试验研究

  • 瓦斯积聚范围对独头巷道瓦斯爆炸冲击波破坏特征与传播规律的影响

    程方明;邓军;蔡周全;罗振敏;肖旸;

    为研究独头巷道内不同长度瓦斯积聚区的爆炸特征,运用计算流体力学软件FLACS进行了数值模拟,对比了瓦斯爆炸超压及正压冲量等参数及其在巷道内的分布情况,分析了瓦斯积聚范围对爆炸冲击波破坏特征的影响规律,研究了独头巷道内不同长度瓦斯积聚区爆炸冲击波与火焰相互作用的特点。研究结果表明:随着独头巷道内瓦斯积聚范围的增大,爆炸冲击波破坏特征会发生突变,最大爆炸压力阶梯式增大,瓦斯积聚范围超过某一临界值后,最大爆炸压力出现位置从巷道封闭端向开放端转移;最大爆炸冲量先单调增加而后趋于稳定,最大爆炸冲量位置始终处在巷道封闭端;回传稀疏波对火焰的加速作用是导致巷道近开放端爆炸超压突增的主要原因。

    2016年04期 v.43;No.228 1-5+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 温度对煤体瓦斯吸附量影响规律的试验研究

    杨银磊;陈有强;高健勋;陈微;

    为了研究恒压条件下,随着温度的升高煤吸附的瓦斯量以及吸附速率的变化情况,选取粒度为60~80目的安泽矿煤样,依次测试出煤样在压力0.6 MPa,温度为35、50、65、80、105℃条件下的等温吸附线,以及吸附量与时间的关系曲线。研究表明:随着温度的升高,煤吸附的瓦斯量下降,温度越高,这种趋势越明显;随着时间的增加,各温度下的吸附速率逐渐减小。当吸附进行至200 min时,各温度下的吸附速率已低于0.005 cm~3/(g·min),而后吸附速率缓慢下降;在吸附过程中,温度越高,同一时间点下的吸附速率越小。

    2016年04期 v.43;No.228 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 143K]
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  • 保护层区段煤柱宽度对被保护层卸压效果的影响

    齐峰;

    为了实现被保护层经济、安全和高效开采,基于某煤矿地层条件,利用FLAC3D软件建立采动煤岩体计算模型,模拟研究了保护层不同宽度区段煤柱对被保护层卸压效果的影响。根据应力系数和膨胀变形率可将煤柱上覆岩层分为压缩变形区、未充分卸压区和充分卸压区。当被保护层位于充分卸压区时,煤层获得了充分卸压保护,消除了突出危险。确定了某煤矿地质条件下被保护层8煤层位于充分卸压区获得连续充分卸压的理论最小的区段煤柱宽度为5.1 m。经卸压效果考察,留设5 m宽区段煤柱时,被保护层得到了连续充分卸压保护。

    2016年04期 v.43;No.228 10-13+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
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  • SF_6示踪法结合数值模拟确定钻孔抽采有效半径的研究

    陈辉;牛建春;李志磊;李文明;

    为了准确测定煤层钻孔抽采有效半径,达到理想的瓦斯抽采效果,根据城郊煤矿深部煤层实际赋存条件,在对比分析多种测定钻孔抽采有效半径方法的基础上,将SF_6气体示踪法与COMSOL Multiphysics数值模拟法相结合,利用实测结果与模拟结果确定了该矿试验区钻孔抽采有效半径。研究结果表明:在抽采钻孔直径为92 mm、抽采负压为15 k Pa的条件下,预抽60 d后,钻孔抽采有效半径为1.73 m。

    2016年04期 v.43;No.228 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 矿用聚脲喷涂材料的试验研究

    樊淑兰;杨仁凯;刘青;许向彬;

    为防治煤矿漏风、有害气体渗漏及煤自燃,以异氰酸酯预聚体、端氨基聚醚、扩链剂、阻燃剂等为主要原料,开发出矿用聚脲喷涂材料。研究了异氰酸酯指数、温度、气压、阻燃剂、抗静电剂等因素对聚脲喷涂材料性能的影响,试验结果表明,矿用聚脲喷涂材料可在8 s内凝胶,断裂伸长率为370%,表面电阻为4×10~7Ω,阻燃性能达到《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》规定的要求。

    2016年04期 v.43;No.228 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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开发设计

  • 基于精确定位的井下电子栅栏设计

    戴剑波;

