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2021封面文章（《煤矿安全》）

来源：《煤矿安全》

《煤矿安全》（月刊）创刊于1970年，由煤科集团沈阳研究院有限公司主管主办。封面文章涵盖了煤矿安全方面的试验研究、技术创新、设计开发、应用实践、分析探讨、监察管理等。

行业视野: 封面文章
类别; 238个
关键词; 242位
专家; 50篇
论文; 14304IP
点击量; 7212次
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冷冻取心测定煤层瓦斯含量的可靠性研究

作者(Author)：王俏, 王兆丰, 张康佳, 范道鹏, 邢医

摘要：为了考察冷冻取心技术在煤层瓦斯含量测定中的可靠性及优势,采用试验和理论分析相结合的方法,通过自主研发的含瓦斯煤冷冻取心模拟试验装置开展了系列取样深度(20、30、40、50 m)条件下的冷冻取心过程及常规取心过程的煤样瓦斯解吸试验,得到了常规取心和冷冻取心过程在各个条件下的瓦斯解吸参数(解吸量、解吸速度)随时间的变化数据,并对数据进行了深入分析。研究结果表明:在不同取样深度下,冷冻取心过程中煤心样瓦斯解吸量变化分为前期快速增加、短暂稳定、中期减少和后期稳定阶段;冷冻取心过程中煤心瓦斯解吸速度变化分为快速衰减和缓慢衰减阶段,最后趋向于0;不同取样深度下,冷冻取心比常规取心的解吸量降低了77%～88%。

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煤矿安全

2021年第10期

223

90
应力环境对煤岩吸附变形和渗透率的影响试验研究

作者(Author)：周凤, 姜永东, 覃超, 刘正杰, 李栋, 谢英亮, 谢成龙

摘要：注入CO2增强煤层气开发过程中,煤储层渗透率的变化受有效应力变化、气体吸附/解吸引起的煤基质膨胀/收缩和气体滑脱效应耦合作用影响;为此,采用稳态法进行CH4、CO2渗流试验,研究不同应力环境下煤的吸附应变和气体滑脱效应对CH4、CO2渗流过程的影响。试验结果表明:相同应力环境下煤吸附CO2产生的最大吸附应变为CH4的1.01～2.39倍,使得CH4在为煤中渗透率始终高于CO2;同时随着埋深增加,外部应力增大,吸附应变减小;低应力环境下渗透率随气体压力减小呈"V"字形变化,随着外部应力增大,渗透率与气体压力呈负指数相关;此外,外部应力增大还将强化气体滑脱效应影响,使其更早的主导渗透率的演化。

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煤矿安全

2021年第10期

282

126
特厚煤层综放沿空煤巷煤柱宽度及控制研究

作者(Author)：郭金刚, 李耀晖, 何富连, 秦宾宾

摘要：为探究特厚煤层综放沿空煤巷窄煤柱的合理宽度,以某矿8305工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法,通过内外应力场理论、极限平衡理论和沿空巷道煤柱帮的支护条件确定煤柱宽度的合理范围为5.4～9.9 m,根据数值模拟不同宽度煤柱的水平零位移面和垂直应力峰值分布规律确定煤柱的合理宽度为6 m,并提出针对性围岩控制技术。结果表明:沿空巷道在掘进和回采期间顶底板移近量、实体煤帮和煤柱帮的变形量较小,围岩控制效果良好。

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煤矿安全

2021年第10期

269

119
“充填体-煤柱”复合承载体稳定性分析

作者(Author)：赵兵朝, 杨啸, 翟迪, 郭亚欣, 刘晨光, 孙浩

摘要：为研究部分充填开采中"充填体-煤柱"复合承载结构稳定性以沙曲矿4901工作面为工程背景,通过实验室试验探究了复合承载体承载的应力变化及破坏特征,采用数值模拟的方法,将复合承载体分为4类,分析了在不同类型、宽度、高度及不同强度充填体与煤柱下承载体的稳定性。结果表明:随着承载体宽度增加,弹性区宽度明显增大,承载体宽度为30 m比宽度20 m时的弹性区宽度平均增加6.02%左右,宽度为40 m比宽度30 m时的弹性区宽度平均增加约34.35%;4类复合承载体中第Ⅳ类承载体与其他3类相比塑性区宽度相对较小,且随留充比增大始终保持在小范围内波动,稳定性效果最好;随着承载体高度增加,稳定性减弱,但充填体和煤柱强度增大,承载体稳定性增强。

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煤矿安全

2021年第10期

228

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基于X-ray CT与FIB-SEM的无烟煤孔裂隙发育特征

