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煤体原生层理对煤体力学性质有显著影响,为探究液氮低温致裂层理煤体裂纹扩展及劣化失稳机制,基于细观基元理论和损伤力学理论建立热–流–固–损伤耦合模型,并利用COMSOL软件模拟获得不同应力比下液氮致裂层理煤体裂纹扩展分布特征,分析压裂过程中煤体损伤、渗透率和温度的演化规律。结果表明:液氮注入煤体初期(5 s),钻孔附近与液氮接触煤体温度急剧下降形成小范围超低温区,产生的热应力超过煤体抗拉强度,在钻孔周围产生损伤破坏区域。随着液氮注入压力增加,煤体内部出现多条主裂纹,主裂纹主要沿层理方向发育并生成次生裂隙,且钻孔周围形成复杂破坏区域,煤体损伤开始增大,渗透率也随之增加;注入压力持续增加煤体进入失稳阶段,煤样内部大量裂纹贯通,煤体发生破坏,煤体损伤和渗透率也逐渐达到峰值。煤体损伤、裂隙压力与渗透率随着煤体层理角度增加呈增加后减小趋势,层理角度为45°时达到最大值;煤体损伤、裂隙压力与渗透率在应力比为0.5时达到最大,应力比从0.5增大到1时大幅减小,应力比超过1后逐渐趋于平稳。层理对煤体液氮压裂的起裂压力影响显著,不同层理角度条件下煤体液氮压裂起裂压力变化规律相似,随层理角度增加,起裂压力呈... 相似文献
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基于兖州矿区煤自燃的特点和规律,研究了煤自燃精准防控体系建设,包括煤自燃预测预报、监测预警及超前处置的火灾精准防控等;通过建立15 t的大型煤自然发火实验台研究煤自燃特性,研发了红外热成像技术测定隐蔽火源,开发了系列新型防灭火材料、技术及装备,实现了煤火灾害“有效治理、早期预报与早期控制、超前预防”跨越式发展,在管理、装备和技术上形成了科学的煤自然发火技术与管理体系。研究成果促进了煤层火灾由“被动治理向超前防控、由传统技术向高新技术、由分散实用技术向成套适用技术”的转变,构筑了自然发火灾害“超前预测预报、早期预防、快速应急控制”三道防线,实现兖州矿区煤自燃精准防控。 相似文献
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为了解矿井火灾研究的整体情况和前沿趋势,以CNKI收录的1 136篇矿井火灾的相关文献为数据来源,运用CiteSpace软件绘制可视化知识图谱,对矿井火灾研究领域的发文量、期刊分布、研究机构、研究人员、关键词和突现词等方面进行文献计量分析。研究结果表明,矿井火灾研究经历了初步探索期、发展强化期和波动下降期3个阶段;发文的期刊多为煤矿开采类期刊和安全科学类期刊;研究机构主要分布在原煤炭工业部高校、研究院和大型煤炭企业;高产作者为王德明、周心权、王省身和周福宝等;煤自燃和防灭火一直是研究热点,研究隐蔽火源探测技术,开发高效经济、绿色环保的防灭火材料及其智能化工艺装备将是未来的研究趋势;深入探究煤自燃的机理、多灾害耦合致灾机理,利用人工智能、大数据、5G和物联网等技术,构建矿井火灾监测监控、预警报警、灭火救灾一体化智能化系统将会是未来研究的热点问题。 相似文献
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