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我国煤层气勘探与开发技术现状及发展方向 被引量:209
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作者 秦勇 袁亮 +8 位作者 胡千庭 叶建平 胡爱梅 申宝宏 程远平 张遂安 李国富 张群 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第10期1-6,共6页
介绍了煤层气勘探与开发技术体系的内涵,分析了我国煤层气勘探开发技术的现状与存在的问题,包括煤层气资源勘探技术、煤层气地面井增产技术、煤层气地面井排采技术、煤层气矿井抽采及煤气共采技术。针对煤层气勘探与开发的技术需求,对... 介绍了煤层气勘探与开发技术体系的内涵,分析了我国煤层气勘探开发技术的现状与存在的问题,包括煤层气资源勘探技术、煤层气地面井增产技术、煤层气地面井排采技术、煤层气矿井抽采及煤气共采技术。针对煤层气勘探与开发的技术需求,对煤层气勘探与有利区块优选技术、以沁水和鄂尔多斯2个盆地为主的中~高煤阶地区煤层气增产技术、低煤阶地区煤层气单井增产与规模性开发技术、多煤层及构造煤地区煤层气地面井开发技术、煤炭与煤层气协同开采技术的近期、中期、远期规划提出了研究建议。 展开更多
关键词 煤层气 勘探 开发 技术需求
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煤和瓦斯突出机理的流变假说 被引量:149
2
作者 周世宁 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第2期1-8,共8页
目前煤和瓦斯突出机理的假说,都是在弹性力学基础上建立的,缺少时间因素,难于完满地解释突出的发生发展过程。作者通过对含瓦斯煤样在三维受力状态下流变特性的研究,得出了含瓦斯煤样蠕变行为的数学模型,能够比较好地阐明突出的机理。... 目前煤和瓦斯突出机理的假说,都是在弹性力学基础上建立的,缺少时间因素,难于完满地解释突出的发生发展过程。作者通过对含瓦斯煤样在三维受力状态下流变特性的研究,得出了含瓦斯煤样蠕变行为的数学模型,能够比较好地阐明突出的机理。实验表明,突出煤和非突出煤其流变行为并无本质区别,只要条件具备,各类煤层都有产生突出的可能。含瓦斯煤蠕变方程的导出为建立广义的突出危险综合指标提供了基础。 展开更多
关键词 瓦斯 突出 机理 流变
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煤与瓦斯突出预测技术研究现状及发展趋势 被引量:148
3
作者 聂百胜 +2 位作者 王恩元 刘贞堂 撒占友 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2003年第6期40-43,共4页
对矿井煤与瓦斯突出预测方法的研究现状及发展趋势进行了论述及分析。目前我国大量使用的是钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q、瓦斯解吸指标Δh2 、瓦斯放散指数ΔP等钻孔静态预测方法 ,这些方法花费大量的人力、物力和财力 ,而且准确性较... 对矿井煤与瓦斯突出预测方法的研究现状及发展趋势进行了论述及分析。目前我国大量使用的是钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q、瓦斯解吸指标Δh2 、瓦斯放散指数ΔP等钻孔静态预测方法 ,这些方法花费大量的人力、物力和财力 ,而且准确性较低。而声发射和电磁辐射等方法是很有前途的预测方法。未来煤与瓦斯突出预测的发展趋势是 ,利用声发射监测技术对变形破裂剧烈区域进行定位 ,利用电磁辐射监测技术工作面非接触连续预测 。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 预测技术 矿井 中国 准确性 声发射 电磁辐射 事故 安全
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煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究 被引量:160
4
作者 王恩元 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期131-137,共7页
对受载煤体变形破裂产生电磁辐射进行了实验研究及规律分析,并对煤岩变形破裂电磁辐射的机理进行了探讨分析.研究结果表明,煤体变形破裂时能够产生电磁辐射,电磁辐射信号与声发射信号并非严格同步,电磁辐射信号较声发射信号丰富,... 对受载煤体变形破裂产生电磁辐射进行了实验研究及规律分析,并对煤岩变形破裂电磁辐射的机理进行了探讨分析.研究结果表明,煤体变形破裂时能够产生电磁辐射,电磁辐射信号与声发射信号并非严格同步,电磁辐射信号较声发射信号丰富,电磁辐射与煤岩体的变形破裂过程密切相关.煤岩电磁辐射技术在揭示煤岩变形破裂机理,预测、预报地震,矿山煤岩灾害动力现象及岩石混凝土建筑稳定性方面有着非常广泛的应用前景. 展开更多
