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期刊信息/Journal information
矿业科学学报
中国矿业大学（北京）
矿业科学学报

中国矿业大学（北京）

双月刊

2096-2193

kykxxb@cumtb.edu.cn

010-62339528

北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学（北京）3号办公楼

矿业科学学报/CSCDCSTPCD北大核心
查看更多>>《矿业科学学报》是由教育部主管、中国矿业大学（北京）主办、煤炭工业出版社出版的综合性中文学术期刊。《矿业科学学报》国内统一连续出版物号为CN10-1417/TD，双月刊，国内外公开发行。主要刊载矿业科学领域的原创性成果，内容包括矿业工程、煤矿开采、安全科学与工程、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、矿山建设工程、岩石力学与地下工程、矿山机械工程、矿山电气工程与自动化、矿物加工与利用、煤矿环境保护、煤炭能源绿色开采与洁净利用、管理科学与工程、能源安全与发展战略等。
正式出版
收录年代

    阻燃输送带火灾早期温度变化与烟气成分研究

    段佳磊梁运涛贾宝山孙勇...
    135-143页
    查看更多>>摘要：为实现带式输送机火灾早期预警,改进滚筒摩擦实验平台并监测阻燃输送带温度.利用质谱(MS)技术,分析钢丝绳芯阻燃输送带在摩擦事故早期的升温规律与烟气成分.研究表明,随着摩擦持续进行,阻燃输送带表面温度分布呈现出较强的对称性,最高温度区域逐渐向输送带中心集聚,烟气成分随温度变化而改变.根据实验中烟气产物主要成分以及对应的反应过程,将钢丝绳芯阻燃输送带升温过程分为氧化反应阶段(环境温度至 100℃)、取代反应阶段(100～160.2℃)和热解反应阶段(160.2℃以后).当阻燃输送带处于氧化反应阶段时,输送带热容量较小、升温快,产物多为烷基和酯类化合物;取代反应阶段热容量逐渐增加,升温放缓,产物多为硝基、醚类、羧酸类化合物;热解反应阶段输送带内部热容量基本稳定,升温速率最小,在 160.2℃时在烟气成分中首次检测到含氯化合物.

    阻燃输送带滚筒摩擦实验质谱分析升温规律烟气成分

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    添加二氧化硅的煤石墨化高温高压模拟实验

    陈高健曹代勇王安民魏迎春...
    144-155页
    查看更多>>摘要：为研究自然条件下二氧化硅矿物对煤石墨化作用的影响,将二氧化硅添加剂与分选后的煤中镜质组(来自中国西南部贵州省格目底矿区)充分混合后,开展实验条件为600～1 200℃、1.5～2.0 GPa的高温高压模拟实验,对煤系石墨形成环境进行反演.通过X射线衍射、拉曼光谱和高分辨率透射电镜对石墨化产物进行分析,研究二氧化硅对煤的石墨化过程的影响.研究发现,二氧化硅在高温高压环境下存在阻碍石墨化作用的效果,抑制煤石墨化程度的增长.这一结果可为自然条件下构造强烈地区煤石墨化程度较低的现象提供一种解释.

    煤系石墨高温高压二氧化硅添加剂石墨化

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    深部煤层地下气化选址研究——以东胜气田J148地区为例

    王锦昌刘刚张辉翁新龙...
    156-166页
    查看更多>>摘要：从地质构造、水文地质、煤层气化适用性等角度,系统研究了东胜气田J148 地区中生界侏罗系中下统延安组延9 煤层地下气化的可行性,并探讨了利用深部煤层气化燃空区孔隙层、含水层及该区致密气层进行碳封存的前景.研究结果表明,该区延9 煤层埋深1 264～1 285 m、倾角小于1°,煤层稳定性好.气化目标选区内地层断层、节理裂隙不发育,偶有裂隙但断面新鲜、闭合,煤层气化后空腔有较好的密闭性,对煤炭地下气化影响小,有利于气化炉的建设和扩展,可满足规模化煤炭地下气化项目实施.延9 煤层顶底板存在连续的隔水层,能阻截地下水对煤层直接充水,有利于地下气化炉布置;顶板隔水层厚度小于导水裂隙带高度,存在垮落导通顶板含水层间接充水的风险,但顶板含水层属弱富水含水层,涌水量小,风险可控;底板隔水层厚度大于隔水层的安全厚度,能有效阻截煤层底板含水层对煤层直接充水的风险.总体而言,延9 煤层厚度适中、夹矸少,属低灰、低硫、高热值不黏煤,煤焦反应活性高,具有良好开发前景.针对深部煤层规模化气化开采产生大量的CO2 排放,初步探讨了利用煤层燃空区、顶底板含水层和下部致密天然气层进行CO2 安全封存可行性.分析认为,在延9 煤层气化燃空区孔隙层和顶底板含水层中,可封存煤层气化产生的CO2 的60.8%～88.2%;若结合东胜气田上古生界致密天然气开发,用煤气化产生CO2 进行天然气驱替与封存,有望实现深部煤层气化开采过程近零碳排放.

