张慧杰
- 作品数：10 被引量：87H指数：6
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项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>>
- 近距离突出煤层群瓦斯综合治理技术研究被引量：10
- 2014年
- 近距离突出煤层群条件下,进行有效的区域瓦斯治理措施,包括必要的瓦斯抽采和煤层消突措施,能够保障开采过程中的安全。本文针对原相矿近距离突出煤层群区域瓦斯治理中存在的问题,分析目标煤层瓦斯赋存及运移规律,提出适合原相矿采掘抽衔接的区域防突措施,优化原始煤层瓦斯预抽参数和被保护煤层卸压瓦斯抽采参数,最终形成原相煤矿区域瓦斯综合治理技术。该技术的使用有效的降低了突出煤层的瓦斯含量,消除了突出煤层的突出危险性,缓解了原相煤矿采掘抽接替紧张的矛盾,为矿井的安全高效开采提供了技术保障。
- 郭建行高旭谭毅张慧杰
- 关键词：瓦斯赋存瓦斯治理瓦斯抽采
- 时间因素对钻屑瓦斯解吸指标K1值测定的影响分析被引量：4
- 2020年
- 针对时间因素对钻屑瓦斯解吸指标K1测定结果的影响,采用恒温瓦斯放散试验深入分析钻屑瓦斯解吸指标K1测定理论的准确性,总结因时间因素导致K1值测定误差所带来的现场问题。研究结果表明:K1值的测定误差与时间关系密切,测定启动时间越晚,误差越大;测定启动时间由第1 min延后至第2 min,绝对误差和相对误差最大值分别增加0.081 cm^3/(g·min1/2)和2.20%;高瓦斯压力条件矿井或煤层的局部高瓦斯压力区域、构造煤发育区的钻屑瓦斯解吸指标K1值测定结果偏低,测定误差偏大。研究结果可为煤与瓦斯突出预测水平的提升提供技术支撑。
- 张慧杰
- 关键词：构造煤
- 基于渗流力学的掘进工作面瓦斯涌出量预测被引量：9
- 2015年
- 为了实现煤巷掘进工作面瓦斯涌出的动态预测,基于渗流力学方法,采用瓦斯的连续性方程、运动方程、状态方程和瓦斯含量方程,建立了煤壁瓦斯渗流模型,并对渗流速度进行积分,推导得到掘进工作面的瓦斯涌出量预测公式,探讨了现场掘进过程中瓦斯涌出量预测值的准确性,在所建立的煤壁瓦斯渗流模型基础上,利用控制变量法研究了煤体渗透率和原始煤层瓦斯压力2种关键因素对瓦斯渗流速度的影响。研究结果表明:利用预测公式得到的掘进工作面瓦斯涌出量预测值与现场实际基本一致,瓦斯渗流速度随煤体渗透率、原始煤层瓦斯压力均呈负指数关系变化,煤体渗透率越高、原始煤层瓦斯压力越大,煤壁暴露时瓦斯渗流速度指数衰减越明显,随着时间增加,瓦斯渗流速度无限趋近于0。
- 张慧杰张浪刘永茜孙景来
- 关键词：渗流力学掘进工作面渗透率瓦斯压力瓦斯涌出
- 煤体结构对瓦斯解吸放散特征影响试验研究被引量：8
- 2018年
- 为研究不同煤体结构煤在瓦斯吸附解吸与放散规律方面的差异性,对寺家庄矿15#煤层煤样进行等温吸附/解吸试验与恒温瓦斯放散试验,研究了构造煤与原生煤的吸附/解吸参数以及在不同吸附压力下的瓦斯放散特征。研究结果表明:构造煤的瓦斯吸附能力稍大于原生结构煤,吸附常数a值较原生煤提高6.3%左右;构造煤与原生煤的瓦斯放散曲线有较大差异,尤其体现于瓦斯放散初期,构造煤瓦斯放散速度更大,就达到极限解吸量所需时间而言,构造煤所需时间更短;瓦斯放散曲线拟合结果表明,孙重旭式与乌斯基诺夫式能够分别准确描述原生煤与构造煤的瓦斯放散过程。
- 张逸斌齐庆杰张浪张浪王维华
- 关键词：构造煤瓦斯吸附瓦斯解吸
- 煤变质程度对瓦斯吸附能力的控制作用被引量：11
- 2017年
- 为研究煤的变质程度对瓦斯吸附特性的影响,在已有研究成果的基础上,采用长焰煤、气煤和无烟煤干燥煤样进行等温吸附试验,通过压汞试验得到孔隙结构和连通性特征,研究了煤的孔隙发育特征对瓦斯吸附能力的控制作用,并从煤的大分子结构、平衡水分含量、显微组分3个因素出发阐述了煤的变质程度对瓦斯吸附能力的影响。结果表明,煤的孔隙发育特征、大分子结构、平衡水分含量、显微组分等因素综合影响瓦斯吸附能力,其中煤的孔隙发育特征起主控作用,不同变质程度煤的吸附能力与孔隙结构特征变化规律一致,煤的大分子结构通过改变有效比表面积、煤分子结构与甲烷分子的吸附作用以及水分含量影响吸附能力,平衡水分含量和显微组分主要通过改变比表面积影响吸附能力。
- 张慧杰张浪汪东侯金玲
- 关键词：大分子结构显微组分
- 平舒煤业煤层瓦斯赋存规律及应用被引量：1