    井下作业人员误闯限制区域,可能造成意外事故的发生。为此,设计出具有精确定位识别卡检测及动态移动人员进出探测功能的井下电子栅栏,其自带备用电源及双电源自动切换,可以安装在限制区域进行声光报警提示,并上传给上位机进行违闯禁区人员记录查询,做到从行为控制角度警示,以降低事故发生几率,促进煤矿安全生产。

    2016年04期 v.43;No.228 23-26+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • ZYW-4000G高转速钻机研制及试验研究

    辛德忠;

    为了提高煤矿井下坚硬岩层钻孔的施工效率,解决坚硬岩层钻孔技术难题,研制出ZYW-4000G高转速钻机,其具有切削转速高、输出转矩大、钻进能力强等特点。介绍了该钻机的整体结构特点及其双马达动力头传动系统、液压系统、钻孔姿态调节系统等关键技术。通过在坚硬岩层中的钻孔试验及顺煤层中的钻孔试验表明,该钻机结构合理、操作方便、系统发热量小。该钻机与相关钻具配合,在坚硬岩层中及在顺煤层中钻孔时,其钻孔效率远高于普通钻机。

    2016年04期 v.43;No.228 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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  • 矿井低频无线语音通信方案的设计与实现

    康跃明;

    分析了矿井电磁波传输特性及矿井电磁波传输媒质特性,提出了矿井低频无线语音通信频率选择方案,分析计算出矿井透地通信最佳通信频率;提出了高压缩率语音处理方案,并对方案进行了硬件设计与实现。实验表明:该设计能较好地实现矿井深度400 m及以上的深井语音通信,基本满足矿井上下无线语音通信要求。

    2016年04期 v.43;No.228 31-33+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
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  • 基于无线传感器网络的硫化氢监测节点设计

    孙世岭;赵庆川;张远征;郭清华;郑芳菲;

    根据传感设备在煤矿采煤和掘进工作面这种需经常移动的环境中使用的特点,设计了一种基于无线传感器网络的硫化氢监测节点。介绍了节点电池供电电路、显示电路、光控电路、遥控电路、信号采集与处理电路、报警电路、无线组网模块等7部分硬件电路设计。实验测试表明,该节点具有功耗低、组网速度快、检测精度高、工作时间长、抗干扰能力强等特点,可以在煤矿井下推广应用。

    2016年04期 v.43;No.228 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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应用技术

  • 基于IQPSO-BP算法的煤矿瓦斯涌出量预测

    程加堂;艾莉;熊燕;

    针对煤矿回采工作面瓦斯涌出的非线性特征,提出一种基于改进量子粒子群优化BP神经网络(IQPSO-BP)的瓦斯涌出量预测方法。鉴于量子粒子群算法的遍历能力有限,采用混沌序列来初始化量子的初始角位置。同时,采用凸函数调整惯性权重,以平衡算法的全局勘探和局部开发能力。并依此来优化BP神经网络的权值、阈值参数,进而建立了瓦斯涌出量预测模型。试验结果表明,IQPSO-BP算法具有较强的泛化能力及较高的预测精度,可有效用于煤矿瓦斯涌出量的预测。

    2016年04期 v.43;No.228 38-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 157K]
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  • 潮式喷射机控尘关键因素研究及应用

    李定富;梁爱春;王伟黎;

    煤矿锚喷作业时,粉尘浓度较高,危害极大。以潮式混凝土喷射机喷浆作业为例,对喷射机不同工况下的工作风压、跑风量和跑灰率进行了实验研究,结果表明:工作风压、跑风量和跑灰率都与喷射机的输送距离成正比,跑灰率与物料含水率成反比,而跑风量与含水率无直接关系。通过实验得到了喷射机控尘所需的最佳控尘风量和负压,在此基础上设计的喷射机控除尘装置使喷射机机身周围总粉尘浓度降到6 mg/m~3以下,降尘效率达到99%以上。

    2016年04期 v.43;No.228 42-44+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
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  • 采场上位高强度岩梁动压控制设计

    刘思利;吴士良;赵吉玉;

    为防止采场上位高强度岩梁来压时的动压冲击,以某矿3101工作面为研究对象,运用"传递岩梁"理论,利用实测矿压参数对基本顶"双岩梁"结构的下位岩梁进行"限定变形"的控制设计,以保证上位高强度岩梁来压前夕使下位岩梁与之紧贴,减小动压冲击。研究结果表明:支架支护强度为0.279 5 MPa时,既能保证初次来压期间和周期来压期间采场不受基本顶上位高强度岩梁的动压冲击,又能满足支架活柱缩量不超限的要求。

