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基于含瓦斯煤岩固气耦合模型的钻孔抽采瓦斯三维数值模拟被引量：90: 2013年; 通过在多孔介质的有效应力原理中引入瓦斯吸附产生的膨胀应力,得出适用于含瓦斯煤岩的有效应力计算公式。同时利用含瓦斯煤岩的孔隙率和渗透率的动态模型,建立了能描述含瓦斯煤岩固气耦合情况下的骨架可变形性和气体可压缩性的固气耦合模型。以平顶山十矿的相关物性参数为基础进行了数值模拟,首先对建立的三维模型进行了开挖处理,得到了开挖后煤层的应力分布状态,而非简单的均布载荷,然后利用所建立的数学模型进行钻孔抽采瓦斯三维数值模拟。从数值模拟结果得到:①抽采负压对钻孔抽采瓦斯的影响不明显;②随着抽采时间的增长,煤层的孔隙率逐渐减小;③随着时间的推移,钻孔抽采瓦斯的有效抽采半径均逐渐增大,最后会迫近一个定值。; 尹光志李铭辉李生舟李文璞姚俊伟张千贵; 关键词：渗透率数值模拟含瓦斯煤

无底柱分段崩落法进路宽度的优化确定被引量：5: 2017年; 进路宽度是反映无底柱分段崩落法技术经济效益的重要技术指标,为确定无底柱分段崩落法最优进路宽度,以新疆某铁矿为工程背景,基于随机介质放矿理论、wilson弹塑性理论、FLAC3D数值模型,通过矿柱稳定性分析提出了进路极限宽度公式,并得到该矿的进路极限宽度为7m。结合技术经济分析,采用最高积分法对7种进路宽度进行优化。优化结果表明,最优进路宽度为6.6m,除了可获得良好的放矿效果外,还可使每一进路增加60万元收益。该进路宽度综合考虑了安全、技术、经济等因素,既保证了采场的安全性、掘支技术的可行性,又降低了矿石的贫损指标,提高了回采的经济效益,研究成果对矿山生产具有实际指导意义。; 黄滚丁红岗唐小龙王满; 关键词：无底柱分段崩落法

地应力地温场中煤层气富集区高精度定量预测的力学方法被引量：11: 2012年; 针对当前我国煤层气富集区预测中预测位置不准、难以定量化描述、精度不高等不足,提出了地应力地温场中煤层气富集区定量预测的力学方法。建立了应力、温度影响下的煤层气压力预测方程、含气量预测方程,预测方程体现了地应力和地温对煤层气压力、含气量、孔隙率的影响,其中,应力和温度通过影响煤层气压力进而影响吸附量,通过影响煤层气压力和孔隙率进而影响游离量,温度还通过影响吸附常数b影响吸附量。以重庆沥鼻峡盐井矿区为研究区,进行了Kaiser声发射原岩应力测试实验、不同温度下的煤体甲烷等温吸附实验和不同埋深的孔隙率测定实验。实验表明,吸附常数a随温度变化不明显,b随温度升高线性减小。以实验为基础,结合现场实测数据和实际地质资料,定量化预测了矿区煤层气含气量分布。以煤层气含量为判别指标,按照富集程度不同,将研究区划分为两级富集区。预测方法克服了以往煤层气富集区预测定性描述、预测不准和精度不高的不足。; 李志强鲜学福黄滚; 关键词：煤层气富集区

基于板壳理论的近水平/缓倾斜矿体矿压控制被引量：5: 2013年; 基于板壳弹性理论,将坚硬顶板视为弹性板,建立近水平和缓倾斜矿层顶板受力模型,得到其顶板挠度、弯矩和板内最大应力。结合现场观测,认为顶板挠度可衡量支护体受力情况。在顶板挠度形成过程中,可能产生最大挠度区域支护体受荷载最大,当由此产生的应力等于或大于支护体极限强度时,该区域支护体将先破坏;随后,这部分应力逐渐转移施加到周围支护体。结合现场观测数据及顶板失稳分析表明,越靠近顶板可能产生最大挠度区域支护体破坏越快,也越严重。因此,可根据采场顶板可能出现挠度大小来合理布置矿柱或实施充填,以实现矿山压力有效控制和技术经济最优化。; 黄滚罗甲渊邓玉华张鑫张龙; 关键词：板壳理论顶板稳定性地压

瓦斯压力对卸荷原煤力学及渗透特性的影响被引量：37: 2012年; 运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以原煤煤样作为研究对象,在不同瓦斯压力条件下对含瓦斯煤进行了固定轴向应力的卸围压瓦斯渗流试验,研究卸围压过程中瓦斯压力对煤体的力学及渗透特性的影响。研究结果表明:开始卸围压后,煤体出现明显的扩容现象,径向发生明显膨胀应变,煤体中的渗流通道张开,煤体中瓦斯的渗流速率随之加快;随着瓦斯压力的升高,解除单位围压后煤样产生的变形变大,渗流速率升高的速率也随之增大;瓦斯压力越高,煤样从开始卸围压起至破坏的时间越短,即煤体强度越低;在卸围压初始阶段,煤样变形模量变化不大,在进入屈服阶段和失稳破坏阶段后,煤样的变形模量减小的速率开始明显加快。从煤样开始卸围压至破坏之前,煤样的变形模量下降了3.71%～7.45%;煤样的泊松比逐渐增大,围压与泊松比的对应具有较为明显的幂函数关系。; 尹光志李铭辉李文璞蒋长宝曹偈张千贵; 关键词：瓦斯压力卸围压原煤力学特性

