主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
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煤炭科學技術

期刊英文名:Coal Science and Technology

  《煤炭科學技術》,月刊,創刊于1973年,是由國家煤礦安全監察局主管、煤炭科學研究總院主辦的綜合性煤炭科技期刊,為CSCD中國科學引文數據庫來源期刊、中文核心期刊、中國科技核心期刊、RCCSE中國核心學術期刊(A),是煤炭行業新技術、新成果、新產品的主要發布媒體。
  • 煤炭科學技術
    煤炭科學技術
  • 作者(Author):孫政,李相方,徐兵祥,肖芝華,張硯,苗亞楠,彭澤陽,王小果
    關鍵詞(KeyWords):煤層氣井,低滲,欠飽和,應力敏感,產能分析方法

    摘要:為準確獲取煤層氣井物理性能參數,提出了一種簡便的基于生產初期排水數據的產能分析新方法,首先,考慮煤層普遍具有的低滲特征,引入調查半徑公式,計算各個時刻煤層氣井壓力波前緣位置,然后,基于連續穩態方法,推導各個時刻考慮應力敏感與壓力波擴展的穩態滲流方程;最后,對滲流方程進行線性化處理,得到適用于低滲欠飽和煤層氣井的產能分析新方法,該方法的可靠性與應用性通過與數值模擬以及現場實例對比進行研究。研究結果表明:新方法預測的滲透率與實際滲透率間的誤差為2.38%,表皮因子的誤差為6.59%,滿足現場工程應用需求,新方法能夠準確獲取儲層物性參數,為氣井后期產能預測,生產制度調整提供有效理論依據。
  • 作者(Author):王海燕,方熙揚
    關鍵詞(KeyWords):自燃,絕熱氧化,受限溫度,升溫模型

    摘要:為深入分析煤自燃特性,以有效減少煤礦內因火災,根據氣固反應動力學相關理論,提出外部環境允許條件下煤氧反應低溫階段溫度也并非始終“加速上升”,在一定時期會內出現“自限制”特征,基于此,對顆粒煤低溫絕熱條件下的反應步驟進行分析,推導出考慮界面效應的煤低溫絕熱氧化升溫理論模型,然后根據4個不同變質煤樣的絕熱氧化試驗結果進行論證。結果表明:煤顆粒的絕熱氧化反應前期,溫度隨時間不斷增長且升溫速率隨試驗的進行而加快,呈類指數分布特征,但后期中低變質煤升溫速率隨試驗進行開始逐漸減慢,服從半拋物線趨勢變化;隨著變質程度的提高,煤低溫絕熱氧化反應“自限制”溫度有向高溫方向偏移的趨勢,極大升溫速率逐漸降低;低溫絕熱氧化升溫過程可分為物理吸氧放熱升溫階段、自由加速升溫階段、受限減速升溫階段和全面反應階段,其中受限減速升溫階段主要是由于“氧化層”界面作用產生,實際自燃狀態分析中應注意該效應的影響。
  • 作者(Author):陸曦,牟偉騰,劉寧 ,盧清松 ,岳培恒
    關鍵詞(KeyWords):臭氧/過氧化氫,煤化工廢水,氧化,對苯二酚

    摘要:為解決煤化工廢水中多元酚難處理的難題,研究了O3耦合H2O2對氧化降解典型多元酚——對苯二酚效率的影響因素及其降解機理,優化了體系的反應參數,為處理實際碎煤制天然氣高濃含酚廢水奠定理論基礎和技術支持。試驗結果表明:O3投加流量和30%H2O2投加濃度比在去除和礦化酚類物質中起重要作用。在pH為7.0,O3投加量為210 mg/(L·min),對苯二酚初始濃度為150 mg/L,H2O2投加濃度為0.15%,反應溫度為25.0  ℃時進行試驗,對苯二酚的去除率可達100%,TOC去除率為39%;毒性研究進一步表明氧化反應可使多元酚的急性毒性由強毒減弱為中毒,降低了廢水的毒性,達到預期處理目標,滿足進入生物處理系統的條件。
  • 作者(Author):章麗萍,戴瑾,魏含宇,宋學京,馬項陽
    關鍵詞(KeyWords):煤化工廢水,單元酚,多元酚,環己酮,蒸餾回收

