国家教育部博士点基金(20120023110006)
- 作品数：14 被引量：204H指数：8
- 相关作者：王凯周爱桃李鹏李志磊郑吉玉更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）河南理工大学河南工程学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放研究基金更多>>
- 相关领域：矿业工程理学电气工程更多>>
- 两种应力路径下无烟煤的变形破坏特征及能量分析被引量：10
- 2015年
- 煤矿井下巷道开挖及采煤是一个卸围压过程,与常规三轴压缩试验相比,煤岩在卸围压时表现出不同的力学性质。通过对常规三轴和卸围压两种应力路径下的试验研究发现,无论是常规三轴还是卸围压试验,高围压均导致煤样更大的应变和更强烈的破坏。在初始围压相同的情况下,与常规三轴试验相比,卸围压试验中峰值点割线模量较小、割线泊松比较大;煤样在卸围压时的破坏更强烈,侧向应变较大,而轴向应变差别不大。通过卸围压效应系数分析发现,初始围压越高和卸围压速率越大,煤样的卸围压效应系数越小,越易失稳破坏,与高围压下割线模量降低相一致。对常规三轴和卸围压试验中无烟煤破坏过程的能量变化分析结果表明,卸围压速率越快,煤样的极限储存能Up越小,煤样越易失稳破坏,验证了卸围压效应系数分析结果。高围压下常规三轴试验和卸围压试验中煤样的破坏需要更多的能量,揭示了高围压下煤样变形破坏强烈的多的原因。
- 王凯郑吉玉朱奎胜
- 关键词：常规三轴试验卸围压
- 综放工作面瓦斯来源及分布规律研究被引量：10
- 2015年
- 基于瓦斯运移基础理论,采用单元法把工作面沿倾向分为若干单元,现场实测了N2105采煤工作面每个单元的瓦斯浓度、风量、断面面积等参数。通过对N2105采煤工作面实测数据分析,确定了采空区、煤壁及落煤瓦斯涌出量在整个单元体所占比例。从工作面每个单元瓦斯浓度实测结果发现,沿走向从煤壁至采空区,瓦斯呈现"马鞍"形分布;而沿采煤工作面倾向上,瓦斯浓度呈增大趋势。
- 郑吉玉韩春雷徐辉李志磊李文明
- 关键词：采煤工作面瓦斯来源瓦斯分布
- 采动卸压瓦斯分区富集规律及协同抽采技术研究被引量：7
- 2015年
- 为了提出合理的邻近层瓦斯治理技术,分析了上覆岩层采动裂隙场演化与瓦斯运移规律,并进一步得出了卸压瓦斯分区富集规律,提出了通过高抽巷抽采高位富集区瓦斯,通过走向低位钻孔抽采低位富集区瓦斯,并通过现场考察和数值模拟等手段确定了合理的高抽巷位置、抽采负压等参数。协同抽放技术在现场应用效果表明,工作面、上隅角以及轨道顺槽的瓦斯浓度都降到了0.4%以下,工作面的瓦斯超限问题得到了解决。研究结论对控制邻近层采动卸压瓦斯涌出,提高瓦斯抽采量和抽采率具有重要意义。
- 周爱桃刘星魁魏高举
- 关键词：高抽巷
- 基于支持向量分类机的煤与瓦斯突出危险性预测被引量：4
- 2015年
- 为了提高煤与瓦斯突出预测的准确性,提出了基于支持向量分类机的煤与瓦斯突出危险性分类的预测方法。该方法以地应力、瓦斯压力、煤的厚度和煤样筛分模数作为特征值,建立了煤与瓦斯突出危险性预测模型,分别选用单项式、多项式、RBF以及Sigmoid核函数对所选样本训练学习,确定了RBF做为预测突出危险性模型的核函数。
- 周爱桃王凯杜锋韦彩平
- 关键词：支持向量分类机煤与瓦斯突出
- 水力冲孔钻孔周围煤层透气性变化规律被引量：85
- 2013年
- 为了研究水力冲孔钻孔周围煤层透气性变化及分布规律，基于煤层实际赋存条件，采用压力法和含量法对水力冲孔卸压范围进行了现场试验考察。采用RFPA^2D-Flow软件模拟分析了水力冲孔钻孔周围煤体应力及透气性变化规律。结果表明：受水力冲孔的影响，孔洞周围形成了半径为5．0～6．0m的卸压范围，卸压范围内应力在0．038～6．545MPa之间，在距被考察孔6．8m处，出现应力集中现象，最大主应力为15．85MPa，与现场考察结果基本一致。孔洞周围煤层透气性的分布规律与主应力变化趋势相一致。距卸压区域距离不同，煤体最大主应力不同，越靠近孔洞的区域，应力和瓦斯压力下降幅度越大，煤层透气性系数也就越大。