关键词 煤盎 变形破裂 电磁辐射 声发射 实验研究
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煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展 被引量:148
5
作者 袁亮 姜耀东 +7 位作者 窦林名 赵毅鑫 赵旭生 王凯 于庆 卢新明 李红臣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期306-318,共13页
新一轮能源变革正在孕育,互联网+及智能化发展势头强劲,在总结我国煤矿典型动力灾害预防存在主要问题及思考煤矿监控预警如何面对新一轮科技创新的基础上,提出了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警新理念与关键技术。煤矿典型动力... 新一轮能源变革正在孕育,互联网+及智能化发展势头强劲,在总结我国煤矿典型动力灾害预防存在主要问题及思考煤矿监控预警如何面对新一轮科技创新的基础上,提出了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警新理念与关键技术。煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警是在煤炭精准开采的理念指导下,基于多相多场耦合灾变孕育演化机理,利用灾害前兆信息采集传感与多网融合传输技术、多源海量前兆信息提取挖掘方法,能够实现煤矿典型动力灾害前兆信息深度感知、风险精准判识及监控预警的新模式新方法。该模式能够实现煤矿监控预警由传统的经验型、定性型向精准型、定量型转变,全面提升我国煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警能力。凝练了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警的4个关键科学问题和8个主要研究方向,围绕基础理论研究、关键技术开发和预警平台搭建,重点阐述了12个方面的研究进展,为实现冲击地压、煤与瓦斯突出和煤岩瓦斯复合动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时精准预警提供了技术路径。 展开更多
关键词 煤矿典型动力灾害 煤炭精准开采 多场耦合 风险精准判识 监控预警
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电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理 被引量:121
6
作者 王恩元 +1 位作者 聂百胜 刘贞堂 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期225-229,共5页
研究了瓦斯对电磁辐射(EME)的影响规律及影响机制,对电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理进行了探讨.研究结果表明:煤体变形破裂时,电磁辐射与煤岩体的载荷及变形破裂过程密切相关,煤体中的瓦斯能使电磁辐射增强,瓦斯在煤体中的流动... 研究了瓦斯对电磁辐射(EME)的影响规律及影响机制,对电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理进行了探讨.研究结果表明:煤体变形破裂时,电磁辐射与煤岩体的载荷及变形破裂过程密切相关,煤体中的瓦斯能使电磁辐射增强,瓦斯在煤体中的流动及冲击能产生电磁辐射;电磁辐射强度和脉冲数两项指标综合反映了工作面前方煤体的突出危险程度,用电磁辐射法预测预报煤与瓦斯突出是可行的,煤岩电磁辐射技术在预测煤与瓦斯突出和冲击地压等方面有着非常广泛的应用前景. 展开更多
关键词 含瓦斯煤体 电磁辐射 瓦斯突出 煤突出 突出原理
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煤吸附水的微观机理 被引量:124
7
作者 聂百胜 +1 位作者 王恩元 张力 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期379-383,共5页
根据煤大分子和表面的结构特点,应用分子热力学和表面物理化学理论分析了煤表面自由能的特征和煤吸附水的微观机理.结果表明,煤对水分子的吸收从微观上看是由于水分子与煤表面相互吸引作用的结果,这些作用力包括分子间力和氢键.煤对水... 根据煤大分子和表面的结构特点,应用分子热力学和表面物理化学理论分析了煤表面自由能的特征和煤吸附水的微观机理.结果表明,煤对水分子的吸收从微观上看是由于水分子与煤表面相互吸引作用的结果,这些作用力包括分子间力和氢键.煤对水分子的吸附是多层吸附,吸附第一层水主要是由于煤对水分子的氢键作用占主要地位,对其余水分子层的吸附主要是由于分子间力引起的长程力作用的结果.对水分子与煤表面的分子间力进行了估算,结果是分子间力中色散作用力占主要地位.讨论了添加活性剂润湿煤体的作用,认为这是从微观上改变了水分子与煤表面的吸引作用力的结果.研究煤吸附水的微观机理为现场优化提高煤层润湿性措施奠定了理论基础. 展开更多