    摘要:針對煤化工含酚廢水常用的MIBK、DIPE萃取劑對多元酚的萃取效率低等問題,開發出一種新型的酚類物質萃取劑-環己酮,對比了環己酮與MIBK、DIPE萃取效果,探討了萃取相比、萃取溫度、pH等主要影響因素,并進行了萃取劑回收試驗。結果表明:環己酮對對苯二酚、間苯三酚的萃取效果分別高達91.65%、83.52%,遠高于MIBK的74.05%、49.77%和DIPE的27.95%和7.84%;在溫度40 ℃、相比1∶3、pH在8及以下的最優條件下,環己酮對苯酚、間甲酚、對苯二酚和間苯三酚4種典型的酚的萃取率分別為98.30%、96.83%、96.31%、91.67%;在最優條件下,對按不同配比的初始濃度分別為750 mg/L、1 000 mg/L的混合配水進行環己酮萃取,單元酚和多元酚去除率分別高達97.81%、94.74%、 96.96%、94.31%;在溫度為155 ℃,常壓下對混合廢水萃取液進行蒸餾回收試驗,環己酮的回收率可達95.5%以上。新型高效脫酚萃取劑環己酮的開發可以有效降低水中酚的濃度,減輕后續生化處理負擔,為該類煤化工廢水的處理與綜合利用、行業的可持續發展提供技術參考。
  • 作者(Author):任勝文
    關鍵詞(KeyWords):突水鉆孔,高壓水,引流注漿,封孔

    摘要:為了徹底消除塔然高勒煤礦主井凍結孔高壓水水害危險,在揭露的高壓突水鉆孔旁施工向下傾斜的與其連通的引流孔進行引流泄壓,引流孔內安裝引流管和第1注漿管,引流孔下方填充有利于封堵高壓突水鉆孔的礦渣層,內插設有第2注漿管,在對引流管和礦渣進行注漿加固后,利用引流管對高壓突水鉆孔采用升壓注漿的方法進行封堵。研究結果表明:對高壓突水鉆孔通過采用引流泄壓后升壓注漿封堵方法,將失控的高壓突水鉆孔轉化為可控鉆孔,有效地減少了工作量,提供了有利的施工條件,改善了注漿封堵效果,從而提高了封孔效率、封孔可操作性、封孔安全性和封孔可靠性,同時為孔口防突措施失效的鉆孔處理提供一種可行的處理思路。
  • 作者(Author):姜鵬,陳清通,邱浩
    關鍵詞(KeyWords):頂板水害,高壓低滲,“三探”一體化技術,斷層帶

    摘要:為弄清掘進巷道頂板高壓低滲水的形成機理, 以物探、鉆探及化探一體化技術為輔助手段,通過物探探測巖層富水性、鉆探驗證富水區情況及放水試驗、化探分析含水層水化學特征,結合固-液-氣三相耦合特征對頂板高壓低滲水形成機理進行了研究。研究結果表明:頂板巖層巖性為軟硬交替的巖層組合形式,利于頂板含水層水的賦存,且上下含水層之間難以越層補給;斷層帶的影響改變區域應力場的分布,破壞了巖體原滲流場與應力場的平衡狀態,導致巖體發生變形,巖體破碎度增加、巖體裂隙變大,使斷層帶區域具有更好的儲水能力及地下水滲透性;由于巖體是由固相、液相、氣相三部分交織組成的多相物質,使得頂板高壓水壓、氣壓及高差重力協同作用下形成混合壓力,通過工程實例對“三探”一體化技術的有效應用,得出的機理可以對煤礦水害進行有效預測。
  • 作者(Author):李澤辰,杜文鳳,胡進奎,李冬
    關鍵詞(KeyWords):總有機碳含量,測井,SOM聚類,粒子群算法,遞歸特征消除算法,支持向量機算法

