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硬岩岩爆预测预警研究进展 被引量：46
1
作者 李鹏翔 陈炳瑞 +3 位作者 周扬一 肖亚勋 丰光亮 祝国强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期447-465,共19页
岩爆作为一种复杂的、灾难性的地质灾害,自18世纪有资料记录出现以来,就引起了强烈关注。迄今为止,虽然许多学者对岩爆预测预警做了一系列研究,但仍是一个世界性难题。本文系统梳理了现有的岩爆预测预警方法,按其特征将岩爆预测预警方... 岩爆作为一种复杂的、灾难性的地质灾害,自18世纪有资料记录出现以来,就引起了强烈关注。迄今为止,虽然许多学者对岩爆预测预警做了一系列研究,但仍是一个世界性难题。本文系统梳理了现有的岩爆预测预警方法,按其特征将岩爆预测预警方法分为指标判据法、数值指标方法、应用数学方法和现场监测法4个大类。以时间为主轴分析了不同岩爆预测预警方法的发展和演化情况。归纳并评价了不同类别预测预警方法的优缺点及适用范围,同时分析了岩爆预测预警方法类别内部和类别之间的联系及相关性。指出了岩爆预测预警的发展趋势,并对岩爆预测研究的工作重点提出了建议。通过对4类不同岩爆预测预警方法整理和归纳的结果表明:①指标判据法划分为单指标判据和综合指标判据,单指标判据是岩石发生岩爆的必要条件,包含应力条件(应力判据)、岩石性质条件即岩石固有岩爆倾向性条件(能量判据、脆性判据)、岩体质量条件;综合指标判据主要是综合地应力(应力判据)、岩石岩爆倾向性(能量判据、脆性判据)、围岩地质条件(岩爆围岩质量判据)的信息。②岩爆数值指标是从静力学向动力学发展,从单一应用矿山的岩爆指标向多用途多功能发展,从无法表征岩体破坏的弹性理论,向能较好反映岩体破坏后力学性质的劣化过程的弹(脆)塑性理论发展。③以是否依赖相应工程岩爆案例和岩爆指标判据将现有预测岩爆的数学方法划分为两类,即基于岩爆案例样本训练的岩爆综合预测方法和基于综合指标判据的岩爆综合预警方法。④现场监测法是通过直接或间接监测一系列应力、变形、岩体损伤等参数,推断岩爆发生与否或者岩爆等级。⑤随着微震监测技术、大数据及深度学习等人工智能的发展,岩爆预测预警将会更加精细化和智能化。 展开更多
关键词 硬岩 岩爆 预测预警 岩爆判据 微震监测
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600 MW旋流对冲锅炉燃烧器燃尽特性及其优化数值模拟 被引量：4
2
作者 毛睿 李源 +6 位作者 任利明 张平安 马仑 陈鑫科 张耿范 方庆艳 张成 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第12期117-124,共8页
在实际运行中,旋流对冲燃烧锅炉的大风箱分配到同层各燃烧器的流量不均匀,显著影响煤粉的燃尽特性。然而,对该炉型锅炉炉内单个燃烧器的燃尽特性研究相对较少。基于此,以一台600 MW前后墙旋流对冲锅炉为对象,开展炉内燃烧器燃尽特性及... 在实际运行中,旋流对冲燃烧锅炉的大风箱分配到同层各燃烧器的流量不均匀,显著影响煤粉的燃尽特性。然而,对该炉型锅炉炉内单个燃烧器的燃尽特性研究相对较少。基于此,以一台600 MW前后墙旋流对冲锅炉为对象,开展炉内燃烧器燃尽特性及其优化的数值模拟,探究燃烧器不同配风方式、旋流强度及出力对煤粉燃尽特性影响。模拟结果表明,下层燃烧器对应的飞灰含碳量高于中、上层燃烧器;中间燃烧器对应的飞灰含碳量(平均值约0.1%)低于两侧燃烧器(平均值约3%),这与现场测量的结果基本一致。侧墙附近燃烧器煤粉的不完全燃烧是锅炉出口飞灰含碳量的主要来源。适当减少中间燃烧器的风量并增加侧墙附近燃烧器的风量对中间燃烧器煤粉的燃尽特性影响相对较小,但能有效改善靠近侧墙燃烧器煤粉的燃尽特性(飞灰含碳量从3.0%降至1.6%以内);适当增加侧墙附近燃烧器二次风旋流强度或提高中间燃烧器出力、降低侧墙附近燃烧器出力,也可有效降低侧墙燃烧器对应的飞灰含碳量(2%以内),改善锅炉煤粉燃尽特性。 展开更多
关键词 旋流对冲锅炉 燃烧器 燃尽特性 飞灰含碳量