- 王凯李波魏建平李鹏
- 关键词：水力冲孔透气性卸压增透卸压范围
- 扩散体型挡风坝集风系统研究
- 2015年
- 为了有效收集风流,本文提出了扩散体型挡风坝集风系统,确定了扩散体挡风坝模型的尺寸,通过Fluent软件模拟了不同入口风速时,扩散体坝体截面中心点至地面不同高度点风速,并确定了风速增大倍数。在此基础上,开展了基于风洞的扩散体挡风坝集风实验,结果表明:扩散体挡风坝数值模拟结果与风洞实验结果基本一致,风速均增加近0.5倍左右,挡风坝集风效果明显。研究结论对挡风坝风力发电系统的工程可行性和经济效益具有重要的理论和现实指导意义。
- 周爱桃王凯徐屯蒋一峰
- 关键词：数值模拟风洞实验
- 低位富集区瓦斯治理方法研究被引量：2
- 2015年
- 为了有效治理低位富集区瓦斯诱导的上隅角瓦斯超限,提出了走向低位钻孔治理的手段,结合试验矿井的开采状况,设计了走向低位钻孔抽采终孔位置、钻孔间距、钻孔长度等参数,根据现场考察确定了合理的抽采负压。应用fluent数值模拟软件,对给定低位钻孔布置效果进行模拟,结果表明低位走向钻孔显著降低了15煤层上方15m区域的瓦斯浓度;同时也有效降低了上隅角及采空区内的瓦斯浓度;对走向低位钻孔抽采瓦斯效果进行了考察,结果表明实施低位钻孔抽采后,工作面、上隅角以及轨道巷的瓦斯浓度都降到了0.4%以下,工作面的瓦斯超限问题得到了有效解决。
- 周爱桃鲁健周凯
- 关键词：数值模拟
- 工作面采动煤体卸压增透效应研究与应用被引量：19
- 2014年
- 为研究采煤工作面前方煤体卸压增透效应,提高煤体卸压瓦斯抽采量,分析了采煤工作面前方采动煤体变形破坏与渗透率变化过程的相关性,在工作面前方卸压区,煤体发生滑移破坏,有明显的扩容及卸压增透效应。现场实测了工作面前方煤体应力及钻孔瓦斯流量随工作面推进过程的变化规律,确定了支承压力区、卸压区分布范围。在卸压区内,因煤体渗透率增大,钻孔瓦斯平均流量提高2~3倍。基于工作面前方煤体卸压增透效应,根据不同钻孔失效距离及卸压区宽度,给出了不同偏角(钻孔与垂直煤壁方向夹角)下的预抽钻孔卸压瓦斯抽采量计算式。分析结果表明:钻孔偏角越大,卸压瓦斯抽采量越大。结合某矿N2105工作面现场条件进行计算,得出钻孔偏角最大可为21.4°,相比原垂直煤壁钻孔,单孔卸压瓦斯抽采量可增加978.5 m3,预期可有效提高本煤层瓦斯抽采率。
- 王凯郑吉玉夏威李鹏李聪
- 关键词：瓦斯抽采卸压增透钻孔布置
- 高压甲烷与二氧化碳吸附对煤体官能团特性的影响研究被引量：4
- 2015年
- 为了研究高压甲烷与二氧化碳吸附对煤体官能团特性的影响,选取长焰煤和无烟煤两种煤样,进行了2、4、6 MPa压力等级下甲烷与二氧化碳的吸附处理,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了煤吸附气体前后官能团的变化,结果表明:长焰煤中含氧官能团明显多于无烟煤,但对于两种煤样而言,不论是吸附何种压力的甲烷还是二氧化碳,吸附前后煤中官能团的分布并没有出现明显的变化,没有任何新的吸收峰出现,或原有的吸收峰消失,这说明在通常的试验条件与现场环境中,在煤吸附甲烷与二氧化碳的过程中并没有发生化学吸附,煤吸附甲烷与二氧化碳可以认定为纯物理吸附。
- 杜锋王公达蒋一峰周爱桃
- 关键词：甲烷傅里叶红外光谱官能团物理吸附化学吸附
- 走向高抽巷参数优化的理论与模拟研究被引量：2
- 2014年
- 采煤工作面上隅角和回风巷瓦斯超限的问题,严重制约煤矿的安全生产.采用理论分析、数值模拟和现场验证相结合的研究方法,结合山西潞安集团某矿S2107综放面的实际情况,对走向高抽巷参数优化进行系统的分析研究.结果表明：在裂隙带发育高度理论分析计算和数值模拟研究的基础上,确定S2107综放面高抽巷的最优层位高度为34.06 ～40.37 m,最优平距为距回风巷平行距离30 ～40 m的位置,在S2107综放面实施高抽巷后,工作面的上隅角和回风巷瓦斯浓度明显降低,可以保障S2107综放面的安全高效生产,同时验证了理论计算和数值模拟的正确性.
- 刘佳佳王丹李鹏
- 关键词：综放面高抽巷采空区数值模拟