    摘要:為了解決傳統的有機碳含量TOC測量方法成本高和無法獲得TOC含量連續分布的問題,提出了一種TOC含量的統計預測方法。由于地層的巖性的不同,TOC含量的差異非常大,因此,首先對原始的測井數據聚類,通過聚類的方法將不同巖性的地層區分開,對不同的地層分別建立TOC含量的預測模型,再通過聚類的方法提高了各測井參數和TOC含量的相關性,這不僅提高了模型的準確性,而且使得模型更有說服力;然后通過粒子群算法優化SVM模型參數,避免了因人工選擇參數帶來的模型不穩定的問題,依此建立測井參數優選的SVM-RFE模型,對每一類分別進行測井參數篩選,有效的規避了各測井參數之間的信息冗余和不相關參數帶來的模型性能降低和訓練時間增加的問題;最后利用優選后的測井數據和SOM的分類結果,對不同的地層巖性分別建立SVR模型進行預測。結果表明:通過與其它TOC含量預測模型對比,SOM-SVR模型更加穩定,更有說服力,預測誤差小,平均相對誤差約6%,平均絕對誤差不超過0.2。由此,可以通過SOM算法對不同巖性的地層進行聚類之后再建立TOC含量的預測模型,更有利于提高模型的精度。
  • 作者(Author):高永格,牛矗,張強,張開
    關鍵詞(KeyWords):厚松散層,地表沉陷,動態沉陷特征,終態沉陷特征

    摘要:為掌握地表沉陷的一般變形規律,需研究厚松散層下采煤地表沉陷終態變形特征和地表沉陷動態變形特征,對云駕嶺礦三采區開展了系統的地表沉陷監測,分析研究了地表沉陷終態移動變形特征及角量參數求取,地表下沉速度,地表下沉速度滯后和地表移動延續時間。研究結果表明:地表沉陷范圍廣,充分采動角為:走向左70°、走向右61°、走向邊界角57°、下山邊界角81°、走向移動角67°,下沉速度快,下沉活躍階段僅為15 d,占整個地表移動時間的6%,最大下沉速度滯后距分別為146 m和143 m,衰退階段下沉量小,但周期較長,上述結果驗證了厚松散層下重復采動時,地表下沉與采動程度呈正比,活躍期的下沉周期短,衰退階段周期長等特征。
  • 作者(Author):劉百祥,孫喆,袁永榜
    關鍵詞(KeyWords):地-井瞬變電磁,線性導體,正演,響應特征

    摘要:地-井瞬變電磁法采用地面發射、井中或巷道接收的方式,距離異常較近,可以提高對異常分辨力和增加探測的深度,為了對深部小異常進行精細探測,基于二維時域有限差分和地面瞬變電磁探測原理,在均勻介質背景條件下,以大定源回線裝置作為發射場源,建立不同深度和不同位置的板狀、方形導體的多個場電模型;采用地面、鉆孔(巷道)2種觀測方式,并進行數值模擬正演分析,對小異常體的垂直磁場強度和及差值EA多測道曲線響應特征進行研究;并利用垂直磁場強度曲線的極值點和EA曲線的交叉點,可對小異常進行準確定位作出解釋。研究結果表明:時域有限差分法能夠對建立的線性導體場電模型進行有效準確的計算,能夠獲取小異常的響應曲線特征;地面-鉆孔觀測方式下基于垂直磁場強度曲線的極值點,能夠確定異常的縱向位置和區分多個異常,且幅值隨時間增大越來越小;而地面-巷道觀測方式下通過EA曲線的交叉點,能夠確定異常的橫向位置和區分多個異常,且至異常越近EA值越大;以極值點和交叉點對小異常進行準確定位,提高了縱橫向分辨力。
  • 作者(Author):鄭貴強,楊德方,李小明,毋學平
    關鍵詞(KeyWords):沁水盆地柿莊北,深部煤層,煤層氣,儲層物性,地應力,測井評價

    摘要:基于測井方法解釋評價了深部煤儲層的頂底板物性、煤體結構、孔隙度和滲透性,研究了沁水盆地杮莊北區塊煤儲層巖石力學特性、含氣性特征和地應力的展布規律。研究結果表明:該區塊3煤層的頂板物性和封蓋性要比15煤的好;3煤的滲透性比太原組15煤的滲透性要好;3煤在研究區西部埋藏深、厚度小,而15煤埋藏相對較深、厚度較大。就地應力而言,3煤在柿莊北區塊區西南部地應力數值最高,各向異性強,最大、最小地應力差別大;15煤在柿莊北區塊西南部地應力數值最高,在北西方向各向異性強,地應力差別大,裂隙發育。最后,對深部煤層氣儲層特征和深部地應力的變化規律進行了分析,并對測井解釋的發展和完善提出了建議。
  • 作者(Author):常會珍,郝春生,張蒙,田慶玲,季長江,楊昌永,賈晉生,邵顯華
    關鍵詞(KeyWords):煤層氣,生命周期,產能分布,儲層傷害

