主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
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礦業安全與環保

期刊英文名:Mining Safety and Environmental Protection

  《礦業安全與環保》,雙月刊,創刊于1972年,是由中國煤炭科工集團有限公司主管,中煤科工集團重慶研究院有限公司、國家煤礦安全技術工程研究中心共同主辦,面向國內外公開發行的科技期刊,是中文核心期刊、中國科技核心期刊、全國煤炭優秀科技期刊,被中國期刊數據庫(CNKI)、中國學術期刊(光盤版)、中國學術期刊綜合評價數據庫(CAJCED)等數據庫收錄。
  • 礦業安全與環保
    礦業安全與環保
  • 作者(Author):馬恒韓寶華
    關鍵詞(KeyWords):礦井應急預案評估屬性區間識別層次分析法屬性識別

    摘要:結合煤礦實際情況和煤礦應急預案評估要求,建立煤礦應急預案評估體系。基于屬性數學區間識別理論建立評估體系模型與分級的屬性識別模型,對應急預案中二級指標應急組織機構及職責中的3個次級指標進行評估分析。通過確定礦井應急預案評估指標與分級標準,給出礦井應急預案評估的屬性空間矩陣;采用層次分析法(AHP)計算各判別指標的權重,通過構造屬性測度函數來計算單指標屬性測度,將單指標屬性測度轉化成綜合屬性測度;利用置信度識別準則對應急預案評估體系進行屬性識別。實例分析結果表明,屬性數學理論應用于煤礦應急預案評估是可行有效的。
  • 作者(Author):趙志國
    關鍵詞(KeyWords):煤礦安全事故安全狀態突變理論安全評價評價指標體系

    摘要:為準確評價煤礦安全狀態、提高煤礦安全水平,提出了基于突變理論的煤礦安全狀態評價方法。通過分析煤礦安全狀態的影響因素,從人員因素、物的因素、環境因素和管理因素4個方面構建了煤礦安全狀態評價指標體系;結合該評價指標體系,在突變理論的基礎上,確定了煤礦安全狀態評價的突變模型及評價過程;通過對評價方法進行優化,提高了評價結果的準確性。基于此評價模型及過程,針對實例煤礦進行安全狀態評價分析,評價結果與該煤礦實際安全狀態相符,證實了該評價方法的合理可行性。該方法可用于煤礦安全狀態評價,為制訂安全對策措施提供依據。
  • 作者(Author):王子昕宋穎霞郭呈宇
    關鍵詞(KeyWords):GMS煤炭開采地表徑流地表水地下水衰減率

    摘要:為了探明巴拉素煤礦煤炭開采與地表徑流量減少之間的關系,在對項目調查評價區水文地質條件分析的基礎上,利用GMS地下水數值模擬軟件建立評價區地下水數值模型,定量分析評價區內主要地表徑流量隨煤炭開采地下徑流補給衰減變化曲線,結果表明:各河谷地下水總溢出量衰減率均小于12.00%,且在煤炭開采第49年后,地表徑流量衰減明顯上升,其主導因素為評價區內煤炭開采引起地表沉陷明顯下降,第四系潛水水位抬升,造成無效蒸發量增大,從而造成補給地表水體水量減少。
  • 作者(Author):趙兵朝賀圣林路曉曉
    關鍵詞(KeyWords):淺埋煤層地表下沉基巖厚度松散層厚度開采厚度正交實驗數值模擬

    摘要:為了研究淺埋煤層開采條件下基巖厚度、松散層厚度及開采厚度3個因素對地表最大下沉值的影響,借助FLAC3D軟件進行數值模擬并運用正交實驗法對3個因素進行影響程度排序,得到各因素對地表最大下沉值影響程度排序為:基巖厚度H>松散層厚度h>開采厚度m。通過改變3個因素變量取值,分析三者對地表最大下沉值的影響變化情況。基于數值模擬結果,回歸分析擬合得到地表最大下沉值與3個因素的綜合函數表達式,通過工程實例對該表達式予以驗證,結果表明綜合函數表達式具有較高的可信度,可為類似條件下煤層開采地表移動變形預計提供參考。
  • 作者(Author):程波喬偉顏文學向衍斌
    關鍵詞(KeyWords):瓦斯含量測定方法發展方向吸附機理原位測量

