2007—2016年全国煤矿瓦斯灾害事故发生规律分析 被引量：53

1

作者 刘业娇 袁亮 +1 位作者 薛俊华 田志超 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第3期124-128,共5页

为了研究全国煤矿瓦斯灾害事故发生规律,采用数据统计法,从煤矿企业性质、瓦斯事故类型、瓦斯事故等级和瓦斯事故发生地域4个方面,对2007—2016年期间389起煤矿瓦斯灾害事故进行综合分析,通过趋势图和柱状图直观显示了近10年全国煤矿瓦... 为了研究全国煤矿瓦斯灾害事故发生规律,采用数据统计法,从煤矿企业性质、瓦斯事故类型、瓦斯事故等级和瓦斯事故发生地域4个方面,对2007—2016年期间389起煤矿瓦斯灾害事故进行综合分析,通过趋势图和柱状图直观显示了近10年全国煤矿瓦斯灾害事故的发生特点和规律,并对瓦斯事故多发的原因进行深入分析,提出了瓦斯事故的预防对策和措施。 展开更多

关键词 煤矿 瓦斯灾害 事故特点 原因分析 预防对策 措施

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大型真三维煤与瓦斯突出定量物理模拟试验系统研发 被引量：20

2

作者 李术才 李清川 +5 位作者 王汉鹏 袁亮 张玉强 薛俊华 张冰 王静 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期121-129,共9页

采用物理模拟试验开展多种组合条件下煤与瓦斯突出定量化模拟是目前研究煤与瓦斯突出机理与规律的主要研究手段,以综合作用假说、CSIRO突出模型为理论依据,根据推导建立的煤与瓦斯突出相似准则,研发了可考虑不同地质条件、地应力、煤岩... 采用物理模拟试验开展多种组合条件下煤与瓦斯突出定量化模拟是目前研究煤与瓦斯突出机理与规律的主要研究手段,以综合作用假说、CSIRO突出模型为理论依据,根据推导建立的煤与瓦斯突出相似准则,研发了可考虑不同地质条件、地应力、煤岩体强度、瓦斯压力和施工过程的大型真三维煤与瓦斯突出定量物理模拟试验系统;系统由模型反力与空间密封单元、高地应力梯度加载智能控制单元、大流量高压瓦斯气体充填加载单元、巷道微型掘进与高速记录单元和多元信息瞬态获取五大关键单元构成。可实现最大尺寸为1.5 m×1.5 m×3 m(长×宽×厚)的试验模型真三维梯度加载,系统最大加载能力60 MPa,模型厚度方向可按0.6 m倍数调节,系统最大充气压力3MPa,最大气体充填速度360 L/min,微型光纤光栅传感器最大采集频率500 k Hz,巷道最大掘进速度10 cm/min。各模块协同工作,可实现三维气固耦合条件下石门揭煤诱发煤与瓦斯突出试验模拟,为探索不同组合因素下煤与瓦斯突出发生条件,揭示突出机理提供了定量化模拟平台。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 定量化物理模拟 系统研发 气固耦合 智能掘进

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深井煤岩动力灾害的连续卸压开采防治机理 被引量：18

3

作者 张庆贺 袁亮 +2 位作者 杨科 薛俊华 段昌瑞 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期80-86,102,共8页

深井煤岩动力灾害的防治理论与技术一直是煤矿安全开采领域的重要研究方向之一,但一直没有取得重大突破。基于目前我国煤矿深部开采面临的煤与瓦斯突出、冲击地压、巷道围岩大变形、承压水开采等重大灾害现状,聚焦煤与瓦斯突出以及冲击... 深井煤岩动力灾害的防治理论与技术一直是煤矿安全开采领域的重要研究方向之一,但一直没有取得重大突破。基于目前我国煤矿深部开采面临的煤与瓦斯突出、冲击地压、巷道围岩大变形、承压水开采等重大灾害现状,聚焦煤与瓦斯突出以及冲击地压,借鉴煤与瓦斯共采的卸压开采机理,提出了卸压开采防治煤与瓦斯突出以及冲击地压的机制。展望了深部动力灾害控制的研究方向,认为现场试验、物理模拟、数值模拟和虚拟现实相结合的系统研究是研究深部动力灾害控制的有效手段和途径。 展开更多

