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期刊信息/Journal information
煤矿安全
煤炭科学研究总院沈阳研究院
煤矿安全

煤炭科学研究总院沈阳研究院

罗海珠

月刊

1003-496X

mkaq@163.com

024-56616988，56616987，56616981

113122

辽宁省抚顺市经济开发区滨河路11号

煤矿安全/Journal Safety in Coal Mines北大核心CSTPCD
查看更多>>《煤矿安全》创刊于1970年，至今已有30多年的历史，它最初为不定期刊物，1973年被批准为部办全国性专业技术刊物，1974年1月改为国内公开发行，为双月刊，1980年改为月刊，是全国煤炭行业主要科技期刊之一。刊物主要内容是宣传国家有关煤矿安全的政策、法规；报道国内外煤矿安全领域的新成果，新技术以及安全装备、安全管理、安全培训等信息；剖析井下事故案例等。读者对象主要是煤炭行业的工程技术人员、各级领导干部、科研和设计人员、以及煤炭院校师生和工人、各级地方工会和劳动管理部门的有关人员。在各级领导的支持和关怀下《煤矿安全》杂志将会沿着健康稳定的轨道继续发展，更上一层楼。
正式出版
收录年代

    褐煤煤尘与矽尘的润湿性差异分子动力学研究

    杨鹏王亚南王杰贾宏福...
    86-92页
    查看更多>>摘要：利用分子动力学模拟和量子化学方法,研究了褐煤煤尘与矽尘润湿机理的差异性;构建了水-表面活性剂-褐煤煤尘/矽尘模型,通过分子动力学模拟研究平衡后 100 ps内各组分间相互作用能、径向分布函数(RDF)、均方位移(MSD)、自扩散系数(D)和相对数密度.结果表明:相对于矽尘,十六氨基三甲基溴化铵(CTAB)溶液与褐煤分子的相互作用能和自扩散系数较大、相对数密度峰值较高;基于褐煤煤尘与矽尘的静电势,SiO2 的电势差变化幅度较大,可知活性剂吸附导致煤尘表面与水分子的电势差大小是影响表面润湿性差异的因素之一,但褐煤中官能团增加了分子间的相互作用,并在润湿过程中发挥着巨大作用.

    矽尘煤尘润湿性分子动力学量子化学粉尘防治

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    通风风速对分岔巷道内火灾烟气分布的影响数值研究

    丁翠
    93-99页
    查看更多>>摘要：为探究通风风速对分岔巷道内火灾烟气流动的影响,采用CFD数值模拟方法研究了火源位于主巷分岔口上游附近时,通风风速对烟气逆流长度、主巷下游和分巷内温度及CO质量浓度纵向分布的影响规律.研究结果表明:主巷内烟气逆流长度随着通风风速的增大呈现线性降低规律;不同通风风速下,呼吸带高度处分巷内平均温度略高于主巷下游,最大温差 8℃;随着通风风速增大,主巷下游和分巷内呼吸带高度平均温度呈现出幂函数下降规律;随着通风风速的增大,呼吸带高度处主巷下游和分巷内CO质量浓度差值逐渐降低,最小质量浓度差为9.25 mg/m3,主巷下游和分巷内CO平均质量浓度均符合幂函数的下降趋势;当通风风速为1～3 m/s时,分巷道内工作人员不易受到火灾烟气有毒气体侵害,当通风风速为 1.5～3 m/s时主巷下游内工作人员不易受到火灾烟气有毒气体侵害.

    矿井火灾分岔巷道通风风速烟气分布数值模拟

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    矿井巷道动态密闭过程火灾烟气特性变化规律研究

    何铖茂王洋张庆锋
    100-106页
    查看更多>>摘要：为研究煤矿井下巷道火灾动态密闭过程中烟气特性变化规律,通过FDS软件对矿井巷道火灾进行全尺寸数值模拟;利用缩尺实验建立了巷道火灾CO体积分数衰减速率模型,研究2、3、4 MW火源功率下,巷道在 50%至 100%的密闭过程中横向、纵向温度分布及烟气蔓延规律;并建立巷道完全密闭后CO体积分数衰减模型,预测火灾熄灭时间.结果表明:密闭比例由50%至 100%的变化过程中,顶棚中心温度先急剧下降后缓慢升高;密闭后火源上方温度呈上高下低的分布状态,且距离火源越近温度衰减速率越快;顶棚温度纵向分布出现整体升高现象,最高温度点向密闭侧偏移 1～3 m;烟气在密闭侧沉积现象明显,分层现象消失;单侧完全密闭后,CO体积分数与时间呈线性关系,通过CO体积分数衰减速率模型预测 2、3、4 MW火源功率下的火源分别于 103.16、94.40、86.21 s后熄灭.

