矿业安全与环保杂志

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矿业安全与环保杂志 北大期刊 统计源期刊

Mining Safety & Environmental Protection

  • 50-1062/TD 国内刊号
  • 1008-4495 国际刊号
  • 1.26 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
矿业安全与环保是中煤科工集团重庆研究院有限公司;国家煤矿安全技术工程研究中心主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1972年创刊,目前已被国家图书馆馆藏、上海图书馆馆藏等知名数据库收录,是中国煤炭科工集团有限公司主管的国家重点学术期刊之一。矿业安全与环保在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:试验研究、技术经验、应用技术、安全管理、问题探讨与综述、问题探讨、其他、特约专栏

矿业安全与环保 2018年第04期杂志 文档列表

矿业安全与环保杂志试验研究
高压水射流破碎煤体过程及应力变化规律的数值分析1-5

摘要:针对高压水射流冲击破碎煤体这一复杂非线性冲击动力学问题,采用SPH和FEM耦合算法,数值模拟了煤体在高压水射流冲击下的破碎过程,分析了应力作用规律和煤体破碎规律。研究结果表明,煤体主要受拉伸和剪切作用而被破坏,拉应力的作用区域随着煤体破碎向外延伸,剪切应力的作用区域主要在冲击轴心;水射流冲击载荷破煤过程可分为破碎积累、快速破碎2个阶段,煤体破碎速度表现为快慢交替。

煤体力学性质对其破坏过程声发射特征的影响研究6-11

摘要:采用试验研究的方法,对具有不同力学性质的突出软煤、强冲击性煤和弱冲击性煤在受载破坏过程中的声发射事件频度、能量等时序特征参数及分形特征进行研究,探索煤体力学性质对其声发射特征的影响。研究结果表明,煤体的声发射特征参数变化与其破坏阶段相对应,煤体的力学性质对受载煤体的声发射时序特征具有重要影响。在峰后变形阶段,突出软煤的声发射呈现渐进下降的趋势,强冲击性煤的声发射呈现短暂的脉冲式增大,弱冲击性煤的声发射呈现"脉冲—降低"交替下降模式。不同力学性质的煤体破裂过程的声发射分形维的演化过程具有一致性,分形维演化都表现为"先上升、后下降"的过程,反映了煤体受载破坏是一个从弥散、无序的损伤破裂逐步向局部、有序的裂纹扩展过程。利用声发射时序特征与分形维变化相结合的综合前兆信息,可提高煤体失稳灾害判识模型的有效性和准确性。

水力压裂对煤层应力影响的实验研究12-16

摘要:为了研究水力压裂过程中注水压力和周围煤层应力的变化规律,在实验室开展了相似材料模拟实验,结果表明:注水压力的增加、煤体破裂的速度均受地应力影响,地应力越大,注水压力越大、煤体破裂的速度越慢;距注水孔半径75 mm圆形区域内为钻孔水力压裂实验的卸压范围,注水后煤体应力往深部方向转移;裂隙以水力压裂孔为中心,沿半径方向延伸分为3个等级,即半径40 mm圆形区域内裂隙范围最大,40~65 mm圆环区域裂隙范围次之,65~80 mm圆环区域裂隙范围最小。根据实验结果,在小庄煤矿40201工作面开切眼以内200 m区域进行现场应用,抽采瓦斯浓度相比常规抽采提高了20%,钻孔抽采瓦斯流量相比常规抽采提高了40%。

煤柱对上保护层开采卸压消突效果的影响研究17-21

摘要:针对上保护层开采过程中留设特殊煤柱会对开采效果产生不利影响的情况,以淮北青东煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法,就煤柱对上保护层开采效果的影响进行了研究。理论分析得出,在煤柱下方区域会存在卸压盲区;数值模拟分析了留设不同宽度煤柱情况下上保护层开采过程中煤体应力、位移等时空变化规律,得出在留设煤柱情况下上保护层开采时会造成保护区域不连续,且煤柱越宽,对上保护层开采效果影响越明显;对青东煤矿8210工作面煤柱影响区域煤层透气性系数和钻屑量2种指标进行实测,得出在上覆7煤层留设不同宽度护巷煤柱时,在煤柱下方区域的8煤层会存在潜在突出危险区;现场实测结果与数值模拟分析结果基本吻合。

晋城矿区地面压裂与井下抽采时空衔接关系研究22-26

摘要:晋城矿区煤层瓦斯含量高、渗透率低,单一的地面或井下抽采已难以满足矿井安全高效生产的需要,为此开展了"地面压裂+井下抽采"立体抽采模式的探索。为掌握地面与井下瓦斯抽采工程在时空上的合理衔接关系,首先利用离散元软件进行了地面水力压裂数值模拟分析,得到压裂裂缝扩展规律及计算公式,并在赵庄煤矿试验验证了其适用性,为预测压裂影响范围提供了量化方法;通过在赵庄、成庄煤矿的现场试验考察,提出了晋城矿区低透气性煤层地面压裂与井下抽采的合理时空衔接参数。提出合理时空衔接关系量化确定方法,可充分发挥"地面压裂+井下抽采"模式的联合抽采优势,为其在全国同类条件矿区的推广应用提供技术支撑。

