拟方法,对工作面采动覆岩“三带”分布特征及规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯,并对抽采瓦斯效果开展实时观测与分析。研究结果表明：（4-5）04工作面上隅角处的垮落角为71°左右且顶板裂隙较为发育;该工作面垮落带高度为25~26.8 m,断裂带高度为109.2~110 m,初次来压步距为36 m,周期来压步距平均为16.6 m,切眼附近裂隙区宽度约为40 m,回风巷及进风巷附近约30 m,工作面附近约20~40 m;高位钻孔抽采浓度为19.85%~23%,抽采过程中上隅角及工作面的瓦斯浓度分别为0.15%~0.48%及0.08%~0.45%,避免了回采期间上隅角瓦斯超限,保证工作面安全高效回采。; 刘殿福赵鹏翔张雪涛安学东杨俊生孙红星姚晓波; 关键词：高瓦斯倾斜煤层综放工作面高位钻孔抽采瓦斯

新型CF封孔材料的膨胀作用机理及其关键影响因素实验研究被引量：11: 2018年; 为了探究自主研制的新型CF封孔材料各组分及水料比对其膨胀性能的影响,基于该CF封孔材料的化学膨胀机理,确定了影响膨胀性能的关键影响因素;通过单因素实验探究了各关键影响因素对CF材料膨胀性能的影响,并根据中心组合(Box-Behnken)实验设计原理,应用响应(曲)面分析法(RSM)进一步确定了各关键影响因素对其膨胀性的显著性大小,得出了最优实验参数。实验结果表明:各关键影响因素的显著性排序为:铝粉掺量(掺有等量Ca O)>水料比>石膏掺量;并结合现场实际情况,以CF封孔材料膨胀率为主要指标,同时考虑凝结时间和强度,得出最优实验参数为:铝粉掺量0.56%(掺有等量的Ca O)、石膏掺量2%、水料比0.6。; 李树刚张静非张超林海飞张超; 关键词：封孔材料膨胀率

互联网+煤矿安全信息化关键技术及应用构架被引量：46: 2016年; 针对煤矿安全生产信息化的发展及现状,总结"互联网+"背景下煤矿安全信息化的内涵,提出互联网+煤矿安全信息化就是将物联网、云计算、大数据等新一代IT创新变革技术及概念与煤炭工业深度融合,实现煤矿生产的安全、低耗及高效。同时,从煤矿物联网、煤矿云计算、煤矿大数据三方面分析互联网+煤矿安全信息化的关键技术,并在此基础上提出了由信息感知层、数据传输层、云计算资源层、应用服务层、用户接口层组成的互联网+煤矿安全信息化应用构架及专有云构建模式,使煤矿物联网产生的大数据在弹性可扩展的云计算平台支撑下,为煤矿防灾、减灾,改善煤矿安全现状提供高效、科学的决策依据与技术手段。最后分析了煤矿安全信息化在互联网+背景下面临的机遇与挑战。; 李树刚马莉杨守国; 关键词：云计算大数据煤矿安全物联网

国家自然科学基金(51327007)

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