【摘 要】
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为探究真三轴载荷下不同煤岩比例组合体力学响应规律,制备不同组合方式立方体试件,以现场实测应力演化为真三轴加载路径,探究不同煤岩比例组合体在该应力路径下的力学响应及变形特征,并增加纯煤、岩样试件作为参照进行对比分析.结果表明:在真三载荷下煤、岩试样强度、弹性模量及抗变形能力较单轴压缩均有显著提高;煤岩组合体力学参数与峰值应变介于煤样与砂岩样之间,试件强度和弹性模量与煤层占比负相关,但随着煤层厚度增加,二者减小趋势并不相同,弹性模量随煤层厚度增加近乎等比例减小,而强度随煤层厚度增加而降低的速率逐渐减小;同时发
【机 构】
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为探究真三轴载荷下不同煤岩比例组合体力学响应规律,制备不同组合方式立方体试件,以现场实测应力演化为真三轴加载路径,探究不同煤岩比例组合体在该应力路径下的力学响应及变形特征,并增加纯煤、岩样试件作为参照进行对比分析.结果表明:在真三载荷下煤、岩试样强度、弹性模量及抗变形能力较单轴压缩均有显著提高;煤岩组合体力学参数与峰值应变介于煤样与砂岩样之间,试件强度和弹性模量与煤层占比负相关,但随着煤层厚度增加,二者减小趋势并不相同,弹性模量随煤层厚度增加近乎等比例减小,而强度随煤层厚度增加而降低的速率逐渐减小;同时发现,由于煤的非均质性较砂岩更加突出,不同组合方式力学参数组内离散性与煤层占比正相关;峰值应变随煤层厚度增加并非单调变化,三元组合方式峰值应变大于二元组合体;在三轴载荷下,煤-岩与岩-煤2种组合方式试件力学参量与变形特征相差极小,认为由煤岩材料非均质性造成.
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在水中加入非阳离子表面活性剂可有效增强水对煤体表面的润湿性,煤体表面的润湿性受溶液种类和煤体表面物理化学性质影响.为研究煤体粗糙度对表面润湿性的影响,采用5种不同表面粗糙度的型煤和5种非阳离子表面活性剂,使用SJ-210表面粗糙度测量仪、JC2000D型动态接触角测量仪等设备进行实验,分别计算了各溶液润湿型煤的表面能.结果表明:型煤表面粗糙度介于0.5～5μm之间,非阳离子表面活性剂溶液在型煤表面形成的接触角与型煤表面粗糙度呈负相关,型煤表面能与表面粗糙度呈正相关;非阳离子表面活性剂质量分数0.01％时,
利用大型多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了近距离煤层群瓦斯抽采试验,分析了抽采过程中本煤层和邻近层瓦斯压力演化、煤层变形演化以及瓦斯压力与煤层变形耦合关系.结果表明:抽采过程中本煤层瓦斯压力呈先快后慢的下降趋势,距钻孔中心位置越近,瓦斯压降速率越大;邻近层瓦斯压力则呈近似线性下降,瓦斯压降空间差异性相较本煤层不明显;随抽采进行,本煤层变形增长速率逐渐减小;邻近层变形演化规律与本煤层基本一致,但相同时刻邻近层变形相较本煤层更小;本煤层与邻近层压降均随体积应变增大而增大,但本煤层压降与体积应变耦合关系
为了解决宝日希勒露天矿季节性矿坑水富余和用水短缺问题,实现矿区水资源的合理调蓄利用,在对矿区地质、水文地质、构造等条件进行研究的基础上,开展了矿坑水量质特征、典型污染组分处理等方面的研究.结果表明:宝日希勒矿区位于完整的陈旗煤田水文地质单元内,为波状高平原地貌,第四系底板高于区域地下水位,属于透水不含水地层;白垩系大磨拐河组各含水层之间水力联系不明显,煤层是其主要含水介质;受地质构造及古地理环境控制,宝日希勒矿区的东、南、北三面为隔水边界、西部为补给边界,形成了相对封闭的向斜蓄水构造;首采区东侧为一背斜轴