关键词 煤层注水 表面自由能 吸附 分子间力 氢键
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煤矿冲击矿压的分级预测研究 被引量:119
8
作者 窦林名 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期717-722,共6页
针对煤矿冲击矿压灾害,研究了冲击危险性的监测原理和冲击矿压危险的分级预测准则.通过连续监测预警技术和系统集成,应用综合指数法、微震法、电磁辐射法和钻屑法,形成冲击矿压的时空分级预测技术体系,即在时间上对冲击危险进行早期综... 针对煤矿冲击矿压灾害,研究了冲击危险性的监测原理和冲击矿压危险的分级预测准则.通过连续监测预警技术和系统集成,应用综合指数法、微震法、电磁辐射法和钻屑法,形成冲击矿压的时空分级预测技术体系,即在时间上对冲击危险进行早期综合分析预测与即时预测相结合,在空间上进行区域预测与局部监测、点预测相结合,对冲击矿压的危险性根据危险指数的大小,按无、弱、中等和强冲击危险4级进行预测.根据预测的冲击矿压危险等级,采取加强监测、解危、甚至撤人等防治对策.工程实践表明,采用该技术,可大大提高冲击危险预测的准确性,取得良好的应用效果. 展开更多
关键词 冲击矿压 分级预测 时间预测 空间预测 危险等级
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煤岩动力灾害电磁辐射监测仪及其应用 被引量:101
9
作者 王恩元 +3 位作者 刘贞堂 窦林名 周世宁 聂百胜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期366-369,共4页
基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件.该仪... 基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件.该仪器在预测煤与瓦斯突出时,有突出危险煤层的电磁辐射水平远高于无突出危险煤层;在预测冲击地压时,矿压大的地方,电磁辐射较强,有冲击危险的区域,电磁辐射异常,表现为电磁辐射水平明显增强或变化剧烈.表明电磁辐射法预测煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害危险性是可行的,研制的电磁辐射监测仪实现了非接触预测,省时省力,对生产影响较小,稳定性好,准确率较高. 展开更多
关键词 电磁辐射 监测仪 监测预报 煤与瓦斯突出 冲击地压
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孔隙气体在煤层中扩散的机理 被引量:93
10
作者 聂百胜 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页
分析了孔隙气体在煤体中的扩散模式和微观机理 ,得出在煤体中存在菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散几种扩散模式 ,并分析了抽放时瓦斯气体在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程 .根据分子运动论 ,从微观... 分析了孔隙气体在煤体中的扩散模式和微观机理 ,得出在煤体中存在菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散几种扩散模式 ,并分析了抽放时瓦斯气体在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程 .根据分子运动论 ,从微观上讨论了压强和温度对甲烷分子平均自由程的影响规律 ,并解释了升高压强和温度增强甲烷气体在煤层微孔隙中扩散能力的机理 .分析了前人测定的不同压力下瓦斯在煤体中的扩散系数与分子平均自由程之间的关系 ,表明孔隙气体在煤微孔隙中扩散的宏观参数从根本上来看是由于分子微观参数的改变引起的 . 展开更多
关键词 孔隙气体 甲烷 诺森数 扩散机理 分子平均自由程 扩散模式
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煤体破裂声发射的频谱特征研究 被引量:90
11
作者 王恩元 +1 位作者 刘贞堂 李忠辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期289-292,共4页
对受载煤体声发射的频谱特性及变化规律进行了测试及研究分析,结果表明,煤体受载破裂时,其声发射信号的频谱不是一层不变的,而是随载荷及变形破裂过程而发生变化,基本上是随着载荷的增大及变形破裂过程的增强,声发射信号增强,主频带增高... 对受载煤体声发射的频谱特性及变化规律进行了测试及研究分析,结果表明,煤体受载破裂时,其声发射信号的频谱不是一层不变的,而是随载荷及变形破裂过程而发生变化,基本上是随着载荷的增大及变形破裂过程的增强,声发射信号增强,主频带增高.煤体声发射的频谱特征变化与煤体变形破裂过程密切相关. 展开更多
