三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿
摘要：在简要总结我国数字矿山建设成效的基础上,梳理了数字矿山内涵及其不同理解,讨论了自动采矿、遥控采矿、矿山物联网、感知矿山、智能采矿等相关概念及其与数字矿山的联系。结合采矿科技进步,采用数字化、信息化与自动化3条主线对数字矿山等概念进行了矩阵描述。指出：数字化、信息化、自动化是智能采矿的3项关键技术,数字化与信息化相辅相成,共同支撑矿山自动化;数字矿山是感知矿山与智能采矿的基础,感知矿山是智能采矿的保障。以当前煤矿安全避险六大系统建设和金属矿无人采矿系统技术发展为例,明确了数字矿山借力物联网的新任务。并面向矿山安全与智能采矿,分析提出了＂十二五＂期间数字矿山的5个主攻方向,即数字矿山集成平台、采矿模拟仿真系统、露天矿全自动化系统、井下定位与导航技术、采场环境智能感知技术。巷道围岩协同锚固系统及其作用机理研究与应用
摘要：为了研究巷道围岩锚固过程中客观存在的多尺度、多层次控制变量的竞争与合作过程,以及由其产生的系统演化规律,提出了巷道围岩协同锚固的研究思路。借鉴协同原理和方法,从协同锚固的内涵、基本特征、系统组成等方面,构建巷道围岩协同锚固系统,提出该系统研究的主要内容、研究思路及方法。在此基础上,进一步分析锚杆（索）系统内部的协同作用以及锚杆（索）系统与围岩系统之间的协同锚固机理,并提出协同锚固设计的一般流程、内容和方法。研究表明,协同锚固系统强调子系统在宏观及微观上的协作与优化,通过协同作用使系统性能在宏观整体上大于各子系统、要素之简单总和,因而是优化局部、增强整体性能的一项控制机理及技术,更加符合巷道围岩稳定性控制的本质和需求。均布荷载下抛物线形FGM冻结壁弹塑性解
摘要：通过求解弹性状态下材料性质呈抛物线变化的FGM厚壁圆筒受均布荷载的解析解,并结合摩尔-库伦强度准则对冻结壁塑性状态下的应力分布进行了分析。将所得结果与均质冻结壁进行比较,总结出该类FGM冻结壁的受力特性。最后提出对冻结壁设计施工的建议。切缝药包掏槽爆破研究与应用
摘要：切缝药包对爆炸能量具有极强的导向作用,将切缝药包引入到掏槽爆破,提出＂先切后掏＂的爆破思想。先采用切缝药包爆破将中心部分岩体与围岩分割开,克服爆炸初期自由面单一,围岩的夹制作用大等不利因素。在后续炮孔的爆炸作用下,将槽腔范围内岩体破碎,并抛掷出槽腔。进行了矩形切缝药包掏槽数值研究,结果表明：沿切缝方向能量得到了优先释放,沿切缝两炮孔中间的有效应力达到200 MPa以上,炮孔间裂纹形成贯穿。单独掏槽爆破炮孔利用率达到97.8%,全断面一次爆破平均炮眼利用率为96.9%,验证了切缝药包掏槽爆破的可行性。含软弱夹层顺层岩体爆破效应模拟试验研究
摘要：以某石灰石矿采场黏土质夹层物为软弱夹层原料嵌入预制水泥砂浆体制作含软弱夹层的顺层岩体台阶爆破模型,进行了不同爆破条件下含软弱夹层顺层岩体的爆破模型试验。试验结果表明：爆破后将软弱夹层空间展布分为4个区域：爆腔区、压密区、影响区和无扰动区,其中爆腔区、压密区和影响区构成了模型的层裂区;压密区密度随爆源距离的增加呈先增大后减小的规律,最后减小至爆破前密度。模型的层裂范围随软弱夹层含水率、最小抵抗线、爆破药量的增加而增加,随软弱夹层厚度的增加出现先增大后减小的规律。不同药包位置的试验证明,改变炮孔的装药位置可以降低或克服含软弱夹层的岩体的层裂作用。基于退化角的岩石峰后应变软化模型
摘要：为反映围压对岩石峰后脆性的影响,提出了描述岩石峰后软化行为的新参数,即退化角。对山西含碳泥岩三轴试验数据拟合表明,退化角与围压呈线性关系。推导了岩石峰后软化中等效塑性剪切应变与退化角之间的关系式,提出了基于退化角的岩石峰后应变软化模型。在FLAC环境下,利用Fish函数方法开发了相应的数值计算程序。数值算例研究了山西含碳泥岩在不同围压下的应变软化过程,模拟结果与试验数据规律基本一致,表明：退化角能较好地描述围压对岩石峰后脆性的影响;建立的峰后应变软化模型合理而可靠,为岩石峰后软化过程模拟提供了新的思路。MMF模型在采空区地表沉降预测中的应用
