国家自然科学基金(51174157)
- 作品数：28 被引量：375H指数：9
- 相关作者：李树刚许满贵赵勇林海飞徐刚更多>>
- 相关机构：西安科技大学教育部中国矿业大学更多>>
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- 相关领域：矿业工程环境科学与工程一般工业技术理学更多>>
- 低频机械振动含瓦斯煤体积应变变化规律研究
- 2016年
- 为研究低频机械振动对含瓦斯煤体积应变的影响,建立煤体孔隙瓦斯压力、吸附膨胀力、振动衰减应力作用下煤体体积应变变化方程。以10,20,30 Hz振动1,2,3,4,5 h后的煤体试件单轴抗压强度变化试验检验方程所反映的规律性,发现振动频率相同,振动时间越长,试件单轴抗压强度越低,计算应变越大;振动时间相同,振动频率越小,试件单轴抗压强度越高,计算应变越小。分析认为振动使煤体孔隙率变大,应变变大,从而单轴抗压强度降低。振动时间相同,振动频率越大,单轴抗压强度越低,试件孔隙率就越大,试件应变就越大;振动频率相同,振动时间越短,单轴抗压强度越高,试件孔隙率就越小,试件应变就越小。且无论频率为何值,单轴抗压强度均随时间的增加而降低,表明试件孔隙率均随时间的增加而变大,试件应变均随时间的增加而增大,抗压强度所反映出的应变变化与计算得出的应变规律相一致。方程计算值能较好地反应低频机械振动作用下不同振动频率、振动时间影响煤体应变变化规律。
- 李树刚赵勇许满贵
- 关键词：体积应变有效应力单轴抗压强度
- 基于正交设计的“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性试验研究被引量：26
- 2016年
- 为研究"固-气"耦合相似材料力学与渗透特性,运用正交试验设计配制了以河砂为骨料、石蜡为胶结剂、液压油为调节剂等组合的相似材料;采用极差分析及多元回归分析等方法,研究了冲击次数、骨料粒径、油含量、胶砂比对相似材料抗压强度、弹性模量、泊松比及渗透率的影响。结果表明:各因素对抗压强度的影响由大到小依次为油含量、冲击次数、骨料粒径及胶砂比;对弹性模量的影响为油含量、冲击次数、胶砂比及骨料粒径;对渗透率的影响为冲击次数、胶砂比、油含量及骨料粒径;各因素对泊松比影响较小。相似材料的抗压强度、弹性模量与冲击次数、骨料粒径呈正相关关系,与油含量、胶砂比呈负相关关系;渗透率与冲击次数、骨料粒径、油含量呈负相关关系,与胶砂比呈正相关关系;泊松比与各因素无明显关系。得到各因素共同影响下相似材料特性参数的综合模型。
- 林海飞翟雨龙李树刚李莉白杨
- 关键词：相似材料正交试验
- “三软”煤层综采工作面覆岩运移和裂隙演化规律实验研究被引量：28
- 2017年
- 针对"三软"煤层综采工作面卸压瓦斯治理问题,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟实验研究了工作面受采动影响后采场覆岩运移规律。同时,采用现场仰斜注水钻孔法和高位钻孔瓦斯抽采浓度监测法对实验结果进行验证。结果表明:在相似材料模拟实验中,对观测面刷白后,能更加清晰地观测到裂隙发育情况;相似材料模拟和UDEC模拟结果基本吻合,垮落带和断裂带最大高度分别为12和38 m,则高位钻孔最佳布孔垂距为20~26 m;现场仰斜注水表明垮落带和断裂带最大高度分别为10和39 m;现场高位钻孔瓦斯抽采浓度监测结果表明,1-2和1-3高位钻孔瓦斯抽采浓度最大,其垂距分别为24.4和20.5 m,验证了物理相似模拟和数值模拟实验方法和结果的正确性和科学性。
- 许满贵魏攀李树刚李树刚
- 关键词：相似材料模拟
- 新型“固-气”耦合相似材料特性影响因素研究被引量：5
- 2017年
- "固-气"耦合相似材料的研制是"固-气"耦合相似模拟实验的基础,由于以砂子、石蜡、油为原料的相似材料抗压强度较低,变化范围不大,对于较高强度岩层的物理相似模拟效果不佳。在上述材料研究的基础上,以河砂为骨料,将已选胶结材料普通水泥和玉米淀粉作为影响相似材料的主要因素,进行配比设计、试件制作及参数测试,分析水泥及淀粉含量的变化对试件抗压强度σc及渗透率K的影响。实验结果表明:水泥在调节材料抗压强度方面起主要作用,淀粉在调节材料渗透性方面起主要作用,从而得到此新型材料的材料特性。运用此材料能够进行较高强度及低渗透率(在达西渗流范围内)的"固-气"耦合物理相似模拟实验,为"固-气"耦合物理相似模拟实验的开展进一步补充了实验基础。
- 李树刚别创峰赵鹏翔李莉林海飞
- 关键词：相似材料抗压强度渗透率敏感性
