国家自然科学基金(51304070)
- 作品数：7 被引量：67H指数：4
- 相关作者：潘荣锟董骏程远平陈海栋晁江坤更多>>
- 相关机构：河南理工大学中国矿业大学重庆大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河南省教育厅科学技术研究重点项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程更多>>
- 易自燃煤氧化的力学特性被引量：8
- 2021年
- 为了研究易自燃煤体氧化后的力学特性变化,通过程序升温和热重实验获得煤氧化过程中的特征温度,并对煤样进行氧化处理;通过测试煤氧化前后的波速,得出氧化后煤体的损伤因子;通过单轴压缩实验,分析不同氧化煤的力学参数变化规律;通过建立氧化煤受力模型,分析不同氧化煤力学特性的差异并对典型工况研究。研究表明:①原煤和70,135,200和265℃氧化后煤样的平均纵波波速分别为1642,1416,1261,870和557 m/s,不同氧化煤的损伤因子平均值依次为0.19,0.43,0.72和0.86,随着氧化程度加深,波速降低,损伤因子变大;②原煤应力-应变曲线表现出较好的线性特征,其压密阶段和屈服阶段不明显;随着氧化程度加深,氧化煤应力-应变曲线压密阶段和屈服阶段越明显,多峰效应越显著,峰后台阶跌落效应越突出,且峰后存在明显残余强度,其塑性增强;③随着氧化加深,抗压强度从16.36 MPa降至4.10 MPa,弹性模量从3.779降至0.437,割线模量从2.05降至0.19,初始模量从0.609降至0.082,泊松比从0.37降至0.25;氧化对煤体的抗压强度影响最明显,其软化系数从0.89降低至0.25,并提出了“氧化煤动态工程强度”的概念;④随着氧化程度的增加,煤样的峰值应变和压密阶段最大轴应变逐渐增加,压缩阶段最大轴应变与峰值应变比值越来越大,当氧化程度达到265℃后,其比值近50%;⑤随着氧化程度的加深,煤样的破坏形式趋复杂化,破坏后的完整性变差,破坏后脱落的碎煤及煤粉增多,并伴随产生“起皮”现象;⑥氧化煤体由外向内划分为强氧化区、弱氧化区和未氧化区,并建立了氧化煤体受力模型,计算得出70,135,200和265℃氧化后的煤样未氧化区域直径为44.44,37.24,16.84和0.06 mm,分析了氧化煤体力学性质差异机制,并对典型工况进行了数值模拟分析。
- 潘荣锟马智会余明高晁江坤马智勇贾海林李聪
- 关键词：纵波波速单轴压缩力学特性破坏特征
- 易燃厚煤层采空区自燃三带分布特性及防灭火技术被引量：1
- 2016年
- 通过在采空区预埋束管进行取样,检测采空区内气体成分随工作面推进进度变化情况,确定出孙家沟煤矿13304采面采空区煤自燃"三带"分布特性,获得采空区自燃带宽度范围。当工作面出现CO异常时,采用了工作面降风均压、自燃带埋管注氮、上下隅角封堵减漏风的综合防灭火措施,取得了良好的防灭火效果。
- 张德龙
- 关键词：采空区自燃三带煤自燃防灭火
- 不同加卸载下层理裂隙煤体的渗透特性研究被引量：44
- 2014年
- 为获取不同载荷条件层理裂隙煤体渗透演化规律,采用煤岩渗透-力学试验系统,在加载、卸载过程中对含层理原煤试件进行渗透实验研究。实验结果表明:加载阶段,随着有效应力的增大,层理面间隙宽变小,渗透率降低,加载初期的渗透率急剧降低,当有效应力从1 MPa升高到7MPa时,渗透率下降近81%,随后渗透率的变化趋于平缓;卸载阶段,随着围压的不断卸除,受压的层理裂隙得以逐渐恢复,渗透率逐渐增大,但最终渗透率只恢复到初始值的14%,即加载过程煤体层理裂隙变形、闭合对裂隙面造成永久性的损伤,使得在卸载过程中难以恢复而造成渗透率损失;并结合实验条件建立了层理裂隙煤体渗透率与有效应力之间的理论模型,与实验结果对比分析,具有较好的吻合度。
- 潘荣锟程远平董骏陈海栋
- 关键词：加卸载渗透率有效应力
- RVM在煤自燃预测中的应用研究被引量：2
- 2022年
