掘进机截齿截割煤岩的离散元仿真方法

为了研究截齿截割煤岩的动态破坏过程,提出采用离散元法进行截齿截割煤岩的仿真分析.根据截割头结构建立了相应的离散元模型,采用二维圆盘颗粒建立了煤岩的离散元模型,通过接触和连接力学模型计算截割过程中的作用力.在此基础上,通过VC++6.0编写了离散元仿真计算程序,借助MFC建立友好的人机交互界面,实现了截齿截割煤岩工作过程的离散元仿真.通过对截割角为45°条件下的截齿截割煤岩进行仿真,结果初步证明了采用离散元法的可行性,为截齿截割过程分析和截齿的优化设计提供了一种新的研究手段.     

煤岩单轴压缩声发射试验分形特征分析

针对有效预测煤岩破裂引起的动力灾害的难题,运用分形理论建立了声发射参数分形维数计算模型,对冲击倾向性煤岩单轴压缩声发射试验信号分形特征进行了研究. 结果表明:随试件的加载进程,声发射能量计盒维数逐步上升,破坏前上升到最高;关联维数降低,试件破坏前下降到最低;Gauss Amp方程能较好地描述煤岩在单轴压缩荷载作用下声发射能量关联维数随荷载的变化规律;可将声发射能量关联维数的持续降低作为煤岩失稳破坏的前兆.      

基于CT扫描技术对煤岩的孔隙结构的提取和研究

研究煤岩的孔隙结构是分析煤层特性的重要环节。本文采用电子计算机断层扫描-CT四个煤样的数据,用三维可视化软件Avizo提取孔隙进行分析。研究表明:四个样品的孔喉数量差异是煤样本身的孔隙特性和剪切后煤样体积不同造成的;煤样连通孔隙中孔的体积越大,与之对应的配位数越大,连接的喉就越多,即能够连接到多个喉道的概率越大。采用CT扫描技术对岩心样品没有损伤,而且测量速度快,借助Avizo软件则能直观地显示出样品的三维孔隙结构和相关参数,将二者结合分析煤样的孔隙特性,更能清晰地表示出煤样的微观结构,从微观层面上了解煤的物理特性。     

半斜墙拱形煤岩巷道变形破坏试验

矿山巷道埋藏条件和开采环境复杂,为了探讨矿山煤岩巷道在采掘扰动中衍生的各种矿压显现特征,运用相似物理模拟与数值模拟相结合的方法,对半斜墙拱形煤岩巷道的变形破坏特征进行了试验分析。在试验设计中,对巷道模型边界采用了两相不等围压加载模式。结果表明,这种设计方案能够较好的模拟现场,所得数据与实测较吻合;巷道局部应力释放彻底,底臌及右帮变形破坏明显并主要沿软弱岩层的倾向方向发展。     

基于模糊算法采煤机滚筒自调高方法的研究

在分析采煤机滚筒的截割状态对采煤机运行参数影响的基础上,提出了以采煤机运行参数（截割部电动机功率、牵引部电动机电流和调高油缸压力）为检测对象,应用模糊控制技术进行煤岩界面识别和滚筒自动调高的方法。并设计了以PLC为核心的多参数递阶混合模糊控制器。进行了模拟试验。试验表明,这种模糊控制器数据库方便修改,对输入量的变化反应灵敏,响应速度快,判断准确,实时性好,适用于煤和顶底板岩石硬度不相同,的采煤工作面的煤岩分界面辨识和采煤机滚筒自动调高的控制。     

半煤岩巷掘进机截割过程的计算机模拟

针对截割头载荷的特点及掘进机的工作性能，通过计算机模拟，掌握了半煤岩掘进机的截割过程及力学性能，为该型掘进机的研究和改进提供了可靠的依据。     

镜质组反射率的抑制效应及富氢镜质体的形成模式

中国华北盆地晚古生代煤系太原组(C_3)强还原型煤(煤相Ⅰ和煤相Ⅱ)与热史相近的山西组(P_1~1)弱还原型煤(煤相Ⅲ)相比,其反射率存在着明显的抑制作用(Suppression)。应用有机岩石学、有机地球化学和荧光光度学等参数相结合的方法,着重讨论了这种抑制效应及其产生的原因,并提出了富氢镜质体及由其组成的强还原型煤形成的基本模式。     

神府煤各种煤岩组分吸附性能的比较研究

通过对各煤样的吸附性实验及结构分析 ,研究了神府大柳塔煤中各种煤岩组分的吸附性能 ,结果表明 :同淮南煤相比 ,神府煤各煤岩组分吸附性能较高 ,其中丝炭经焙烧后吸附性能增加较大 ,可作为制备碳吸附材料的原料     

韩城矿区煤岩显微组分测井预测

精准地计算煤岩显微组分是查明煤岩特征的关键。以韩城矿区主力煤层为研究对象,利用煤岩显微组分分析化验和测井资料,采用交会图相关性分析手段,筛选了镜质组和惰质组含量的敏感性测井参数。利用所优选的声波时差、补偿密度、相对自然伽马及电阻率4个敏感性测井参数,构建了镜质组含量、惰质组含量神经网络预测模型,进而利用计算的煤岩显微组分编绘了研究区5~#煤层显微组分平面分布图。研究结果表明,补偿密度与镜质组含量正相关,而声波时差、补偿中子、相对伽马、电阻率测井值与镜质组含量负相关,声波时差和补偿密度相关较好,相对伽马和电阻率次之,补偿中子较弱;惰质组与测井参数的相关性与镜质组相反。5~#煤镜质组含量呈现南北高,中部低;惰质组含量呈现东北高、西南低;矿物成分高值区主要位于东北部地区,西南部则相对较低。     

基于3DEC离散元的煤层井壁稳定性

为了准确了解煤岩井壁稳定性及坍塌规律,基于3DEC离散元软件,完成了对煤层井壁稳定的仿真模拟分析,验证了3DEC离散元软件应用于煤岩井壁稳定研究的可行性和相对于弹性力学连续性介质理论的优越性。考虑到简化计算和边界效应,物理模型采用内外双重建模;为更好地反映煤岩井周割理情况,内层模型采用离散型裂隙网络(discrete fracture network,DFN)技术。通过与不考虑割理面的弹性力学连续介质模型对比,验证了割理发育对煤岩井壁稳定的影响;通过位移云图来评价煤岩直井和水平井的井壁稳定性和垮塌掉落情况,且三维模型直观地展示了井壁失稳过程;完成了有效液柱压力、割理和井眼走向对煤岩井壁稳定的影响分析,得出结论:随着有效液柱压力的增大,井壁稳定性越来越强;割理尺寸、密度和产状的情况对井壁稳定仿真模拟影响巨大,模拟前应充分统计割理分布情况;在所设条件下,沿最大水平主地应力方向的水平井较直井更加稳定。