    2016年04期 v.43;No.228 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 157K]
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  • 甘庄煤矿高应力巷道锚杆支护参数优化与应用

    鲁竞争;卫斐;马鹏;杨可;史德强;王博;

    针对甘庄煤矿高应力巷道原锚杆支护效果不理想的情况,采用煤岩物理力学实验和数值模拟计算等方法,开展锚杆支护参数的优化。通过对不同锚杆间排距、锚杆直径、锚杆长度、锚索间排距的模拟支护效果分析,得出支护方案优化参数:锚杆间排距为900 mm×900 mm、直径为22 mm、长度为2.2 m,锚索间排距为2 000 mm×900 mm。将优化的支护方案进行现场试验,实测表明,巷道顶底板位移量下降了44.1%,两帮位移量下降了41.9%,优化后的锚杆支护系统可以更有效地控制巷道围岩变形,改善了支护效果。

    2016年04期 v.43;No.228 49-52+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K]
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  • 兴隆煤矿突出煤层群首采煤层调整论证及应用

    卿启超;程广;章飞;刘志伟;

    兴隆煤矿首采层5煤层实际采掘过程中出现了煤层赋存不稳定,煤层瓦斯含量高,掘进速度缓慢,采掘接替异常紧张等问题,且在被保护层8煤层开采时多次出现区域验证指标K_1值超标和瓦斯超限现象。针对这些问题,从保护层选择、区域瓦斯治理、开采技术条件等多维度对突出煤层群保护层开采进行论证,确定兴隆煤矿将首采5煤层调整为12煤层具有可行性。实践证明,矿井将12煤层作为保护层首先开采有效缓解了矿井采掘接替紧张的问题,并实现了矿井瓦斯的有效治理和矿井的安全高效生产。

    2016年04期 v.43;No.228 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 110K]
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  • 基于柔性支护原理的单向肋梁在巷道交叉点支护中的应用

    师百垒;戴俊;长孙阿龙;

    分析了单向肋梁的力学特性,介绍了巷道交叉点常见的破坏形式及特点。根据雅店煤矿辅助运输大巷的工程条件,采用单向肋梁柔性支护方式,即锚杆+钢筋梯子梁+锚索+托梁+金属网+钢筋混凝土联合支护方式,对辅助运输大巷三号交叉点进行支护,监测结果表明:顶板下沉为围岩的主要变形,最大变形量为22 mm;底板和两帮变形量相当且远小于顶板变形量;支护效果较好,围岩变形得到了有效控制。

    2016年04期 v.43;No.228 57-59+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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技术经验

  • 多种物探技术联合探测矿井水害

    邱占林;陈万煌;鲍道亮;刘耀华;冯金炜;黄聪明;

    为了获取受水害威胁较严重的闽西南地区煤矿探水效果及物探技术有效参数,采用矿井直流电法、网络并行电法和矿井瞬变电磁法,对福建某煤矿+40 m水平巷道掘进工作面前方进行了联合探测,并对含水低阻异常体探测结果进行了对比分析,经后期掘进验证,超前探测结果较为准确。实践表明:网络并行电法比传统直流电法超前探测效果更好;矿井瞬变电磁法对低阻含水体响应灵敏,且对高阻体(层)具有较强的穿透能力;多种物探技术联合探测,可以相互补充验证,探测精度较高。

    2016年04期 v.43;No.228 60-63+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 561K]
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  • 深井软岩巷道“三位一体”充填式复合支护技术研究

    王志根;

    国投新集公司口孜东矿属千米深井,覆盖层厚,巷道断面大,围岩岩性软,地应力高,巷道支护极其困难。经反复研究实践,采用"三位一体"充填式复合支护形式,有效控制了巷道围岩变形。同时自主研究了充填支护材料,创造性地采用了从地面到井下的远距离充填材料自动化输送系统,并对掘进机械化设备进行升级,确保了支护的连续性和及时性,取得了较好的支护效果和经济效益。

    2016年04期 v.43;No.228 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 矿井综合物探技术在隐伏含水构造超前探测中的应用

    袁德铸;

