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复杂矿井绿色安全开采体系设计探讨被引量：8: 2017年; 信湖矿井为淮北矿区首个千米新井,开采技术条件极其复杂,因此科学先进的设计定位是确保其绿色、安全开采的关键。设计在研究现有资料的基础上,分析了煤矿建设与开采对职工健康和生命的威胁,以及排放的"三废"、共伴生资源是否利用、高能耗、岩层移动对生态环境的破坏;据此从设计源头把关,建立了绿色安全开采体系,包括回风乏热利用、煤与瓦斯共采、矿山环境恢复与治理、节能减排和围岩综合控制等关键技术,力争把信湖矿井建设为节能环保的安全高效现代化矿井。; 章磊王勇高保彬陈龙生; 关键词：复杂矿井煤与瓦斯共采节能减排

含双孔洞砂岩裂纹演化规律研究被引量：6: 2016年; 基于室内砂岩单轴试验,采用颗粒流软件模拟后获得了一组反应砂岩力学特性的细观参数。采用该组参数开展了不同倾角双孔洞砂岩单三轴试验,分析了不同孔洞倾角对峰值强度、裂纹扩展的影响。结果表明单轴试验中试样破坏模式分三种:裂纹沿压应力集中区向试样边缘倾斜扩展破坏;压应力集中区裂纹与远场裂纹贯通破坏;压应力集中区裂纹朝最大主应力方向扩展破坏。孔心距一定时,45°试样峰值应力最小(除2b=17 mm),在90°时峰值应力最大。在角度相同时,孔心距大的峰值应力普遍较大(除2b=27 mm)。三轴试验表明,峰值偏应力随围压升高先增加后降低,在围压为定值时,峰值偏应力大小顺序为90°>60°>45°>30°,0°试样规律与其他不同。试样峰值偏应力大小与裂纹扩展路径及围压有关。; 张庆文高保彬马龙军袁东升; 关键词：岩石力学颗粒流强度特征

单轴压缩条件下含瓦斯煤样力学性质研究被引量：6: 2017年; 为了研究瓦斯压力对煤样力学性质的影响,以RMT-150C型岩石力学试验机为载体,研发单轴压缩条件下含瓦斯煤岩受载变形破坏试验装置,设计不同瓦斯压力下煤样单轴压缩试验,并采用岩石破裂与失稳分析系统(rock fracture process analysis,RFPA)2D软件通过设置不同渗透参数,实现不同瓦斯压力煤样单轴压缩条件下受载破坏模拟试验。结果显示:1)室内试验发现,随着瓦斯压力的增加,煤样的抗压强度与弹性模量均呈降低趋势,瓦斯压力由0 MPa增加到2 MPa,煤样的抗压强度和弹性模量分别降低58.78%和49.03%;2)煤样的破坏是由微裂隙的发育、发展直至贯通形成宏观裂隙导致的;3)随着不同瓦斯瓦力的增加,模拟试样的峰值强度和弹性模量都呈现降低的趋势,模拟结果与试验结果表现的规律一致。; 王祖洸高保彬吕蓬勃; 关键词：单轴压缩瓦斯压力弹性模量

同组软硬煤煤样声发射及分形特征研究被引量：18: 2014年; 为了研究在单轴压缩下同组软硬煤试样的声发射及分形特征,以平煤集团已组软硬煤为研究对象,利用RMT–150C型岩石力学伺服试验系统和CDAE–1型声发射仪,在单轴压缩下对平煤集团的己组软硬煤煤样进行声发射试验,然后运用分形理论分析声发射计数序列。研究结果表明:在单轴压缩破坏过程中,软硬煤试样的声发射累计计数都会出现突增现象,软煤的平均增长率为855.4,硬煤的平均增长率为914.32。相空间维数对关联维数有一定的影响,但是随着相空间维数的增加影响会越来越小。软硬煤声发射计数序列的分形维数在加载初期都比较小,在峰值应力附近会达到最大值,之后会出现突降现象,这可以作为预测煤体失稳破坏的前兆。; 高保彬李回贵李林王晓蕾于水军; 关键词：采矿工程煤样声发射单轴压缩分形关联维数

含水煤样破裂过程中的声发射及分形特性研究被引量：19: 2015年; 为了研究含水煤样破裂过程中的声发射及分形特征,以余吾煤业3#煤层煤样为研究对象,利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和AE-win E1.86型声发射监测仪,分别对干燥、自然和饱和煤样进行单轴压缩下的声发射试验,对声发射计数序列进行了分形特征分析。研究结果表明:含水量的增加会造成单轴抗压强度的降低;3种状态煤样破裂过程中的声发射参数的演化过程大致相同,可以分为3个阶段,即初始声发射平静期、声发射活跃期和峰后声发射平静期;自然煤样与干燥煤样相比,声发射计数下降了49.95%,声发射累计计数下降了37.04%;饱和煤样与干燥煤样相比,声发射计数下降了77.48%,声发射累计计数下降了52.17%;干燥煤样、自然煤样和饱和煤样破裂过程中都具有分形特征,声发射计数分维值都会出现波动上升→突降→最大值的现象,这可以作为一种煤岩动力灾害预测的前兆信息。; 高保彬李回贵李化敏李林苏承东; 关键词：声发射单轴压缩分形关联维数

