范喜生
- 作品数：17 被引量：188H指数：8
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程更多>>
- 煤与瓦斯突出关键结构体致灾机制被引量：55
- 2017年
- 为了进一步完善煤与瓦斯突出机制,通过对已有研究成果和煤与瓦斯突出地质结构环境的总结分析,将煤与瓦斯突出机制研究与工程结构相结合,提出煤与瓦斯突出的关键结构体模型,并对煤与瓦斯突出过程进行剖析,通过理论分析建立煤与瓦斯突出启动的力学判据Cm和能量判据Ce,形成煤与瓦斯突出关键结构体致灾理论。研究结果表明:地质构造运动形成构造煤体,营造利于突出发生的高应力环境,提供利于瓦斯保存和突出启动的地质结构环境;突出煤体具备高能瓦斯和构造煤的介质属性,是煤与瓦斯突出的基本条件,也是突出过程中能量的主要来源,关键结构体是煤与瓦斯突出得以成功启动的必要条件;依据关键结构体模型,煤与瓦斯突出分为准静载作用下的延迟突出(D-QSL)和动载作用下的瞬时突出(I-DL)2种类型;煤与瓦斯突出过程经历准备、启动、发展和终止4个阶段,突出准备阶段始于地质构造运动对煤体的改造,突出激发表现为结构2的突变失稳,隶属于突出准备阶段,突出能否成功启动决定于结构1的力–能条件;利用关键结构体模型和突出启动的力–能判据能够揭示典型煤与瓦斯突出事故的启动机制,可为煤与瓦斯突出预测与防治提供指导。
- 舒龙勇王凯齐庆新樊少武张浪范喜生
- 关键词：采矿工程煤与瓦斯突出
- 基于微震监测技术的突出危险性预警模型被引量：6
- 2018年
- 合理的微震预警指标及预警模型是利用微震监测技术进行突出危险性预测的依据。对现场实测微震监测数据进行对比分析,结果表明:微震能率与事件率相比更能反映实际情况,可以把能率作为主要指标,而事件率作为辅助指标,两者综合判断掘进面前方的突出危险性。基于微震预警指标近似服从正态分布和国外俄罗斯的微震预警判据,提出了微震预测突出的综合预警模型,2条判据2个方面,相互补充,并通过大量的现场数据,验证了其准确性。同时现场突出前后微震监测数据表明:突出事故发生时刻对应预警指标的最大值;突出事故发生之前,出现了10 d左右的平静期。
- 朱南南张浪张浪舒龙勇
- 关键词：微震监测技术预警指标预警模型煤与瓦斯突出平静期
- 特厚煤层综放工作面U形通风回风隅角瓦斯防治被引量：2
- 2015年
- 四棵树煤炭有限公司8#井B51107综放工作面采用上行通风方式后,为了防治回风隅角瓦斯超限,通过对特厚煤层走向长壁综放工作面开采采空区覆岩垮落形态、采空区瓦斯赋存特点、工作面瓦斯涌出来源等分析,建立二维采空区风量与瓦斯浓度关系数学模型,选择适合的风量和回风隅角瓦斯防治措施,杜绝了回风隅角瓦斯超限现象,取得预期效果,有力保障了工作面的安全生产,为类似条件下的工作面回风隅角瓦斯防治积累了成功经验。
- 任晓东范喜生
- 关键词：特厚煤层综放工作面回风隅角瓦斯治理
- 石门揭煤工作面煤与瓦斯突出预测的理论分析被引量：1
- 2017年
- 目前,我国石门揭煤工作面突出事故仍时有发生。为了研究石门揭煤工作面煤与瓦斯突出(以下简称"突出")预测问题,首先,根据工作经验指出我国《防治煤与瓦斯突出规定》中2种预测方法(综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法)存在的不足,即预测指标缺乏理论依据、临界值往往难以通过试验考察确定;其次,建立了石门揭煤工作面突出预测的物理模型,认为突出主要是爆破卸压增渗与瓦斯渗流产生的剪应力达到了煤体的剪切强度所致(突出的必要条件而非充要条件);第三,采用变分法求解强非线性一维平面瓦斯渗流偏微分方程,获得包括非线性特性的自模拟解(近似解析解);最后,利用自模拟解等建立了石门揭煤工作面突出预测的临界条件,得到了瓦斯压力的临界值p0max与煤的坚固性系数f的平方成正比的结论。介绍了俄罗斯现行防突指南中的临界条件(p0max<1.4f2)及有关情况,建议作为综合指标法等的辅助指标用于石门揭煤工作面突出预测,也可供斜井、立井揭煤工作面突出预测参考。
- 范喜生张浪汪东陈金玉
- 关键词：安全工程石门揭煤煤与瓦斯突出
- 矿用自动复位式风井防爆门研究被引量：12
- 2012年
- 针对煤矿井下发生爆炸时,传统防爆门飞离井口、容易造成井下大范围人员伤亡的问题,研发了自动复位式风井防爆门系列产品,介绍了其防漏风措施,提出了由风机叶片强度反求防爆门受到的爆炸冲击载荷的方法,给出了防爆门梁(柱)和门板与梁(柱)连接部位强度的计算式以及根据风井负压确定门板厚度的计算式等。该产品平时密封可靠;停风时自动开启实施自然通风,恢复供风时自动关闭;发生爆炸时迅速开启保护主要通风机,爆炸过后自动复位,迅速恢复通风系统,给遇险人员自救和应急救援创造有力条件。
- 范喜生
- 关键词：防爆门自动复位回风井瓦斯爆炸煤尘爆炸
- 依兰煤田构造演化及瓦斯地质特征研究
- 以瓦斯地质理论为基础,运用构造演化理论,分析了依兰煤田的大地构造位置和构造演化特征。运用瓦斯赋存构造逐级控制理论,分析了地质构造对瓦斯赋存的控制作用,以及顶底板、埋深等因素对瓦斯赋存的影响,得出煤层巨厚油页岩顶板是影响依...
