矿业安全与环保杂志 北大期刊 统计源期刊

矿业安全与环保 2018年第06期杂志 文档列表

矿业安全与环保杂志试验研究

基于主应力表征参量的底板破坏影响模拟研究1-5

摘要：为了研究晋华宫煤矿底板破坏影响程度的问题,依照工程实际采用FLAC^3D软件模拟该矿7-4^#煤层开采过程中底板主应力分布及变形情况,应用主应力差和主应力比这2个力学表征参量,分析了一侧采空与两侧采空条件下煤柱底板主应力参量分布规律。数值模拟结果表明,煤柱附近的主应力差呈蝶形分布,采空区周围主应力比以包络圈形式分布。通过对一侧采空与两侧采空底板主应力表征参量的对比分析,发现两侧采空比一侧采空的煤柱附近具有更高的主应力差集中现象,最终得出底板破坏深度可达5m,影响深度可达43m,与现场所得数据吻合,验证了用主应力表征参量——主应力差和主应力比来分析底板破坏的合理性。

砂土对老窑水中SO4^2-吸附效果的实验研究6-9

摘要：为改善矿区水生态,保护水资源,利用砂土作为酸性老窑水的修复材料,研究不同粒径级土样对老窑水中硫酸根离子的去除效率,以及pH值、氧化—还原电位(Eh值)、电导率(EC值)的变化情况。研究结果表明,粒径小于0.075mm的土样去除硫酸根离子的效率最高,去除率最高达到62.36%,对pH调节显著,使氧化—还原电位和电导率显著下降;粒径范围为0.075-0.500、0.500-2.000、2.000-5.000mm的土样对硫酸根离子的去除率均小于10.00%,对pH值调节作用不明显,对氧化—还原电位和电导率的影响较小。

掘进巷道回头热及其影响因素分析研究10-14

摘要：在现场实验研究掘进巷道温度场的基础上,基于巷道围岩散热沿长度方向的变化情况建立数学模型进行数值模拟,得出巷道温度场及回头热分布规律。分析了掘进巷道回头热现象出现的原因及其影响因素,研究了入风温度、风量及风筒位置对回头热的影响。研究结果表明:入风温度越高,回头热温度越高、位置越靠近工作面;风量越大,回头热温度越低、位置距离工作面越远;风筒出口距离工作面越近,回头热温度越高、位置越靠近工作面。可为选择合理的掘进巷道降温方式及优化降温系统提供参考。

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟15-19

摘要：为了合理确定掘进工作面局部通风的风筒悬挂位置,进一步提高工作面局部通风除尘效率,采用Fluent数值模拟的方法,以某条掘进巷道为研究对象进行了计算分析。得出风筒距掘进工作面端头最佳距离关系式,风筒最佳悬挂位置在围岩一侧2H/3处,同时局部通风系统中采用更大直径风筒时,有利于排出掘进工作时产生的粉尘和瓦斯,减少局部循环风和涡流停滞区的发生,提高局部通风效率。

富水特厚砂砾岩下采煤覆岩破断特征及采高确定20-24

摘要：为确定干沟煤矿2601工作面受富水特厚砂砾岩影响下的安全采高,综合运用现场实测、理论分析、数值模拟及相似模拟实验的方法,对工作面导水裂隙带高度进行了研究。研究结果表明,干沟煤矿工作面覆岩裂采比实测值为7.5,以裂采比7.5计算了2601工作面在不同采高条件下覆岩的导水裂隙高度,确定了工作面安全采高上限为5.0m;在设定采高5.0m条件下,采用数值模拟及相似模拟实验进一步验证得出覆岩破坏高度分别为40.0、37.0m,与利用裂采比7.5预计的结果相近,说明2601工作面采煤高度确定为5.0m是可行的。

表面酸液改性作用下的煤体瓦斯吸附特性25-28

摘要：为研究煤体表面酸液改性对瓦斯吸附特性的影响,通过酸液浸泡方式对煤样进行改性。采用等温吸附仪对各改性煤样瓦斯吸附规律开展实验研究,并利用高压压汞仪测试各煤样的孔隙结构特征。研究结果表明:酸液改性对煤体孔隙结构有显著影响,酸化作用能够打通煤体内部孔隙,煤样经酸液浸泡后其吸附孔数量减少,中孔和大孔数量增加;随着酸液浸泡时间的增加,煤体瓦斯吸附能力曲线呈现先快后慢的非线性变化;酸液作用下,煤体瓦斯吸附能力减小,吸附速率降低。

