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基于主成分分析与贝叶斯判别法的矿井突水水源识别方法研究
主成分分析法 贝叶斯判别 矿井突水 水源判别
2020/5/21
结合主成分分析和贝叶斯(Bayes)判别简化构建突水水源识别模型，水样变量因子选取Ca2+、Na++K+、Mg2+、HCO-3、Cl-、SO2-4六个指标。采用潘二矿新生界松散层、煤系砂岩以及太原组灰岩中的水质分析资料作为训练样本和预测样本，其中，训练样本24个，预测样本11个，判别结果表明：松散层水正确率为81.8%，砂岩水正确率为83.3%，灰岩水正确率为85.7%，整体正确率为83.3%，判...
液态CO2 相变射孔致裂增透技术作为一种有效的低渗煤层强化抽采方法,已被广泛的应用研究。但由于该技术在破岩及裂隙扩展力学机理方面研究不足,在一定程度上影响该技术进一步发展及应用。基于热工学、弹性力学、断裂力学等理论基础,建立了液态CO2 相变气体射流压力模型,理论分析了液态CO2 相变射孔破岩力学机理、地应力条件下裂隙扩展力学机理。采用PFC2D离散元颗粒流分析软件,进行数值模拟研究,分析了不同地...
为了探索深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害机理,为复合灾害的有效监测与防治提供理论基础,通过试验研究和理论研究相结合的研究方法,研究了瓦斯对煤岩体力学性质和冲击倾向性的影响,建立了圆形巷道冲击地压、瓦斯突出复合灾害模型并进行了解析分析,探讨了冲击地压和煤与瓦斯突出的诱导转化机理。结果表明:随着瓦斯压力的增大,煤岩体强度降低,弹性模量减小,峰值应变减小,冲击倾向性降低;煤岩体应力存在一个临界值,当煤...
利用自主研制的静-动加载试验系统开展了等强与非等强螺纹钢锚杆的静力拉伸实验及有无预应力加载的动力冲击实验。结果表明:在静荷载作用下等强与非等强螺纹钢锚杆都经历了“线弹性变形—屈服平台—强化阶段—径缩破坏”的4 个阶段;冲击加载时锚杆的屈服阶段可划分为瞬态屈服与稳态屈服,瞬态屈服的峰值载荷明显高于稳态屈服载荷,且相同直径条件下与静力加载相比锚杆屈服伸长量减小;当冲击能量低于9 kJ 时,锚杆杆体能承...
基于PPCZ模型的KGD水力压裂数值模拟
KGD 水力压裂 PPCZ 模型 流体黏度 断裂韧性
2019/1/23
Pore pressure cohesive zone 模型以Barenblatt 裂尖黏聚力模型为基础,考虑了裂尖断裂过程区对裂缝扩展的影响,对模拟水力裂缝扩展问题具有一定优势。采用该数值模型对KGD 水力压裂问题进行研究,验证了模型模拟KGD 水力裂缝的能力,分析了裂尖断裂过程区及流体黏度μ 对裂缝扩展的影响,揭示了排量Q0、黏度μ 和注入时间t 三者之间的联系。研究表明:① 断裂过程区对压裂...
针对深部矿井,盘(采)区巷道群屡次发生冲击地压这一问题,以我国新建千米深井盘区巷道群冲击地压发生为背景,理论分析了巷道群无动载诱发冲击启动的机理与防治方法。结果表明,巷道底煤的厚度对底板水平应力集中影响较大;褶曲构造带也显著影响巷道群应力环境;巷道底臌量与底板释放动载荷量值、底煤厚度均成正相关关系;深部煤层巷道群冲击启动原理,是巷道群自身应力叠加在巷间煤柱,提供了基础静载荷;灾害发生地段底煤厚度以...
常规三轴压力下含瓦斯煤蠕变–渗流演化规律
含瓦斯煤 蠕变–渗流耦合 应变阈值 应变–渗透率公式
2019/1/18
在瓦斯抽采、煤层气开采及煤与瓦斯突出过程中，煤岩蠕变引起岩体变形会对瓦斯渗流产生影响。为研究含瓦斯煤蠕变–渗流的演化规律，得到蠕变–渗流的耦合关系，作者进行了不同瓦斯压力下分级加载轴压时煤体常规三轴蠕变–渗流试验。试验结果发现：轴向应变呈梯度增大，直至煤样破坏；期间，煤体内部瓦斯渗透率呈先减小后增大的趋势。这表明煤样蠕变过程中煤体内部孔隙或微裂隙发生了两次变化：前期蠕变过程中，孔隙或微裂隙压密，瓦...