关键词 煤体 声发射 频谱
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冲击矿压预测的电磁辐射技术及应用 被引量:87
12
作者 窦林名 王恩元 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期396-399,共4页
试验研究表明,煤岩在冲击破裂过程中,裂缝的形成和颗粒的摩擦会产生电磁辐射;煤岩体所受的应力越高、变形破裂越强烈,电磁辐射信号越强;现场观测的微震和冲击矿压发生前,电磁辐射也有较大幅度的增加.为此,提出了非接触式电磁辐射预测冲... 试验研究表明,煤岩在冲击破裂过程中,裂缝的形成和颗粒的摩擦会产生电磁辐射;煤岩体所受的应力越高、变形破裂越强烈,电磁辐射信号越强;现场观测的微震和冲击矿压发生前,电磁辐射也有较大幅度的增加.为此,提出了非接触式电磁辐射预测冲击矿压危险的临界指标和偏差技术. 展开更多
关键词 冲击矿压 电磁辐射 临界指标 偏差值 危险监测
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由煤岩变形冲击破坏所产生的电磁辐射 被引量:78
13
作者 窦林名 +1 位作者 王恩元 谷德钟 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期86-88,共3页
对岩石破裂所产生的电磁辐射现象的观测和研究 ,对于研究地震规律和矿山冲击矿压及其预报具有重要的意义。在实验室和现场条件下 ,采用 EAE- 0 4声电测试系统和KBD5电磁辐射监测仪对煤岩变形破裂过程中的电磁辐射进行了测定。试验和测... 对岩石破裂所产生的电磁辐射现象的观测和研究 ,对于研究地震规律和矿山冲击矿压及其预报具有重要的意义。在实验室和现场条件下 ,采用 EAE- 0 4声电测试系统和KBD5电磁辐射监测仪对煤岩变形破裂过程中的电磁辐射进行了测定。试验和测试结果表明 ,煤岩体在变形、破坏过程中均产生电磁辐射现象 ;煤岩在冲击破坏前 ,电磁辐射强度一般在某个值以下 ,而在冲击破坏时 ,电磁辐射强度突然增加 ;而电磁辐射的脉冲数则随载荷的增加及变形破裂过程的发展而增大。依此规律 ,可以对冲击矿压危险性进行评价和预测预报。 展开更多
关键词 煤岩冲击破坏 冲击矿压 电磁辐射辐射 强度 辐射脉冲 岩体变形
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煤矿采掘过程中煤岩体电磁辐射特征及应用 被引量:73
14
作者 王恩元 +3 位作者 窦林名 周世宁 聂百胜 刘贞堂 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期216-221,共6页
运用研制的KBD5矿用本安型电磁辐射监测仪测试了煤矿采掘过程中工作面煤岩体的电磁辐射 ,分析了电磁信号与采掘工艺及煤岩动力灾害危险性等的关系 .研究表明 ,煤矿采掘过程伴随产生电磁辐射 ,电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分... 运用研制的KBD5矿用本安型电磁辐射监测仪测试了煤矿采掘过程中工作面煤岩体的电磁辐射 ,分析了电磁信号与采掘工艺及煤岩动力灾害危险性等的关系 .研究表明 ,煤矿采掘过程伴随产生电磁辐射 ,电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分布或变形破裂趋向新的平衡的结果 ;有煤与瓦斯突出和冲击地压危险时 ,有明显的电磁异常前兆 ;采取防治措施后 ,电磁辐射显著下降 .电磁辐射技术在煤矿可以用于预测煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害 . 展开更多
关键词 煤矿采掘过程 电磁辐射异常 煤与瓦斯突出 冲击地压
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孔隙气体对煤体变形及蚀损作用机理 被引量:72
15
作者 王恩元 林海燕 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期6-11,共6页
在前人实验及理论分析的基础上,对瓦斯在煤体中的赋存形态、含瓦斯煤的特殊力学现象及瓦斯对煤体的蚀损过程进行了解释和半定量分析,得出的结论与实验规律相吻合。
关键词 孔隙气体 膨胀应力 煤体变形 瓦斯 蚀损
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瓦斯气体在煤层中的扩散机理及模式 被引量:50
16
作者 聂百胜 王恩元 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2000年第6期24-28,共5页