    深部煤层地下气化选址碳封存

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    煤炭地下气化渗透反应墙构建材料的吸附和渗流特性研究

    王凡徐冰谌伦建邢宝林...
    167-177页
    查看更多>>摘要：煤炭地下气化(UCG)带来的地下水污染风险是限制其推广发展的主要问题之一.渗透反应墙(PRB)修复技术是地下水原位修复的主要研究热点,而PRB材料特性是影响其正常运行的关键.本文首先探究了砂、有机膨润土、活性炭对UCG特征有机污染物苯酚的吸附特性,在此基础上,采用自建的渗流实验系统研究了砂、有机膨润土、活性炭及其混合物的吸附和渗透特性对净化污染水的综合影响效果.结果表明:①有机膨润土对溶液中苯酚的吸附速率较快,可在10 min之内达到吸附平衡,但吸附容量较小(1.98 mg/g);活性炭对溶液中苯酚的吸附速率较慢,但吸附容量较大(2.22 mg/g).②有机膨润土对苯酚的等温吸附可用Freundlich模型描述,模型参数kF= 0.040,n = 1.207;活性炭对苯酚的等温吸附可用Langmuir模型描述,模型参数Smax = 2.44 mg/g,kL= 0.125 L/mg.③砂和活性炭的渗透系数分别为1.006×10-3 m/s和4.761×10-2 m/s,砂与活性炭或有机膨润土混合可有效调节混合材料的渗透性,当砂与有机膨润土质量比由1 ∶ 1 增大到 3 ∶ 1 时,其混合材料的渗透系数由2.624×10-6 增大至3.468×10-5 m/s;而砂与活性炭质量比由1 ∶ 1 增大到3 ∶ 1 时,其混合材料的渗透系数由1.379×10-3 减小至1.301×10-4 m/s.

    煤炭地下气化污染地下水渗透反应墙渗流等温吸附

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    海水腐蚀对砂岩物理力学特性与微观结构破坏特征的影响研究

    周韬陈昌鹏张旸旸殷雪菡...
    178-189页
    查看更多>>摘要：针对海底隧道围岩在海水腐蚀下物理力学性能劣化的问题,选取典型砂岩作为研究对象,基于深圳海底隧道所在区域海水的取样数据配制不同浓度的模拟海水溶液,对砂岩试样进行不同浓度、不同时间的腐蚀浸泡处理,再进行单轴压缩试验,并结合声发射与扫描电子显微镜(SEM)技术,对海水腐蚀损伤砂岩的物理力学特性、破坏过程和微观结构演化特征进行分析研究.结果表明:随着腐蚀溶液浓度增加,砂岩试样表面越早发生脱落且面积越大,试样密度小幅度增加;峰值应力和弹性模量均随腐蚀时间增加而降低,但二者降低幅度及速率不同;随着腐蚀时间以及浓度的增加,除高浓度组砂岩试样在腐蚀45d之后声发射事件活跃期有所缩短外,其余组砂岩试样的声发射事件活跃期均有所增长,砂岩试样内部缺陷逐渐发育,结构逐渐疏松,蜂窝状腐蚀区域面积增大,盐离子白色结晶区域逐渐扩大.

    海水腐蚀水岩作用单轴压缩声发射SEM

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    温度和骨料预湿对煤矸石砂浆流变性的影响

    王振波范雨润左建平
    190-198页
    查看更多>>摘要：矿山充填、巷道喷射等工程对施作材料的流变性要求较高.水泥基材料中的骨料类型、状态与所处的环境对砂浆流变性能有显著影响.本文以煤矸石砂代替石英砂作为水泥基材料的细骨料,研究温度与骨料预湿对砂浆流变性的影响规律及作用机理.结果表明,煤矸石砂浆的剪切应力-剪切速率关系符合Herschel-Bulkley(H-B)模型特征,流变指数大于1,稠度明显大于石英砂砂浆;煤矸石砂浆的表观黏度随温度升高而不断降低,但骨料预湿的影响不大;30℃下煤矸石砂浆的屈服应力为2.99 Pa,比10℃下提高 1.45 倍,预湿后则提高 2.13 倍;煤矸石砂浆的触变环面积大于石英砂砂浆,预湿煤矸石砂浆的触变环面积为398.4 Pa/s,干燥煤矸石砂浆则减小为283.3 Pa/s.研究结果将为煤矸石砂的合理利用、复杂环境下流变材料的设计与制备提供支撑.