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高瓦斯矿煤样非Darcy流的MTS渗透性试验
3
作者 李树刚 张天军 +1 位作者 陈占清 许鸿杰 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2008年第3期1-4,共4页
为了获得某高瓦斯矿煤岩非Darcy流渗透特性,从该矿采集煤样,制作成标准煤样.利用MTS815-02型岩石力学试验系统采用全程位移控制进行了全应力应变过程数控瞬态渗透法试验,计算出了在4MPa围压,15MPa/m孔压时,煤样在不同应变下非Darcy流渗... 为了获得某高瓦斯矿煤岩非Darcy流渗透特性,从该矿采集煤样,制作成标准煤样.利用MTS815-02型岩石力学试验系统采用全程位移控制进行了全应力应变过程数控瞬态渗透法试验,计算出了在4MPa围压,15MPa/m孔压时,煤样在不同应变下非Darcy流渗透率、非Darcy流β因子、加速度系数及渗流稳定性指数,并给出了发生渗流失稳所需的压力梯度.研究表明:该煤样具有较强的脆性,在应变保持过程中表现出较大的松弛性能;在全应力应变过程中,该煤样的峰值应力前渗透率比较低,峰值应力后渗透率增大幅度很大;在应变增大过程中,煤样非Darcy流β因子几乎均为负值;煤样的渗流稳定性指数χ的负值只出现在峰值应力后.其渗流失稳灾害表现为瓦斯从煤岩体裂隙涌出甚至发生瓦斯喷出.图5,表1,参8. 展开更多
关键词 全应力应变 非Darcy流 渗透特性
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应力波扰动对块系煤岩组合体超低摩擦效应影响的实验研究 被引量：2
4
作者 李利萍 张海涛 +3 位作者 潘一山 鞠翔宇 唐垒 李明会 《实验力学》 CSCD 北大核心 2022年第4期585-596,共12页
随着煤矿开采深度增加,煤岩体破碎呈块系状,爆破、顶板断裂、集中开采等外力冲击作用下,煤岩巷道容易失稳发生超低摩擦效应,影响开采作业。基于顶板-煤层-底板实际工况建立块系煤岩组合体实验模型,顶底板岩块均为砂岩块体,利用自主研制... 随着煤矿开采深度增加,煤岩体破碎呈块系状,爆破、顶板断裂、集中开采等外力冲击作用下,煤岩巷道容易失稳发生超低摩擦效应,影响开采作业。基于顶板-煤层-底板实际工况建立块系煤岩组合体实验模型,顶底板岩块均为砂岩块体,利用自主研制的块系岩体超低摩擦实验系统,研究应力波扰动作用下块系煤岩组合体的超低摩擦效应特征规律。以煤块水平位移和加速度作为反映超低摩擦效应强度的特征指标,探究煤岩组合体在轴压、水平冲击及垂直应力波扰动复合加载作用下,不同应力波扰动(频率1~10Hz、幅值0~1MPa)时块系煤岩组合体的动力响应情况。研究结果表明:应力波扰动频率在1~3Hz时,煤块、岩块的水平位移和加速度最大值均有显著增大,超低摩擦效应强度增大,且在相同条件下煤块水平位移和加速度幅值较岩块响应更为剧烈;煤块、岩块的水平位移和加速度最大值随应力波扰动强度增加呈线性增加的趋势,即应力波扰动强度越大,煤岩组合体超低摩擦效应强度越大,极易诱发动力灾害;应力波扰动使得块体间法向力在一定程度上的降低,是煤岩组合体滑动失稳的重要原因;煤岩组合体动能主频主要分布在20Hz以内时,较易发生超低摩擦效应。 展开更多
关键词 冲击地压 煤岩组合体 应力波扰动 超低摩擦效应 水平位移
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基于激光扫描和三维栅格地图的掘进巷道空间建模方法研究 被引量：4
5
作者 刘少杰 李志海 +1 位作者 刘治翔 邹康 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期306-314,共9页
