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  • 【期刊】 井上下微震联合监测震源垂直定位精度优化研究

    刊名:煤炭科学技术 作者:路洋波 ; 徐刚 ; 陈法兵 ; 张振金 ; 王元杰 ; 李岩 ; 陆闯 关键词:近水平煤层 ; 微震监测 ; 震源 ; 垂直定位精度 机构:天地科技股份有限公司开采设计事业部 ; 天地科技股份有限公司开采设计事业部 ; 中国煤炭科工集团有限公司 ; 内蒙古伊泰集团有限公司 年份:2020
    摘要:震源垂直定位位置是煤矿冲击地压机理研究的重要基础数据;对冲击地压灾害的监测与防治研究具有重要意义;对于近水平煤层工作面;由于各微震台站之间高差较小;导致在进行震源定位计算时;震源参数的偏微分矩阵接近奇异;迭代计算无法收敛到准确解;对台站合理高差和无高差两种情况下的煤矿微震台网进行仿真模拟;结果表明当台网内台站处于同一水平面时;震源垂直位置的定位误差较大;为了解决这个难题;笔者在井下微震监测台站的基础上;增加了地面微震监测台站;形成井上下联合监测台网;有效优化了微震监测台网的空间结构;尤其是台站在垂直方向上的分布效果;对红庆河的微震数据进行分析可知对于2次方的微震事件;井上下联合监测系统的监测效能可达90%;3次方及以上的微震事件可达100%;通过对比10组井下断顶爆破引发的微震事件数据;发现井下微震监测系统定位结果基本位于煤层上方30m的封孔范围内;井上下微震联合监测系统定位结果基本位于煤层上方30~60m的爆破孔装药长度范围内;与单纯利用井下监测台站的定位结果相比;井上下微震联合监测系统的定位结果普遍距离真实震源更近;表明地面监测台站的加入有效提高了震源的垂直定位精度;解决了近水平煤层微震事件垂直定位误差较大的问题;
  • 【期刊】 浅埋房式采空区覆岩结构及对下位煤层开采的影响

    刊名:安全与环境学报 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 范张磊 ; 谢伟 ; 段志华 关键词:安全工程 ; 浅埋煤层 ; 房式采空区 ; 覆岩结构 ; 超前支承应力 ; 来压步距 机构:[1]辽宁工程技术大学矿业学院 ; [1]辽宁工程技术大学矿业学院 ; [2]神东天隆集团 年份:2018
    摘要:房式采空区留设大量不同尺寸煤柱,采场覆岩结构复杂。为了研究霍洛湾矿浅埋2-2煤层房式采空区覆岩结构特征及其对下位3^-1煤层开采的影响,应用理论分析、数值计算、相似材料模拟等方法,确定了2-2煤层房式采空区覆岩结构类型,揭示了不同类型覆岩结构应力场分布特征及其对3^-1煤层矿压显现的影响特征。结果表明:2-2煤层房式采空区覆岩结构分为房柱稳定覆岩结构、房柱失稳覆岩结构、20 m煤柱覆岩结构、50 m煤柱覆岩结构4类;在房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3^-1煤层处于卸压状态,垂直应力降低8%-14.3%,在20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下3^-1煤层处于应力集中状态,垂直应力增加5%-32%;揭示了3^-1煤层开采时不同覆岩结构下工作面超前支承力分布特征,在20 m煤柱、50 m煤柱、房柱稳定及房柱失稳4类覆岩结构下超前支承应力集中系数分别为4.10、3.85、2.76、3.62;不同类型覆岩结构下3^-1煤采场覆岩运动特征稍有差异,房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3^-1煤层工作面来压步距为12-14m,20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下来压步距为10-11 m;相似模拟表明,3^-1煤层过20 m和50 m大煤柱时,煤体发生弹射现象,预计实际开采时工作面可能发生动载矿压等动力灾害。
  • 【期刊】 浅埋房式采空区覆岩结构及对下位煤层开采的影响