深部煤层超临界甲烷吸附量预测研究27-31

摘要:为了预测深部煤层超临界甲烷吸附量,构建了吸附势模型与等量吸附热模型,探究了这2种模型在预测超临界甲烷吸附量时的误差。根据温度300.5 K和323.0 K条件下的等温吸附数据,分别应用2种模型预测了温度313.0 K条件下的超临界甲烷吸附量,并与实测值进行对比,结果表明:研究超临界吸附时要修正压力;等量吸附热模型可应用在超临界吸附领域,当压力为6.0~7.5 MPa时,吸附量预测值平均相对误差为3.17%,吸附势模型预测值平均相对误差为3.60%;随着压力的增加,吸附势模型预测误差逐渐减小,而等量吸附热模型预测误差呈增大趋势;当压力小于6.99 MPa时,等量吸附热模型预测误差较小;当压力超过6.99 MPa时,吸附势模型预测效果较好。综合分析预测结果,2种模型的预测误差均在工程允许误差范围以内,而吸附势模型计算过程简单、需要的数据较少,在工程应用领域适用性更好。

刘庄矿综采工作面动态注氮参数的优化32-36

摘要:为了研究注氮对采空区遗煤自燃"三带"分布的影响,基于"O"型冒落压实和Bachmat非线性渗流模型,运用Fluent软件对刘庄矿171101工作面采场的漏风分布情况进行了数值模拟,模拟得到的工作面风量分布与现场实测结果基本吻合。在此基础上,利用组分输运模型,对不同注氮位置下的采空区内多组分气体浓度场进行模拟分析,结果表明:注氮前、后的采空区内氧气浓度分布发生了明显的变化,特别是在注氮口附近,氧气浓度降低较为明显;甲烷浓度无明显变化。通过多方案比较,优化得到注氮口设置在距离工作面在10~30 m,注氮效果较佳。

间接法测定煤层瓦斯含量计算公式校正的实验研究37-40

摘要:采用HCA高压容量法瓦斯吸附装置,对7组不同变质程度的煤样,分别在20、30、40、50、60℃等5个温度条件下进行常压吸附瓦斯量和瓦斯吸附常数的测试,通过对测试数据进行分析研究,得出每升高单位温度下吸附瓦斯减小量与煤的变质程度的关系模型,进而对间接法测定煤层瓦斯含量计算公式进行校正,校正结果更符合煤样在高压状态下即将达到吸附饱和状态的相关理论。

炮掘工作面粉尘防治技术研究41-43

摘要:针对炮掘工作面粉尘污染严重的问题,分析研究了炮掘工作面产尘规律及含尘气流时空演化规律,得出炮掘作业最优排尘风速为0.30~0.40 m/s,并结合彝良许家院煤矿4301炮掘工作面的产尘特点和风速条件,提出采用高效水炮泥、高压喷雾降尘及粉尘质量浓度超限喷雾降尘等综合防尘措施,从源头对粉尘进行控制和治理,同时切断粉尘扩散途径,综合降尘效率达到85%以上,取得了较好的降尘效果。

隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的管道实验研究44-48

摘要:为了有效地减少瓦斯爆炸事故的发生,降低其破坏能力,研发了一种隔爆水幕抑制瓦斯爆炸的管道实验系统,并通过该实验系统分别进行了有无水幕、不同瓦斯浓度、不同流量条件下隔爆水幕作用效果的对比实验,研究了隔爆水幕对瓦斯爆炸的阻隔效果。研究结果表明,隔爆水幕有良好的阻隔效果,在瓦斯浓度为9.5%、喷头喷水流量为16.4 L/min时隔爆效果最佳。

基于Comsol的煤层注水压力对湿润半径的影响研究49-53

摘要:为研究煤层注水压力对煤层湿润半径的影响,为煤层注水技术中注水参数的选择提供参考,运用Comsol模拟软件对不同注水压力条件下煤层的孔隙水压和孔隙水渗流速度的分布进行了数值模拟,结果显示:注水过程中注水钻孔周围孔隙水压的总体分布规律是以钻孔为轴心呈椭圆形状向周围不断递减;孔隙水渗流速度在注水口附近最大,孔壁周围较小,并由注水孔向四周扩散减小。利用模拟数据拟合出煤层不同注水压力与湿润半径的指数型函数关系。

矿业安全与环保杂志开发设计
小体积随钻存储测斜仪的设计及校准方法54-58

摘要:针对煤矿现有随钻测斜仪体积大、不适合直径50 mm钻杆随钻测量,以及校准时间长的问题,首先采用MEMS传感器设计了直径25 mm随钻存储小体积测斜仪;其次采用椭球拟合方法对MEMS传感器误差进行补偿,并通过空间坐标变换,采用20基准点对测斜仪进行校准;最后对测斜仪校准前后数据进行了对比测试。结果表明,所设计的随钻测斜仪实现过水面积471 mm^2,校准时间由4~5 h缩短至15 min,倾角均方根误差由0.57°降到0.08°,方位角均方根误差由3.90°降到0.85°,适合直径50 mm钻杆的随钻存储测量。

