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期刊信息/Journal information
矿业安全与环保
矿业安全与环保

胡千庭

双月刊

1008-4495

bianjibu@cqccri.com

023-65239221;65235167

400039

重庆市九龙坡区二郎科城路6号 中煤科工集团重庆研究院

矿业安全与环保/Journal Mining Safety & Environmental Protection北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊是属国家煤矿安全监察局主管，由中煤科工集团重庆研究院与国家煤矿安全技术工程研究中心共同主办、面向国内外公开发行的全国性科技期刊。报道内容以煤矿安全技术、矿山环境保护技术为主，并兼营广告业务。系全国中文核心期刊，重庆市一级期刊。 报道内容：矿井瓦斯、煤与瓦斯突出防治技术与装备；矿井通风防灭火技术与装备；工业粉尘及可燃性气体、粉尘爆炸防治技术与装备；矿山救援技术与装备；矿井水害防治技术；矿山压力与井巷支护技术；安全与环境监测、控制技术；物探与岩土工程技术；安全管理与评价；矿山热害、污染治理及综合利用等环保技术；兼营广告业务。 发行范围：全国各地煤矿和非煤矿山的企事业单位、管理部门、科研院所、大专院校、图书馆及图书信息部门，以及美、德、俄、朝、日等国家。 读者对象：从事矿山安全、环保技术的各级领导、干部，科研与设计人员，生产技术人员，院校师生，各级监察机关、管理部门人员，以及相关设备、仪器等生产企业的技术管理干部和技术人员。
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收录年代

    层理方向对含预制裂纹页岩Ⅰ型断裂特性的影响

    李勇胡双杰桂辉高孙传猛...
    1-6页
    查看更多>>摘要：层状页岩受内部层理方位分布特征的影响,其力学性质常表现出明显的各向异性特征.为了探究层理方向对层状页岩Ⅰ型断裂特性的影响,针对不同层理倾角β、预制裂纹角度为 0°的半圆盘试件开展三点弯曲静态压缩试验和数值模拟试验.试验结果表明,试件的Ⅰ型标准化应力强度因子YⅠ会随着层理倾角的变化呈现出明显的差异性,并与层理倾角呈现出良好的三次函数关系,且仅在层理倾角β为0°和90°时,试件表现为纯Ⅰ型断裂模式,即层理倾角的变化会改变试件的断裂模式.同时,试件的Ⅰ型断裂韧度随着层理倾角的增大而逐渐减小,并与层理倾角呈二次函数关系;当层理倾角与预制裂纹角度垂直时,试件的Ⅰ型断裂韧度最大;而当层理倾角和预制裂纹角度平行时,试件的Ⅰ型断裂韧度最小.另外,基于扩展有限元法(XFEM),对半圆盘层状页岩试件的破断机制进行研究,验证了试验和计算结果的准确性.

    页岩层理方向Ⅰ型断裂断裂韧度扩展有限元法裂纹扩展

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    基于PCA-BP神经网络的巷道通风摩擦阻力系数预测模型

    高科吕航宇戚志鹏刘玉姣...
    7-13页
    查看更多>>摘要：根据实测巷道通风摩擦阻力系数数据的特点,建立了主成分分析PCA-BP 神经网络预测模型.采用PCA法对影响巷道通风摩擦阻力系数的支护类型、断面形状、巷道宽、巷道高、支护部分周边长、巷道断面积和巷道长度7 个因素进行降维.将降维后因素的贡献率进行排序筛选,得到 3 个主成分指标(F1、F2 和F3),作为BP神经网络输入层的神经元.利用实测数据对PCA-BP神经网络模型进行训练和测试,并将测试结果与支持向量机回归(SVM)模型和BP 神经网络模型的测试结果进行对比,结果显示:全因素的BP神经网络预测模型和SVM预测模型的平均精度分别为92.942 0%、93.023 5%,而PCA-BP预测模型的平均精度达到了96.432 5%.PCA-BP 神经网络模型不但简化了网络结构,更提高了网络的泛化能力,使预测误差更小、精度更高,为更准确地获得巷道通风摩擦阻力系数提供了一种有效的方法.

    矿井通风巷道通风摩擦阻力系数预测模型PCA-BP神经网络主成分分析影响因素

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    "双碳"目标下煤电革命的路径目标

    刘新杰杨英明赵勇强
    14-18页
    查看更多>>摘要：我国要实现"双碳"目标的核心措施是进行煤电革命,要积极发展可再生能源及核电,实现规模化和安全稳定供应;逐步减退化石能源,有序做好煤炭减量替代.阐述了我国能源生产结构、能源生产安全形势、煤电共生发展趋势,并采用安全可靠、经济可行、绿色低碳三要素对当前煤电结构进行了分析.结果表明,煤电革命的前半场煤炭将依然是我国的主体能源,发挥能源安全基石作用,后半场煤炭是主要能源,发挥战略主动兜底作用.总结分析了我国构建的现代能源体系,预计 2060 年,煤炭产量为20 亿～25 亿t,约四分之一产量用于煤电(5 亿～10 亿t),发挥调峰和应急备用功能;届时煤电比重完成置换(30%,70%),电力结构比例预计为煤电30%、水电20%、风电20%、核电20%、太阳能10%.