根据气体在多孔介质中的扩散模式 ,结合煤结构的实际特点 ,分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理 ,得出瓦斯在煤体中几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散。从微观上看 ,影响瓦斯气体在煤层中扩散的主要... 根据气体在多孔介质中的扩散模式 ,结合煤结构的实际特点 ,分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理 ,得出瓦斯在煤体中几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散。从微观上看 ,影响瓦斯气体在煤层中扩散的主要因素是瓦斯气体的平均自由程和煤不同尺寸微孔隙的分布情况。根据不同孔隙分布的煤层 。 展开更多
关键词 瓦斯 煤层 扩散机理 扩散模式 分子平均自由程 诺森数 孔隙分布 煤矿生产
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障碍物对瓦斯爆炸火焰结构及火焰传播影响的研究 被引量:58
17
作者 杨艺 +1 位作者 王恩元 刘贞堂 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期186-189,共4页
通过高速摄影与纹影方法从细观角度研究了网状障碍物对管道内瓦斯爆炸火焰细微结构的影响,以及火焰加速机理,并进行了数值模拟.实验与理论分析表明,障碍物的存在引起火焰前锋褶皱度增大,提高了火焰前方未燃气体以及火焰内部流场的湍流强... 通过高速摄影与纹影方法从细观角度研究了网状障碍物对管道内瓦斯爆炸火焰细微结构的影响,以及火焰加速机理,并进行了数值模拟.实验与理论分析表明,障碍物的存在引起火焰前锋褶皱度增大,提高了火焰前方未燃气体以及火焰内部流场的湍流强度,促进了火焰加速. 展开更多
关键词 障碍物 火焰结构 火焰传播 数值模拟
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煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术 被引量:65
18
作者 窦林名 +3 位作者 牟宗龙 巩思园 曹安业 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1485-1491,共7页
为提高煤岩冲击动力灾害的监测预警效果,采用系统的理论研究和集成创新,完善了弹塑脆性突变模型,揭示了煤岩体损伤及冲击动力破坏特征与声发射、微震、电磁辐射等前兆信息的耦合关系,提出了煤岩体冲击破坏前兆信息辨识准则与监测原理,... 为提高煤岩冲击动力灾害的监测预警效果,采用系统的理论研究和集成创新,完善了弹塑脆性突变模型,揭示了煤岩体损伤及冲击动力破坏特征与声发射、微震、电磁辐射等前兆信息的耦合关系,提出了煤岩体冲击破坏前兆信息辨识准则与监测原理,建立了煤岩冲击动力灾害的连续监测预警技术体系,即煤岩冲击动力灾害时间上从早期综合分析预测到实时监测预警,空间上从区域监测预警到局部监测预警、点验证的时空连续监测预警,并按无、弱、中、强4级对煤岩冲击危险进行分级预测预报。应用结果表明:该技术体系可较为有效地判别和预警煤岩冲击动力灾害危险,应用矿井降低煤岩冲击动力灾害显现71%。 展开更多
关键词 冲击动力灾害 监测技术 连续监测 监测预警
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矿井煤岩动力灾害电磁辐射预警技术 被引量:62
19
作者 聂百胜 +3 位作者 王恩元 窦林名 刘明举 刘贞堂 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期56-59,共4页
利用煤岩破坏力电耦合模型、煤与瓦斯突出和冲击矿压发生的不同特点及现场测试的大量数据,得到了两种灾害的电磁辐射预警临界值系数和动态变化趋势系数的确定方法.研究表明:煤岩动力灾害电磁辐射预警可以采用脉冲数和强度两个指标同静... 利用煤岩破坏力电耦合模型、煤与瓦斯突出和冲击矿压发生的不同特点及现场测试的大量数据,得到了两种灾害的电磁辐射预警临界值系数和动态变化趋势系数的确定方法.研究表明:煤岩动力灾害电磁辐射预警可以采用脉冲数和强度两个指标同静态临界值和动态趋势相结合的方法进行预警,电磁辐射可以将动力灾害危险分为无危险、弱危险和强危险的3级预警方案,对不同的预警级别可以采用对应的防治措施. 展开更多
关键词 矿井 煤岩动力灾害 电磁辐射 预警准则 分级预警
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煤吸附特性的研究 被引量:39
20
作者 张力 +2 位作者 王恩元 刘贞堂 马尚权 《太原理工大学学报》 CAS 2001年第5期449-451,共3页
描述了煤吸附瓦斯气体的全过程 ,叙述了煤层气 (瓦斯 )主要吸附理论 。
关键词 瓦斯 吸附 解吸 渗流 扩散 吸附理论 吸附能力 物理吸附
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