【摘 要】
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选取潞安矿区常村煤矿+470 m水平煤岩层为模拟研究对象,基于Rhino精准曲面建模软件构建三维地质曲面模型,通过有限差分数值模拟软件FLAC3D进行了常村煤矿原岩地应力场的计算和反演.研究结果表明:利用Rhino建模软件可以比较精确地对煤矿区的地质模型进行构建,以曲面代替岩层更加真实地反映了煤矿井下地层的实际分布情况,褶曲等地质构造可以被真实体现,原岩地应力场的数值模拟反演结果更加准确可靠;大型地质构造区域原岩地应力场与其他区域有较大的差异,向斜轴部原岩地应力场集中程度最大,从断层中部到断层端部再到远离
【机 构】
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中煤科工开采研究院有限公司,北京100013;煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013
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选取潞安矿区常村煤矿+470 m水平煤岩层为模拟研究对象,基于Rhino精准曲面建模软件构建三维地质曲面模型,通过有限差分数值模拟软件FLAC3D进行了常村煤矿原岩地应力场的计算和反演.研究结果表明:利用Rhino建模软件可以比较精确地对煤矿区的地质模型进行构建,以曲面代替岩层更加真实地反映了煤矿井下地层的实际分布情况,褶曲等地质构造可以被真实体现,原岩地应力场的数值模拟反演结果更加准确可靠;大型地质构造区域原岩地应力场与其他区域有较大的差异,向斜轴部原岩地应力场集中程度最大,从断层中部到断层端部再到远离断层区域地应力场呈现“小—大—原”的分布规律.通过对比常村煤矿现场实测的17个地应力测点量值与地应力反演量值,两者均显示,常村煤矿+470 m水平煤岩层内部最大主应力稳定在12 MPa左右,最小主应力稳定在6 MPa左右,垂直主应力稳定在9 MPa左右,属于走滑型应力状态,地应力实测和地应力反演具有高度的一致性.
其他文献
探究了CO2+O2地浸采铀工艺中胶体对铀迁移行为的影响规律.以Al(OH)3胶体、腐殖酸(HA)和碳酸铀酰(UC(Ⅵ))为研究对象,考察了pH=7.6、不同流速下,单一体系(Al(OH)3胶体或UC(Ⅵ))、二元体系(Al(OH)3-UC(Ⅵ))和三元体系(Al(OH)3-UC(Ⅵ)-HA)在饱和石英砂介质中的迁移规律.结果表明,单一迁移体系中,流速更易影响Al(OH)3的迁移效率,且随着流速增大,Al(OH)3和UC(Ⅵ)迁移率显著增加.二元迁移体系中,UC(Ⅵ)和Al(OH)3的迁移在流速5 mL/m
目前定源回线瞬变电磁数据处理主要还是通过一维反演进行视电阻率计算.为了实现时域瞬变电磁数据快速三维正反演,提高反演精度,基于时频转换理论,采用正则化技术、有限差分法和NLCG反演算法,研究了理想模型及实测数据频域的三维正反演.解决了时频转换过程中矩阵奇异性求解的问题,成功实现了瞬变电磁响应时域向频域的转换和瞬变电磁响应频域的三维正反演.
为指导大倾角煤层孤岛工作面矿压防控,以王家山煤矿203工作面为工程背景,通过数值模拟和现场实践,揭示该类孤岛工作面采动应力演化规律及冲击危险性.结果表明:在北部采空区、小窑破坏区和东部采空区的耦合影响下,203工作面回风巷侧采动应力集中程度高于运输巷侧;203工作面周围煤岩体存在顶煤和底煤双剪切带,导致顶板侧顶煤在重力作用下易于破碎放出,而顶板侧底煤的应力集中程度进一步加剧.基于采动应力集中系数K的分区结果和现场钻屑监测,203工作面回风巷是矿压防治的重点区域.提出综合大直径钻孔卸压和煤体卸压爆破的分级解
为了实现货运火车车厢内余煤分布不同情况下,余煤清扫机器人吸风量的自适应智能调控,建立了吸风量、余煤体积量二者与风机电流之间的控制模型,根据风机电流变化趋势实现吸风量的智能调控.首先利用果蝇优化算法对概率神经网络的平滑因子进行在线优化,构建基于改进概率神经网络的风机电流精准预测模型,并根据设备特性与现场经验建立了吸风量模糊化分档调控规则库.为了验证相关理论和方法,在HCQS-75/110型火车车厢余煤清扫机器人上开展吸风量智能调控实验,结果表明:改进后的概率神经网络对风机电流预测精度达到97.4％,搭载吸风
为了研究钻孔数量对煤层瓦斯压力及有效抽采区域的影响,采用三维数值模拟方法,计算并分析了单排不同数量钻孔抽采条件下煤层瓦斯压力及有效抽采区域的空间分布特征.结果表明:煤层瓦斯压力变化具有显著的时空响应特征,抽采初期钻孔数量对抽采半径之外的煤层瓦斯压力影响较小,但随抽采时间的增加,钻孔数量对其影响逐渐显现,抽采影响半径增大,瓦斯压力下降趋势加大;钻孔有效抽采区域空间分布形态及其范围受到钻孔数量与抽采时间的影响;有效抽采区域体积与抽采时间基本呈y=axb函数关系,且钻孔有效抽采区域体积与钻孔数量并未呈线性关系;
为了考察煤层顶底板岩性对瓦斯抽采的影响,基于含瓦斯煤流固耦合方程,利用COMSOL Multiphysics软件对透气和不透气2种顶底板岩层进行了钻孔瓦斯抽采数值模拟,其中透气性顶底板岩层孔隙率设置为20％,不透气性顶底板岩层孔隙率设置为0.研究结果表明,不同顶底板岩性条件下在抽采过程中瓦斯总是沿钻孔径向流动,但煤层顶底板岩性对煤层瓦斯流场有明显影响;不同顶底板岩性条件下钻孔瓦斯抽采时间越长,钻孔影响的范围越大,同时距离钻孔中心越远煤层残存瓦斯含量越大,但透气岩层模型的瓦斯压力衰减更快,残存瓦斯压力更低;
采用碱熔-水浸工艺从荧光粉废料中分离回收镓,考察了料碱质量比、物料粒度、碱熔温度、保温时间对镓分离率的影响.结果表明,在物料粒度-0.075 mm、碱熔温度600℃、反应时间3 h、料碱质量比1:2条件下,镓分离率达99.25％.
为了提升瓦斯抽采钻孔密封效果,研发了钻孔漏气位置检测与孔内二次注浆堵漏装置,并在余吾煤业本煤层掘进预抽钻孔进行试验研究,在检测钻孔漏气位置的基础上明确了合理的孔内注浆深度,然后对孔内进行二次注浆堵漏,并对二次注浆堵漏钻孔的瓦斯浓度(甲烷体积分数,下同)变化情况进行了分析.结果表明:抽采钻孔中漏气位置对瓦斯浓度影响较大,瓦斯浓度由钻孔底部至孔口呈现出下降的趋势,瓦斯浓度越小,表明漏气越严重;在距孔口16～17 m位置漏气最为严重,距孔口18～19 m位置漏气相对减少,综合考虑将孔内二次注浆深度定为16～19
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