    巷道火灾动态密闭过程温度分布快速密闭烟气

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    深部圆形巷道冲击破坏特征试验研究

    彭守建杨燕许江许庆峰...
    107-116页
    查看更多>>摘要：为研究深部圆形巷道在扰动荷载条件下的冲击破坏特征,基于自主研发的冲击地压多功能物理模拟试验系统,针对大尺度类岩石材料开展圆形巷道冲击破坏试验,模拟地下 800 m巷道受到开采扰动时的冲击破坏过程,分析了深部圆形巷道发生冲击破坏的应力应变、爆坑、声发射和红外辐射响应特征.结果表明:深部圆形巷道冲击破坏过程分为平静期、颗粒弹射期、块状剥落期、全面破坏期 4 个阶段;巷道破坏后两侧均形成"V"形爆坑,右侧爆坑的面积大于左侧,破坏程度高于左侧;巷道开始产生颗粒弹射时进入初始破坏阶段,声发射计数和能量缓慢增加,红外辐射温度场均匀分布,分异程度较低;随着扰动应力的增加,声发射计数和能量逐渐增大,红外辐射温度场出现升温并形成高温集中区域,温度场分异现象明显;临近全面破坏时声发射计数和能量突增,红外辐射温度场分异程度达到最大后降低,低温区域温度场整体温度升高.

    深部巷道冲击破坏冲击倾向性声发射红外辐射

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    急倾斜特厚煤层防冲开采方法数值模拟研究

    陈泽民李振雷钟涛平宋大钊...
    117-127页
    查看更多>>摘要：以某急倾斜特厚煤层矿井南采区B1+2、B3-6 煤层开采为工程背景,结合理论分析、数值模拟手段,对比研究了急倾斜煤层水平分段开采和倾斜分段开采对冲击地压防治的作用.结果表明:同水平B3-6 煤层开采前,水平分段开采应力集中区主要位于巷道上下方围岩以及采空区下方煤体,倾斜分段开采应力集中区转移至低水平侧的采空区下方尖角区域煤体以及低水平侧巷道上下方围岩;相较于水平分段开采,倾斜分段开采高水平侧巷道上下方围岩应力峰值降低了10～20 MPa,应力集中巷道从 4 条减少为 2 条;同水平先采B3-6 煤层可弱化水平应力传递,对后采的B1+2 煤层具有卸压保护作用.此外,在倾斜分段开采条件下,倾斜采空区可进一步弱化水平应力传递,对高水平侧巷道具有卸压保护作用;基于综合对比,顺向倾斜分段开采的巷道上下方围岩应力水平更低,巷道变形程度最低,更利于冲击地压防治.

    急倾斜煤层冲击地压防冲开采方法数值模拟应力集中弱化应力传递

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    范各庄矿岩巷周边定向控制爆破技术研究

    杨晓光王恒恺赵禄祥
    128-136页
    查看更多>>摘要：为解决范各庄矿岩巷钻爆法掘进过程中超挖、周边成型效果较差的问题,通过室内试验测定了围岩的物理力学参数并标定了HJC本构模型参数,通过数值模拟对比了岩石在普通药包、切缝药包、90°、180°、270°护壁套管作用下的爆生裂纹扩展规律,通过工程试验对比了不同控制爆破技术在周边眼的应用效果.数值模拟结果表明:切缝药包在切缝方向可以较好地实现定向断裂爆破,非切缝方向的裂纹长度减小了 56.71%;护壁套管的弧度对粉碎区和径向裂纹的分布有较大影响,90°、180°护壁套管的护壁侧裂纹长度分别减小了 79.9%和 75.1%,270°护壁套管的护壁侧裂纹平均长度减小了 58.57%;爆炸荷载对临空侧的岩石产生了更多损伤.工程试验结果表明:切缝药包和护壁套管均能在一定程度上起到定向控制爆破的作用;与普通药包相比,使用切缝药包的平均超挖量减少 158.33 mm,3 种弧度护壁套管对应的平均超挖量分别减少 63.00、125.67、224.67 mm;半眼痕率随着护壁套管弧度的增大而提高,通过调整护壁套管的弧度可以改善周边眼的成型效果.