    刊名:安全与环境学报 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 范张磊 ; 谢伟 ; 段志华 关键词:安全工程 ; 浅埋煤层 ; 房式采空区 ; 覆岩结构 ; 超前支承应力 ; 来压步距 机构:辽宁工程技术大学矿业学院 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 ; 神东天隆集团 ; 内蒙古鄂尔多斯 年份:2018
    摘要:房式采空区留设大量不同尺寸煤柱,采场覆岩结构复杂.为了研究霍洛湾矿浅埋2-2煤层房式采空区覆岩结构特征及其对下位3-1煤层开采的影响,应用理论分析、数值计算、相似材料模拟等方法,确定了2-2煤层房式采空区覆岩结构类型,揭示了不同类型覆岩结构应力场分布特征及其对3-1煤层矿压显现的影响特征.结果表明:2-2煤层房式采空区覆岩结构分为房柱稳定覆岩结构、房柱失稳覆岩结构、20m煤柱覆岩结构、50m煤柱覆岩结构4类;在房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3-1煤层处于卸压状态,垂直应力降低8% ~14.3%,在20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下3-1煤层处于应力集中状态,垂直应力增加5%~32%;揭示了3-1煤层开采时不同覆岩结构下工作面超前支承力分布特征,在20 m煤柱、50 m煤柱、房柱稳定及房柱失稳4类覆岩结构下超前支承应力集中系数分别为4.10、3.85、2.76、3.62;不同类型覆岩结构下3-1煤采场覆岩运动特征稍有差异,房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3-1煤层工作面来压步距为12~14 m,20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下来压步距为10~11 m;相似模拟表明,3-1煤层过20 m和50 m大煤柱时,煤体发生弹射现象,预计实际开采时工作面可能发生动载矿压等动力灾害.
  • 【期刊】 浅埋近距离房式采空区下应力场分析及动压机理研究

    刊名:煤炭科学技术 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 范张磊 ; 谢伟 ; 段志华 ; 荆雪冬 关键词:浅埋煤层 ; 房式采空区 ; 应力场 ; 超前支承应力 ; 覆岩结构 机构:辽宁工程技术大学矿业学院 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 ; 神东天隆集团有限责任公司 年份:2019
    摘要:针对因房式采空区煤柱留设情况复杂,煤柱底板应力传递相互叠加,周期来压异常,霍洛湾煤矿3-1煤层过上覆2-2煤层房式采空区强矿压及动压现象的问题,应用理论分析、数值计算、相似材料模拟等方法,建立了2-2煤层房式采空区复合煤柱底板传递规律模型,探讨了出煤柱时顶板覆岩结构,揭示了煤柱影响条件下3-1工作面"高应力-煤柱-覆岩运动"联合作用动压机理。研究结果表明:2-2煤层房式采空区大煤柱下的水平与垂直应力较高,达9.7~15.3 MPa;垂直应力影响深度为42~58 m,水平应力影响深度为10~23 m,剪应力波及范围25~50 m;当3-1煤层工作面在20 m或50 m宽煤柱下开采时,超前支承应力较大,应力集中系数高达4.44~5.00; 3-1煤层工作面出大煤柱时的动压现象是由上下煤层应力叠加、煤柱上方倒梯形岩柱失稳与顶板垮裂运动联合作用的结果,可指导霍洛湾矿3-1煤层安全开采。
  • 【期刊】 多层坚硬顶板采场覆岩“拱壳”大结构形成机理研究