基于AHP-TOPSIS评判模型的硫化矿石自燃倾向性评价被引量：3: 2016年; 为了探索硫化矿石的自燃倾向性评价新方法,尝试利用AHP-TOPSIS综合评判模型对新疆某高硫铜矿矿石的自燃倾向性进行评价。选取样品的氧化增重率、自热点和自燃点作为矿石自燃倾向性的3个主要影响因素,利用AHP法和TOPSIS法对这3个因素进行了分析,结果表明:利用AHP法得到这3种因素的权重分别为0.493、0.196、0.311;结合TOPSIS法,运用AHP-TOPSIS综合评判模型得到该矿矿石的自燃倾向性等级,评价结果符合矿山实际情况。; 黄滚郭虎罗甲渊张鑫丁红岗唐小龙; 关键词：层次分析法硫化矿石自燃倾向性

不同应力路径下含瓦斯煤岩渗流特性与声发射特征实验研究被引量：20: 2013年; 对含瓦斯煤岩进行常规三轴路径和卸围压路径的渗流特性与声发射特征实验,研究2种路径下煤岩失稳破坏过程中渗流特性和声发射特征的差异。结果表明:常规三轴路径和卸围压路径下含瓦斯煤岩的应力、瓦斯流量与声发射信号均具有较好的相关性,2种路径下含瓦斯煤岩的流量曲线具有相似的变化规律,常规三轴路径下瓦斯流动困难点存在滞后性,卸围压路径下瓦斯流动困难点与卸围压起始点相对应。与常规三轴路径相比,卸围压路径下含瓦斯煤岩失稳破坏过程中产生的累积损伤要大,从卸围压起始点开始声发射累积振铃数曲线斜率明显增大,且在失稳破坏点出现了急剧增大的拐点。2种路径下含瓦斯煤岩的声发射幅值曲线变化规律不同,与常规三轴路径相比,卸围压路径下含瓦斯煤岩的声发射幅值曲线呈现出以卸围压起始点为界的双峰状态。; 尹光志秦虎黄滚; 关键词：卸围压渗流特性声发射特征

岩石点荷载强度与单轴抗压强度关系研究被引量：17: 2014年; 点荷载试验是一种在工程现场快速确定岩石单轴抗压强度的方法。自国际岩石力学协会建议采用以来,得到了广泛的研究和应用。点荷载强度指标和单轴抗压强度之间的变换关系式存在较大的不确定性,影响该关系的因素较多,例如修正系数、点荷载强度标准值等。以贵州紫金水银洞金矿多个采场顶板岩石的点荷载试验数据为基础,探讨了不规则点荷载强度指标IS和点荷载强度标准值IS(50)之间的修正系数F的变化情况,分析比较了目前常用的四种计算方法获得的点荷载强度标准值IS(50),并对点荷载强度标准值IS(50)与岩石单轴抗压强度σC进行曲线拟合和线性拟合比较,最后得到了该矿顶板的单轴抗压强度σC和点荷载强度标准值IS(50)之间的最佳关系式,这种拟合关系在该工程施工过程中得到了很好地运用,经实践证明这种关系式是可行的。; 李安平刘洋树周明罗甲渊; 关键词：岩石力学点荷载试验修正系数单轴抗压强度

煤瓦斯多场耦合显微观测试验装置的研制与应用被引量：1: 2015年; 为揭示在温度、地应力和瓦斯压力等多场作用下煤与瓦斯(methane)相互作用对煤矿瓦斯抽采、CO2注气强化瓦斯开采及CO2在深部不可采煤层的封存具有的重要意义,更精确地从微观角度观测在多物理场耦合条件下煤瓦斯相互作用的动态过程,研制了一种在多场耦合条件下带显微观测装置的煤瓦斯试验装置。该装置由密封容器与施力夹持机构、气压系统、温度场系统、显微观测系统4部分组成,能够通过显微观测装置结合图像处理技术,直接观测多场条件下煤与不同气体的相互作用所引起的细微变化。利用该装置进行了无应力加载、相同温度、相同气压下的瓦斯、CO2的吸附膨胀试验。研究发现,(1)试件在两种气体的变形大致经历了快速增长、缓慢增长直至平衡3个阶段,类似于吸附等温曲线;(2)试件在CO2气体中达到吸附饱和的时间比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和的时间要短;(3)试件在瓦斯气体中的最大线性应变约为0.15%,相同条件下试件在CO2气体中的最大线应变约为0.5%,相同条件下试件在CO2气体中达到吸附饱和时的最大应变比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和时的最大应变大3倍左右。研制的装置具有结构简单、直观、精度高的特点。; 黄滚张鑫尹光志郭虎熊洋涛; 关键词：多场耦合

Acoustic emission from gas-filled coal under triaxial compression被引量：4: 2012年; Acoustic emission(AE) experiments have been performed on gas-saturated coal specimens under conventional triaxial compression.The AE characteristics were investigated for a methane gas flow through the coal specimen.One AE parameter,AE count,when normalized by the total count number was used to represent the damage evolution in the gassy coal.It is shown that this AE parameter is a reasonable indicator for damage occurring within the coal specimen since its envelope has almost the same shape as the complete stress-strain curve,except for a short time delay.In addition,the change in AE count is highly consistent with the change in coal permeability.Test results also show that methane containing coal emits a small number of AE events before entering the yield stage.AE activity gradually increases during the yield process up to the peak stress.The lowest permeability corresponds to the highest AE activity,implying failure will soon occur.An AE based constitutive model was constructed and the theoretical results agree well with those of experiments.; Yin GuangzhiQin HuHuang GunLv YouchangDai Zhixu; 关键词：ROCK MECHANICS CONVENTIONAL TRIAXIAL PERMEABILITY

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国家自然科学基金(51174241)

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