关键词 采矿工程 深井 煤岩动力灾害 连续卸压 治理

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煤与瓦斯突出模拟试验型煤相似材料研发与特性分析 被引量：16

4

作者 王汉鹏 李清川 +5 位作者 袁亮 李术才 薛俊华 朱海洋 段昌瑞 王书刚 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1277-1283,共7页

为了解决煤与瓦斯突出物理模拟试验中型煤相似材料的性质与原煤性质相似性低的问题,以典型突出案例为原型,依据煤与瓦斯突出物理模拟相似准则,研发了一种基本物理力学参数调节方便、性质符合原煤相似要求的型煤相似材料。试验分析了粉... 为了解决煤与瓦斯突出物理模拟试验中型煤相似材料的性质与原煤性质相似性低的问题,以典型突出案例为原型,依据煤与瓦斯突出物理模拟相似准则,研发了一种基本物理力学参数调节方便、性质符合原煤相似要求的型煤相似材料。试验分析了粉煤颗粒级配和胶结剂浓度对型煤物理力学参数的影响规律。试验结果表明:型煤的抗压强度、弹性模量、黏聚力均随胶结剂浓度的增加而增大,且抗压强度可调范围在0.5~2MPa、弹性模量可调范围在55~300MPa、黏聚力可调范围在60~170kPa;颗粒级配对型煤的内摩擦角起主要控制作用;型煤具有和原煤相似的吸附性质;相似材料的重复利用试验证明该相似材料具有良好的重复利用性。最后,通过改变颗粒级配和胶结剂浓度配制出了符合煤与瓦斯突出物理模拟相似准则、与原煤性质相似的试验型煤。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 物理模拟试验 型煤 相似材料 相似准则

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液氮溶浸作用对不同煤阶煤样渗流特性的影响 被引量：16

5

作者 卢硕 张磊 +2 位作者 薛俊华 张村 陈帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1835-1844,共10页

中国低透气性煤层广泛赋存且煤阶跨度较大。针对不同煤阶、性质煤层如何确定有效的液氮致裂方式是一个亟待解决的难题。为此,分别选择褐煤、烟煤和无烟煤3种煤阶的煤样进行不同条件下的液氮溶浸,并使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏... 中国低透气性煤层广泛赋存且煤阶跨度较大。针对不同煤阶、性质煤层如何确定有效的液氮致裂方式是一个亟待解决的难题。为此,分别选择褐煤、烟煤和无烟煤3种煤阶的煤样进行不同条件下的液氮溶浸,并使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏观裂隙的演化规律,使用受载煤体注气驱替瓦斯测试实验系统与纯度为99.999%的氮气测试得出煤样渗透率的变化规律。对实验得到的煤样渗流曲线趋势进行简要讨论,对比分析了液氮处理不同阶段煤样的渗透率数值。实验结果表明:①相同围压条件下,煤样的渗透率随着气体压力的增加呈“U”型变化趋势,使用二次函数公式拟合效果良好;②单次液氮处理即可对褐煤煤样产生显著增透效果;③通过增加液氮循环处理次数可有效提升液氮对烟煤的增透效果,一次液氮溶浸处理后的烟煤渗透率增幅最大达到514.89%,两次处理后最大可达到1129.79%;④多次液氮处理对无烟煤透气性的改善不甚明显,只会逐渐降低其抗拉强度,通过增大热冷冲击温度梯度的液氮处理方式可以有效改善无烟煤透气性,在围压-气压为2.00~1.25 MPa时,初始温度50℃的无烟煤液氮处理后的渗透率增幅仅为2.44%,而初始温度100℃的无烟煤处理后的渗透率增幅达到125.43%;⑤基于实验结果讨论、提出适宜于不同煤阶煤层的液氮致裂增透方法。 展开更多

关键词 煤阶 液氮溶浸 渗透率 处理次数 温度梯度

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液氮致裂烟煤渗透率及其应力敏感性研究 被引量：14

6

作者 张磊 陈帅 +2 位作者 薛俊华 任廷祥 张村 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期401-408,共8页