    刊名:煤炭科学技术 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 于斌 ; 张宏伟 关键词:大同矿区 ; 多层坚硬顶板 ; 覆岩“拱壳”大结构 ; 力学模型 ; 矿压控制 机构:辽宁工程技术大学矿业学院 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 ; 大同煤矿集团有限责任公司 ; 大同煤矿集团有限责任公司 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 年份:2016
    摘要:为得到多层坚硬顶板采场覆岩“拱壳”大结构形成机理,以大同矿区同忻煤矿石炭系多层坚硬顶板特厚煤层开采为工程背景,基于关键层理论分析了同忻煤矿3-5煤层特厚煤层综放开采多层坚硬顶板的破断特征和大空间采场覆岩结构特征;应用弹性板理论,建立了大空间采场坚硬覆岩“拱壳”平衡大结构力学模型和数学模型.研究表明:坚硬覆岩“拱壳”平衡大结构理论,较好地揭示了同忻煤矿8105、8106等工作面开采过程中产生大小周期来压、采动影响范围大、易产生强矿压等特殊矿压现象的机理.研究成果为大同矿区石炭系坚硬覆岩特厚煤层开采工作面矿压控制提供理论依据.
  • 【期刊】 非对称开采条件下工作面“多向应力”变化特征研究

    刊名:安全与环境学报 作者:路洋波 ; 张振配 ; 李岩 ; 陈法兵 ; 董亚东 关键词:安全工程 ; 非对称开采 ; 多向应力 ; 微震监测 ; 应力在线监测 ; 应力变化 机构:鄂尔多斯市伊化矿业资源有限责任公司 ; 鄂尔多斯市伊化矿业资源有限责任公司 ; 天地科技股份有限公司开采设计事业部 年份:2019
    摘要:在非对称开采条件下;工作面受上覆岩层自重应力、超前支承应力、采空区侧向支承应力和回风巷煤柱应力等“多向应力”叠加影响;使得工作面应力呈“非对称”性;为研究非对称开采条件下工作面“多向应力”变化特征;基于微震监测、应力在线监测和理论计算;对母杜柴登煤矿30202工作面回采过程中所形成的非对称开采条件下的应力变化进行分析;并基于工作面所受应力条件和围岩体结构条件;分析了“多向应力”叠加显现机理;结果表明:30202工作面回采期间;煤柱支承应力沿走向分为应力升高区、应力明显降低区、应力缓慢降低区和应力稳定区;其应力峰值主要集中在工作面前方40m左右;应力集中系数平均为1.61;在非对称开采阶段;在走向方向工作面超前支承应力影响范围较回采初期增加了100m左右;在不考虑垂直应力影响的情况下;相邻工作面采空区的侧向应力对30202工作面倾向方向的影响范围为44m;应力最大值为56.1MPa;在“多向应力”耦合作用下工作面在回采过程中产生能量集聚;并在采动扰动下发生能量释放;满足了大能量事件发生的基本应力条件;同时在扰动条件下采空区发生高位顶板错动;以及围岩支护薄弱为大能量事件的发生提供了围岩结构条件;研究结果可为工作面非对称开采条件下采场矿压显现规律研究、顶板控制和巷道支护设计提供指导;
  • 【期刊】 保护层开采被保护层体积应变与渗透特性相似模拟研究

    刊名:煤炭科学技术 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 范张磊 ; 段志华 ; 荆雪冬 ; 解振华 关键词:保护层开采 ; 相似材料模拟 ; 体积应变 ; 渗透特性 ; 瓦斯防治 机构:辽宁工程技术大学矿业学院 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 ; 煤科集团沈阳研究院有限公司 年份:2018
    摘要:保护效果分析是保护层开采的关键技术之一,体积变形与渗透特性是评价保护效果的核心指标。以长平矿3号煤层下保护层开采防治瓦斯灾害为工程背景,基于实验室相似模拟研究平台,根据体积应变特征研究被保护层渗透特性演化规律,提出了"四定点围域面积"分析方法,应用其研究被保护层在采动应力变化条件下体积应变特征;建立了体积应变与渗透率相关性数学模型,揭示了被保护层卸压煤岩体渗透特性演化规律。研究成果表明:下保护层工作面推进过程中,被保护层煤体体积应变在空间上依次呈∧型、π型和马鞍型分布;在保护层开采过程中被保护层最大压缩变形率为0.723%,最大膨胀变形率为0.77%。下保护层开采过程中,被保护层煤体渗透性演化规律总体呈马鞍型发展趋势,被保护层在拉伸蠕变阶段渗透率最大增加129%,在采空区覆岩压缩密实阶段渗透率平均增加82%,在压缩稳定后渗透率平均增加43%。研究成果揭示了长平矿下保护层开采过程中被保护层渗透特征演化规律,为被保护层卸压效果评价、卸压瓦斯治理方案确定提供了理论依据。
  • 【期刊】 保护层开采被保护层体积应变与渗透特性相似模拟研究