    砂浆煤矸石温度预湿骨料流变性

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    冻融循环下砂岩的动态劈裂特性与应变演变机理

    杨国梁尚卓邹泽华毕京九...
    199-208页
    查看更多>>摘要：为了研究冻融循环条件下砂岩的动态拉伸力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统并结合高速数字图像相关技术(DIC),对冻融循环0 次、10 次、20 次、40 次的砂岩试件进行不同冲击速度下的动态劈裂试验,研究分析了不同冻融循环次数下冻结砂岩在动态拉伸应力下的强度特征、变形过程与破坏形态.结果表明:不同冻融循环作用下冻结砂岩与普通砂岩的动态拉伸曲线有着相似的应力发展特点,分为低速增长段、高速增长段、峰值平台段和降低段;冻岩的拉伸峰值应力与应力加载速率呈线性关系,与冻融循环次数之间呈现出先增大后减小的趋势;在相同打击强度下,4 种冻融循环次数(N)的冻岩试件中心处拉伸应变大小依次为 40 次、20次、0 次、10 次,具有一定的冻融循环效应.

    冻融循环应力加载速率SHPB应变率效应动态拉伸DIC

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    微波热力冲击下硬脆砂岩冲击倾向性演化规律试验研究

    滕腾贾文建易鹏赵毅鑫...
    209-216页
    查看更多>>摘要：冲击地压是深部资源开采的主要灾害类型,冲击倾向性是表征冲击地压风险的重要指标.为了探索微波热力冲击对岩石冲击倾向性的影响,本文对典型强冲击倾向性硬脆砂岩开展了微波热力冲击和单轴压缩试验,分析了微波热力冲击后砂岩的物理力学性质和冲击倾向性指标响应规律.研究结果表明:(1)微波作用后,砂岩表面温度随着热力冲击时间增加持续升高,直至150 s发生热破断;(2)微波热力冲击120 s后,砂岩内部结构发生微破裂,岩石冲击倾向性明显减弱,纵波波速与弹性模量分别下降了 15.12%、8%;(3)单轴压缩变形破坏过程各阶段声发射信号密度增大,砂岩最终破坏时的绝对能量最大值下降42.3%;(4)岩石动态破坏时间增长了259%,冲击能量指数减小95%,弹性能量指数下降92%,砂岩由强冲击性岩石变为弱冲击性岩石.研究结果为煤炭深部开采冲击地压防治和深地工程高效破岩具有参考价值.

    冲击地压微波热力冲击冲击倾向性试验研究

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    风积沙充填开采应用现状及材料性能研究

    王树帅岳中文康一强罗磊...
    217-232页
    查看更多>>摘要：风积沙充填开采可实现就地取材、变废为宝,实现煤矿开采与风积沙治理的协同处理.目前,风积沙充填主要应用于公路下伏采空区充填、煤矿充填开采及金属矿充填开采;在充填工艺方面,开发了采空区注浆投沙、固体充填开采、高水充填开采以及胶结充填开采等;在充填技术方面,采用了长壁式充填开采、条带式充填开采和巷式充填开采等.关于风积沙胶结材料性能研究集中于料浆流动性与充填体强度方面.通过分析不同配比与养护时间下风积沙胶结料浆的流变特性,以及采用聚丙烯纤维对风积沙充填体进行韧性改良,发现风积沙胶结料浆流变参数随养护时间而增加,纤维的加入显著改善了风积沙充填体的脆性特征.

    风积沙充填应用现状充填工艺材料性能流变特性纤维增韧

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    基于优化领先狼群算法的微震源定位研究

    李晓燕张明伟宋雷庞迎春...
    233-242页
    查看更多>>摘要：为分析不同启发式方法对求解微震源定位精度问题的影响,提出一种优化领先狼群算法.该算法在领先狼群算法的基础上,调整搜索步长和围攻步长两个参数,提高了在搜索过程中跳出局部最优解的能力.通过理论模型反演和工程数据分析,验证了优化领先狼群算法的有效性.与常用的粒子群算法和模拟退火算法两种启发式算法相比,优化领先狼群算法收敛更快,精度更高,受P波波速误差影响更小.该算法为智能启发式算法应用于微震源定位提供了新思路.

    微震源定位微震检测领先狼群算法粒子群算法模拟退火算法

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