    "双碳"目标煤炭煤电革命新能源结构调整

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    综掘工作面呼吸性粉尘浓度时空场函数研究

    赵政林桂玲
    19-26,35页
    查看更多>>摘要：综掘工作面呼吸性粉尘浓度时空场函数研究是粉尘防治和尘肺预警的基础.分析了综掘工作面呼吸性粉尘浓度监测关键点,提出呼吸性粉尘浓度传感器测点布置方案;以关键监测点的呼吸性粉尘浓度传感器实测数据作为实时来源,对比剖析了距离加权反比法和克里金法的优缺点,建立了一种扩展的空间插值算法;归纳半变异理论,将呼吸性粉尘浓度变化的时间维度和空间维度引入到半变异函数中,得到一种呼吸性粉尘时空场算法,建立综掘工作面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型;最后,以河南新桥煤矿2502 工作面作为对象,以滤膜称重法为标准,对时空场函数进行了试验验证.结果发现:在综掘工作面司机5～10 m、端头回风侧10～15 m区域内的呼吸性粉尘浓度较高且变化较剧烈,而在回风侧15 m后方呼吸性粉尘浓度开始逐步趋于平稳降低;综掘工作面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型计算结果相对误差为±14.8%,比克里金法小±10.8%,比距离加权反比法小±22.4%.研究结果表明,综掘工作面呼吸性粉尘浓度时空场函数模型将时间维度和空间维度纳入了权重系数中,构建的时空场函数模型能更好地提高插值计算的精度,提升去特异值点的能力.

    综掘工作面呼吸性粉尘浓度时空场半变异理论函数模型

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    基于CT扫描技术的煤样三维重构及气体表观渗透率研究

    石钰马玉华李树刚薛俊华...
    27-35页
    查看更多>>摘要：基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数.通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数.结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模型并进行验证.通过ANASY有限元软件研究煤体中的瓦斯渗流规律.结果表明,瓦斯在孔裂隙弯折处压力变化剧烈,渗流速度在孔裂隙弯折处达到最大,瓦斯在个别孔隙发生凝滞、不流通.采用经过滑移修正的气体表观渗透率模型计算瓦斯表观渗透率,并与通过Forchheimer公式拟合得到的瓦斯表观渗透率及通过FT模型计算得到的瓦斯表观渗透率相比较,发现经过滑移修正后的气体表观渗透率模型适用于微尺度介质中气体表观渗透率研究.

    煤CT扫描三维重构分形理论滑脱效应气体表观渗透率

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    柔模墙沿空留巷灾害一体化防治技术研究

    刘忠平高亮张金贵王晓利...
    36-42页
    查看更多>>摘要：在煤炭保供和工作面限员双重压力下,将煤矿灾害分别进行治理的理念和技术已不能适应新时代煤矿发展要求.通过工业性试验研究提出一种紧跟回采工作面浇筑 1 道饱满密实接顶且可即时承载的柔模混凝土连续墙,密闭采空区,保留原有巷道,并将保留下来的巷道作为灾害一体化防治工程平台.给出了利用该平台进行矿井水、火、瓦斯、顶板、热害、强矿压等重大灾害综合治理的技术途径,总结了该技术的适用条件,介绍了该技术在国家能源集团、潞安化工集团、陕煤集团等单位的灾害一体化防治效果.

    柔模混凝土连续墙沿空留巷煤矿灾害一体化防治

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    新疆难解吸煤可溶有机质对瓦斯吸附解吸特征的影响研究

    梁运培吕学伟罗永江朱家锌...
    43-50页
    查看更多>>摘要：新疆焦煤公司煤层瓦斯难解吸,导致抽采难度增大.而煤中可溶有机质对瓦斯的吸附解吸有重要影响.为了研究其影响,使用四氢呋喃对煤中的可溶有机质进行抽提,采用低温氮吸附测试抽提前后煤的孔隙结构,利用煤岩高压瓦斯吸附装置进行抽提前后煤样的吸附解吸实验.研究结果表明:经过四氢呋喃抽提后,发现所有煤样的平均孔径、孔体积和比表面积均有不同程度的增大,认为煤中的可溶有机质被溶解,形成了新的微孔,同时原孔隙被扩大;4#煤、5#煤和 6#煤的吸附常数a分别减小了2.73%、16.09%、14.57%,4#煤和5#煤吸附常数b分别增大了 12.18%、2.58%,6#煤的吸附常数b减小了8.59%,煤的吸附能力降低,解吸速度增大,可溶有机质促进了煤对瓦斯的吸附.