    为了准确探测煤矿掘进工作面前方隐伏含水构造,采用矿井远距离声波超前探测法和直流电法的综合物探技术,对焦作煤业集团赵固二矿掘进巷道隐伏含水构造进行了超前探测,结果表明:远距离声波超前探测法可以较好地探测掘进工作面前方隐伏地质构造异常体的位置和规模,井下直流电法可以查明构造异常体的富水性,综合利用这两种物探技术能够做到取长补短、对比验证,可在提高预报准确率的同时兼顾构造探测和富水性探测。

    2016年04期 v.43;No.228 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 房采采空区失稳机理数值模拟

    林惠立;

    为认清浅埋房采采空区的失稳机理,分析了采空区的失稳形式,并采用数值模拟方法对采空区失稳机理进行了研究,结果表明:浅埋房采采空区的各种上覆地层结构中厚表土层薄基岩型分布范围广、危害性最大。当采空区煤房宽度都较小时,煤柱首先发生破坏失稳,采空区顶板尚能保持稳定,但煤柱破坏后不能对顶板产生支撑力,当采空区达到一定的悬顶面积后将会导致切冒型垮落。依据数值模拟结果,提出了相应的采空区治理方案。

    2016年04期 v.43;No.228 72-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 杨柳煤矿1252工作面覆岩位移变化数值模拟分析

    练友红;邓涛;蔡银英;

    通过对杨柳煤矿1252工作面1#地面瓦斯抽放钻孔的简化,建立数值模拟平面模型,模拟采场覆岩应力和位移变化。模拟研究结果表明,煤壁前方顶板随着推进距离的增大,主应力增大区域有所增大,直接顶和基本顶中的断裂带区域也相应增大;钻孔不同深部的水平位移有增大的趋势。该研究对了解地面瓦斯抽放钻孔的破坏机制和钻孔布设具有指导意义。

    2016年04期 v.43;No.228 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 采用地震勘探法超前探测矿区隐伏导水构造

    黄晓容;

    峰峰矿区矿井水文地质条件复杂,受水害威胁大,对工作面底板隐伏构造及导水性的排查和处理是其亟待解决的问题。采用地震勘探法,对峰峰矿区某矿182311工作面前方小断层等隐伏导水构造进行了超前探测,查明在工作面前方约49 m位置存在明显波阻抗异常,通过钻探验证,其前方50 m见一导水异常区,实际揭露为落差0.8 m的小断层,超前探测结果与实际情况基本相符。可为导水构造地段进行注浆改造、加固处理,消除突水隐患提供技术保障。

    2016年04期 v.43;No.228 79-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • 天坪隧道正洞巷道变形与耦合支护数值模拟研究与应用

    袁光明;陈玉涛;曹玉华;

    针对天坪隧道正洞复杂地质条件下巷道围岩破坏失稳现状,利用FLAC3D有限差分程序建立数值模型,计算分析巷道围岩变形破坏特征,数值模拟显示了应力重新分布状态和围岩变形失稳状态。研究得出:距离巷帮7 m范围内垂直应力高度集中导致巷道出现"关键部位",成为巷道破坏失稳的关键因素。在此基础上,提出了相应的耦合支护对策,并模拟了支护对策的有效性。通过现场工程实践和效果监测,采用该支护对策后,巷道围岩变形量大幅度下降,最大位移量为222 mm,下降比例达85%,能够保证隧道的长期稳定。

    2016年04期 v.43;No.228 82-86+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 3066K]
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  • 卸压预裂爆破沿空留巷技术在急倾斜煤层中的应用

    杨洪兴;杨天全;唐睿;

    针对金刚煤矿所开采煤层倾角大、沿空掘巷变形严重、支护困难等问题,提出采用卸压预裂爆破沿空留巷无煤柱开采技术方案,试验结果表明:卸压预裂爆破沿空留巷技术实现了对采场的卸压作用,减少了顶板的变形量,成功地保留了工作面机巷作为下一工作面的回风巷,解决了原沿空掘巷技术巷道变形严重等问题,同时降低了巷道支护和维护费用。

    2016年04期 v.43;No.228 87-89+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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问题探讨与综述

  • 铝合金元素含量对落锤摩擦火花试验引燃甲烷气体的影响分析

    巨广刚;

    根据落锤摩擦火花试验原理、方法及其引燃爆炸性气体的条件,对煤矿设备用轻合金材料摩擦火花试验安全性能进行研究,统计了大量试验数据,分析总结了铸造铝合金和变形铝合金在落锤摩擦火花试验结果,以及铝合金中常见的Mg、Zn、Cu、Si等元素含量对试验安全性的影响,可为煤矿生产企业选择轻合金材料提供参考。