摘要：在分析了采空区地表沉降规律和MMF生长曲线模型特点后,针对目前采空区地表沉降预测模型的不足,提出了基于MMF模型的地表沉降时间函数模型,最后通过工程实例应用对该模型的合理性进行了验证。结果表明：该模型能够很好地反映采空区地表沉降随时间的发展规律,能够比较准确地预测地表沉降量,且在实测数据量合适的情况下,模型预测结果比实测结果略微偏大,这在工程上是偏于安全的。桦甸盆地始新统桦甸组黏土矿物和无机地球化学特征及其古环境意义
摘要：根据119个油页岩和泥岩样品的X射线衍射、扫描电镜和微量元素测试结果,查明了桦甸盆地始新世桦甸组黏土矿物组合特征和无机地球化学特征。研究区桦甸组的黏土矿物组合为蒙脱石、高岭石和伊利石,蒙脱石占据优势,偶见伊蒙混层;垂向上Mn,Sr,P,Cd,Sr/Cu,B/Ga,Sr/Ba,Ca/（Ca＋Fe）等具有相似的曲线变化趋势,Cu,Cs,Rb/Sr,V/（V＋Ni）,δCe等具有相似的曲线变化趋势。黏土矿物和无机地球化学两方面证据揭示了桦甸组下部含黄铁矿段和上部含煤段为温暖潮湿气候下的低盐度陆相沉积环境,偶有湖水咸化;中部含油页岩段为气候湿润-干旱频繁交替的淡水-咸水交替的沉积环境。研究区湖盆最大扩张阶段,气候湿润-干旱频繁交替变化、盐度分层的还原环境条件下,半深湖-深湖形成油页岩;湖盆萎缩阶段,气候温暖潮湿,扇三角洲平原泥炭沼泽化聚煤。黔西地区晚二叠世煤层变质规律及机理研究
摘要：在煤镜质组反射率测试的基础上,结合大量的煤田勘探资料分析,总结了黔西地区晚二叠世煤层变质规律,综合区域构造演化背景、野外地质、微观构造和流体包裹体测试分析对煤层变质机理进行了深入探讨。研究结果表明：黔西地区晚二叠世煤层煤种齐全,变质程度普遍偏高,整体上具有南北高中间低、东部高西部低的特点,分别以盘关向斜和水城两个低变质区域为中心向四周递增;黔西地区晚二叠世煤层深成变质作用是其主控类型,J3-K1期间叠加了区域岩浆热变质作用,燕山运动作用下形成的不同的构造形态决定了煤层的不同的埋藏深度,进而决定了煤层的变质程度,水城-紫云断裂等深大断裂只是形成于上地壳的脆性变形构造,并且处于强烈的挤压应力场中,并非岩浆侵入通道,岩浆侵入煤系促进煤层变质只存在于局部地区。煤储层应力敏感性及影响因素的试验分析
摘要：采用鄂尔多斯盆地东南缘高煤级煤储层样品,通过煤样的应力敏感性试验,分析了煤储层应力敏感性及有效围压、煤中裂隙和含水情况等对煤储层应力敏感性的影响。研究结果表明：煤储层渗透率随有效应力的增加按负指数函数规律降低,当有效应力从2.5 MPa增加到10 MPa时,煤样无因次渗透率为0.10～0.28,平均低于0.15,渗透率损害率为71.92%～90.14%,平均为84.59%。在有效应力小于5 MPa时,煤储层渗透率随有效应力增加快速下降,应力敏感性最强;有效应力在5～10 MPa时,渗透率随有效应力增加而较快下降,应力敏感性较强;而当有效应力大于10 MPa后,渗透率随有效应力的增加下降速度减缓,应力敏感性减弱。含裂隙煤样初始渗透率较高,且应力敏感性相对较小;但在升压过程中产生不可恢复的塑性变形大,导致降压后不可逆损害率相对较高。同样,含水煤样的渗透率随有效应力的增加而快速下降,含水条件下的应力敏感性也更明显。川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义
摘要：以川南龙马溪组页岩气储层为例,运用氮气吸附法对储层纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT分析,对孔结构特征表征并讨论控制纳米孔隙结构的主因和纳米孔隙对页岩气成藏的意义。结果表明：龙马溪组页岩气储层孔隙结构较复杂,主要由纳米孔组成,具有一定的无规则孔结构,孔隙多呈开放形态,以两端开口的圆筒孔及4边开放的平行板孔等开放性孔为主;垂向上由深到浅,孔隙开放程度减小;纳米主孔位于2～40 nm,占孔隙总体积的88.39%,占比表面积的98.85%;2～50 nm的中孔提供了主要的孔隙体积,小于50 nm的微孔和中孔提供了主要的孔比表面积;TOC是控制该储层中纳米孔隙体积及其比表面积的主要内在因素,也是提供页岩气主要储存空间的重要物质;纳米孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量,并使模型表征复杂化;开放状纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率,提高页岩气的产量。基于植被净初级生产力的煤矿区生态损失测度研究
