基于CT三维重建的高阶煤孔裂隙结构综合表征和分析

为有效研究煤的孔裂隙结构特征,实现对煤的孔裂隙结构的定性定量表征和分析。以内蒙古巴彦高勒煤矿311102运输巷的煤样为研究对象,基于ZEISS Xradia510 Versa X射线显微镜扫描得到的CT数据,结合三维可视化软件AVIZO中内置数学算法,提出了煤的孔裂隙结构定量表征的方法,并建立了煤的三维孔裂隙结构模型和具有拓扑结构的孔隙网络简化模型。通过本文提出的方法,对巴彦高勒煤矿煤样的孔裂隙微观参数——孔径大小、孔体积、孔隙率、配位数、喉道长度等进行了统计分析。研究表明:在微米的尺度下,内蒙古巴彦高勒煤矿的煤样以大孔为主,并伴有网状的割理裂隙,有效孔隙率为10.34%,通过孔隙网络模型统计出的孔隙数为12 834,喉道数为432及其他的微观结构参数。     

腾东煤矿综放工作面自然发火危险性判定

为了分析综放开采工作面自然发火规律,并对工作面自然发火危险性进行判定。选取滕东煤矿3下107综放工作面进行研究,首先以氧气浓度为主要指标,温度作为辅助指标,将107工作面进行自燃"三带"的划分,然后对3下107综放工作面进行沿空测温与取样观测,以此为依据建立自然发火危险性评价模型,并对该工作面进行自然发火危险性评判,研究表明:3下107工作面危险度为63.41%,该工作面属于极易自然发火工作面。     

基于CT三维重建煤骨架结构模型的渗流过程动态模拟研究

为了探究煤体微观结构中的渗流变化情况,以新疆大黄山气煤为研究对象,运用CT扫描和三维重建技术建立了含有孔裂隙的三维煤体骨架结构模型。在此基础上构建了一种能够反映动态渗流过程的流固耦合模型,并结合内置Navier-Stokes控制方程的ALE算法进行了渗流模拟。结果表明:渗流过程中,孔裂隙中每个点的流速都会存在一个速度峰值和稳定流速值;相较于裂隙结构,孔隙结构较差的连通性增大了其在模型前端的流体动能损耗,减缓了后续孔隙中流体的流动。初始流速影响了入水口处流速及流体密度的变化趋势,也改变了裂隙中速度峰值的变化规律,当初始流速值低于0.03 mm/s时,裂隙中速度峰值沿渗流方向呈现出"先增大后减小"的变化趋势,而当初始流速值大于0.03 mm/s时,速度峰值则沿着渗流方向逐渐减小。在低压力梯度条件下,孔裂隙的速度峰值与压力梯度之间存在非线性变化关系,而稳定流速值则随压力梯度的变化线性增大。研究成果为后续相关渗流影响因素的研究提供了一种新的思路。     

基于ISM法的矿工安全行为脆弱性研究

矿工不安全行为是煤矿安全管理的重大隐患,为了从根本上实现矿工不安全行为的控制管理,以某煤矿作为研究对象,从脆弱性角度出发,通过ABC行为分析法,将导致矿工安全行为脆弱性影响因素分为9个方面。通过ISM分析法构建了矿工安全行为脆弱性ISM模型,直观反映矿工安全行为脆弱性因素间的作用关系。研究结果表明:某煤矿矿工安全行为脆弱性的根本原因是安全管理制度的不完善和领导重视程度低,并提出了5项针对性的意见。该研究为煤矿安全行为管理的可持续性优化提供了有效的对策与建议。