    2016年04期 v.43;No.228 90-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 102K]
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  • 煤层气梯级利用技术探讨

    姚成林;

    介绍了国内外煤层气开发与利用现状。针对不同浓度的煤层气,分析了其适宜的加工利用技术方式,以提高煤层气利用率及获得最大的经济效益。根据目前技术水平,阐明了煤层气梯级加工利用技术方式:甲烷体积分数在90%以上的煤层气适宜直接净化加压制成管道输送天然气或提纯制取CNG/LNG;甲烷体积分数为30%~90%的煤层气宜采用提纯技术(直接深冷液化或变压吸附)生产CNG/LNG;甲烷体积分数为8%~30%的煤层气宜采用低浓度瓦斯发电技术进行利用;甲烷体积分数为1%~8%的煤层气可经掺混后进行蓄热氧化利用。

    2016年04期 v.43;No.228 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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  • 工作面瓦斯涌出量预测研究现状及发展趋势

    何清;

    收集、整理了国内相关资料,分析、总结了回采工作面瓦斯涌出量预测方法及瓦斯涌出影响因素的研究现状,指出目前一些先进的瓦斯涌出量预测方法存在的问题及常用的分源预测法和矿山统计法在实际应用中存在的不足。提出针对典型工作面建立预测方法(如急倾斜特厚煤层水平分层开采工作面瓦斯涌出量预测),改进瓦斯含量等基础数据测定工艺,建立综合考虑影响工作面瓦斯涌出的主控因素及其耦合关系的预测方法,这是未来工作面瓦斯涌出量预测研究的趋势。

    2016年04期 v.43;No.228 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
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  • 旋流场假说——煤与瓦斯突出机理新探

    冯明伟;

    在对煤与瓦斯突出机理研究的基础上,提出旋流场假说,认为典型煤与瓦斯突出发生的动因是在特定条件下煤岩封闭空间内产生了高速高压的瓦斯旋流。介绍了旋流场的产生过程、发展过程及发展条件,并利用该假说对煤与瓦斯突出的各种现象进行了解释和具体分类。

    2016年04期 v.43;No.228 102-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 89K]
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  • 马场煤矿瓦斯赋存构造逐级控制特征分析

    陈雄;

    运用瓦斯赋存构造逐级控制理论对贵州马场井田进行研究,结合各级构造和矿井瓦斯资料,系统分析了区域构造演化、矿区构造和井田构造对瓦斯赋存分布的控制作用,得出马场煤矿瓦斯赋存构造逐级控制特征。对预测矿井煤与瓦斯突出分布,指导矿井瓦斯灾害治理、合理布署抽掘采有着重要意义。

    2016年04期 v.43;No.228 105-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 煤矿安全生产应急管理建设探讨

    李晶;

    从应急管理法制体系、队伍体系、应急预案及演练体系、科技支撑体系四方面,对煤矿安全生产应急管理的现状和存在的问题进行论述,提出了在新形势下煤矿安全生产应急管理改进和发展的目标建议。

    2016年04期 v.43;No.228 109-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 92K]
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消息

  • 本刊声明

    <正>本刊有出版印刷版、电子版、网络版、移动终端版等权力,所刊用的稿件将自动进入"中国知网(http://www.cnki.net)、《中国学术期刊(光盘版)》""万方数据-数字化期刊群(http://www.periodicals.net.cn)""维普咨询系统《中文科技期刊数据库》(http://www.cqvip.com)"等,以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。上述作者著作权使用费已包含在本刊所付稿酬中,并一次性付清。作者向本刊提交论文的行为即视为同意上述声明。

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  • SF6示踪法结合数值模拟确定钻孔抽采有效半径的研究

    陈辉;牛建春;李志磊;李文明

    为了准确测定煤层钻孔抽采有效半径,达到理想的瓦斯抽采效果,根据城郊煤矿深部煤层实际赋存条件,在对比分析多种测定钻孔抽采有效半径方法的基础上,将SF6气体示踪法与COMSOLMultiphysics数值模拟法相结合,利用实测结果与模拟结果确定了该矿试验区钻孔抽采有效半径。研究结果表明:在抽采钻孔直径为92mm、抽采负压为15 k Pa的条件下,预抽60 d后,钻孔抽采有效半径为1.73 m。

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