    摘要:為研究寺河井田煤層氣產能分布特征及其影響因素,以氣井整個生命周期不同階段的時間節點為分類標準,利用統計分析法對其歷史排采數據進行歸類,追蹤氣、水隨時空變化特征,并從地質及工程兩方面分析產能分布主控因素。結果表明:隨著排采時間延長,煤層氣井高產區范圍逐漸擴大,低產區范圍逐漸縮小,產能分布區域差異性大;構造、含氣性、滲透率是產能的主控地質因素,含氣性與產能分布一致度較高,構造通過影響含氣性間接控制產能分布,滲透率差別較大時,產能與滲透率相關性顯著;壓裂、儲層傷害、井下采掘活動是產能的工程影響因素,特別是儲層傷害和井下采掘活動對產能影響較大,布井時需合理規劃井上下聯合開采時間關系,使氣井達到產能最優化。
  • 作者(Author):黃強,傅雪海,張慶輝,李玉壽
    關鍵詞(KeyWords):煤層氣,覆壓孔滲,差異性,應力敏感性,中、高煤階儲層

    摘要:為了研究中、高煤級煤儲層在覆壓條件下孔隙度、滲透率及應力敏感性的差異變化特征,從山西沁水盆地采集4塊中煤級樣品和4塊高煤級樣品,開展了覆壓孔滲試驗對比研究,探討了中煤級煤和高煤級煤的應力敏感性的差異,研究了應力敏感性隨煤級改變的變化規律。研究結果表明:煤的孔隙度隨鏡質組最大反射率的增大呈現先增大后減小的趨勢,而滲透率則與鏡質組最大反射率之間無明顯關系;中、高煤級煤覆壓下的孔隙度和滲透率均隨有效應力增加呈現指數式減小;高煤級煤平均孔隙壓縮系數、應力敏感性系數分別是中煤級煤的1.61倍和1.26倍,高煤級煤的孔隙度和滲透率損害率分別是中煤級煤的1.42倍和1.1倍,中、高煤級煤的無因次滲透率曲率隨有效應力的增加而降低,當有效應力為12 MPa時,高煤級煤的平均滲透率曲率是中煤級煤的1.33倍。隨Ro,max的增大,煤的應力敏感性呈現增強的趨勢,即高煤級煤的應力敏感性高于中煤級煤。因此,在不同煤級煤儲層排采過程中,針對不同煤級煤儲層所采用的生產壓差應當有所差異。與中煤級煤儲層相比,高煤級煤儲層隨有效應力增加孔隙度、滲透率損害率高,滲透率曲率降低幅度大,因此針對高煤級煤儲層排采過程中所采用的生產壓差應低于中煤級煤儲層,才能獲得較高的煤層氣產出量。
  • 作者(Author):王鳳林,袁玉,張遂安,馬東民,彭川,趙威
    關鍵詞(KeyWords):等溫吸附解吸,含水飽和度,競爭吸附,置換解吸,負壓解吸

    摘要:為了探究水分含量和負壓對煤層氣等溫吸附、解吸特征的影響,采用大樣量煤層氣吸附/解吸仿真試驗設備對鄂爾多斯盆地東緣北部煤礦煤樣進行煤層氣常規等溫吸附解吸過程和負壓解吸過程的實驗室模擬,通過將煤樣進行處理得到干燥煤樣、平衡水煤樣、飽和水煤樣3種不同含水飽和度煤樣,分別對其進行等溫吸附測試、常規等溫解吸測試和負壓解吸測試,得到了煤樣在不同含水飽和度、不同負壓條件下的壓力與吸附量實測數據,并采用不同的吸附/解吸方程式進行擬合。通過對比分析,研究了水分對等溫吸附過程、解吸過程以及負壓對解吸過程的影響,并從分子間作用力的角度進行了解釋水分對等溫吸附解吸過程的影響。結果表明:煤樣解吸過程與吸附過程不可逆,存在解吸滯后;由于水分子與煤分子間的作用力大于甲烷分子與煤分子間的作用力,水分在與甲烷的競爭吸附中具有優勢,煤樣含水率越高,其吸附甲烷的能力越低;煤樣含水率較低時,含水對煤巖降壓解吸影響不明顯;當煤樣含水率高于某一值時,外來水分抑制煤層氣降壓解吸,分析認為這可能與煤樣的物質組成和煤分子結構有關;由于水分對甲烷的置換解吸作用,若水力壓裂過程中壓裂液濾失嚴重,將降低煤層吸附氣量,延長排水降壓階段,減少累計產氣量,因此應嚴格控制壓裂液濾失;負壓解吸階段,單位壓降引起的解吸量更大,說明負壓排采增產措施具有潛力。
  • 作者(Author):郝元偉,楊洋,涂輝,柳炳俊
    關鍵詞(KeyWords):瓦斯利用,采空區,氧化發電,瓦斯抽采