采用常规煤矿巷道三维点云信息地图建模方法得到的点云数据庞大而繁杂,运算量很大,因此提出了基于激光扫描和三维栅格地图的掘进机截割成形三维扫描系统和掘进巷道空间建模方法。将点云数据与三维栅格进行映射,将巷道空间划分为有限个栅... 采用常规煤矿巷道三维点云信息地图建模方法得到的点云数据庞大而繁杂,运算量很大,因此提出了基于激光扫描和三维栅格地图的掘进机截割成形三维扫描系统和掘进巷道空间建模方法。将点云数据与三维栅格进行映射,将巷道空间划分为有限个栅格,构成巷道空间三维栅格地图,并将三维栅格地图划分为多个功能区域。通过三维扫描激光雷达坐标系与巷道坐标系的转换,实现了将激光雷达获取的点云数据转换为巷道外轮廓数据,来分析掘进机截割的超挖和欠挖误差。实验表明,当三维栅格边长设定为10 cm时,采用由截割成形巷道三维栅格地图建模方法得到的栅格地图指导掘进机自主截割作业,相比采用常规点云地图可减少84.7%的数据处理量,极大减轻了截割控制系统处理器的负担。研究结果为基于激光雷达三维扫描的掘进机自主截割作业系统的设计及应用提供了依据。 展开更多
关键词 掘进机 激光扫描 三维栅格 空间建模 掘进巷道
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掘锚一体机机载式探放水钻机设计 被引量：2
6
作者 宋亚新 谷树伟 +2 位作者 于明生 王永峰 刘治翔 《机电产品开发与创新》 2022年第4期39-42,共4页
考虑到传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业过程中由于体积大而不便于快速安装作业的问题,本文设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。分析了掘进工作面探放水作业工况和功能需求,根据自顶向下的设计过程,提出了新颖的超前探放水钻... 考虑到传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业过程中由于体积大而不便于快速安装作业的问题,本文设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。分析了掘进工作面探放水作业工况和功能需求,根据自顶向下的设计过程,提出了新颖的超前探放水钻机的整体结构和加装于掘锚机上的安装方式,设计了超前探放水钻机的机械系统。通过对本课题设计研发的掘锚一体机机载式探放水钻机在煤矿现场掘进工作面进行工业性试验,安装在掘锚机上的探放水钻机在准备工作阶段要比分离的坑道式探放水钻机能够节约80%的时间。根据现场反馈本课题研发的探放水钻机具有较好的应用和推广价值。 展开更多
关键词 探放水钻机 掘锚一体机 快速掘进 机载钻机
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交互式和可视化的弹塑性力学教学方法探讨与实践 被引量：10
7
作者 王宏伟 谢丽丽 +2 位作者 周宏伟 黎立云 祝捷 《力学与实践》 北大核心 2018年第6期687-692,共6页
交互式教学方法的实施可引导学生参与到课堂教学中,调动学生学习的积极性和主动性。利用MATLAB软件的图形用户界面模块,建立了弹塑性力学经典问题数据库,设计了交互式参数输入和可视化结果输出平台。通过改变应力解答中各物理量的设定值... 交互式教学方法的实施可引导学生参与到课堂教学中,调动学生学习的积极性和主动性。利用MATLAB软件的图形用户界面模块,建立了弹塑性力学经典问题数据库,设计了交互式参数输入和可视化结果输出平台。通过改变应力解答中各物理量的设定值,可直观地显示应力的二维或一维分布,使学生不再被枯燥抽象的公式困扰,还能通过可视化界面直观形象地理解应力的分布特征。交互式和可视化的弹塑性力学教学方法的实施,既能增加学生的专业兴趣,加深学生对所学知识的理解,又能使教师获得教学成就感。 展开更多
关键词 交互式教学 弹塑性力学 可视化
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动态定向电场激励法煤巷综掘超前探测发射系统 被引量：3
8
作者 杜毅博 刘希高 +4 位作者 刘志民 张金涛 吕一鸣 周游 吴淼 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第7期877-882,共6页