    摘要:如何精準測定煤礦井下煤層瓦斯含量,進一步厘清煤層瓦斯成藏特征是礦井實施瓦斯災害治理或煤礦區煤層氣資源開發利用的關鍵。基于前期研究及文獻調研,回顧了煤礦井下煤層瓦斯含量測定方法的發展歷程,綜述了當前國內外井下煤層瓦斯含量測定技術的研究進展。分析了煤層瓦斯含量測定理論與工程應用中存在的問題,指出瓦斯在煤屑內的擴散機理與多物理場耦合作用下煤吸附瓦斯機理尚未研究透徹、井下“保真”取樣技術存在局限性等因素制約了煤層瓦斯含量的精準測定。對總體發展趨勢進行了展望,認為煤礦井下煤層瓦斯含量測定技術正朝著智能化、多元化的方向發展,加強理論研究,盡快完善裝備,發展高精度的原位測量技術是未來的主要研究方向。
  • 作者(Author):孟小紅
    關鍵詞(KeyWords):低透氣性煤層瓦斯抽采煤與瓦斯突出水力壓裂優化布置

    摘要:為了解決成莊煤礦高瓦斯含量、低透氣性煤層在開采過程中遇到的瓦斯難以抽采的問題,在該煤礦進行了水力壓裂現場試驗并優化鉆孔布置,定量分析水力壓裂的影響范圍及效果。結果表明:采用水力壓裂技術后的煤層透氣性系數提高了26.3倍、煤層內瓦斯壓力降低了53.5%,消除了煤與瓦斯突出的潛在危險,同時瓦斯抽采純流量及其抽采濃度也有了大幅度的提高。通過優化鉆孔布置,有效降低了成莊煤礦的瓦斯治理成本。
  • 作者(Author):高松牟景珊楊慧明
    關鍵詞(KeyWords):低透氣性煤層煤層增透順層鉆孔水力壓裂含水率抽采效果

    摘要:為了解決采煤工作面順層鉆孔消突效果不均勻、效率較低等問題,以淮南地區謝橋煤礦低透氣性煤層為試驗對象,采用順層鉆孔水力壓裂技術對煤層進行增透,以提高瓦斯治理效率。介紹了順層鉆孔區域防突措施設計方案,對水力壓裂半徑進行了考察;開展了水力壓裂鉆孔及瓦斯抽采鉆孔設計,以及注水壓力、注水量和保壓時間等水力壓裂工藝參數試驗。水力壓裂和未壓裂順層鉆孔瓦斯抽采效果對比表明,水力壓裂后鉆孔抽采平均瓦斯濃度提高54%,平均單孔抽采瓦斯純流量提高280%,抽采達標時間縮短了1個月;防突效果檢驗指標均達標,工作面回采期間未出現瓦斯濃度超限現象。
  • 作者(Author):彭明輝
    關鍵詞(KeyWords):煤礦安全沖擊礦壓微震能量信號類別時空分布

    摘要:為了能夠給煤礦沖擊地壓危險性的預測預報提供理論依據,采用SOS微震監測系統對李雅莊煤礦2-610工作面附近煤巖體進行為期2個月的微震信號監測,綜合微震信號能量、震中位置及震源垂直標高等信息分析了工作面微震信號類別,并深入研究了微震事件的時空分布規律。結果表明:2-610工作面斷層活化的微震信號能量級別為105J,主頻為30~55 Hz;采空區基本頂斷裂及開切眼處頂板破裂的微震信號能量級別均為104J,主頻前者為25~35 Hz,后者為45~70 Hz;采空區直接頂垮落的微震信號能量級別為103J,主頻為25~45 Hz。在確定的生產空間中微震事件主要集中在位置變化不大的3個區域;微震頻次主要受生產時間的影響,其隨交接班后正常生產時間的增加有一個逐漸增加的過程,且存在一定的滯后。
  • 作者(Author):田衛東
    關鍵詞(KeyWords):突出隧道煤與瓦斯突出揭煤突出危險性預測防突措施效果檢驗

    摘要:為保障天坪隧道順利穿越DK127+710~DK127+850段龍潭組煤系地層,對該段地層地質條件進行了分析,制訂了煤與瓦斯突出隧道揭煤的作業流程和防突措施作業流程;根據煤層特征對揭煤的超前地質鉆探、區域綜合防突措施和局部綜合措施方案進行了具體設計,并采用鉆屑指標法對防突方案的實施效果進行了驗證分析。實踐表明:防突方案實施后,工作面的突出危險性預測指標K1值下降到0. 31 m L/(g·min1/2),保障了隧道施工順利通過煤層區域。
  • 作者(Author):劉勇
    關鍵詞(KeyWords):采煤工作面高產塵強度采煤機逆風割煤高效噴霧抑塵噴霧控塵降塵效率

    摘要:針對高產塵強度采煤工作面采煤機逆風割煤時的粉塵危害特點,以王家嶺煤礦20106綜采工作面為試驗對象,遵循“先抑、后控、再降”的粉塵治理思路,采用采煤機高效噴霧抑塵、采煤機噴霧控降塵,以及采煤機下風側浮游粉塵治理技術對粉塵進行綜合治理,在快速濕潤采煤機滾筒及垮落區域破碎煤體的同時,將含塵氣流引至人行道一側進行高效沉降,最終使逆風割煤時采煤機司機位置及采煤機下風側10 m處的總粉塵降塵效率分別達到98. 3%、97. 6%,取得顯著的降塵效果。
  • 作者(Author):李虎民楊俊磊
    關鍵詞(KeyWords):粉塵治理降柱移架產塵負壓誘導架間引射裝置液氣比引射風量正交試驗