为了研究液氮致裂条件下烟煤渗透率及其应力敏感性演变规律,取许疃煤矿自然含水率烟煤进行了多次液氮致裂实验,分析了液氮致裂前后不同应力条件下渗透率变化特征,探究了液氮致裂作用对煤应力敏感性影响规律。结果表明:恒定围压下渗透率... 为了研究液氮致裂条件下烟煤渗透率及其应力敏感性演变规律,取许疃煤矿自然含水率烟煤进行了多次液氮致裂实验,分析了液氮致裂前后不同应力条件下渗透率变化特征,探究了液氮致裂作用对煤应力敏感性影响规律。结果表明:恒定围压下渗透率随着有效应力减小,呈现出先减小后增大的趋势,符合二次函数分布;多次液氮致裂能有效提高煤体渗透率,渗透率随致裂次数的增加而增加,但增长速率逐渐变缓;定义了渗透率离散度来表征改变气体压力所引起渗透率值改变的波动范围,渗透率离散度经过第一次液氮致裂后有明显增加,而其余几次液氮致裂波动范围很小;在同一气体压力下,围压敏感性系数随着围压增大而减小,渗透率损害率随着致裂次数和气体压力增大而增大;第一次液氮处理对煤体渗透率和应力敏感性影响最为显著,后几次液氮处理影响较小。 展开更多

关键词 液氮 多次致裂 烟煤 渗流特性 应力敏感性

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淮南潘集外围深部煤层气地球化学特征及成因 被引量：14

7

作者 刘会虎 兰天贺 +5 位作者 胡宝林 薛俊华 徐宏杰 张文永 任波 黄艳辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期498-506,共9页

潘集外围深部煤层气甲烷碳氢同位素分布及其成因对该区煤层气藏的形成和分布规律、煤层气资源评价均具有重要意义。采集了潘集外围深部主要煤层共25件煤样,通过解吸实验获得解吸气样进行了组分、甲烷稳定碳氢同位素测试,分析了深部煤层... 潘集外围深部煤层气甲烷碳氢同位素分布及其成因对该区煤层气藏的形成和分布规律、煤层气资源评价均具有重要意义。采集了潘集外围深部主要煤层共25件煤样,通过解吸实验获得解吸气样进行了组分、甲烷稳定碳氢同位素测试,分析了深部煤层气组分及稳定同位素分布特征,探讨了煤层气稳定碳氢同位素随埋深的变化特点,结合煤层气形成与演化过程、煤的变质程度分析了煤层气稳定同位素的地质影响,通过Whiticar成因图版揭示了深部煤层气成因,结合相关经验模型估算了煤层气不同成因来源气所占比例。研究结果表明:深部煤样解吸煤层气中CH_4含量介于16.2%~96.68%,平均为71.60%,重烃含量介于0.35%~32.13%,平均为9.86%,N_2含量介于0.13%~74.72%,平均为21.20%,CO_2含量介于1.62%~27.26%,平均为7.30%。自浅部至深部煤层甲烷碳同位素变化于-45.46‰^-31.17‰,平均为-40.92‰,甲烷氢同位素变化于-199.99‰^-133.87‰,平均为-178.04‰,稳定碳氢同位素具有随深度增加偏重的特点。构造热演化史表明研究区煤层气以热成因气为主,兼有生物气可能,研究区煤层Ro,max介于0.702 2%~0.998 3%,主要为气-肥煤,生成的煤层气为湿气,油型气的输入使得δ^(13)C_1偏重。Whiticar成因图版分析表明研究区煤层气为以热成因为主,经历了后生改造作用的混合气。估算结果表明13-1煤、11-2煤、8煤、7煤、6煤、5煤、4煤、3煤、1煤生成的煤层气中热成因气比例超过80%,生物气主要由CO_2还原作用所形成。 展开更多

关键词 潘集矿区 煤层气 地球化学特征 成因 碳氢同位素

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厚煤层双重卸压采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术 被引量：13