为解决煤巷综掘过程中日益突出的"探、掘"矛盾,有效探测掘进前方隐伏的含水地质构造,根据动态定向电场激励法原理,采用智能功率模块IPM为核心并辅以DDS信号发生技术,开展煤巷综掘超前探测发射系统硬件各部分电路设计研究.研... 为解决煤巷综掘过程中日益突出的"探、掘"矛盾,有效探测掘进前方隐伏的含水地质构造,根据动态定向电场激励法原理,采用智能功率模块IPM为核心并辅以DDS信号发生技术,开展煤巷综掘超前探测发射系统硬件各部分电路设计研究.研究结果表明:该系统具有较高的集成度及频率精度,并可基于电场同性相斥原理对探测电场进行控制. 展开更多
关键词 煤巷综掘 超前探测 电场激励法 DDS 智能功率模块
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NGD反应器气相流场及能耗特性研究
9
作者 段璐 王实朴 《洁净煤技术》 CAS 2020年第2期78-85,共8页
高倍率灰钙循环脱硫(NGD)技术具有投资和运行成本低、占地面积小、节水和可避免有色烟羽等优点,在燃煤工业锅炉领域具有较好的发展前景,而已有研究主要关注脱硫反应过程及其影响因素,尚缺乏对NGD反应器内流场和能耗的认识。笔者基于熵... 高倍率灰钙循环脱硫(NGD)技术具有投资和运行成本低、占地面积小、节水和可避免有色烟羽等优点,在燃煤工业锅炉领域具有较好的发展前景,而已有研究主要关注脱硫反应过程及其影响因素,尚缺乏对NGD反应器内流场和能耗的认识。笔者基于熵产分析方法建立了NGD反应器能耗的定量分析模型,NGD反应器能耗包含因烟气散热引起的能耗和黏性流体流动引起的能耗,其中,黏性流体流动引起的能耗包含湍流耗散和壁面摩擦,此外,由于NGD反应器高度达20 m以上,其进、出口压降还应考虑位置势能变化,因此,NGD进、出口压降包含位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降。以某30 t/h煤粉工业锅炉配套的NGD反应器为研究对象,采用CFD方法模拟脱硫反应器内的流场分布,并在此基础上通过能耗分析模型研究脱硫反应器内的能耗组成和分布。结果表明,CFD方法和能耗分析模型计算的NGD进、出口压降与测量值的偏差分别为0.4%和9.6%,因此,CFD方法和能耗分析模型能较为准确地预测脱硫反应器内黏性流体流动引起的能耗,NGD反应器内黏性流体流动和烟气散热引起的能耗分别占NGD总能耗的96.2%和3.8%,可见黏性流体流动对NGD能耗起主导作用,位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降分别为237.6、347.4和57.5 Pa,可见湍流耗散对NGD反应器能耗起主导作用。将NGD反应器划分为上部主体反应区、中部加速区和下部烟气入口区,由于黏性流体流动过程中的能量耗散来自不同流层速度差引起的摩擦耗散,因此能耗大小主要取决于不同流层间的速度梯度,而中部加速区平均速度较大且流场分布极不均匀,导致单位体积湍流熵产远高于其他区域,因此其体积虽仅占3.6%,但其熵产占NGD反应器总熵产的53.8%;上部主体反应区速度分布较为均匀且平均速度较小,但其体积占NGD反应器体积的83.3%,因此中 展开更多
关键词 高倍率灰钙循环脱硫 能耗 流场 反应器 熵产 计算流体力学
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陕蒙地区厚硬砂岩顶板定向水力压裂预割缝倾角优化及防冲实践 被引量：23
10
作者 赵善坤 李英杰 +4 位作者 柴海涛 姚茂宏 张广辉 苏振国 李少刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期150-160,共11页
预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明... 预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明显受到预设裂纹倾角影响,但最大主应力对裂纹扩展方向起到控制作用。在地应力一定条件下,随着预割缝倾角增加,临界注水压力减小,Ⅰ型应力强度因子KⅠ逐渐增加,Ⅱ型应力强度因子KⅡ先增加后减小。为保证水压裂纹既受到较大的张拉作用,又能利用地应力的作用发生剪切扩展,KⅡ达到最大值时的预割缝倾角被选为施工水力压裂参数取值。该参数设计被应用到巴彦高勒煤矿厚层砂岩顶板水压致裂工况,对比压裂过程中顶板的煤炮强度和频次以及压裂前后辅回撤通道附近的微震、应力变化,证明了设计参数下水压致裂裂隙范围有效的起到了防冲效果。 展开更多