    切缝药包护壁爆破数值模拟裂纹扩展定向控制爆破

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    千米深井松软厚煤层沿空煤巷卸压控制技术

    马文伟梁文勖
    137-145页
    查看更多>>摘要：为了解决千米深井厚煤层巷道变形破坏的控制难题,以深部松散软弱厚煤层沿空煤巷为对象,基于现场调研实测获得的煤巷围岩力学强度及围岩结构分布状况,揭示了深井高应力煤巷变形破坏特征;通过构建的千米深井松软沿空煤巷围岩三维数值模型,分析了卸压孔长度、间距对煤巷围岩卸压控制的效果,获得了合理的卸压孔间距为 1.0 m,卸压孔深度 10.0 m,并提出了沿空煤巷围岩强力支护-钻孔卸压等关键控制技术参数.结果表明:通过围岩位移、锚索受力等组合矿压观测方法可以验证卸压控制技术及参数的合理性.

    千米深井沿空巷道卸压控制松软厚煤层失稳特征巷道支护

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    大倾角特厚煤层综放"分段-分层"复合开采煤柱失稳机制

    刘用杨耀王骁王文强...
    146-154页
    查看更多>>摘要：为解决砚北煤矿大倾角特厚煤层综放"分段-分层"复合开采临空侧大能量微震频发、巷道大变形问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法对区段煤柱承载应力特征、煤柱失稳机制开展研究;建立了复合开采煤柱承载力学模型,理论分析了煤柱宽度影响下承载应力分布主要以非对称马鞍形、非对称平台形及单峰形 3 种形式存在,确定了煤柱承载应力以非对称平台形呈现时更易失稳.模拟结果表明:倾斜分层开采超前支承压力影响下,区段煤柱处于高应力状态,应力变化速率最为显著,大倾角特厚煤层"分段-分层"复合开采局部应力集中是煤柱失稳的主要诱因;基于大倾角特厚煤层复合开采区段煤柱失稳机制、工作面冲击地压防控思路与重点区域,制定的以顶板深孔预裂爆破、煤体爆破组成的远近结合、分批卸压减震防冲方案,有效降低了临空侧应力、能量水平,显著减小巷道大变形,避免了大倾角特厚煤层"分段-分层"复合开采煤柱区冲击地压的发生.

    大倾角煤层冲击地压复合开采区段煤柱围岩稳定性煤柱失稳

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    西部矿区可注断层破碎带注浆加固特性试验研究

    范铭今陈军涛古海龙唐道增...
    155-163页
    查看更多>>摘要：注浆改造含水层是治理西部矿区砂岩水害最为直接且有效的手段.为了探究不同因素对西部矿区可注断层破碎带注浆加固特性的影响,设计了可注性试验、单轴抗压强度试验、渗透性试验来研究不同因素对浆液可注性和在完全可注的前提下注浆加固效果的影响规律及结果.研究结果表明:水灰比为 1.5∶1 时,注浆加固体的强度已达到现场应用的标准,并与水灰比为1∶1 时的抗渗效果几乎相同且良好;在养护龄期为 14 d时,水灰比为 1∶1、1.5∶1 这 2 种情况下的注浆加固体强度均达到现场应用的标准,并与养护龄期为 28 d时的抗渗效果几乎相同且良好.根据研究结论和现场实际,选择水灰比为 1.5∶1 的浆液应用到注浆工程中,注浆后各钻孔吸水率均不大于临界值 0.01 L/(min·m·m)且注浆量由平均 1 317.81 t下降至平均 80.2 t,注浆效果明显且良好,为矿井安全开采和西部矿区水资源生态保护提供了保障.

    含水层改造注浆加固砂岩水害水资源保护养护龄期

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    基于GMS的深部煤层开采工作面涌水量预测

    陆睿尹尚先王玉国孟浩鹏...
    164-170页
    查看更多>>摘要：深部煤层开采时充水水源主要源于承压含水层,由此造成的矿井水害严重影响煤矿安全.以范各庄煤矿北翼为例,针对 5 煤采空区和水文地质条件,划定地质"天窗",利用GMS(Groundwater Modeling System)数值模拟软件建立研究区域地下水流场模型;基于第 1 阶段放水实验数据对模型进行识别,采用第 2 阶段放水实验数据进行模型验证,对研究区内的地质"天窗"使用参数分区进行处理;对 12 煤 2022 工作面回采过程中的涌水量以及 5 煤～12 煤层间砂岩裂隙承压含水层的地下水流场进行了模型预测.结果表明:随着工作面的回采,工作面涌水量逐渐增大,以采空区为中心的降落漏斗逐渐扩大,最后影响至 5 煤层顶底板隔水层地质"天窗".

    矿井水害防治水水文地质数值模型涌水量预测深部煤层开采地质"天窗"

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