郝建峰
- 作品数：7 被引量：24H指数：3
- 供职机构：辽宁工程技术大学矿业学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学更多>>
- 综采工作面过断层深孔预裂爆破技术应用研究被引量：1
- 2023年
- 为解决辛安矿907工作面开切孔揭露坚硬全岩断层导致采煤机截割困难的问题,采用深孔预裂爆破理论,分析了爆炸荷载对断层的破坏作用,并设计了钻孔直径、钻孔深度、装药量、封孔长度和安全振动控制等爆破参数。运用LS-DYNA软件,开展断层爆破参数数值模拟,计算结果显示,炸药爆炸作用的有效范围约为7 m×22 m×2.7 m,在作用区域内应力叠加的作用下,产生远大于岩石的动态抗拉强度的应力,使岩体破碎。根据模拟结果优化爆破参数,并进行现场试验。试验效果表明,爆破后钻孔壁产生了不同长度和宽度的裂缝,形成了裂缝集中区域,基本达到了深孔预裂爆破破碎岩石的目的。采用深孔预裂爆破技术过断层有效地改善了采煤机作业环境,减少了50%的采煤机截齿消耗。
- 梁冰董鹏程李刚郝建峰杨庆贺
- 关键词：深孔预裂爆破数值模拟爆破参数设计坚硬岩石过断层
- 考虑吸附/解吸热效应的含瓦斯煤热-流-固耦合模型及数值模拟被引量：16
- 2020年
- 为了研究煤吸附/解吸瓦斯热效应对煤与瓦斯突出前兆信息演化规律及互耦关系的影响,开展了煤吸附/解吸瓦斯热效应实验,建立了不同压力梯度下的煤体温度变化方程,进而构建了反映采场孔隙率与渗透率动态演化、瓦斯吸附-解吸-扩散以及能量积聚与耗散等过程的热-流-固耦合模型。以耦合模型为基础,进行了煤与瓦斯相互作用机理数值模拟。结果表明:相同压力梯度时,煤体温度和瓦斯压力自煤壁向煤层内部逐渐升高,渗透率在工作面推进方向上呈现为先减小后增大;应力集中区内,地应力主导煤体渗透率的变化,应力集中区外,煤吸附/解吸瓦斯热效应引起的热膨胀应变、游离瓦斯产生的压缩应变和吸附膨胀应变起主导作用;随瓦斯压力梯度增大,煤体温度升高,瓦斯压力增大,煤体变形增大、变形量较小,渗透率逐渐减小,渗透率的降低量随瓦斯压力梯度增大而减小,吸附/解吸热效应对煤与瓦斯相互作用关系的影响逐渐减弱。
- 郝建峰梁冰孙维吉李桥桥董鹏程
- 关键词：煤与瓦斯突出前兆信息
- 煤与瓦斯共采非线性约束多变量时空协同优化模型被引量：3
- 2019年
- 实现煤与瓦斯共采是深部煤炭资源开采的必然途径。我国煤与瓦斯共采技术的工程应用已有雏形,但目前为止还未形成有效性、科学性、针对性的煤与瓦斯共采技术相配套的煤与瓦斯共采基础理论体系。由于煤与瓦斯共采的时效性、协同性差,瓦斯抽采效率低,生产接替关系紧张,导致还没有达到抽采效果就不得不开始采煤,给开采造成较大的安全隐患,瓦斯抽采量、煤炭开采量、抽采时间、采煤与抽采瓦斯如何衔接等目前还不清楚。煤与瓦斯共采中,为了在追求两种资源的总体收益最大化同时,满足煤炭、瓦斯资源采出率最大化,寻找最优的煤炭采出量和瓦斯抽采量,使得煤炭开采系统和瓦斯抽采系统由无序变为有序的协同。