关键词 定向水压致裂 Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹 水压致裂力学模型 冲击地压
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掘锚机探放水钻机固定支架强度分析
11
作者 杨木林 谷树伟 +4 位作者 陈凯 贺艳军 刘龙 刘治翔 孙战 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-62,共8页
针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷... 针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷均是随着俯仰转角的增大,先增大后减小,在俯仰转角为0°时转矩最大。有限元计算结果显示关键部件伸缩轨道的和伸缩滑套的最大应力远小于所用材料Q345B的屈服强度,满足使用要求。钻机固定支架应力最大值仅为37.096 MPa,变形量为2.006 mm,说明钻机在最大载荷工况下,钻机固定支架能够满足强度要求。通过厂内和煤矿井下的工业性试验验证了设计的探放水钻机结构的有效性,具有较好的应用和推广价值。 展开更多
关键词 探放水钻机 机载钻机 力学特性 有限元分析
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隧道开挖作用下桩基水平位移简化解析解 被引量：2
12
作者 韦征 江玉生 +1 位作者 殷明伦 杨星 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4106-4114,共9页
为研究隧道开挖卸荷下桩基的水平位移响应,把桩基简化为置于Winkler地基上的具有等效抗弯刚度的Euler-Bernoulli连续梁,提出一种计算既有桩基在邻近隧道开挖卸荷下的水平变形响应理论计算方法。采用Loganathan理论计算隧道开挖引起既有... 为研究隧道开挖卸荷下桩基的水平位移响应,把桩基简化为置于Winkler地基上的具有等效抗弯刚度的Euler-Bernoulli连续梁,提出一种计算既有桩基在邻近隧道开挖卸荷下的水平变形响应理论计算方法。采用Loganathan理论计算隧道开挖引起既有桩基位置处的自由土体水平位移;将桩基位置处的自由土体水平位移施加于既有桩基之上,基于桩基与地层土体的位移耦合条件建立桩基水平位移平衡方程;通过求解得到隧道近距离开挖引起桩基水平位移解析解。将理论计算结果与文献中的边界元模拟结果、有限元模拟结果和现场监测结果进行对比,验证了所提方法的正确性。最后,对隧道开挖引起桩基水平位移响应进行参数分析,提出计算隧道开挖引起桩基最大水平位移的参数预测公式。研究结果表明:桩基最大水平位移受隧道埋深、开挖尺寸、隧道与桩基间距影响较为显著,与隧道埋深近似呈线性增长关系,受桩径变化影响较小。 展开更多
关键词 隧道开挖 WINKLER地基 桩基水平变形 简化解析解
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考虑底板岩层移动的急倾斜煤层开采沉陷预计 被引量：5
13
作者 蔡来良 莫小华 +1 位作者 吴侃 郭增长 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期1048-1054,共7页