作者(Author)：胡秋嘉, 刘世奇, 毛崇昊, 贾慧敏, 闫玲, 王鹤, 高德燚

摘要：以沁水盆地南部无烟煤为研究对象,基于X-ray CT和FIB-SEM扫描成像试验,构建了无烟煤孔裂隙网络结构模型并提取了关键特征参数,进而对无烟煤孔裂隙发育特征与连通关系开展了定量研究。结果表明:沁水盆地南部无烟煤以孔径小于50 nm的中孔为主,大孔数量较低,显微裂隙和割理对孔隙体积具有较高的贡献;孔隙截面以不规则形状为主,毛管阻力较大;孔隙具有较好的连通性,连通路径较丰富,有利于气体运移和产出;随孔裂隙发育尺度的减小,孔裂隙连通性和渗透率随之降低;对连通性起主要作用的是中孔、显微裂隙和割理;显微裂隙和割理提高了无烟煤微米尺度、毫米尺度孔裂隙的连通性和渗透性,无烟煤纳米尺度以中孔连通为主,限制了无烟煤整体连通性。

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煤矿安全

2021年第09期

237

127
煤矿深井砂岩微裂隙水力耦合渗流机理研究

作者(Author)：李彦志, 张帅, 吴岳, 王继垚

摘要：深井透水问题是煤矿安全生产的关键性影响因素之一,通过自主研发的微裂隙三轴应力渗流机理模型试验系统,采用单因素敏感度分析法,揭示粗糙度JRC、裂缝开度b、围压σ、渗透水压p0等因素对微裂隙渗流的影响;同时运用数值模拟手段再现了微裂隙渗流过程,分析了水压作用下水力扩缝演化过程。研究结果表明:对微裂隙渗流影响由强到弱的因素分别为渗透水压、粗糙度、裂缝开度、围压;水压作用下水力裂缝扩展演化过程可划分为应力累积阶段、微裂隙稳定扩展阶段。

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煤矿安全

2021年第09期

264

118
玉华矿4-2煤裂隙煤岩三轴压缩破坏机理研究

作者(Author)：任建喜, 陈首佳, 岳东, 霍小泉, 袁增云, 范志海, 寇义民, 侯正利

摘要：采用TAW—1000三轴试验系统进行不同围压下完整和单一裂隙煤岩的三轴压缩试验,并借助声发射监测系统,结合裂隙煤岩破坏图及应力应变关系,分析了裂隙煤岩的破坏机理。结果表明:单一裂隙煤岩相比于完整煤岩受力更复杂,裂隙尖端应力集中,形成微裂隙并发育贯通,造成煤岩更早进入塑性阶段,导致煤岩强度和弹性模量的劣化显著;裂隙煤岩与完整煤岩相比,在较高围压下侧向变形更加显著;随着围压增大,45°裂隙煤岩破裂形态呈现出由直剪破坏向斜剪破坏过度的破坏形态;60°裂隙煤岩应力应变曲线呈现平台式软化,且围压增大弹性模量变化不明显;在相同围压下,随着裂隙角度的增加,裂隙煤岩力学参数劣化显著;裂隙倾角与振铃计数呈正相关。

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煤矿安全

2021年第09期

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煤层底板厚层砂岩含水层可疏性综合评价

作者(Author)：赵宝峰, 吕玉广

摘要：为了指导煤层底板砂岩水害的防治工作,需要对含水层的可疏性进行合理评价。结合典型矿井的水文地质条件和水害案例,对水文地质钻孔抽水试验资料进行分析,初步评价了底板砂岩含水层具有可疏性。采用大流量大降深放水试验,对观测孔水位单位时间内的变化曲线斜率进行研究,底板砂岩含水层疏降快,恢复慢,增加放水量可有效加快含水层水位的疏降,多孔大流量疏放水可以最大程度上激发地下水流场的变化,在一定范围内对底板砂岩含水层进行疏水降压,可以持续降低地下水水位;单孔放水和多孔放水过程中水位恢复时间分别占放水时间的77.92%和86.21%,而水位仅分别恢复了最大降深的39.11%和46.56%,说明了含水层水位易疏降,难恢复。根据对放水孔的水量和水压变化情况分析,长时间疏水降压会使水量逐渐减小,并产生大幅降深,证明底板砂岩含水层补给条件一般。结合井田地层和构造条件,提出底板砂岩含水层位于相对较为封闭的隔水空间有利于疏水降压。结果表明:利用抽水试验和放水试验资料,从含水层水位单位时间变化速率、抽水和恢复水位曲线、放水孔水压变化和含水层边界条件等方面,可以对底板厚层砂岩含水层可疏性进行综合评价。

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煤矿安全

2021年第09期

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