工作面支架液压系统仿真与稳压供液技术
液压支架 稳压供液 供液流量 压力特性
2018/6/6
为提高工作面支架对采煤机的跟随特性，以支架运行过程不同动作供液需求特征为研究起点，基于工作面支架系统的液压原理，利用AMESim建立了支架液压系统的数学仿真模型。通过仿真液压支架动作的供液过程，分析总结了供液流量对支架动作速度和过程压力的作用规律，并提出了适应支架动作的稳压供液理念。通过理论分析稳压供液过程特性，推导出适应支架动作的稳压供液流量的数学计算公式，该公式表明：同一支架液压系统下，稳压供...
大尺寸煤岩组合体水力裂缝越界形成缝网机理及试验研究
煤岩组合体 水压致裂 裂纹形态 穿越界面
2018/6/6
为了实现煤层气资源高效开采,针对我国煤层气储层“高储、低渗、成缝困难”的赋存特征,通过对裂纹尖端能量释放率、裂纹尖端应力场屈服区域数值分析以及煤岩组合体越界压裂试验,对煤岩组合体水压致裂过程中缝网形成机理及裂纹扩展特征进行研究。结果表明:同等应力条件下,煤体裂纹尖端塑性屈服区域明显大于砂质泥岩;裂纹在砂质泥岩中起裂瞬间释放的应变能可在煤体中产生约10.69～25.53倍当量裂纹面积或长度,有利于裂...
煤矿采深进入千米以后，采掘工作面围岩应力普遍超过煤体单轴抗压强度，呈现围岩应力超过煤体强度的超应力现象。基于调研分析，得到煤层单轴抗压强度的分布特征以及开采深度、原岩应力与煤层单轴抗压强度之间的关系，提出了超应力集中系数的概念。采用声发射和被动CT成像技术相结合的研究方法，开展了煤样真三轴超应力卸载作用下冲击破坏试验研究，从而探究声发射波速演化与煤样宏、微观破裂的关系，揭示深地围岩对煤层的超应力加...
通过XRD、扫描电镜及力学强度测试等实验对龙马溪组页岩的物理力学性质进行分析，并采用真三轴压裂改造模拟器开展水平井水力压裂物理模拟实验，探究射孔参数及页岩物理力学性质对裂缝形态的影响规律。实验结果表明:① 具有3种不同射孔类型的试样，在压裂后主要形成4种水力裂缝的形态模式，其中组合型射孔对于复杂裂缝的形成具有一定的促进作用。当射孔间相位角和间距过小时，缝间应力干扰增大，不利于扩大裂缝规模。② 试样...
为了研究承压条件下含瓦斯煤的解吸-扩散特性，建立了受载煤体瓦斯扩散系数的动态演化模型，并采用单孔模型和双孔模型计算了粒度0.25~0.5，0.5~1和1~2 mm煤样在0~12 MPa轴向压力条件下的瓦斯扩散系数。实验结果表明:双孔模型计算结果与实验数据相关性系数均稳定在99.5%以上，拟合效果优于单孔模型，其中，宏观有效扩散系数在10-4 s-1数量级上，高出微观有效扩散系数1~2个数量级;瓦斯...
不同瓦斯压力下煤岩三轴加载时蠕变规律及模型
蠕变模型 瓦斯压力 改进的西原加速模型 蠕变拐点
2018/4/26
岩石蠕变模型众多，其适用性及优缺点亟待总结,而且低瓦斯压力与煤岩蠕变间的关系尚不确定,为此，进行了低瓦斯压力下分级加载轴压时型煤蠕变实验。结果发现，随着瓦斯压力增大，型煤轴向应变增大，说明煤岩蠕变与瓦斯压力呈正相关。利用实验数据检验常见蠕变模型时发现经验函数(幂函数、指数函数、多项式等)均存在缺陷，只能拟合衰减蠕变或非衰减蠕变中的一种；Burgers模型及其改进模型均存在不足，西原模型不适用于非衰...
在实验室通过自制可变初始侧压作用下煤岩压实承载实验装置配合刚性试验机，对4组12个碎石试件进行了4种不同初始侧压作用下破碎岩石压缩承载试验，分析了初始侧压作用下碎石压缩的轴向应力-应变特征，确定了初始侧压与碎石的变形、压实关系，研究了变化侧压与不同初始侧压下碎石轴向应变发展规律。结果表明:初始侧压越大，碎石应力-应变曲线上挠趋势越明显，且曲线越趋光滑，表明碎石颗粒间空隙越小、棱角越趋圆钝及碎石承载...