高效水炮泥降尘技术的应用研究29-31

摘要：在对水炮泥降尘机理进行分析研究的基础上,添加表面活性剂制成高效水炮泥,并在夏甸金矿-740m水平爆破采场对高效水炮泥的布置方式及合理填塞长度进行了现场试验,对比分析采用普通水炮泥和高效水炮泥的降尘效率。试验结果表明:采用添加表面活性剂的高效水炮泥降尘时,总粉尘降尘效率达56.6%,呼吸性粉尘降尘效率达54.2%,比普通水炮泥降尘效率分别提高了36.2%、29.5%,降尘效果较好。

常村煤矿石门揭煤过程中突出煤层围岩力学响应模拟研究32-36

摘要：以常村煤矿3号煤层为研究对象,利用FLAC3D数值模拟软件对该矿3号煤层石门揭煤工作面围岩采动响应进行了数值模拟,分析了煤层顶底板位移及工作面断面垂直应力的分布情况。研究结果表明:石门工作面2-6m区域为应力峰值区,应力集中系数为1.29-1.39,且应力集中系数的大小与石门和煤层之间的距离成反比,并得出石门揭煤过程中井巷周边应力的分布规律。根据数值模拟结果,在石门揭煤工作面采用金属骨架超前支护的防突措施,取得了较好效果。

矿业安全与环保杂志应用技术

声发射预测技术在石门揭煤过程中的应用与效果分析37-42

摘要：为了提高石门揭煤突出危险性预测结果的准确性及可靠性,弥补“点”预测技术的局限,以大湾煤矿西井X10903工作面运输巷为试验地点,通过对声发射监测信号的时谱频谱图分析,以及声发射特征参数的变化规律研究,对声发射预测技术在巷道掘进期间石门揭煤过程的应用进行效果考察。结果表明:孔底安装传感器的工艺可有效隔离安装位置附近的干扰信号,基于主频分布、波形、波长等因子判别可对声发射监测信号进行有效滤噪;石门揭煤过程中基于声发射特征参数的突出危险性预测结果与工作面实际相符,且监测信号与工作面突出预测指标、放炮作业后瓦斯浓度保持着一致的变化趋势,说明声发射预测技术可应用于石门揭煤突出危险性预测,为生产矿井石门揭煤突出危险性预测提供了一种新的辅助判识方法。

基于主因子分析的改进BP神经网络瓦斯涌出量预测43-47

摘要：为提高回采工作面瓦斯涌出量预测效率和准确率,基于反向BP神经网络,采用主因子分析法对变量进行降维处理;结合遗传算法(GA)和附加动量法,采用遗传算法优化BP神经网络初始权值和阈值,建立基于主因子分析的GA—BP神经网络预测模型,并在权值反向更新过程中引入动量项。选取开滦矿业集团钱家营矿井瓦斯涌出量监测数据作为标签数据与输入数据,对不同网络模型进行了仿真与分析,结果表明:改进的GA—BP神经网络模型在603个时间步长里达到收敛,平均相对误差约为0.58%,预测精度和效率均优于其他神经网络模型,能更有效地实现瓦斯涌出量的准确预测。

千米深井软岩巷道“让控”支护数值模拟及工程应用48-52

摘要：针对千米深井软岩巷道的支护问题,运用数值模拟方法并结合现场工业实践对星村煤矿-1196m辅助进风大巷的稳定性进行研究。重点分析了不同支护方案的应力场、位移场和塑性区的演化规律,并进行了现场应用试验。结果表明:对深部高应力软岩巷道采取“让控”支护可减小巷道应力集中程度和变形量;“让控”支护措施应用效果良好,可保持围岩的长期稳定。研究结论对指导深部高应力软岩巷道支护工程具有一定的指导意义。

基于水化学特征分析判别朱集矿矿井突水水源53-56

摘要：对朱集井田不同类型含水层水样数据进行分析处理,利用Piper三线图和灰色关联度理论对突水点水样与井田内各含水层水质进行比较分析,得出突水点水源来自新生界含水层。分析结果表明,Piper三线图可较好地分析各含水层的水化学性质,灰色关联度理论可以排除相关干扰因素,能够精确识别突水水源,两者的结合可以快速准确查明矿井充水水源,从而为矿井水害的防治提供理论依据。