    摘要:為解決山西省重點工程高河煤礦乏風氧化發電項目瓦斯氣源不足問題,提出了通過抽采已封閉采空區瓦斯,用以補充氣源的方案,探討了各類采空區瓦斯儲量的計算方法及可利用性的評估方法,研究結果表明:高河煤礦W1303 和W1305采空區瓦斯儲量分別為508 508 m3和1 163 879 m3,抽采可持續性較強,而E1302采空區瓦斯儲量僅為105 147 m3,儲量少,抽采時間短,可持續性較差,此采空區壓斯預計抽采時間能夠達到一年,但半年后有新的采空區可以接替,從而實現采空區抽采的持續性。此方法對瓦斯發電工程前期投資中瓦斯可利用性評估具有重要指導意義。
  • 作者(Author):馬礪,張朔,鄒立,拓龍龍
    關鍵詞(KeyWords):煤導熱系數,Pearson相關系數法,溫度,含水量

    摘要:
  • 作者(Author):林柏泉,宋浩然,楊威,趙洋,查偉
    關鍵詞(KeyWords):瓦斯抽采,有效抽采區域,各向異性,多物理場耦合

    摘要:為了探究影響射流割縫鉆孔周圍有效抽采區域變化的因素,基于煤體的各向異性考慮了瓦斯抽采過程煤體應變場和瓦斯滲流場的耦合作用,探討了不同垂直地應力、初始瓦斯壓力以及初始滲透率等參數對射流割縫鉆孔有效抽采區域的影響規律。結果表明:垂直地應力F0越大,煤體的滲透率越低,有效抽采區域逐漸減小;初始瓦斯壓力P0越大,抽采相同時間后瓦斯壓力越難降至0.74 MPa以下,有效抽采區域逐漸減小;初始滲透率kx0和ky0越大,煤體裂隙瓦斯流動速度越快,導致在相同抽采負壓下有效抽采區域逐漸增大。各向異性煤體的模擬結果與現場測試結果基本相符,證明了各向異性煤層垂直層理方向有效抽采半徑是現場布孔的合理指標。
  • 作者(Author):李順順,高召寧
    關鍵詞(KeyWords):旋轉開采,大角度旋轉,俯采,礦山壓力

    摘要:為解決蘆嶺礦Ⅱ104東翼采區原設計布置的3個工作面造成的回采巷道布置困難、工作面搬家頻繁、綜采工作面連續推進長度短的問題,利用數值模擬和現場觀測,并基于Ⅱ104東翼采區煤層賦存條件及原巷道布置特點,將原設計的3個工作面合為1個Ⅱ1041工作面,對綜采大角度旋轉開采方案、工藝參數和旋轉技術要求、礦壓顯現規律等關鍵技術進行了研究,并對整個采場的采動應力變化規律進行了分析,有效解決了Ⅱ1041工作面旋轉開采期間刮板輸送機的上下竄動以及支架旋轉角度控制的問題。研究結果表明:采用進刀比為1: 8的旋轉開采方案,經過54個循環,共旋轉74°,旋轉期間支架最大工作阻力為6 481 kN,與額定工作阻力相比仍有4.7 %的富余量,且支架無倒架、擠架的現象。實現了工作面在復雜條件下不搬家,連續推進,保證了工作面的正常回采。
  • 作者(Author):王健達,秦凱,鄧志剛,趙善坤,安賽,歐陽振華
    關鍵詞(KeyWords):沖擊地壓,應力梯度,監測預警,應力測試,光纖光柵