单轴压缩下煤岩宏观破裂结构及声发射特性研究被引量：13: 2015年; 为了研究煤岩在单轴压缩下的宏观破裂结构特征和煤岩破裂过程中的声发射特性,对不同煤矿的煤岩进行了单轴压缩破裂实验和声发射监测实验。结果表明:单轴压缩下煤岩的宏观结构特征可以分为6类,分别为:(1)圆锥型破裂裂纹;(2)"八"字型裂纹;(3)"Y"和偏"Y"型破裂裂纹;(4)多个"I"字型裂纹;(5)"X"型破裂裂纹;(6)"S"型破裂裂纹。提出了煤岩单轴压缩下应力应变全过程可分为6个阶段:初始压密阶段、准弹性阶段、新裂隙渐生段、新裂隙速生段、裂隙扩展贯通段和残余变形段。研究表明在各个阶段声发射特征各不相同,分别为一定量、少量、明显增多、激增、最大值和微量,声发射特性能够较好地反应煤岩的破裂过程。; 李回贵高保彬李化敏; 关键词：单轴压缩煤岩声发射

不同层位砂岩单轴压缩过程中的声发射特征研究被引量：2: 2014年; 利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和CDAE-1型声发射检测仪,以余吾煤业3号煤层顶板不同层位的两组砂岩为研究对象,在单轴压缩条件下进行声发射实验。实验结果表明:A组砂岩达到峰值前的应力应变曲线近似于直线,达到峰值后直线迅速下降到零,B组砂岩的应力应变曲线先下凹再直线上升(斜率小于A组),达到峰值后,先保持一定承载力后才下降到零。初始压密阶段,两组岩样的声发射计数很少且能量很低;弹性阶段,A组砂岩的声发射事件略有增加,但能量、计数率和能率几乎为零,而B组砂岩的声发射事件逐渐开始活跃;塑性阶段,A组砂岩的声发射事件逐渐开始活跃,B组砂岩发生片帮,声发射参数跳跃式增大;峰后破坏阶段,达到应力峰值时,两组岩样的声发射计数、能量、计数率和能率都达到最大值,B组砂岩峰后还有一定地声发射事件发生。两组砂岩的声发射规律差异可为判断声发射源和监测预报何处岩石失稳破坏提供参考依据,对提前做好防护工作减少灾害发生和未来进一步研究具有一定意义。; 高保彬李林李回贵于水军; 关键词：岩石力学单轴压缩砂岩声发射

新形势下矿井资源整合“一矿二区”模式设计研究被引量：3: 2017年; 潘二煤矿和潘四东煤矿因生产成本高,连续亏损,且开发布局局部不合理,为此对两矿采用"一矿二区"的整合模式,根据采场接替和灾害治理能力确定了科学产能,实现煤炭资源的科学开采和充分发挥现有系统生产能力的有机结合,并通过提高工作面单产水平,减少采、掘工作面数目,简化了采掘系统,实现集中化生产和减员增效;同时对通风系统、供电系统、智能化系统、压风系统、管理机构等进行了优化,提高了矿井的安全可靠性和经济效益。; 陈龙生王勇章磊高保彬; 关键词：资源整合减员增效

综合物探技术在矿井工作面底板含水构造探测中的应用被引量：14: 2014年; 为了查明汾源煤业文明矿5-101首采工作面底板岩层赋水情况和煤层地质异常体情况，并对其进行突水危险性区域划分及评价，采用瞬变电磁法、直流电法和无线电波透视法三种物探方法综合勘探，综合分析三种物探方法探查结果，并结合揭露情况和钻孔验证。结果表明：位于切眼往外（0-250）m范围内，工作面底板相对破碎、裂隙岩溶发育或富水性强，导高大，且煤层内部较不均匀，存在多条5m以上落差含水断裂破碎带，此区域突水危险性最大；切眼往外（300-380） m范围内存在局部富水区域，导高较小，但不存在构造破碎带，突水可能性较小；工作面其他区域都较安全。综合物探比单一物探更具有准确性和可靠性，更符合工程实际情况，为采取针对性的治理措施从而实现安全回采提供了参考依据。; 高保彬李林李回贵于水军; 关键词：综合物探直流电法无线电波透视突水危险性

近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律研究被引量：43: 2017年; 为了研究近距离煤层上部区段煤柱和采空区对下煤层综采工作面开采的影响,运用FLAC^(3D)数值模拟和工程实践相结合的方法,研究了三交河煤矿2^(-2)-601综采工作面在上覆已采煤层留设煤柱和采空区下开采时的应力分布规律。结果表明:综采工作面在煤柱与采空区下的矿压显现呈现不同规律:煤柱下方液压支架的最大工作阻力大于采空区下支架载荷;在周期来压时,煤柱下方液压支架的循环末阻力比采空区下方增加了332.1 k N,平均来压步距增加1.07 m,而动载系数下降了8%;煤柱两侧边界下方载荷高于煤柱中部下方载荷,并在煤柱中心线处出现峰值,煤柱正下方及边缘两侧各10 m为影响区域。; 郭放高保彬牛国庆王祖洸; 关键词：近距离煤层矿山压力煤柱采空区覆岩移动

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国家自然科学基金(U1304502)

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