水下呼吸器使用性能检测系统的设计与实现59-62

摘要:针对水下呼吸器传统检测方法效率低、不安全的问题,设计出一种水下呼吸器使用性能检测系统。该检测系统采用加压舱模拟深海环境,用呼吸机模拟人肺呼吸的功能,通过调节加压舱的压力,来模拟人员佩戴呼吸器的使用状态。利用分析仪分析气体含量,压力传感器测定减压阀出口压力和呼吸阻力等,可以全方位检测呼吸器使用性能的各种数据。测试表明:该检测系统满足设计要求,能够有效检测水下呼吸器的各项使用性能。

工频变压器冲击电流抑制电路的设计63-65

摘要:针对矿用防爆电源箱内R型变压器采用磁路封闭,在上电瞬间励磁电流极大,容易烧毁保险丝,造成电源箱故障的问题,设计了一种工频变压器冲击电流抑制电路,通过改变变压器在上电瞬间的电流通路,降低冲击电流,以避免冲击电流过大烧毁保险丝。实验结果表明,该电路可以有效降低R型变压器在上电瞬间的冲击励磁电流,能够有效避免瞬间励磁电流损坏保险丝,提高了电源箱工作的可靠性。

矿业安全与环保杂志应用技术
端氏煤矿瓦斯抽采钻孔封孔质量检验方法应用研究66-69

摘要:根据管流流体力学理论和漏气检测原理,提出了瓦斯抽采钻孔封孔质量检验判断方法,即通过在正常抽采状态下检测抽采钻孔内不同深度位置的抽采负压和瓦斯浓度,分析瓦斯抽采浓度沿孔深分布的变化规律,实现快速准确判断抽采钻孔密封质量和漏气位置。以端氏煤矿为例,采用钻孔封孔质量检验判断方法,开展了抽采钻孔的密封质量和合理封孔深度的现场试验,结果表明在钻孔深度9~15 m内瓦斯浓度变化幅度较大,存在漏气情况,抽采钻孔的密封质量较差、封孔深度不足。该方法实现了对瓦斯抽采钻孔封孔质量的有效检测,为端氏煤矿调整封孔工艺参数和改进封孔方式提供了科学依据。

煤系砂岩含水层富水性模糊综合预测与评价——以卧龙湖煤矿七含为例70-74

摘要:针对卧龙湖煤矿砂岩裂隙含水层水文地质条件复杂的问题,以6~8煤顶底板砂岩含水层(七含)为研究对象,基于岩性结构指数、断裂构造分维值和褶皱变形系数3个定量指标,采用模糊聚类综合评判方法对该含水层富水性进行了综合评判。研究结果表明,卧龙湖煤矿七含以中等富水性为主,弱富水性区域主要分布于矿区北部和中西部,强与极强富水性区域集中分布在矿井南部;基于冲洗液最大消耗量和岩芯采取率等水文地质信息,验证了模糊聚类综合评判结果的可靠性。

基于小波分析与GM(1,1)-ARMA(p,q)组合的矿井防尘用水量预测75-79

摘要:为了提高矿井防尘用水量预测的精确度,提出了基于小波分析理论与灰色预测模型(GM(1,1))、自回归滑动平均模型(ARMA(p,q))组合的预测模型。运用小波分析将用水量时间序列做不同尺度分解,并将低频信号和高频信号采用GM(1,1)和ARMA(p,q)进行预测,最终经小波重构得到预测结果。以林南仓矿为研究背景,使用该组合模型预测2014年各月份的用水量,通过与实际数据对比,残差检验相对误差不超过2.5%。结果表明:矿井防尘用水量在总体上逐年缓慢增加,每年内呈周期性的变化;基于小波分析与GM(1,1)-ARMA(p,q)组合的预测模型具有较高的预测精度。

特厚煤层综放工作面注水技术研究及应用80-83

摘要:为解决乌鲁木齐矿区综放工作面特厚煤层注水湿润难、工作面粉尘及硫化氢治理效果差等技术难题,运用理论分析及试验测试研究等手段,对特厚煤层注水扇形布孔方式、上行注水孔封孔工艺技术、工作面超前支承压力影响区注水技术进行了研究,探索出特厚煤层综放工作面超前支承压力影响区扇形布孔注水新技术。现场应用结果表明:采用该注水防尘新技术后,煤体全水分由原始的2.7%增至注水后的5.8%,增大了3.1%;采煤机割煤及支架放煤时呼吸性粉尘质量浓度分别降至7.3、10.7 mg/m^3,降尘效率分别达到73.9%、77.6%;硫化氢体积分数分别降低62.3%、69.7%,取得了较好的治理效果。