国家自然科学基金(51327007)
- 作品数：59 被引量：474H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：5
- 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：5
- 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
- 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：44
- 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
- 新型“固-气”耦合相似材料渗透性影响因素被引量：1
- 2017年
- 为研制出满足模拟低渗性岩石的相似材料,以砂子、普通水泥、玉米淀粉为原料.设计了水泥砂子质量比A、淀粉含量B两个因素,因素A设置5个水平、因素B设置6个水平,共30个实验配比方案,进行渗透速率实验,并经计算获得了不同配比相似材料的渗透率.实验结果表明:渗透率变化范围为2.704×10-11~6.146×10-10d-1,利用非线性回归法,对试件渗透速度随水泥沙子质量比及淀粉含量之间的变化规律的实验结果进行拟合,得到渗透率与水泥沙子及淀粉含量之间的定量关系式,发现"固-气"耦合相似材料试件渗透率随水泥沙子质量比的增大,呈负指数反比例函数的变化;随淀粉含量的增加,呈线性单调递增变化,这说明淀粉具有降低材料渗透性的功能,同时反映出岩石组成结构越致密,所对应的原型岩石强度越大,岩石本身的渗透性越低,反之渗透性越高,相似实验材料渗透性的变化规律与岩石的渗透性变化规律相似度很高.
- 赵鹏翔李树刚高锦彪贺斌雷
- 关键词：相似材料淀粉含量渗透率
- 胶结剂对“固-气”耦合相似材料特性的影响被引量：11
- 2014年
- 实验室开展"固-气"耦合相似模拟实验,是研究卸压瓦斯运移规律的主要方法之一,煤岩瓦斯"固-气"耦合相似模拟材料的开发是"固-气"耦合相似模拟实验的基础。借助正交实验方法,将已选胶结材料石蜡和油作为影响相似材料的主要因素,对试件在改变胶结剂材料含量的条件下开展正交实验,分析石蜡和油对试件弹性模量E及渗流速度v的影响。从抗压强度σc、抗拉强度σt、弹性模量E、脆性参数E/λ及渗透性等方面,对不同配比条件下的相似材料试件开展实验研究。通过对实验数据的拟合,并结合渗透率计算公式,得到了渗透率随石蜡含量变化的方程,表明相似材料渗透率随着石蜡含量的增加,呈负指数函数变化。从而研制出能够应用于"固-气"耦合物理相似模拟实验的相似材料,为"固-气"耦合物理相似模拟实验的开展奠定了基础。
- 李树刚赵鹏翔林海飞潘宏宇
- 关键词：相似材料正交实验胶结剂渗透性
- 破碎泥岩三轴渗流试验及其稳定性分析
- 2017年
- 为了探究破碎泥岩微观结构和渗流参数的实时变化对渗流系统结构稳定性的影响,采用自主研制的破碎岩石三轴渗透试验系统并结合稳态渗透法和轴向位移控制法,对级配破碎泥岩进行三轴渗流试验。结果表明:有效孔隙度、渗透率、非Darcy流β因子的变化均与轴向载荷和围压有密切关系,且得到了渗流失稳时渗透率和非Darcy流β因子之间的关系和发生渗流失稳的主要条件。
- 张天军陈阁尚宏波石涛
- 关键词：有效孔隙度