    摘要:為了提高我國沖擊地壓預警的準確性,結合光纖光柵測量領域已取得的研究成果,利用光纖光柵鉆孔應力計、解調分站作為煤礦井下1孔多點采動應力數據的采集、解調裝置,以應力控制理論為指導,研發了以采動應力監測系統軟件為數據采集、分析軟件,應力梯度為預警指標的沖擊地壓動態預警技術,集成了基于采動應力測試技術的沖擊地壓預警系統。研究結果表明:該系統可應用于煤礦工作面采動應力監測和沖擊地壓動態預警,能準確揭示工作面受采動影響應力的變化情況,推導出工作面應力場的時空演化規律。為礦井沖擊地壓災害的預測預警增加一種新方法,從而有效減少沖擊地壓事故的發生。
  • 作者(Author):馬雙文,張明,CAO Chen,張懷東,REN Ting,韓軍
    關鍵詞(KeyWords):右旋螺紋鋼錨桿,數值模擬,橫肋間距,錨固性能

    摘要:為了研究右旋螺紋鋼錨桿不同橫肋間距對其錨固性能的影響,通過ANSYS有限元數值模擬軟件分析了在簡支約束條件下60、100 kN載荷下橫肋間距為12、24、36、48和60 mm的右旋錨桿錨固試件的受力狀態。模擬結果顯示:2種載荷下,錨桿桿體表面最大應力在橫肋間距12、24、36、48 mm時增長較為顯著,與橫肋間距48 mm相比,橫肋間距為60 mm時最大應力無明顯增長;桿體橫肋對應的樹脂圈凹槽處易形成應力集中區域,且在橫肋間距為48 mm時應力峰值達到最大;試件套筒外壁應變隨著橫肋間距增加先增大而后減小,在橫肋間距為48 mm時達到最大。分析表明,在樹脂與套筒內壁和桿體錨固段錨固密實情況下,橫肋間距為48 mm時試件的錨固性能最優。
  • 作者(Author):王珍,曹蘭柱
    關鍵詞(KeyWords):對數螺旋線,離散算法,上限分析法,穩定性分析,最危險滑面

    摘要:對數螺旋線破壞機構可充分滿足土體速度分離要求,因此對數螺旋線在邊坡穩定性上限分析中廣泛應用。但由于在平面直角坐標系下對數螺旋線無法顯化處理,現階段上限分析法對均質邊坡穩定性分析給出了較好的解答,對于非均質邊坡穩定性研究相對較少。為探究上限分析方法在非均質邊坡穩定性分析中的應用,基于離散算法提出一種對數螺旋線擬合新方法,并將該方法應用于露天煤礦邊坡穩定性上限分析工程實踐中,同時基于能量平衡條件編制最危險滑面搜索及穩定系數計算循環程序,并應用剩余推力法從穩定系數與最危險滑面兩個角度評價上限分析方法計算結果的準確性。研究結果表明:基于對數螺旋線離散算法計算結果與原曲線具有高度一致性,可保證相關系數大于0.999 5,同時該方法穩定性分析結果具有高度準確性,從穩定系數角度分析該方法計算結果為嚴格意義上限解,計算誤差便于估算,從最危險滑面角度分析,該方法求得的最危險滑面可充分滿足速度分離要求,具有更強的工程實踐意義。
  • 作者(Author):韓應偉,江成凱,王智慧
    關鍵詞(KeyWords):井架沉降,井架偏移,注漿加固,注漿壓力

    摘要:針對花園煤礦主副井井架基礎發生持續快速沉降和不均勻沉降引起井架偏斜的問題,基于主副井井架沉降偏移實測數據和礦井工程地質條件,分析認為地基土層承載力低和基礎受力不均勻是井架基礎持續沉降的主要原因,實測主副井井架最大下沉量分別為70 mm和257 mm。為解決主副井架持續性沉降和偏移問題,提出了地基靜壓注漿加固方法并設計了井架基礎注漿加固工藝,確定了注漿加固時的鉆孔深度、注漿壓力、抬升量以及注漿量。實測結果表明:井架地基注漿加固和注漿抬升基礎后,副井井架FES、FEN、FWN和FWS分別抬升100、130、103、90 mm,不均勻沉降量由59 mm減小至19 mm,主井井架ZE和ZW分別抬升、162 mm,不均勻沉降量由23 mm減小至16 mm。結果表明本文提出的地基靜壓注漿加固法可有效控制和降低礦井井架沉降速度,可為同類礦井井架基礎加固施工提供借鑒。
  • 作者(Author):楊博,楊寧,李為騰,馬海曜,李廷春,管清升
    關鍵詞(KeyWords):傾斜地層,巷道支護,錨桿-拱架支護,非對稱變形,圍巖控制