- 2015年
- 基于瓦斯地质学理论,探讨了平舒煤业的瓦斯赋存规律,分析了地质构造、煤层埋深、煤层厚度、围岩性质、水文地质等因素对煤层瓦斯赋存的影响。结果表明地质构造是平舒煤业瓦斯赋存的主控因素,井田内相间分布的NW向褶曲构造造成瓦斯的条带状赋存特点,小断层和隐伏陷落柱对局部瓦斯赋存有较大影响。在此基础上进行了煤层瓦斯涌出量预测,针对瓦斯涌出来源建议矿方采取加强本煤层抽采、邻近层抽采等瓦斯综合抽采措施,确保矿井安全高效生产。
- 樊会明孙星张慧杰
- 关键词：瓦斯赋存地质构造瓦斯涌出量
- 煤层群条件下高抽巷合理层位布置的数值模拟研究被引量：1
- 2021年
- 高抽巷抽采邻近层卸压瓦斯技术是煤层群瓦斯治理的重要手段,具有抽采时间长、辐射半径大、抽采效果好等优点。为了确定高抽巷的合理布置层位,利用FLAC^(3D)数值模拟软件建立模型,研究了煤层群条件下煤层回采后上覆岩层的应力、位移及损伤破坏特征。研究结果表明,从应力分布特征考虑,高抽巷应布置在上覆岩层应力梯形台的“腰线”位置;从位移分布规律考虑,高抽巷宜布设于近距离上覆岩层的穿层裂隙发育区;从塑性区分布考虑,高抽巷应布设于应力集中区内侧的拉伸破坏区域。
- 李忠张慧杰张慧杰郝秀明孟涛
- 关键词：高抽巷煤层群上覆岩层卸压瓦斯抽采
- 构造煤的瓦斯放散特征及孔隙结构微观解释被引量：20
- 2018年
- 采用恒温煤粒瓦斯放散试验方法,研究了构造煤和原生煤瓦斯放散过程的差异性,结果表明构造煤在瓦斯放散初始1 min的瓦斯解吸量是原生煤的2. 15～4. 06倍,构造煤趋近极限瓦斯解吸量所需时间不足原生煤所需时间的25%,原生煤的极限瓦斯解吸量略高于构造煤,构造煤与原生煤对典型瓦斯放散数学表达式的适用性存在很大不同。为解释试验结果,采用压汞法和低温氮吸附法对煤的孔隙结构进行测试,分析得到中孔及大孔分布是导致构造煤和原生煤瓦斯放散特征差异的主要因素,大分子结构等其他因素对瓦斯放散特征的影响有待于进一步研究。
- 张慧杰张慧杰汪东张浪
- 关键词：构造煤孔隙结构煤与瓦斯突出压汞法
- 近距离煤层群走向高抽巷层位布置研究被引量：4
- 2022年
- 深部近距离煤层群煤炭开采面临瓦斯治理难题,走向高抽巷是解决邻近层瓦斯的重要技术之一,高抽巷层位是影响抽采效果的关键。基于采动裂隙“O”形圈理论阐述了走向高抽巷抽采邻近层瓦斯作用原理,采用裂缝带高度经验公式及关键层理论,提出了走向高抽巷层位的理论计算方法。阳泉矿区应用实践表明,高抽巷与15号煤层的层间距在由30 m增加至80 m时,瓦斯浓度呈降低趋势且变化趋缓,抽采瓦斯混合量与瓦斯纯量呈增大趋势,变化趋势的拐点为层间距70 m或者层间距与煤厚比值为9.5左右,与理论计算结果一致。
- 李忠张慧杰张慧杰舒龙勇朱南南
- 关键词：近距离煤层群走向高抽巷裂缝带关键层
- 煤与瓦斯突出危险精准辨识理论方法与技术探索被引量：22
- 2020年
- 针对我国煤与瓦斯突出频发、突出事故呈现新特征、突出预测方法和指标体系有待完善等现实问题,为了更好地指导突出预测与防治工作,以煤与瓦斯突出关键结构体致灾机理为指导,基于突出发生位置必须具备特殊的地质结构环境这一基本认识,提出了煤与瓦斯突出危险“层层递进-精准辨识”的理论方法,具体包括3个层次:采用物探和钻探相结合的手段,超前探测采掘工作面周围存在的异常地质结构;采用微震和瓦斯涌出实时监测相结合的方法,动态分析采掘扰动条件下采掘工作面前方煤体结构、地应力和瓦斯大小变化特征;采用随钻测定相关特征参数和预测指标的方法,进一步验证超前探测和实时监测的辨识结果。探索性工程试验表明:“超前探测地质结构异常-实时监测煤体突出危险性-随钻测定煤层瓦斯大小”相结合的突出危险辨识技术能够综合反映采掘工作面周围地质结构、煤体结构、地应力和瓦斯大小变化特征,促进了突出预测工作由点预测向面预测、由间断式向连续式、由接触式向接触-非接触式相结合的转变。通过进一步发展物探和钻探相结合的精细探测技术,引入大数据分析和机器学习算法等训练综合判识模型,开发以“超前探测异常地质结构,实时监测采掘工作面微震信号和瓦斯涌出时序变化特征,随钻测定各种特征参数和预测指标”为核心的综合预警系统,实现突出灾害多元信息综合监测与智能预警,更好地服务于煤与瓦斯突出防治工作。
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- 关键词：煤与瓦斯突出实时监测
