【摘 要】
:
热力耦合作用下煤的热变形对煤炭地下气化、直接液化和低变质煤原位注热开采等地下高温工程中岩层移动和变形的评估至关重要。采用自主研制的伺服控制多功能高温三轴岩石力学试验机,研究了山西河保偏煤田长焰煤在两种不同地应力条件下的热变形特征,结果表明,在5MPa(相当于200m埋深)、7.5MPa(相当于300m埋深)地应力条件下,长焰煤在500℃内表现为热膨胀变形,热膨胀系数随温度升高可分为三个阶段:开始增加阶段、急剧增大阶段、缓慢增加阶段,且与温度之间关系可采用分段线性函数表示;三轴压力对长焰煤的热变形有显著影响
【机 构】
:
太原理工大学矿业工程学院,太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室
【基金项目】
:
国家自然科学联合基金项目(U1810104),山西省高等学校创新人才支持计划资助(183010148-S)。
论文部分内容阅读
热力耦合作用下煤的热变形对煤炭地下气化、直接液化和低变质煤原位注热开采等地下高温工程中岩层移动和变形的评估至关重要。采用自主研制的伺服控制多功能高温三轴岩石力学试验机,研究了山西河保偏煤田长焰煤在两种不同地应力条件下的热变形特征,结果表明,在5MPa(相当于200m埋深)、7.5MPa(相当于300m埋深)地应力条件下,长焰煤在500℃内表现为热膨胀变形,热膨胀系数随温度升高可分为三个阶段:开始增加阶段、急剧增大阶段、缓慢增加阶段,且与温度之间关系可采用分段线性函数表示;三轴压力对长焰煤的热变形有显著影响
其他文献
为了深入了解覆岩采动裂隙带内瓦斯富集运移区的变化规律,提高矿井采空区瓦斯抽采能力。以覆岩裂隙演化理论为基础,针对山西王家岭矿主采工作面,运用物理相似模拟的方法,研究了工作面采动影响下覆岩裂隙带及瓦斯富集运移区的变化规律,并以此研究结果,进行现场高位定向长钻孔优化设计。研究结果表明:上覆岩层裂隙及瓦斯富集运移区受采动影响,在第四次周期来压后裂隙充分发育,裂隙带高度在28~92.3m,但瓦斯富集运移区发育高度在第二次周期来压后稳定在52m以内。在现场试验中,对高位定向长钻孔参数进行优化调整,得到位于富集区内的
为实现煤岩界面精准识别,采集了鄂尔多斯李家壕煤矿矿区巷道掘进面原始图像,提出了基于机器学习的分类算法和基于数字图像处理的边界提取算法,该算法为提取连续单像素宽度边界提供了良好的基础。据此提出一种基于边界跟踪算法和人工神经网络的煤岩界面识别方法,从而为巷道掘进机和采煤机滚筒空间位置的调整提供依据。采用文章提出的方法对从陕西神木榆家梁采煤工作面采集的原始图像进行验证,提取到的煤岩边界与真实的煤岩界面基
针对煤层群条件高突矿井“三区”联动工程实践过程缺少动态定量评价方法的问题,以离柳矿区沙曲一矿为例,重新定义了规划区、准备区、生产区的“三区”联动的科学内涵,系统分析了“三区”的量化考核指标、抽采技术特色、作用时长,揭示了其效果动态评价原理。采用理论分析筛选出了“三区”的安全指标、资源产能、钻孔进尺率等指标,构建了“三区”联动阶段递进式动态评价模型,给出三阶段中二级指标四参数与时间的函数关系式,并确定各指标临界值,明确了动态评价的整体流程。评价结果表明:沙曲一矿的“三区”联动过程各区
我国煤炭行业微震监测系统普遍应用于冲击地压矿井,但各矿井的微震监测系统仅对本井田内部进行监测,而对井田边界区域的定位能力和精度均较低。随着我国煤矿开采深度及强度的增加,矿间开采扰动引起的动力显现增多。研发了矿内-矿间微震监测系统,旨在实现煤矿微震监测系统之间的协作,提高井田边界的监测水平,并安装于义马煤田。该系统现场测试效果良好,主要表现为:微震系统有效监测范围增加,尤其对于井田边界区域;矿间微震使井田边界区域由台网外转移台网内,定位精度提高。矿间微震对义煤集团井田边界高位覆岩运动监测发现,井田边界附近岩