    摘要:為明確傾斜地層巷道錨桿-拱架支護失效機理,尋求圍巖變形控制對策,以典型案例為工程背景,利用FLAC3D錨桿-拱架精細化模擬平臺,開展了不同地層傾角下的直墻半圓形巷道錨桿-拱架聯合支護數值試驗。結果表明:①地層傾斜對巷道變形影響顯著,圍巖以及錨桿、拱架的破壞情況具有明顯的非對稱性,且巖層傾向巷幫變形較嚴重;②巷道頂板沉降和巷幫內移受地層傾角影響較小,但巷道底鼓隨傾角增大而顯著增大。針對失效關鍵部位與變形破壞特征,以20°傾角為例,進一步開展了3種優化方案數值模擬對比分析。結果顯示,通過增大錨桿直徑取得的支護效果并不顯著,拱腿仍率先屈曲變形進而造成整體失效,而關鍵部位鎖拱錨桿的施加提高了拱架結構整體性。基于此提出傾斜地層巷道單側鎖拱等非對稱支護對策,并得到現場驗證。
  • 作者(Author):陸翔 ,吳榕真,周偉,尚濤,舒繼森,韓流
    關鍵詞(KeyWords):露天礦,土石混合體,K0固結,壓縮曲線

    摘要:隨著各類大型工程項目的不斷開展,土石混合體逐漸受到工程界和學術界的廣泛關注,同時,松散土石混合體也是組成露天煤礦排土場的基本巖體材料,排土場的穩定關系到礦山生產和生命財產安全。靜止側壓力系數K0值是巖土工程中十分重要的參數,是研究土石混合體變形特征和應力狀態的基礎。試驗選取安太堡露天礦黏土和砂巖,混合重塑,利用GDS三軸試驗儀,分別進行了固結應力為100、200、500、1 000、2 000、4 000 kPa下的K0固結試驗,進而分析了黏土-砂巖混合體的固結變形特征和靜止側壓系數K0變化規律。結果表明,隨著固結應力的增加,黏土-砂巖混合體密度呈現冪指數增長,且增長速率逐漸減小;同時,壓縮性逐漸降低,含石率50%的黏土-砂巖混合體壓縮模量為7.778 MPa,屬于中壓縮性土;固結應力增加過程中,靜止側壓系數K0先減小后趨于穩定。
  • 作者(Author):周保精,梁寧寧
    關鍵詞(KeyWords):淺埋煤層,地下水庫,流固耦合,導水裂隙,滲流特性

    摘要:煤層采動引起的巖體運移、裂隙演化與滲流特性對煤礦地下水庫的設計建造具有重要影響,為獲取地下水庫圍巖體物理特征參數,開展相似材料流固耦合模型試驗研究,結合典型淺埋煤層水文地質及開采條件,建立了立體相似材料流固耦合模型。通過監測煤層開挖過程中頂板下沉量、煤柱應力、含水層滲壓等特征參數的變化,研究了煤層采動過程中破斷巖體運移、裂隙演化規律及擾動巖層滲流特性變化規律。試驗結果表明:煤層開挖后,煤柱上覆巖層形成倒臺階結構,煤柱應力先增大后減小。頂板巖層先后經歷“彎曲下沉—裂隙發育—破斷垮落”的動態演化過程,巖層裂隙發育程度決定了形成的導水裂隙帶數量,可用巖層滲壓下降速率表征巖層裂隙發育程度。巖層大面積垮冒滯后于導水裂隙帶形成,含水層滲壓突變先于巖層突降下沉發生,可將含水層滲壓突降作為頂板來壓垮冒的預兆之一。
  • 作者(Author):柳昭星,靳德武,尚宏波,石志遠,趙春虎,劉基
    關鍵詞(KeyWords):注漿壓力,鉆孔間距,漿液性能,帷幕注漿

    摘要:

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