8

作者 刘超 孙宝强 +4 位作者 李树刚 张超 薛俊华 李鑫 范富槐 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2021年第12期89-96,共8页

针对下石节煤矿222工作面开采过程中双重卸压造成工作面瓦斯涌出量高导致瓦斯超限的安全难题,结合采动裂隙"O"型圈和"环形裂隙体"理论,在分析厚煤层综放开采双重卸压采动覆岩破坏特征的基础上;采用相似模拟和数值... 针对下石节煤矿222工作面开采过程中双重卸压造成工作面瓦斯涌出量高导致瓦斯超限的安全难题,结合采动裂隙"O"型圈和"环形裂隙体"理论,在分析厚煤层综放开采双重卸压采动覆岩破坏特征的基础上;采用相似模拟和数值模拟研究了双重卸压工作面开采采空区覆岩裂隙演化模型,确定了裂隙场和应力场演化反馈机制,依据裂隙密度,将覆岩裂隙场划分为贯通渗透区、纵向渗透区和水平渗透区;结合Fluent模拟瓦斯流场运移机理,将双重卸压采空区覆岩裂隙场+应力场+瓦斯渗流场相互耦合,进一步补充了采空区瓦斯流场规律:低位低浓度瓦斯流动带和高位高浓度瓦斯流动圈;提出了双重卸压采空区卸压瓦斯治理方式为复合采空区高位定向钻孔瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:确定卸压瓦斯抽采富集区域范围为回风侧偏向工作面宽度40 m,距离煤层顶板60.8 m以上150 m以下范围内;通过在复合采空区将高位定向钻孔瓦斯抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度低于0.8%,工作面及回风巷瓦斯浓度低于0.3%。 展开更多

关键词 双重卸压 综放工作面 FLAC^(3D) 相似模拟 高位钻孔

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基于响应面法治理煤矿硫化氢的改性碱液配比优化 被引量：13

9

作者 张超 王星龙 +3 位作者 李树刚 刘超 薛俊华 刘华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2926-2932,共7页

针对传统碱液在煤矿硫化氢治理过程中吸收率低且易发生二次超限的缺点,以碳酸钠(Na2CO3)溶液为基料,选取表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚乙酸钠(AE9C-Na)和氧化剂过氧化氢(H2O2)为改性剂对碱液进行改性处理。以碳酸钠、表面活性剂和氧化剂... 针对传统碱液在煤矿硫化氢治理过程中吸收率低且易发生二次超限的缺点,以碳酸钠(Na2CO3)溶液为基料,选取表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚乙酸钠(AE9C-Na)和氧化剂过氧化氢(H2O2)为改性剂对碱液进行改性处理。以碳酸钠、表面活性剂和氧化剂的掺量作为影响因子,以硫化氢气体去除率为响应值,首先通过单因素实验单独考察了各影响因子变化对响应值的影响,研究了碳酸钠溶液中不同质量分数的表面活性剂和氧化剂对硫化氢气体脱除的影响。然后按照中心组合设计安排试验,根据试验结果对硫化氢去除率进行拟合与回归分析,得到回归拟合方程。然后应用响应面法(RSM)进一步确定了各影响因子的交互作用,结果表明:各影响因子显著性大小排序为:碳酸钠溶液质量分数>表面活性剂质量分数>氧化剂质量分数,碳酸钠溶液质量分数和表面活性剂质量分数的交互作用对硫化氢去除率影响最大。最后,利用Design-Expert软件对改性碱液的配比进行优化,综合考虑吸收效率与成本后,提出本实验所研制的改性碱液最佳配比为:碳酸钠溶液质量分数2.5%,表面活性剂质量分数0.25%,氧化剂质量分数0.8%。以崔家沟煤矿2303工作面为试验地点,喷洒改性碱液对现场硫化氢进行治理,现场试验结果表明,改性碱液对硫化氢的去除率平均为90.3%,且无硫化氢超限及二次逸散现象,治理效果显著。 展开更多

关键词 硫化氢 改性碱液 响应面法 碳酸钠 表面活性剂 氧化剂

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循环加卸载作用下完整和裂隙煤体渗透性演变规律研究 被引量：12