煤层瓦斯直接测压法对测试地点和封孔质量要求严格,导致测压成功率较低、测试成本高且周期长,而间接测压法在实验操作、技术要求等方面存在一定不足,因此提出了一种基于“状态复原”原理的免封孔煤层瓦斯压力测定技术.依托免封孔煤层瓦斯压力测定仪,模拟煤体赋存条件分别设定了0.10、0.31、0.53、0.74、1.00、1.50 MPa共6个吸附平衡压力;通过压力卸载和常压解吸模拟井下取样过程,然后进行常压定量补气、煤心体积复原和储层条件温度模拟,使测压试样在与储层环境同等条件下恢复稳定;最终,6个压力恢复值分别为0
为了研究气水喷嘴内部结构参数对雾化性能的影响,基于自行搭建的试验平台,以及多普勒激光雾粒测数仪来分析不同结构参数喷嘴的雾化特性,并进行现场试验验证.研究得出:在水压一定时,随着供气压力的增加,喷嘴的3个关键内部结构参数尺寸与耗气量、射程成逐渐增加;压气喷嘴空气帽直径直径越大,喷雾雾化后粒径尺寸越大,粒径分布范围越广,小尺寸粒径占比越小;同时,在空气帽直径一定时,适当增加气道和水道直径能优化雾化效果.将试验结果中雾化效果最好的喷嘴4进行煤矿井下现场试验,得出在顺逆风割煤时,下风侧司机处与采煤机下风侧15～2
为了研究煤自燃时和煤田火区影响下汞的迁移机理和迁移过程,采用理论与实验相结合的方法进行了研究;从传热传质学角度建立了多孔介质中和半无限大介质条件下汞的迁移方程,推导出温度场条件下汞的迁移方程,对12#煤样等5个地点的样本燃烧前后重金属含量测定结果表明煤燃烧后迁移出大量汞;测定了五虎山煤矿地表原煤、燃煤、12#煤层原煤的煤样中汞含量,测定结果验证了煤在燃烧时会释放出大量汞,总结了12#煤层中的汞含量变化规律.研究结果表明:可以通过测定煤田火区地表气态汞浓度来判断火区高温异常区域.
为了研究层理对原煤受载破坏形式的影响,分别对平行层理煤样和垂直层理煤样进行单轴压裂实验和相同围压、不同瓦斯压力下的三轴压裂实验.结果表明:平行层理煤样的抗压强度略小于垂直层理煤样,但后者的峰值应变是前者的2.33倍;随着瓦斯压力增大,垂直层理煤样的峰值应力先增大后减小,变化的幅度为26.62％,平行层理煤样的峰值应力先减小后增大再减小,变化的幅度为35.14％;单轴压裂和三轴压裂时,平行层理煤样的破坏为整体纵向剪切破坏,煤样沿纵向裂开为几大块,垂直层理煤样的破坏为局部横向张拉破坏,煤样上半部分剧烈破坏,下
为探究煤样受载破坏时声电信号持续时长规律,对不同加载速率下煤样单轴加载破坏过程声电信号进行了全波形同步采集,对比分析了煤样破坏过程声电信号时序特征及完全破坏阶段的声发射与电磁辐射的波形特征与持续时长.结果表明:煤样单轴加载破坏过程,声电信号响应有较好的协同性,加载速率越大,主破坏时产生的声电信号更为密集且强度更高;声电信号随加载具有阶段性变化特征,压密与弹性阶段无明显声电信号,加速破坏阶段声电信号逐渐丰富且幅值升高,完全破坏阶段声电信号幅值在主破坏发生时达到最大,并在峰后同步衰减;不同加载速率下煤样主破裂
针对浅埋厚松散层赋存状态的主采煤层俯采扰动作用下,覆岩裂隙损伤发育历程及富含水层工作面水灾防治问题,以锦界煤矿31409工作面为工程背景,采取理论计算与现场实测结合的分析方法,得到了覆岩导水裂隙理论高度为30.9～53.9 m.结果表明:开采过程中断裂带只贯穿基岩含水层且未影响松散含水层稳定性,充水模式以基岩裂隙与风化裂隙充水型为主,地下水位变化呈“动态消耗+侧向补给”型特征.利用3DEC软件建立俯采工作面采动覆岩扰动计算模型,阐明覆岩导水裂隙演化历程呈现移动裂隙区、固定裂隙发育区及裂隙发育动态增长区3个
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