- 李阳张书林范喜生
- 关键词：瓦斯地质瓦斯赋存
- 文献传递
- 煤与煤层气协调开采的含义及关键问题定量分析被引量：12
- 2016年
- 首先介绍人们对煤层气(煤矿瓦斯)的能源价值及其温室效应的认识过程;接着从我国煤与煤层气两种资源开采过程中的一些矛盾引出协调开采问题;然后从采气对采煤的影响和采煤对采气的影响两方面深入探讨煤与煤层气协调开采的含义,即对煤矿区煤层气与煤炭资源统一编制开发利用方案,在追求地面井抽采综合经济效益的同时尽可能减小对后续煤炭资源安全开采的不利影响,在充分利用井巷工程进行井下抽采的同时尽可能提高抽采量、抽采浓度,在保障安全和资源回收率的前提下使煤层气地面井抽采、井下抽采与煤炭资源开采的综合经济效益最大化;最后,对煤层气抽采的几个关键问题做定量分析,包括平行钻孔煤层气抽采率的理论计算,根据回采工作面瓦斯浓度不超限与煤巷掘进过程中不发生煤与瓦斯突出的条件反求预抽煤层气允许的残余含量等,其结果可用于煤与煤层气协调开采设计、评估等定量计算。
- 范喜生张浪汪东
- 关键词：安全工程煤炭煤层气
- 煤巷掘进爆破优化设计被引量：1
- 2012年
- 研究煤巷快速爆破掘进技术,包括炮孔布置的原则与方法、装药量的计算公式以及起爆时序问题等,所用方法包括分析计算、数值模拟与井下试验检验。结果表明,提出的优化设计方法比经验法消耗炸药雷管少、掘进速度快约20%。
- 范喜生
- 关键词：煤巷掘进炮孔布置装药量优化设计
- 煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出预测的“掩护罩”理论被引量：2
- 2016年
- 为了解决煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出预测(以下简称"突出预测")的理论计算问题,首先,根据突出事故发生的一般规律和现行的突出预测方法建立了突出预测的物理模型,提出了突出预测的"掩护罩"理论,对瓦斯压力、地应力、煤的力学性质等在突出预测中的作用进行定性分析,提出了瓦斯压力起主要作用的观点;在此基础上,以瓦斯渗流理论为基础,建立了"掩护罩"不失效的临界条件——迎头内瓦斯压力的临界值与几何参数、煤的剪切强度等指标之间的定量关系,包括掘进过程中失效和延时失效两种情况,可以解释延时突出现象;最后,提出了需进一步研究的问题,包括快速获得迎头内瓦斯压力、煤体剪切强度指标的方法,以及非线性渗流偏微分方程线性化处理的误差问题。
- 范喜生张浪汪东舒龙勇陈金玉
- 关键词：安全工程煤巷掘进煤与瓦斯突出
- 煤与瓦斯突出的微震前兆特性试验研究与预警案例分析被引量：15
- 2018年
- 为研究煤与瓦斯突出的微震前兆特征,对关键结构体模型进行优化,基于优化的突出物理模型,借助COMSOL Multiphysics构建出煤体力学性质空间渐变的三维模型,首先分析巷道掘进前后原岩应力和采动应力的分布及演化规律;然后分别分析地应力、瓦斯压力和煤体力学性质对煤体破裂过程声发射响应的影响规律;进而根据突出危险区域附近的煤体分布、瓦斯赋存和巷道掘进过程采动应力的演化特征,三方面综合分析煤与瓦斯突出之前微震信号的演化规律。研究结果表明:煤体力学性质剧烈变化部位伴随着局部的高应力区和低应力区以及较大梯度的应力分布,且原岩应力峰值和谷值分别位于硬煤和软煤的边界面处;在由硬煤区向软煤区边界方向掘进过程中,采动应力峰值演化经历了3个阶段,正常期、高值期和低值期。突出原煤和型煤常规三轴加载破坏过程中声发射参数与加载应力总体上均呈正相关关系,且在裂纹的非稳定发展阶段,声发射参数快速增大并达到最大值;另外,硬煤和构造软煤相比不仅具有较高的煤体强度,还伴随着较大的声发射强度。煤巷掘进遇区域构造煤突出之前微震信号演化经历3个阶段,安全期、前震期和平静期,且随着软煤渐变梯度的逐渐减小,前震峰值逐渐减小,平静期逐渐增大,煤与瓦斯突出的微震前兆特征逐渐变得模糊,突出的突发性增强;而石门揭煤突出之前没有平静期的出现,前震直接发展成主震。
- 朱南南张浪张浪范喜生
- 关键词：采矿工程煤与瓦斯突出微震前兆特征平静期