10

作者 张磊 阚梓豪 +2 位作者 薛俊华 李明雪 张村 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2487-2499,共13页

为了得到煤层群重复采动作用下被保护层的渗流特性,总结出被保护层所承受的应力路径,分为加载、卸载和恢复3个阶段,基于自制的受载煤体注气驱替瓦斯测试仪,进行模拟重复采动影响渗流实验,分析完整和带有贯穿裂隙2类煤样在此路径下的渗... 为了得到煤层群重复采动作用下被保护层的渗流特性,总结出被保护层所承受的应力路径,分为加载、卸载和恢复3个阶段,基于自制的受载煤体注气驱替瓦斯测试仪,进行模拟重复采动影响渗流实验,分析完整和带有贯穿裂隙2类煤样在此路径下的渗流规律。研究结果表明:(1)重复采动作用会对煤体产生损伤,采动次数越多,渗透率变化越明显,卸载阶段是煤样渗透率变化的主要阶段。(2)加载阶段两类煤样的应力敏感性随采动次数的增加而降低,卸载和恢复阶段的应力敏感性随采动次数增加而升高,第一、二次采动作用完整煤样应力敏感性大于裂隙煤样,第三次采动裂隙煤样大于完整煤样。(3)第一、二次采动为两类煤样的压实阶段,第三次采动为增透阶段,且重复采动对裂隙煤样的增透作用大于完整煤样。 展开更多

关键词 岩石力学 煤层群开采 裂隙结构 应力敏感性 渗透率损害率 瓦斯抽采

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液氮致裂煤体技术研究现状及展望 被引量：9

11

作者 田苗苗 张磊 +3 位作者 薛俊华 张村 卢硕 陈帅 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期191-198,共8页

我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。... 我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。鉴于液氮致裂煤体技术的重要意义,相关学者对其进行了大量理论及试验研究。为明确液氮致裂煤体技术的研究进展及未来研究方向,综合分析了相关学者的研究成果,对水-冰相变冻胀力、液氮汽化膨胀力和温度应力诱发的煤基质收缩作用等主要作用机理进行讨论,特别深入分析了在含水煤体中起主要作用的水-冰相变冻胀力和在干燥煤体中起主要作用的温度应力。系统分析了液氮致裂煤体内部物理性质影响因素(含水率、煤体变质及胶结程度、节理等)和外部环境因素(温度梯度、液氮作用时间及循环次数、地应力等)的影响程度。归纳分析了循环注入低温、高温流体技术、液氮重复压裂技术、液氮气化压裂技术、低温流体压裂技术和液氮辅助压裂技术等液氮致裂增产工艺的现状及相关设备发展情况。对液氮致裂现场试验与应用情况进行了介绍,重点介绍液氮重复压裂技术和液氮伴注辅助水力压裂技术的试验流程及试验结果。最后进一步对从液氮致裂煤体主要作用机理、影响因素及现场试验与应用等3个方面目前的研究不足进行总结,并在此基础上对研究重点进行了展望。明确提出液氮致裂煤体技术今后的研究重点是综合机理及多影响因素的深入研究,最终目标是实现现场应用,提高煤层气抽采效率。 展开更多

关键词 煤层气 液氮致裂 水-冰相变冻胀力 温度应力 增产工艺

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岩石循环加卸载作用下能量的演化规律 被引量：10

12

作者 詹可亮 薛俊华 刘之喜 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第3期49-52,共4页

基于循环加卸载试验,使用数据处理软件计算得出滞回环的面积,对滞回环与循环次数的相关性进行分析,得到了关于循环次数与滞回环的拟合公式。利用拟合公式计算得到了第1次加卸载的耗散能,进而对耗散能、弹性能、塑性能之间的关系进行了... 基于循环加卸载试验,使用数据处理软件计算得出滞回环的面积,对滞回环与循环次数的相关性进行分析,得到了关于循环次数与滞回环的拟合公式。利用拟合公式计算得到了第1次加卸载的耗散能,进而对耗散能、弹性能、塑性能之间的关系进行了分析和研究。结果表明:随着循环次数的增加,滞回环位置逐渐右移,考虑为第1次加卸载产生耗散能后,岩石的弹性能、耗散能随着循环次数的增多逐渐递增;岩石的强度呈随机分布,故塑性能随循环次数增多并无固定变化趋势;随着循环次数的增多,卸载后可恢复的裂隙之间的摩擦力逐渐减小,其弹性应变需要的能量也随之减小。 展开更多