分析了急倾斜煤层开采岩层和地表移动特点,总结了急倾斜煤层开采地表下沉盆地的4种类型,并对这4种下沉盆地的形成原因进行揭示。给出了急倾斜煤层开采沉陷预计建模的4条原则,并针对该原则提出了一种基于概率积分法的急倾斜煤层开采沉陷... 分析了急倾斜煤层开采岩层和地表移动特点,总结了急倾斜煤层开采地表下沉盆地的4种类型,并对这4种下沉盆地的形成原因进行揭示。给出了急倾斜煤层开采沉陷预计建模的4条原则,并针对该原则提出了一种基于概率积分法的急倾斜煤层开采沉陷预计模型,该模型能清楚地解释急倾斜煤层开采煤层顶底板岩层移动和地表下沉的相互关系。建立了预计方法的坐标系,分析了预计参数的物理意义,并给出了预计参数的变化规律。编制了基于本文方法的计算机程序,并利用矿区观测站实测数据对本方法进行了验证。实验结果表明,本文方法对于倾角大于70°的急倾斜煤层开采沉陷预计效果较好,能为矿区的环境保护,地表移动预警起到决策支持作用。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 开采沉陷预计 概率积分法
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基于液压静力水准仪的综合管廊沉降监测方法研究 被引量：10
14
作者 温贤培 《自动化与仪器仪表》 2021年第4期182-185,共4页
为了减少外界环境对沉降采集系统的干扰,从液压静力水准仪工作原理分析出发,对液体密度、重力加速度进行补偿,提出采用稳定测点作为基点与被测点进行差分比较的测量方法。利用沉降差分算法能消除大部分外界干扰,同时还提出了增加沉降转... 为了减少外界环境对沉降采集系统的干扰,从液压静力水准仪工作原理分析出发,对液体密度、重力加速度进行补偿,提出采用稳定测点作为基点与被测点进行差分比较的测量方法。利用沉降差分算法能消除大部分外界干扰,同时还提出了增加沉降转点的安装方法,能满足高落差应用环境。研究结果表明,对沉降采集系统进行液体密度、重力加速度补偿并采用沉降差分算法进行计算,能显著提高沉降采集精度。 展开更多
关键词 干扰 补偿 差分算法 转点 精度
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基于EMD算法的煤层透射槽波信号提纯 被引量：12
15
作者 王季 《中国煤炭地质》 2012年第2期53-55,60,共4页
透射槽波勘探是井下地震勘探的主要方式之一,具有探测范围大、准确率高等优点。然而井下地震信号信噪比低,远偏移距槽波信号易被噪声所淹没而无法识别,为槽波的后续处理与解释带来困难。针对这一问题,采用EMD算法对原始信号进行分解,选... 透射槽波勘探是井下地震勘探的主要方式之一,具有探测范围大、准确率高等优点。然而井下地震信号信噪比低,远偏移距槽波信号易被噪声所淹没而无法识别,为槽波的后续处理与解释带来困难。针对这一问题,采用EMD算法对原始信号进行分解,选取并增强分解结果中的有效信号,从而实现槽波信号的提纯。实际工程中的应用效果表明,经过提纯后的地震数据,具有较少的噪声成分和较为清晰的槽波波列。 展开更多
关键词 井下地震勘探 槽波 EMD算法
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含瓦斯煤渗透率演化模型和实验分析 被引量：11
16
作者 祝捷 唐俊 +3 位作者 王琪 王全启 张博 张犇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1764-1770,共7页
与气体压力有关的煤层渗透率变化规律是煤矿开采和煤层气开发过程中的重要问题,不同应力条件下,不同类型煤样的渗透率演化特征不同。为了研究瓦斯压力变化过程中煤样渗透性的变化规律,以开滦赵各庄煤矿9号煤层的煤样为研究对象,利用含... 与气体压力有关的煤层渗透率变化规律是煤矿开采和煤层气开发过程中的重要问题,不同应力条件下,不同类型煤样的渗透率演化特征不同。为了研究瓦斯压力变化过程中煤样渗透性的变化规律,以开滦赵各庄煤矿9号煤层的煤样为研究对象,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,在恒定温度、轴压和围压,降低瓦斯压力的实验条件下测定了煤样应变和瓦斯渗透率。实验结果表明:随着瓦斯压力的降低,煤样收缩应变加剧,渗透率表现为两种变化趋势:逐渐增大和先减小后增大(渗透率回升对应的瓦斯压力小于1.0 MPa)。瓦斯压力降低至0.3 MPa时,渗透率为初始条件下(瓦斯压力2.0MPa)渗透率的1.9~2.9倍。