煤火燃烧会释放大量的热,造成地表热异常,无人机热红外遥感技术为精准探测煤火范围提供了一种有效的技术手段。为了实现基于无人机热红外遥感技术的煤田火区精细化监测,使用无人机热红外遥感的方法对新疆宝安煤矿火区进行探测,并根据自适应梯度阈值法和人工阈值法,对两次连续飞行的无人机热红外影像进行温度阈值分割与煤火信息提取,对无人机热红外相机测温精度进行验证,两次无人机影像之间中误差为0.97℃,证明无人机测温
矿区能源过度开发与水资源紧张已成为制约煤炭工业发展的重要因素。针对煤矿水资源环境监测的迫切需求,文章提出一种基于多通道光谱技术的水环境多参数实时监测方法。该方法通过多个通道采集水体的光谱影像、计算每个通道光谱反射率、选择最优通道、优化反演模型,得出水体的叶绿素a(Chla)、总磷(TP)和总悬浮物(TSM)的浓度,从而实时监测煤矿区域水环境的水质状况。实验结果表明,该方法获取的光谱影像符合不同地物
传统井下导高探测仪普遍使用两条独立管路进行胶囊封胀和探测段充水工作,实际应用中钻杆与充气管极易缠绕或挤堵,而且现有观测设备只能实现单项压力状态下钻孔漏失量的观测,数据单一且无对比性,为解决上述问题,研究一种单水源分级多压式井下导高探测系统,观测系统包括Ⅰ级高压注推一体化系统、Ⅱ级高压胶囊胀封系统、Ⅲ级低多压递进探测系统,通过减压阀高低压分级转换实现单水源胶囊胀封和探测充水一体化,利用高压转换成不同级别的低压实现低多压递进探测。系统研究可以解决传统仪器探测成功率低的问题,且能丰富不同低压状态下的导水裂缝带探
深部大采高工作面复合顶板失稳易造成工作面动力灾害。以陕西黄陵二号煤矿大采高工作面群为研究对象,采用现场调查、数值计算、理论分析和现场监测等方法,综合分析顶板类型、顶板运动特征。根据围岩与支架关系及支架要求,确定选用ZY12000/28/63D的二柱掩护式支架。418工作面的直接顶由上部细砂岩和粉砂岩组成,共约21.2m;其中粉砂岩具有承载性,并为矿井来压提供力源。随工作面更替,各工作面塑性破坏及应力释放具有独立性,工作面位置尾端相对来压更剧烈。通过Analysis分析可知,满载下支架顶端的位移量大,构件连
为了较准确把评定电容串联电阻电路和电容端电压对电容放电能量的影响,使设计者在设计时就能够对电容放电能量进行评定,判定其是否达到本质安全防爆要求,综合考虑了电路中线路的电感、电容、电阻参数,建立了与实际电路一致的电容等效电路模型,根据建立的电容等效电路模型,采用不同的放电形式对电容电路放电过程进行仿真测试。并建立了电容放电数学模型,应用MATLAB软件对所建立数学模型进行仿真,绘制了“能量-电阻(W-R)”、“能量—电压(W-U)”两种曲线,可供设计人员查询参考,从而提高电路设计效率,缩短开发周期,
通过试配LC20强度粉煤灰陶粒混凝土,在实验室内进行了混凝土抗压强度及弹性模量测试,对比分析了粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的力学性能,确定了井下锚喷支护配合比方案,并按照该方案在寸草塔一矿进行了现场工业性试验。结果表明:实验室内试配LC20强度粉煤灰陶粒混凝土28d强度可达29.6MPa;粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量较小,更能适应井下巷道支护条件;现场工业性试验喷射的粉煤灰陶粒混凝土在井下养护28d强度可达29.9MPa,支护效果良好,具有较高的可行性。研究成果可为粉煤灰陶粒混凝土在煤矿的应用提供理论依据和