关键词 分等级加卸载 滞回环 弹性能 耗散能 塑性能 岩石加载

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我国煤矿保护层开采卸压瓦斯抽采现状及发展趋势 被引量：6

13

作者 薛俊华 肖健 +1 位作者 杜轩宏 石钰 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期50-61,共12页

高地应力、高瓦斯压力和低煤层透气性等因素严重制约着我国深部煤炭开采,且随着深部煤层开采条件逐步恶化,本煤层瓦斯治理难度凸显,通过保护层卸压开采的方式治理瓦斯和消除煤与瓦斯突出可达到事半功倍的效果。为了满足实际工程的需求,... 高地应力、高瓦斯压力和低煤层透气性等因素严重制约着我国深部煤炭开采,且随着深部煤层开采条件逐步恶化,本煤层瓦斯治理难度凸显,通过保护层卸压开采的方式治理瓦斯和消除煤与瓦斯突出可达到事半功倍的效果。为了满足实际工程的需求,综述近年来我国在保护层开采技术、被保护层应力特性变化规律、裂隙系统演化规律、渗透率演化规律及被保护层卸压瓦斯抽采技术等方面的研究工作,总结并探讨了保护层卸压开采研究的不足,发现对处于弯曲下沉带内的超远距离上被保护层煤体卸压效果的关注较少,未能满足实际工程需求,根据保护层卸压开采期间超远距离上被保护层煤体变形特征及其横向裂隙开启和闭合特征,提出了保护层卸压开采的“时间窗口期”这一概念,同时指出,建立保护层开采与被保护层瓦斯流动特性演化的时空关系,构建瓦斯抽采“时间窗口期”判识模型,建立保护层卸压开采和超远距离上被保护层瓦斯治理时空协同模式是今后治理超远距离被保护层卸压瓦斯的重要方向。最后提出采用定向长距离钻孔抽采上被保护层卸压瓦斯的方法,并在河南平顶山矿区实践验证了其抽采效果。 展开更多

关键词 卸压开采 被保护层 横向裂隙 时间窗口期 瓦斯抽采

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基于CNN-GRU的瓦斯浓度预测模型及应用 被引量：9

14

作者 刘超 雷晨 +2 位作者 李树刚 薛俊华 张超 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期62-68,共7页

为解决传统瓦斯浓度预测方法预测精度低和适用性不强等问题,提出运用卷积神经网络(CNN)提取瓦斯浓度时间序列的变化趋势及局部关联特征,应用门自适应矩估计(Adam)优化的控循环单元神经网络(GRU),在关联特征基础上进行时序性预测的组合方... 为解决传统瓦斯浓度预测方法预测精度低和适用性不强等问题,提出运用卷积神经网络(CNN)提取瓦斯浓度时间序列的变化趋势及局部关联特征,应用门自适应矩估计(Adam)优化的控循环单元神经网络(GRU),在关联特征基础上进行时序性预测的组合方法,并以铜川玉华煤矿监测数据为样本,对比CNN-GRU组合模型、传统机器学习模型LSTM和GRU模型的预测效果。研究结果表明:CNN-GRU模型的预测精度和收敛速度均优于LSTM和GRU模型;CNN-GRU平均绝对误差和均方根误差分别可降低至0.042,0.006,运行效率分别提高59.15%,35.04%,研究结果可为矿井瓦斯灾害防治提供依据。 展开更多

关键词 煤矿安全 瓦斯治理 深度学习 瓦斯浓度预测

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基于层次-可拓的煤与瓦斯突出预警研究 被引量：9

15

作者 杜振宇 薛俊华 +3 位作者 任波 周伟 李志兵 陈本良 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第12期169-172,共4页