二氧化碳致裂技术在金佳煤矿212运输石门揭煤过程中的应用57-60

摘要：针对金佳煤矿212运输石门揭煤工程量大、成本高、瓦斯抽采时间长等问题,采用现场试验并结合理论分析的方法,优化金佳煤矿石门揭煤瓦斯抽采钻孔的布孔方式和治理工艺。研究表明:在金佳煤矿212运输石门揭煤过程中实施CO2致裂煤层技术后,煤体的弹性潜能得到有效释放,有效消除了煤与瓦斯突出的应力;致裂有效半径提高至6m,石门揭煤时间缩短至75d,实现了掘进工作面安全高效开采的目标。

矿业安全与环保杂志技术经验

综掘工作面硫化氢运移规律及其防治技术61-65

摘要：为掌握综掘工作面硫化氢的运移分布规律,基于湍流k—ε方程、动力弥散方程,构建硫化氢运移扩散的数学模型,对其运移扩散过程进行了模拟,并提出了泡沫吸收技术与水幕净化技术相结合的综合治理措施。结果表明:硫化氢自工作面涌出后受流场及重力的影响,其运移过程大致可分为重力扩散、被动扩散及均匀扩散3个阶段;在工作面类似“U”形通风系统下硫化氢最容易积聚在回风侧下隅角处。综合治理措施应用后,使掘进机割煤涌出的硫化氢体积分数由47.7×10^-6降低到6.0×10^-6,对硫化氢的有效去除率达到83.8%。

基于多网融合及联动的煤矿安全监控系统设计66-68

摘要：分析了目前煤矿安全监控系统的结构和应用中存在的主要问题,提出了监控系统全数字化传输的解决方案。在全数字化传输系统中对监控分站的功能,以及断电器、多系统融合的工作流程进行了重新定义,使多网融合和系统间的联动在煤矿安全监控系统中的实现变得简单易行,可为煤矿实现信息共享及协同处理提供新的解决思路。

缓倾斜厚煤层瓦斯渗流非线性模型及抽采钻孔优化设计69-72

摘要：为了消除缓倾斜厚煤层布置的11501综放长壁工作面回采时瓦斯急剧涌出的安全隐患,降低传统的瓦斯线性模型分析的误差。在充分考虑瓦斯吸附/解吸动态过程的影响基础上,对瓦斯渗流特性模型进行了相应的修正,依据修正模型进行了工作面开采时瓦斯运移的数值模拟,并在现场实施了高位钻孔抽采瓦斯的效果考察。结果表明:优化后的高位钻孔抽采综放工作面瓦斯量提高了50.1%,煤层瓦斯含量降低了40.6%。

高瓦斯特厚煤层高抽巷瓦斯抽采关键参数优化73-78

摘要：下沟煤矿4301综放工作面布置在高瓦斯特厚煤层中,工作面瓦斯涌出量大,利用高抽巷瓦斯抽采技术在解决这一难题时会受到诸多参数影响,其中高抽巷与回风巷间的平距、与煤层顶板的垂距是最关键的参数。为寻求关键参数的最优值,以采动覆岩破坏规律为基础,利用FLUENT数值计算方法,模拟高抽巷的平距和垂距对采空区瓦斯抽采效果的影响,综合分析模拟结果和现场实测数据后对参数进行了优化。结果表明:当平距为20m、垂距为30m时,高抽巷抽采效果最佳;4301综放工作面高抽巷按最佳参数布置后,高抽巷瓦斯抽采纯流量平均为43.93m^3/min,最高可达54.75m^3/min,占瓦斯涌出总量的75.6%,风排瓦斯量则由原来的14.03m^3/min降至3.91m^3/min,瓦斯抽采效果显著。

近距离岩巷掘进瓦斯超限原因分析及治理技术79-82

摘要：针对近距离岩巷掘进过程中瓦斯超限问题,以玉溪煤矿1302底板岩巷为研究对象,通过FLAC3D数值模拟软件模拟得到巷道围岩的应力、位移分布情况。研究表明:巷道围岩变形严重是岩巷瓦斯超限的直接原因,风量过低是岩巷瓦斯超限的间接原因。提出了通风技术、千米钻机长钻孔提前预抽技术、“钻网”抽采截流瓦斯技术等瓦斯治理技术,应用结果表明:通过采用瓦斯综合治理技术后,岩巷瓦斯浓度(甲烷体积分数)由0.73%-0.96%降低至0.10%-0.50%,未出现瓦斯超标情况;岩巷掘进进度由原来的每月100m提高到200m以上,增幅达100%。可为同类地质条件的岩巷掘进瓦斯治理提供参考。