- 在对煤自然发火程度预测的方法中,采用径向基(RBF)神经网络预测煤自燃的方法容易发生局部最优、结构冗杂现象,采用支持向量机(SVM)预测会由于Mercer条件的限制导致其核函数对参数反应敏感,常规的机器学习方法存在较大误差,因此引入以相关向量机(RVM)为基础进行预测。结合晋能控股集团四老沟煤矿实际生产情况,对煤自燃升温过程进行数值模拟,并构建样本。以训练样本为基础建立相关向量机(RVM)模型,获得模型最佳参数;在已训练的模型中代入测试样本,对煤自燃温度进行预测。通过对比SVM和RBF预测方法,结果证明:采用SVM和RBF神经网络预测煤自燃的方法虽然训练误差不大,但是测试误差较高,具有“过拟合”问题,泛化能力不高,而采用RVM预测方法,其测试误差和训练误差二者相对接近,而且具有最高的预测精度。
- 王丹
- 关键词：自燃RBFRVMSVM过拟合
- 煤层覆岩破坏特征对承压水上安全开采的影响被引量：2
- 2015年
- 通过承压水上煤层带压开采的相似模拟试验,分析采空区内底板隔水岩层垂直方向应力分布情况及变形特征,获得采空区内底板隔水岩层垂直方向位移值的变化规律。结果表明:老顶初次来压后,覆岩裂隙带高度逐渐增加,在采空区内底板岩层表面形成的压力也逐渐增加;当底板表面形成的压力较小而无法抑制住下伏承压水压力时,采空区内底板隔水岩层垂直方向位移值随工作面推进逐渐增大。因此,在评价承压水上安全开采时,需要考虑老顶初次来压后,煤层覆岩随工作面推进时的破坏特征。
- 李振峰
- 关键词：采空区应力分布突水
- CO2、H2对CH4/Air预混气爆炸特性的影响被引量：4
- 2018年
- 在自主搭建的小尺寸甲烷管道爆炸平台上,通入体积分数为8%、9. 5%和11. 5%的甲烷/空气预混气体,再加入一定量的H2及体积比为1∶1的CO2/H2预混气,其中CO2/H2预混气所占体积分数分别为0、1. 48%、2. 95%、5. 90%、8. 80%;然后观测H2和CO2的加入对甲烷爆炸过程及压力、火焰传播速度的影响,并进行定性、定量分析。结果表明：甲烷体积分数8. 0%和9. 5%的各次试验中,H2对甲烷爆炸过程有明显的促进作用,但在甲烷体积分数为11. 5%条件下,H2的通入会使爆炸压力逐渐减小; CO2、H2的加入能够改变峰值的到达时刻,但第一峰值主要取决于泄爆膜的材质,均保持在6 kPa左右;在9. 5%CH4条件下,添加1∶1的CO2/H2混合气体积分数达5. 90%后,整体的促进作用达到临界最大值,若继续加入则爆炸的第二峰值压力开始减小。CO2对H2、CH4的抑爆不仅因其具有物理惰性和稀释可燃混合气等作用,在爆炸初始时刻还能够与H2反应,消耗H2的同时生成CO继而影响链式传播。
- 路长刘洋王鸿波张运鹏潘荣锟
- 关键词：安全工程甲烷
- 氢气对预混甲烷/空气燃爆过程的影响被引量：6
- 2017年
- 为研究氢气的加入对不同体积分数甲烷/空气预混爆炸过程影响的规律,在尺寸为150 mm×150 mm×1 000 mm的管道中通入体积分数为8%、9.5%和11.5%的甲烷/空气预混气体,然后加入一定体积分数的氢气。氢气所占体积分数分别为0、0.74%、1.48%、2.95%、4.40%。分别对加入不同体积分数的甲烷爆炸过程中爆炸压力、火焰图像和爆炸温度进行测量、分析。结果表明:只有在8%纯甲烷爆炸时能够形成完整的郁金香火焰。8%和9.5%甲烷体积分数试验中,氢气的加入使火焰面由上下对称变得不对称,火焰阵面上移,火焰速度加快;爆炸中的最大超压增大并且最大超压时刻点提前。在11.5%的甲烷加氢试验中,随加氢量增加,爆炸压力、温度、火焰速度分别略微降低。这表明氢气的加入在体积分数为8%的爆炸反应中较大地促进了反应,而体积分数为11.5%时加氢后爆炸反应减弱。通过理论分析计算了半封闭管道中体积分数为9.5%甲烷爆炸温度和实测温度之间的差异。爆炸压力和温度的变化能很好地反映加入氢气对甲烷爆炸的影响。
- 路长于子凯刘洋潘荣锟
- 关键词：安全工程氢气甲烷