从煤与瓦斯突出发生机理以及煤矿防突工作经验出发,筛选煤与瓦斯突出预警指标,运用层次分析法确定各预警指标权重系数,基于可拓学理论构建出煤与瓦斯突出预警模型。应用该预警模型对谢桥煤矿1361(3)运输巷掘进工作面进行了煤与瓦斯突出... 从煤与瓦斯突出发生机理以及煤矿防突工作经验出发,筛选煤与瓦斯突出预警指标,运用层次分析法确定各预警指标权重系数,基于可拓学理论构建出煤与瓦斯突出预警模型。应用该预警模型对谢桥煤矿1361(3)运输巷掘进工作面进行了煤与瓦斯突出的量化预警和突出风险等级划分。结果表明,采用层次-可拓预警模型的预警结果与工作面现场实际相符合。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 层次分析 可拓学 实时预警 预警指标

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液氮循环处理对不同含水率煤样渗流特性的影响 被引量：9

16

作者 张磊 田苗苗 +3 位作者 薛俊华 李明雪 张村 卢硕 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期291-301,共11页

我国煤炭储层渗透率普遍较低,需要煤层增透技术强化煤层气开采。液氮致裂煤体技术因其环保、增透效果强等优点成为近年来煤层增透技术研究的热点。水-冰相变冻胀作用是液氮致裂含水煤体的主要作用机理。故利用真空饱水容器制备含水率分... 我国煤炭储层渗透率普遍较低,需要煤层增透技术强化煤层气开采。液氮致裂煤体技术因其环保、增透效果强等优点成为近年来煤层增透技术研究的热点。水-冰相变冻胀作用是液氮致裂含水煤体的主要作用机理。故利用真空饱水容器制备含水率分别为0%,2%,4%及6%的4组煤样,分别对煤样进行液氮循环冻融处理,直至煤体整体发生破碎或完成5次循环冻融处理。期间使用摄像机定点拍摄,观察煤样各循环处理表面宏观裂隙的演化;使用受载煤体注气驱替瓦斯测试试验系统进行氮气渗流试验得出不同压力点下煤样渗透率的变化规律;并使用渗透率增长幅度及渗透率平均增长幅度表征煤体渗透率增长水平。试验结果表明:①相同致裂次数下,煤样含水率越高表面裂隙发育越明显。②液氮致裂能提高煤体渗透率水平,且与含水率成正比。围压一定时,渗透率平均增长幅度随含水率呈指数上升。③增加循环次数也会提高煤样渗透率。随着液氮循环次数的增加,煤样的渗透率整体呈上升趋势,渗透率增长幅度与含水率成正比。除含水率2%煤样第3次液氮处理后的渗透率大幅度增加外,煤样的渗透率增长幅度近似以倍数增加,单次致裂平均渗透增长率略有减小。④在液氮致裂煤层过程中,综合考虑提高煤层含水率与适当增加液氮循环致裂次数才能取得良好的增透效果。 展开更多

关键词 含水率 液氮致裂 宏观裂隙 渗透特性 循环次数

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软岩底板突水机理分析及数值试验 被引量：8

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作者 刘业娇 薛俊华 +3 位作者 袁亮 余国锋 田志超 陈本良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3255-3261,共7页

结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突... 结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明:董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。 展开更多

关键词 煤层 软岩底板 突水 RFPA 数值试验

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我国露天矿粉尘防治理论技术近20 a研究进展与展望 被引量：4

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作者 肖双双 马亚洁 +5 位作者 李卫炎 薛俊华 李克民 麻旭荣 丁小华 张永贵 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第7期40-56,共17页