考虑到煤样在径向和轴向的收缩应变数值接近,针对三维变形煤样建立了渗透率模型,模型同时体现了气体压力和气体解吸对渗透率的影响。理论分析表明,降压过程中煤的渗透率将在某一气体压力(反弹气体压力pr)时由降低转为升高。推导的反弹气体压力pr计算公式显示pr的取值由煤样的体积模量K、与吸附效应有关的Langmuir系数εp和pL共同决定;体积模量K与吸附变形系数εp越大,pr越大。值得注意的是,pr的取值与煤样的外部应力以及内部的气体压力无关。结合本文和前人的实验数据,由本文的渗透率模型计算得到了不同应力和瓦斯压力条件下的煤样渗透率变化曲线以及相应的反弹气体压力pr。模型计算结果与实验数据接近,最大相对误差低于8.9%。研究表明,实验测得煤样的渗透率表现为何种变化趋势,取决于反弹气体压力pr和实验气体压力的关系。当pr≥pmax(实验测点中最大的气体压力值)时,渗透率随着气体压力增大而降低;当pr≤pmin(实验测点中最小的气体压力值)时,渗透率随着气体压力增大而增大;当pmin<pr<pmax时,随瓦斯压力的增大,煤样渗透率呈“V”形变化,即� 展开更多
关键词 煤渗透率 力学模型 瓦斯压力 煤样应变 反弹气体压力
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矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统设计 被引量：1
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作者 刘希高 刘志民 +3 位作者 张金涛 吕一鸣 周游 吴淼 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第11期1235-1240,共6页
为解决聚焦双频激电法超前探测仪器应用于煤矿井下进行探测的问题,设计了矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统.该系统可产生双频PWM驱动控制信号,控制激励信号发送系统产生5路双频调制激励方波电流信号;通过井下测量电极及矿用传... 为解决聚焦双频激电法超前探测仪器应用于煤矿井下进行探测的问题,设计了矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统.该系统可产生双频PWM驱动控制信号,控制激励信号发送系统产生5路双频调制激励方波电流信号;通过井下测量电极及矿用传输电缆采集微弱激电电压信号,由锁相放大器进行信号处理后获得高低频电压幅值及相位等激电信息;矿用本安型人机界面实现探测数据及图像显示以及对整个系统的控制.研究结果表明:该接收系统产生驱动控制信号的频率为8 Hz及8/13 Hz、4 Hz及4/13 Hz、2 Hz及2/13 Hz、1 Hz及1/13 Hz四组中的任意一组,频率误差绝对值小于0.14%,激电电压幅值测量范围为±5 V,相对测量误差绝对值小于1.4%,满足实际超前探测要求. 展开更多
关键词 煤矿井下 本安型设备 聚焦双频激电法 激电信号 接收系统
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基于瓦斯治理-抽采-利用一体化的深部突出矿井安全绿色开发模式与示范工程 被引量：8
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作者 张建国 王满 +3 位作者 袁淼 刘庆军 李登 王晓川 《重庆大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期29-40,共12页
