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冬季煤炭防冻剂防冻特性研究被引量：2: 2017年; 为了解决冬季煤炭的安全运输问题以及减小运输成本,本文对成分为氯化钙乙二醇混合物的煤炭防冻剂在不同环境温度下的冻结规律进行了理论分析和实验研究,建立了喷洒防冻剂后的煤炭三维冻结非稳态模型,对冻结过程中的温度场演变进行了数值分析,同时结合相似实验,确定了不同煤炭含水率下煤炭在不同喷洒量下的冻结特性,在此基础上明确了在不同环境温度和煤炭含水率下,防冻液的喷洒量。这一研究将为煤炭冬季运输中氯化钙乙二醇混合物型防冻液的科学喷洒提供理论指导和参考,有利于在实现煤炭安全运输的前提下降低运输成本并起到保护环境的作用。; 周兴业高蓬辉程博马丹; 关键词：数值模拟

采动影响下隐伏陷落柱突水数值模拟被引量：8: 2016年; 以塑性区范围、裂隙内的液体压力和渗流速度为评判依据,分析隐伏型陷落柱受开采扰动的突水危险性。根据流固耦合理论,采用FLAC3D软件实现隐伏型陷落柱突水进行数值模拟,分析了开采扰动下不同隐伏深度的突水过程。研究表明,在开采扰动下陷落柱会从底部开始产生剪切破坏并剪切破坏面向上扩展,当陷落柱周围的破坏区域与工作面周围破坏区域贯通就会发生突水;陷落柱隐伏深度越小,开采扰动对的陷落柱内渗流场的影响越大;当陷落柱隐伏深度低于30 m时,存在突水的危险性。; 李樯马丹; 关键词：突水数值模拟

含水煤层底板岩层力学性质分析:以小纪汗煤矿为例被引量：20: 2016年; 在陕北榆林小纪汗煤矿实际建井开采过程中发现了煤层为矿井主充水含水层这种特殊的水文地质现象，为对这种特殊现象下底板岩层的力学性质进行分析，对现场底板岩样进行岩石矿物成分测试、岩石膨胀性测试及水作用下岩石强度弱化规律测试等一系列试验研究。研究发现：1）小纪汗煤矿煤层为裂隙含水层，且为矿井主充水含水层，底板岩层长时间受水侵蚀，岩体易于软化、变形，易造成岩层裂隙扩展及其稳定性破坏；2）底板岩样中含蒙脱石、伊利石等膨胀性矿物是底板岩层膨胀变形的微观影响因素；3）底板岩样浸水膨胀变形经过急速膨胀—变形缓慢—变形结束3个阶段，岩样浸水2 h 内的膨胀变形已占总变形量73.3%，浸水2～12 h，变形量占总变形量的24.7%，浸水12 h 后，试样基本不变形；4）岩样与水作用后其单轴抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度随饱水时间的延长、含水率的增大而不断降低，总体呈指数关系递减；5）岩样浸水12 h后，岩石单轴抗压强度、弹性模量及抗拉强度降低值占总衰减值分别为71.6%，72.3%和65.4%，煤层裂隙水对底板岩层的侵蚀软化作用明显。; 李海龙白海波钱宏伟马丹许静; 关键词：底板突水