近年来,国内在露天矿粉尘防治方面进行了大量深入的研究和实践,粉尘防治工作取得了较为显著的成效,但露天矿各生产环节粉尘至今仍难以彻底遏制,粉尘职业危害防治形势依然十分严峻。为了进一步完善露天矿粉尘防治理论并发展新兴技术,提... 近年来,国内在露天矿粉尘防治方面进行了大量深入的研究和实践,粉尘防治工作取得了较为显著的成效,但露天矿各生产环节粉尘至今仍难以彻底遏制,粉尘职业危害防治形势依然十分严峻。为了进一步完善露天矿粉尘防治理论并发展新兴技术,提升我国露天矿粉尘防治水平及效果,根据近20 a我国露天矿粉尘防治理论与技术取得的研究成果,详细阐述了露天矿各环节产尘机理及运移规律,系统总结了露天矿粉尘预测及监测预警技术,重点论述了露天矿粉尘防治技术研究进展,并提出了未来露天矿粉尘防治发展趋势。目前,国内学者分环节阐明了露天矿产尘机理,分析了各因素对粉尘运移的影响,采用各类非线性预测方法结合智能优化算法构建了多种粉尘浓度预测组合模型,开发了粉尘在线监测预警技术,逐步形成了粉尘监测云服务平台,提出了多方式协同精准控尘方法。但相关研究主要针对露天矿单一生产环节的粉尘,露天矿各环节产尘机理及粉尘运移规律需要系统、关联研究,适宜露天矿各生产环节的绿色、高效、经济抑尘剂有待进一步开发,露天矿粉尘精准监测技术有待进一步完善,粉尘智能防治技术及装备亟需攻关,粉尘危害风险分析及预警平台尚需探索构建。未来,需多学科、多手段协同推进各环节产尘机理及粉尘运移规律研究,研制绿色、高效、经济的抑尘剂,研发粉尘浓度高精度、宽量程、耐污染、连续在线监测关键技术及装备,研制露天矿粉尘精准智能防治技术及装备,构建粉尘危害风险大数据分析与预警平台。 展开更多

关键词 露天矿 产尘机理 监测预警 防治技术 研究进展 展望

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基于CT扫描技术的煤样三维重构及气体表观渗透率研究 被引量：1

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作者 石钰 马玉华 +3 位作者 李树刚 薛俊华 赵鹏翔 詹可亮 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期27-35,共9页

基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数。通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数。结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模... 基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数。通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数。结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模型并进行验证。通过ANASY有限元软件研究煤体中的瓦斯渗流规律。结果表明,瓦斯在孔裂隙弯折处压力变化剧烈,渗流速度在孔裂隙弯折处达到最大,瓦斯在个别孔隙发生凝滞、不流通。采用经过滑移修正的气体表观渗透率模型计算瓦斯表观渗透率,并与通过Forchheimer公式拟合得到的瓦斯表观渗透率及通过FT模型计算得到的瓦斯表观渗透率相比较,发现经过滑移修正后的气体表观渗透率模型适用于微尺度介质中气体表观渗透率研究。 展开更多

关键词 煤 CT扫描 三维重构 分形理论 滑脱效应 气体表观渗透率

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无煤柱开采采空区瓦斯分布特征及抽采技术研究与应用 被引量：2

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作者 李延河 薛俊华 +5 位作者 袁占栋 石钰 袁勇猛 孙洪涛 樊东升 马骞 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第5期126-129,共4页

平煤集团为煤层群开采条件,为了更好地开展瓦斯治理工作,采用FLUENT数值分析软件模拟在无煤柱开采条件下,抽采前后戊8煤层采空区瓦斯分布特征,从而为高抽巷抽采钻孔的布置提供参考。研究表明:随着回风横贯距离工作面距离的增加,回风隅... 平煤集团为煤层群开采条件,为了更好地开展瓦斯治理工作,采用FLUENT数值分析软件模拟在无煤柱开采条件下,抽采前后戊8煤层采空区瓦斯分布特征,从而为高抽巷抽采钻孔的布置提供参考。研究表明:随着回风横贯距离工作面距离的增加,回风隅角处的瓦斯体积分数逐渐减小,且根据数值模拟结果及现场实际情况,综合确定高抽巷抽采钻孔应布置在垂高14.75倍处最佳,抽采后采空区体积分数明显减小;优化设计了高位瓦斯抽采钻孔的布置,分析钻孔抽采效果,发现高位裂隙带瓦斯浓度基本稳定在23%~45%,瓦斯抽采纯量稳定在12~18 m^(3)/min。表明高位裂隙带瓦斯抽采浓度和纯量基本稳定。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 高位裂隙带 瓦斯分布特征 抽采效果 数值分析

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