分析了深部突出矿井在瓦斯治理与循环利用中存在的主要问题,总结了瓦斯治理、瓦斯抽采、瓦斯利用及热害治理方面的发展现状。以首山一矿为例,提出了瓦斯治理-瓦斯抽采-瓦斯发电-集中制冷-热害治理的闭环系统构架,以实现深部突出矿井的... 分析了深部突出矿井在瓦斯治理与循环利用中存在的主要问题,总结了瓦斯治理、瓦斯抽采、瓦斯利用及热害治理方面的发展现状。以首山一矿为例,提出了瓦斯治理-瓦斯抽采-瓦斯发电-集中制冷-热害治理的闭环系统构架,以实现深部突出矿井的安全、高效、绿色开发。研究了首山模式下大采高单一低透突出煤层“一面多巷”瓦斯综合治理技术,研发了分源网络化瓦斯立体抽采技术与动态调控技术,实现了瓦斯治理与抽采的高效协作;分析了瓦斯发电设备与制冷设备联合运行过程,实现了深井热害的有效治理。建立了首山一矿发电并网示范工程与矿井降温示范工程,实现了瓦斯资源综合治理与循环利用的统一,形成了深部突出矿井的安全、高效、绿色开发模式,可为国内类似矿井开发提供借鉴意义。 展开更多
关键词 深部突出矿井 瓦斯治理与利用 绿色开发模式 示范矿井
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煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术研究 被引量：5
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作者 杨宝贵 杨捷 彭杨皓 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第7期25-29,共5页
以新阳煤矿10203充填工作面为研究背景,通过理论分析和数值模拟,对垮落法和充填法开采下的采空区沿空留巷巷道矿山压力进行了对比分析,进一步探究了采空区全部充填后沿空留巷巷道的变形规律。结合高浓度胶结充填体的力学特性,设计了沿... 以新阳煤矿10203充填工作面为研究背景,通过理论分析和数值模拟,对垮落法和充填法开采下的采空区沿空留巷巷道矿山压力进行了对比分析,进一步探究了采空区全部充填后沿空留巷巷道的变形规律。结合高浓度胶结充填体的力学特性,设计了沿空留巷巷内基本支护、加强支护的方式,并将其运用于生产实践。井下应用表明:充填开采后的沿空留巷巷道围岩变形量较小,其变形率仅为8%左右;巷道顶板较为完整,没有发生大的冒落,且巷道煤壁无片帮现象发生;巷道内采用的锚杆、锚索、金属网、单体支柱联合支护安全可靠,支护合理。煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术工艺简单,可操作性强,采空区充填完毕后自然形成沿空巷道,而且杜绝了沿空留巷巷道常见的火灾、瓦斯等灾害,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 煤矿 高浓度胶结充填 沿空留巷 矿山压力 数值模拟
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五辊式无溶剂涂布系统交叉耦合建模与设计方法 被引量：5
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作者 陈永亮 韩瑶 +3 位作者 刘谱 黄金 包能胜 顾佩华 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期38-42,50,共6页
针对五辊式无溶剂涂布头多辊速比控制精度设计需求,提出了基于多电机协调控制的机电耦合建模及设计方法.设计一种交叉耦合定速比控制算法,即通过3个独立的补偿速度PID控制器分别实现3个同步电机对其中三辊速度期望均值的动态输出特性的... 针对五辊式无溶剂涂布头多辊速比控制精度设计需求,提出了基于多电机协调控制的机电耦合建模及设计方法.设计一种交叉耦合定速比控制算法,即通过3个独立的补偿速度PID控制器分别实现3个同步电机对其中三辊速度期望均值的动态输出特性的实时跟踪控制,从而实现涂布辊、橡胶转移辊及计量辊的精确定速比控制.以400mm规格的涂布试验机为应用实例的涂布头系统仿真分析结果表明:控制方法具有鲁棒性和快速跟踪性,控制系统抗干扰能力强、可靠性好;在五辊负载时变的情况下,各速度比误差率在0.4s之内降低在5%之下,在2s之后各速度比误差率均小于0.6%,系统稳定运转,且无明显跳动. 展开更多
关键词 无溶剂涂布 机电耦合建模 耦合定速比控制 联合仿真
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