采用协同学、系统优化理论建立煤炭开采与瓦斯抽采协同作用模型,在满足煤炭开采安全规程和瓦斯抽采达标等规范要求前提下,以煤与瓦斯共采中煤炭开采、采前瓦斯预抽、采中瓦斯抽采、采空区瓦斯抽采等各个阶段关键的时间点、空间点的煤炭回采与瓦斯抽采两子系统间相互促进和相互制约关系为约束条件,选取煤炭资源采出率、瓦斯资源采收率以及经济效益最大化为煤与瓦斯共采优化目标函数,其中考虑开采成本、销售价格、安全因素和宏观政策等因素,以煤炭采出量xc和采前瓦斯预抽量xg1、采中瓦斯抽采量xg2、采空区瓦斯抽采量xg3、风排瓦斯量Qfp、采空区回采时间tchc、工作面瓦斯预抽时间ty、平均日产量A为优化变量,建立煤与瓦斯共采约束非线性多变量时空协同优化模型,并编制共采优化求解程序。优化了沙曲矿24207共采工作面,提高了资源采收率和效益,验证该模型的有效性,实现有理论依据的煤与瓦斯时空协同采。
- 秦冰郝建峰梁冰孙维吉秦新伟李存洲
- 关键词：煤与瓦斯共采多变量
- 煤与瓦斯的热流固耦合关系研究现状及展望被引量：3
- 2022年
- 为揭示煤与瓦斯的热流固交叉耦合关系,采用文献调研和理论分析的方法,探讨了含瓦斯煤应力场、渗流场和温度场的相互作用关系,阐明了各耦合项中蕴含的耦合关系,建立了煤层变形-瓦斯渗流-温度变化耦合作用模式,分析了煤与瓦斯热流固耦合作用的研究进展、存在的问题及后续研究方向,在现有耦合关系基础上增加了应力作用下的瓦斯吸附/解吸特征以及不同地质条件和开采条件下的解吸热效应特征,完善了煤与瓦斯热流固耦合关系。研究结果表明:已有的一些耦合关系存在方程形式不统一、普适性较弱等特点,且尚有一些耦合关系没有建立合适的方程,应力场和渗流场的耦合作用中缺少应力作用下的瓦斯吸附/解吸特征;解吸热源方程和吸附瓦斯量方程的适用条件、准确性及各种形式的方程存在的差异有待进一步研究;温度作用下的煤体物理力学参数变化方程普适性较弱,只能说明特定条件下温度场和应力场的耦合作用;已建立的热流固耦合模型中忽略了表示热能与应变能之间相互转化的耦合关系。对后续研究提出了几点建议:耦合机理研究方面,建议对应力作用下煤层瓦斯的吸附/解吸特征进行研究;建议对特殊的地质构造和开采条件下煤层中不同位置处的解吸热效应、变形能和摩擦热的演化特征等开展现场监测、实验室实验和数值模拟研究工作;建议对温度场、渗流场、应力场之间耦合影响的大小进行研究;在解耦计算方面,应开发大型的国产计算软件。研究成果对于完善煤与瓦斯热流固耦合理论和预防煤与瓦斯突出具有重要的理论和实际意义。
- 郝建峰梁冰孙维吉石占山施永威赵航
- 关键词：煤体变形
- 浅析煤矿事故与违章
- 2013年
- 随着中国的经济增长,对煤炭的需求持续增加,煤矿在经济效益的刺激下,往往忽视了安全管理,致使煤矿事故与违章屡禁不止,正对次现象做出分析,提出对策。
- 王宏飞郝建峰朱碧云
- 关键词：煤矿事故违章安全管理
- 采动过程中下被保护层煤体变形渗流规律研究被引量：2
- 2017年
- 为得到采动过程中被保护层煤体的变形、渗流规律,进行了煤样在加卸载应力作用下的变形与渗流实验研究。以红阳三矿上保护层开采为工程背景,采用数值模拟得到保护层采动过程中下被保护层煤体的加卸载路径,依据该加卸载路径对被保护层煤体试样进行加卸载,得到应力—应变及应力—渗透率关系曲线。研究结果表明:加卸载过程中,轴向应变随加卸载表现为线性向非线性转变,且卸载过程中轴向应变未能恢复至初始值;环向应变随加卸载表现为非线性变化。相同应力值对应的加卸载渗透性变化规律为:一次卸载阶段渗透率小于一次加载阶段渗透率小于二次加载阶段渗透率。
- 梁冰石占山孙维吉秦冰郝建峰
- 关键词：上保护层开采煤体变形