    刊名:《煤炭科学技术》 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 范张磊 ; 段志华 ; 荆雪冬 ; 解振华 关键词:保护层开采 ; 相似材料模拟 ; 体积应变 ; 渗透特性 ; 瓦斯防治 机构:辽宁工程技术大学矿业学院 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 ; 煤科集团沈阳研究院有限公司 年份:2018
    摘要:保护效果分析是保护层开采的关键技术之一,体积变形与渗透特性是评价保护效果的核心指标。以长平矿3号煤层下保护层开采防治瓦斯灾害为工程背景,基于实验室相似模拟研究平台,根据体积应变特征研究被保护层渗透特性演化规律,提出了"四定点围域面积"分析方法,应用其研究被保护层在采动应力变化条件下体积应变特征;建立了体积应变与渗透率相关性数学模型,揭示了被保护层卸压煤岩体渗透特性演化规律。研究成果表明:下保护层工作面推进过程中,被保护层煤体体积应变在空间上依次呈∧型、π型和马鞍型分布;在保护层开采过程中被保护层最大压缩变形率为0.723%,最大膨胀变形率为0.77%。下保护层开采过程中,被保护层煤体渗透性演化规律总体呈马鞍型发展趋势,被保护层在拉伸蠕变阶段渗透率最大增加129%,在采空区覆岩压缩密实阶段渗透率平均增加82%,在压缩稳定后渗透率平均增加43%。研究成果揭示了长平矿下保护层开采过程中被保护层渗透特征演化规律,为被保护层卸压效果评价、卸压瓦斯治理方案确定提供了理论依据。
  • 【期刊】 乌东矿急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征研究

    刊名:安全与环境学报 作者:路洋波 ; 霍丙杰 ; 付兴 ; 金宝圣 关键词:安全工程 ; 急倾斜特厚煤层 ; 水平分段综放开采 ; 力学模型 ; 顶板挠度 ; 三角级数 机构:辽宁工程技术大学矿业学院 ; 辽宁工程技术大学矿业学院 年份:2017
    摘要:为研究急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征,基于急倾斜特厚煤层工作面顶板赋存条件并结合弹性力学,建立了急倾斜特厚煤层水平分段开采顶板力学模型.通过力学模型分析,推导出急倾斜特厚煤层水平分段开采后顶板沿工作面倾向方向的岩板破断判据及挠度公式,应用三角级数方法对挠度公式进行求解,确定了顶板沿倾向方向上最大挠度发生的位置关系式.理论研究成果在乌东矿南采区B1 +2急倾斜特厚煤层水平分段综放开采中的工程应用表明,工作面沿倾向方向上推进到385 m时顶板发生破断,倾向方向顶板最大挠度坐标位置为y=325.78 m,顶板沿工作面倾向方向的最大挠度位于采空区中部偏下位置.表现为急倾斜特厚煤层顶板在工作面上方的非对称性破断;相似材料试验进一步验证了顶板挠度公式的合理性.
  • 【期刊】 经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:波候统计分析