- 王洼矿巷道围岩特征的实验研究被引量：4
- 2011年
- 为了研究王洼煤矿围岩变形原因,调研分析了该矿煤层开采深度,围岩变形情况。进行了围岩特征的力学实验,煤层顶底板均为泥岩,岩体强度低、有明显的节理和裂隙,煤层内生裂隙和构造裂隙都发育,一般锚固长度支护的有效性差。研究表明,巷道围岩结构属破碎软岩,围岩成分属于较膨胀软岩至膨胀软岩,底板属于极软弱底板,现有锚网支护条件下围岩不能保持平衡,难进入稳定状态,满足不了该条件下的围岩变形。研究结论对该矿巷道支护设计和参数选择具有一定的指导作用。
- 张杰程学智樊贵强刘斌科赵毕付贵张芳宁
- 关键词：巷道支护
- 董家河煤矿综采工作面瓦斯抽采方案设计被引量：9
- 2015年
- 介绍了董家河矿煤层赋存及22518工作面状况，分析了工作面瓦斯涌出规律，针对性的提出以工作面采用交叉钻孔强化预抽、边采边抽，以及工作面回风巷布置高位钻孔抽采上覆邻近煤层卸压瓦斯为主要抽采方法；工作面上隅角埋管抽采空区瓦斯为备用抽采方法。对抽采效果进行检验，测得抽采后的残存瓦斯含量平均值为2．4m^3／t，可解吸瓦斯含量为0．65～1．12m^3／t，两个指标均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求的6m^3／t。
- 李树刚赵勇许满贵双海清
- 关键词：瓦斯抽采交叉钻孔采前预抽
- 顺煤层剪切带煤与瓦斯突出机理分析被引量：4
- 2014年
- 为了确定顺煤层剪切带的煤与瓦斯突出机理,在对顺煤层剪切带的受力状态进行分析的基础上,应用Mohr-Coulomb理论研究了顺煤层剪切带的形成机制,并探讨了顺煤层剪切带内的煤层变化特征、瓦斯含量和瓦斯压力特征及地应力对煤与瓦斯突出的影响。结果表明:当煤层倾角接近剪切滑动的临界角时,易产生薄煤区,而远离临界角时,煤层厚度增加,煤层厚度剧烈变化部位为应力集中区并具有较高的应力梯度;顺煤层剪切带内的压应力、煤层的面理化结构和煤层厚度的剧烈变化使其在宏观上形成了高瓦斯含量和高瓦斯压力特征,微观上糜棱煤细颈瓶型的孔隙形态为发生煤与瓦斯突出提供了必要的介质条件;在紧闭褶皱区,煤与瓦斯突出类型以突出为主,在宽缓褶皱区和伸展型顺煤层剪切带内,煤与瓦斯突出类型以压出和倾出为主。顺煤层剪切带内的高地应力、高瓦斯压力和发育的构造煤等3个因素是煤与瓦斯突出发生的主要原因。
- 徐刚李树刚马瑞峰
- 关键词：煤与瓦斯突出应力
- 瓦斯解吸过程温度变化实验测量研究被引量：3
- 2013年
- 应用红外热像仪对不同吸附气体条件下煤体瓦斯解吸过程温度变化进行了实验测量。实验结果表明,煤体对瓦斯的解吸过程是吸热过程,伴随有温度的变化,煤体解吸瓦斯的同时对外吸收热量,从而使煤体的温度下降;煤体吸附的气体不同,解吸过程中由于气体膨胀吸热以及解吸吸热造成的煤体温度下降幅度也不同。煤体吸附不同瓦斯气体时解吸造成的温度下降幅度大小顺序依次为CO2>CH4>N2。对不同吸附气体条件下煤体瓦斯解吸过程温度变化曲线进行了拟合,其温度变化曲线符合指数函数。
- 刘纪坤王翠霞
- 关键词：瓦斯解吸温度变化红外热像
- 低频振动对煤解吸吸附瓦斯特性分析被引量：4
- 2012年
- 研制了瓦斯吸附/解吸激振及测试系统,并进行低频振动对煤样解吸/吸附瓦斯特性试验。解吸试验发现低频振动能阻碍瓦斯气体解吸;吸附试验显示不同频率对煤样吸附瓦斯的影响不同。解吸试验结果表明,低频扰动增加了煤样内部吸附位,并使气体分子自由程变大,瓦斯扩散速率减慢,不利于气体分子解吸;吸附试验结果认为,低频扰动作用下,煤体温度升高,煤样内部煤分子吸附势垒加深,分子间作用势变大,煤基质外表面瓦斯气体膜破裂加剧同时吸附位增多,这4种因素共同作用下导致不同频率对煤样产生的影响不同。
- 赵勇李树刚潘宏宇
- 关键词：低频振动解吸吸附位
- 含瓦斯煤解吸过程煤体温度场变化红外测量研究被引量：8
- 2013年
- 为实现煤矿井下采掘工作面煤与瓦斯突出的非接触式预测预报,对煤中所含瓦斯解吸过程温度场的变化过程进行初步研究。应用红外热像仪分别对不同吸附平衡压力条件下煤含瓦斯解吸过程的温度场变化过程进行试验测量。用希尔伯特-黄变换对测量得到的原始红外辐射温度信号进行经验模态分解去噪,得到准确、有效的温度变化曲线。试验结果表明:煤体瓦斯的解吸是吸热过程,致使煤体本身温度下降。煤体瓦斯吸附平衡压力不同,煤体温度下降幅度也不相同,吸附平衡压力越高,温度下降幅度越大。对不同压力条件下煤体瓦斯解吸过程温度变化曲线进行拟合,所得曲线符合指数函数。
- 刘纪坤王翠霞
- 关键词：瓦斯解吸温度变化红外热像