摘要：以江苏徐州九里矿区为研究对象,采用基于遥感过程的CASA模型测算植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）,研究结果表明：采用植被净初级生产力对矿区生态环境进行测度是可行的;从1987年到2008年间矿区NPP从18.019减小到9.261 gC/（m2.月）,NPP平均变化量从0.293增加到3.389 gC/（m2.月）,表明随着开采活动增强,矿区生态损失量增大;生态破坏区内NPP的变化范围为2.752～4.752 gC/（m2.月）,生态影响区NPP的变化范围为0.152～0.352 gC/（m2.月）,生态破坏区内NPP的变化量大于生态影响区;NPP的降低量与煤矿生产能力成正相关。矿井投产期NPP开始降低,稳产高产期NPP降低量最大,衰退期NPP降低幅度开始减小并且NPP有增大的趋势,矿区生态环境向良好的方向发展。煤体强度对钻屑温度影响的试验研究
摘要：通过钻屑温度测试装置,得到钻孔过程中的钻屑温度,提出一种评定煤体强度大小的新方法。试验结果表明,以相同的钻进速度,对不同强度煤体打同一深度钻孔,煤体强度同钻屑温度及钻孔时钻屑温度变化率之间均呈线性关系;停钻后温度降低时钻屑温度变化率大小基本相同,与煤体强度无关。水力冲孔煤层瓦斯分区排放的形成机理研究
摘要：为了探究水力冲孔之后煤层中瓦斯的分布规律,基于潘三矿13-1煤层的赋存条件,介绍了水力冲孔后瓦斯压力考察的现场试验。并结合RFPA2D-Flow软件模拟水力冲孔后煤层裂隙发育的过程,研究了水力冲孔对煤层地应力和瓦斯压力分布的影响。结果表明：水力冲孔卸压增透就是在冲孔孔洞周围煤体重新构建不稳定平衡状态的过程;水力冲孔之后会在孔洞周围由近及远依次形成瓦斯充分排放区、瓦斯排放区、瓦斯压力过渡区和原始瓦斯压力区;在冲孔的卸压增透区域会经历应力升高、裂隙发育、应力快速释放和恢复平衡的过程。重要启事
摘要：目前,科技期刊中基金项目著录存在很多问题,出现了编造、剽窃基金项目等学术不端行为。同时,由于科技论文中可列出的基金项目数量没有相关规定,有些作者为了项目结题,基于“O”型冒落及耗氧非均匀采空区自燃分布特征
摘要：从采空区自燃温度场计算角度,研究了基于＂O＂型冒落压实及耗氧非均匀性采空区自燃分布特征。建立了采空区非线性渗流-多组分气体-温度场和非均匀耗氧的数值模型,该模型考虑了矿井通风和工作面推进的动态变化;给出一种按＂O＂型圈压实分布来描述顶板岩层冒落的模型表达式;考虑到灌浆、灌注水、喷洒阻化剂和局部风流变化等导致采空区耗氧非均匀性,构造了阻化后耗氧非均匀0-1随机变化模型;模拟结果中表明（显示）,尽管区域耗氧存在波动,阻化后的采空区整体耗氧能力在下降,表征温度有所降低,CO分布区域大大缩小,模拟结果符合现场实际情况。研究指出采空区耗氧非均匀性模型,能够解释实际采空区自燃升温的突变性和因素多变性的影响过程,成果对于工作面后方采空区遗留煤的防灭火工作起到了辅助指导作用。基于GIS的地下水化学类型空间分区方法
摘要：为了更加客观、高效地进行地下水水化学类型空间划分,基于GIS技术,分别采用Voronoi图和DTM方法进行地下水化学类型的空间划分,并以潘一矿煤系砂岩裂隙含水层为例,对两种方法进行了验证。结果表明：这两种基于GIS的地下水化学类型分区方法可行,且在实例应用中分区结果总体一致,基于DTM的方法能更好地反映数据在空间上的变化特征,且可视化效果相对更好。《煤炭学报》和《Journal of Coal Science ＆ Engineering（China）》被Elsevier公司的二次文献数据库Scopus收录
摘要：近日,从Elsevier二次文献数据部获悉,由《煤炭学报》编辑部出版的《煤炭学报》和《Journal of Coal Science＆Engineering（China）》（《煤炭科学与工程学报》）被Elsevier公司的二次文献数据库Scopus收录。