侧限压缩下破碎矸石混合粒径非Darcy流渗透特性被引量：10: 2016年; 房柱式及巷式矸石充填开采中,煤柱与矸石两两相隔,破碎矸石充填体处于侧限压缩状态,破碎矸石的密实程度、孔隙特征及渗透特性对于煤层瓦斯流动及地下水渗流的控制具有重要的价值。基于稳态渗透法及轴向位移控制法,利用一套自制的破碎岩体渗透试验系统,测定了破碎矸石在不同混合粒径下承压过程中的非Darcy流渗透特性,得到渗透特性（渗透率k和非Darcy流β因子）随孔隙率的变化规律。研究表明：1）雷诺数计算及孔压梯度与渗流速度关系曲线说明破碎矸石的渗透特征属于非Darcy流;2）孔隙率随着压缩位移的增加而减小,对于混合粒径试样,较小颗粒充填到较大颗粒的孔隙中,是使岩样的初始孔隙率减小的主要原因;3）在侧限压缩下,大颗粒受挤压破碎是产生0-2.5 mm粒径的原因,而渗流造成细小颗粒质量流失;4）侧限压缩下,渗透率总的趋势减小,而非Darcy流β因子增加,但在压缩过程中,渗透特性的变化趋势受颗粒粒径的影响会出现局部波折,说明破碎矸石的渗透特性与侧限压缩位移、颗粒粒径大小、压缩破碎、排列方式及孔隙结构（通道）有关。; 马丹白海波陈占清李顺才蒋邦友黄卫星; 关键词：侧限压缩颗粒破碎

采动动载作用下底板岩层裂隙演化规律的相似模拟研究被引量：11: 2018年; 在对多个矿区工作面进行现场探测发现工作面推过底板后的第一次顶板周期性垮落过程中,底板裂隙破坏深度会出现滞后加深的现象,为对这种特殊采矿地质现象进行分析,以某矿现场地质条件为依托,采用相似模拟手段,模拟采动动载作用下底板岩层裂隙演化规律。经研究发现:1)采空区底板岩层首次受顶板岩层垮落冲击作用后,底板岩层采动裂隙会出现滞后破坏加深的现象。在之后的2~3次顶板周期性垮落冲击过程中,底板岩层裂隙都有类似规律,但加深效果逐渐减弱;2)相似模拟试验的底板岩层位移与垂直应力监测结果证明了底板岩层经历了采前应力集中、采后膨胀泄压,采动动载冲击,采空区矸石充填平衡4个过程,底板裂隙的萌生、扩展以及再加深主要发生在1~2与2~3的转变过程之间,第4过程对底板裂隙的扩展实际是起到抑制作用的,底板破坏深度最大处一般出现在工作面推过测点后的1~2个周期来压至采空区底板被矸石充填压实之间这段距离,这也解释了为什么采空区滞后突水灾害时有发生;3)软弱底板岩层更易受采动影响,其位移与垂直应力的变化幅度较坚硬底板岩层而言明显偏大,但其底板裂隙发育深度和滞后破坏加深程度比坚硬底板岩层要弱。; 李海龙李海龙白海波马丹张奇; 关键词：底板破坏深度

采动底板导水破坏深度滞后煤壁二次加深规律探测被引量：9: 2016年; 率先明确探测并提出底板采动导水破坏深度滞后煤壁二次加深的观点,并先后选择晋城、榆林、鄂尔多斯多个煤矿工作面做了验证,利用现场测试条件,在煤壁推过测点后,仍对底板采动破坏规律实施注水试验与底板岩层应变连续性探测。探测结果表明：1）底板岩层首次破坏发生在工作面刚推过测点的应力集中区;2）工作面推过测点15~20 m,即过测点后的第1次周期来压时,测点位置的底板导水破坏深度出现二次滞后加深,破坏加深程度一般在1~2 m;3）工作面推过测点2~4个周期来压后测点位置底板岩层变形状态趋于稳定;4）工作面推过测点后第1次周期来压到第4次周期来压之间（工作面推过测点15~60 m）这段距离为底板滞后突水高风险区域;5）底板注水试验与岩层应变探测试验的探测结果一致性很高。; 李海龙白海波马丹许静钱宏伟田成东; 关键词：底板破坏深度注水试验底板突水

开采扰动下贯穿陷落柱突水的数值模拟: 2017年; 分析了开采扰动对贯穿陷落柱不稳定渗流所引发突水的影响效果。利用应力和渗流耦合方程来模拟渗流规律,运用FLAC3D模型进行数值模拟从而确定剪切应力、损伤区、渗流矢量对渗流场的影响效果。; 王逸鸣马丹; 关键词：突水剪切破坏数值模拟

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马丹

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