    刊名:海洋开发与管理 作者:郑崇伟 ; 付敏 ; 芮震峰 ; 陈雄 ; 于坤 关键词:海上丝绸之路 ; 波候 ; 有效波高 ; 强浪 ; 大浪频率 ; 变化趋势 机构:海军大连舰艇学院 ; 海军大连舰艇学院 ; 中国科学院大气物理研究所LASG实验室 ; 解放军理工大学气象海洋学院 年份:2015
    摘要:文章利用来自ECMWF的ERA-interim海浪再分析资料,统计分析了21世纪海上丝路涉及海域的波候特征,结果表明:1 2月,南海的有效波高(SWH——significant wave height)在1.4m以上,明显大于北印度洋。南海的波向以NE向为主导;北印度洋以偏S、偏E向为主。5月,北印度洋以偏S向浪为主;南海中部为SE向,北部为偏E向。北印度洋的SWH在1.2m以上,明显大于南海。8月,南海—北印度洋以SW向的浪为主。阿拉伯海的SWH在2.2m以上,孟加拉湾为1.4~2.8m;南海的SWH相对最弱。11月,南海的波向以NE向为主,北印度洋以偏S、偏E向为主。南海的SWH明显大于北印度洋。2 2月,南海以偏NE向的浪出现频率最高,需要引起重视的有NE、NNE、ENE向的强浪。北印度洋主要以偏S向的浪为主,强浪出现频率很低。8月,南海—北印度洋以偏S、SW向的浪为主;需要注意的是SSW、SW、WSW向的强浪。3 2月、11月,北印度洋的大浪频率在10%以内,南海明显高于北印度洋。5月,南海—北印度洋在10%以内。8月,阿拉伯海的大浪频率在40%以上,孟加拉湾次之,南海的频率低于北印度洋。4 1979-2014年期间,南海大部分海域的SWH显著性递增,趋势在每年0.4cm/s以上。孟加拉湾、印度半岛西部海域没有显著的变化趋势。阿拉伯海西部、印度洋15°S-0°显著递增,趋势为每年0.1~0.4cm/s。仅部分零星海域表现出显著性递减。
  • 【期刊】 经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:极值风速和极值波高

    刊名:海洋开发与管理 作者:郑崇伟 ; 高占胜 ; 张雨 ; 王旭冬 ; 樊睿 ; 尹龙国 关键词:21世纪海上丝绸之路 ; 极值风速 ; 极值波高 ; ERA-interim海浪再分析 ; ERA阵风 机构:海军大连舰艇学院 ; 海军大连舰艇学院 ; 中国科学院大气物理研究所LASG实验室 ; 解放军理工大学 年份:2015
    摘要:极值风速和极值波高是海洋工程、海洋能开发、防灾减灾等极为关注要素。文章基于来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-interim海浪再分析资料、ERA阵风资料,计算了"21世纪海上丝绸之路"涉及海域的年极值风速、极值波高,并首次计算了不同季节的极值。结果表明:1南海的50年一遇年极值风速大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;极值波高的分布特征与极值风速大体一致。2南海的极值风速在各个季节都大于孟加拉湾,孟加拉湾大于阿拉伯海;南海-北印度洋的极值风速在JJA和SON期间明显大于MAM期间,DJF期间最小。3南海各个季节的极值波高都大于北印度洋,阿拉伯海的极值波高在MAM和JJA期间明显大于孟加拉湾;南海的极值波高在JJA和SON期间明显大于MAM和DJF期间;北印度洋的极值波高在JJA期间最大,MAM次之,DJF最小。
  • 【期刊】 多波束测深技术优势与海洋测绘新思路

    刊名:中国水运(上半月) 作者:管孝汉 关键词:多波束测深技术 ; 单波束 ; 海图测绘 ; 水运工程测量 机构:福建省港航管理局勘测中心 ; 福建省港航管理局勘测中心 年份:2019
    摘要:多波束测深带来了海洋测绘的重大技术变革;实现了测深由点、线到面的转变.其高精度、高密度、全覆盖、高效率的特点相对于单波束具有巨大的优势;正促进新的海洋测绘理念的形成.本文论述了多波束测深技术的优势特点;分析其在海图测绘工序及水运工程测量方面所产生的影响;探析了海洋测绘新思路.
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