    煤可溶有机质孔隙结构极限瓦斯吸附量吸附速度解吸速度吸附抑制率

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    煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响研究

    周晋辉郭晓阳赵博金智新...
    51-60,69页
    查看更多>>摘要：为了探究煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响规律,选取沙曲一矿 6 组煤岩样,通过工业分析、X射线衍射、扫描电镜与能谱分析、低温氮吸附、计算机断层扫描,以及煤岩甲烷吸附实验,分别研究煤岩样微观组分、孔隙结构特征对甲烷吸附的影响.研究结果表明:煤样和岩样无机组分质量分数分别为15.82%～20.93%、90.80%～94.68%,均以石英和黏土矿物为主;岩样BET比表面积为3.32～8.70 m2/g、吸附孔体积为0.009 5～0.019 1 cm3/g,均大于煤样的BET比表面积和吸附孔体积;岩样孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度略大于煤样的孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度,与黏土矿物含量高有关.煤岩样甲烷等温吸附曲线均符合朗格缪尔模型,可用极限吸附量VL 和朗格缪尔压力pL 描述吸附规律;相同吸附温度下,岩样存在一定的吸附性,煤样吸附性远大于岩样.分析得出,煤岩样的有机组分含量、黏土矿物含量、表面分形维数、比表面积和吸附孔体积对甲烷吸附过程VL、pL 影响显著.基于多元线性回归分析了5 种因素对甲烷吸附规律的影响关系:有机组分含量高、比表面积大的样品CH4 分子极限吸附量VL越大,而黏土矿物含量高不利于吸附甲烷;吸附孔体积越小、黏土矿物含量越高、比表面积越大,朗格缪尔压力pL越大.

    煤岩体系微观组分孔隙结构甲烷吸附朗格缪尔模型

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    重复采动影响下含瓦斯岩层瓦斯运移规律

    张伟赵博郭晓阳邓存宝...
    61-69页
    查看更多>>摘要：受重复采动影响,煤层邻近岩层中赋存的瓦斯解吸涌出,成为工作面瓦斯主要来源之一.为研究重复采动影响下含瓦斯岩层中瓦斯运移规律,以沙曲一矿 5#煤及其邻近煤岩层为工程背景,在测定煤岩体瓦斯基础参数的基础上,通过数值模拟研究了重复采动影响下煤岩体卸压增透范围,得到了含瓦斯岩层渗透率的空间分布情况,进而对含瓦斯岩层瓦斯运移规律进行模拟.研究结果表明:邻近岩层中,L5 灰岩层瓦斯赋存量最高,含量约为 5#煤层的 14.3%;重复采动导致煤岩体卸压程度增大,L5 灰岩层卸压区分布在永久煤柱的边缘区;L5 灰岩层卸压区内渗透率最高可达 4.8×10-15 m2,为初始渗透率的7.7 倍,高渗区域与卸压区域分布一致;L5 灰岩层内赋存的瓦斯解吸并上涌至工作面,致使上隅角瓦斯浓度由6.1%升高至7.1%;受巷道通风影响,L5 灰岩层瓦斯主要聚积在岩层后方与回风巷侧,是瓦斯抽采时应关注的重点区域.

    重复采动含瓦斯岩层裂隙发育渗流特征瓦斯运移

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    水力渗透型煤矿采空区三维音频大地电磁快速解译

    王楠王子健秦其明孙千惠...
    70-77页
    查看更多>>摘要：煤矿采空区或回采阶段工作面常面临水力渗透威胁,如何快速有效且低成本地预判水力渗透成为难题.提出并系统论述了一种面向水力渗透型采空区的音频大地电磁三维反演及快速解译方案.通过设计采空区理论地电模型,探讨采空区电阻率三维反演可行性.实测数据反演解释结果揭示:采空区巷道顶板区域存在明显低阻分布,部分工作面存在顶板裂隙导水造成的富水低阻区域,局部垮落带与上覆含水层明显连通.为可疑透水位置定位、水位和涌水量监测,以及后续开采规划制订提供了参考.从理论和实证角度,为音频大地电磁法的采空区富水状态分析和动态监控应用提供了新思路,相关方法能够有效提高水力渗透型采空区的解译效果.

    煤矿采空区水力渗透天然源音频大地电磁法三维反演

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