    摘要:針對降柱移架產塵特點,基于負壓誘導技術,研制了一種新型架間噴霧引射降塵裝置,并通過正交試驗,綜合液氣比與引射風量2個指標,對架間噴霧引射降塵裝置的性能進行了測定。結果表明:試驗條件下,噴嘴孔徑、噴管直徑是液氣比的主要影響因素,噴霧壓力對其影響不明顯;噴嘴孔徑1.2 mm、噴管直徑150 mm、噴霧壓力8 MPa為該降塵裝置的最優參數。現場應用表明,架間噴霧引射降塵裝置對總粉塵和呼吸性粉塵的降塵效率分別達到了72.5%和84.9%,噴霧引射降塵效果明顯。
  • 作者(Author):姬亞東
    關鍵詞(KeyWords):聚類分析模糊綜合評判法頂板涌水涌水分區等級劃分危險性評價

    摘要:針對塔然高勒煤礦西一盤區3-1煤層頂板含水層涌水危險性問題,利用聚類分析對含水層厚度、巖芯采取率、脆塑性巖厚度比、滲透系數、單位涌水量等關鍵因素進行涌水分區,并結合模糊綜合評判法對各涌水分區進行等級劃分,將其劃分為“安全”“較安全”“較危險”“危險”4個等級。結果表明,西一盤區可分為6個分區,除F分區為危險區外,其余分區均為安全區,與西一盤區實際水文地質條件相一致。基于聚類分析的模糊綜合評判法可作為煤層頂板涌水危險性評價方法。
  • 作者(Author):張群
    關鍵詞(KeyWords):低濃度瓦斯蓄熱氧化安全性混配系統緊急處理系統

    摘要:為了保障乏風瓦斯蓄熱氧化利用工程安全運行,分析了低濃度瓦斯輸送系統、乏風瓦斯混配系統、乏風瓦斯蓄熱氧化爐等工藝環節存在的安全風險。針對這些風險設計了同時基于水封阻火泄爆、自動抑爆、自動阻爆3種不同原理的瓦斯輸送安全保障系統,以及混配瓦斯濃度超限緊急處理系統,防超溫、防超壓和自動泄爆的蓄熱氧化爐運行綜合安全保障系統。對山西陽煤五礦乏風瓦斯蓄熱氧化井筒加熱工程開展了安全系統設計,通過實際運行驗證了設計的合理性、可靠性、穩定性。
  • 作者(Author):許慧娟
    關鍵詞(KeyWords):低濃度瓦斯發電效率進氣品質余熱降溫脫水提效

    摘要:為了有效提高低濃度瓦斯發電機組的發電效率及發電量,對低濃度瓦斯發電機組的運行實況進行現場測量、記錄,通過對檢測數據進行通徑分析,得到氣源溫度、環境溫度及廠房溫度與發電效率的相關性,通過理論分析計算了氣源液態含水量及氣源溫度對發電效率的具體影響規律。結果表明:瓦斯氣源品質對發電效率影響的最主要因素為瓦斯氣源含水量,其次為瓦斯氣源溫度。針對關鍵影響因素提出一種余熱降溫及機械聯合脫水系統,通過提升低濃度瓦斯進氣品質的方式,提高低濃度瓦斯發電機組的發電效率。
  • 作者(Author):王明鄧權龍田冬梅張文眾
    關鍵詞(KeyWords):煤礦井下職業危害未確知測度評價模型程序化

    摘要:煤炭行業是職業病的高發行業且涉及的職業危害因素眾多,為綜合評價煤礦井下的危害狀況,依據未確知測度理論,選取煤礦井下粉塵質量濃度、有害氣體指數、瓦斯濃度(甲烷體積分數)、噪聲、振動、溫度、濕度、風速、有效風量率、作業空間、勞動強度共11個職業危害判別指標,建立職業危害評價指標體系,運用信息熵確定各指標權重,根據置信度識別準則進行等級判定,最終得出評價結果。基于煤礦井下職業危害未確知測度評價模型,應用Visual Basic編程技術實現該評價模型程序化,將該評價模型應用于同忻煤礦井下6個工種的職業危害綜合評價,評價結果與實際情況相互吻合,表明該評價模型及其應用程序能夠客觀、準確地評價煤礦井下職業危害情況。
  • 作者(Author):劉百祥
    關鍵詞(KeyWords):煤礦瓦斯富集區正演模擬衰減變化特征多頻同步CT異常探測

    摘要:為了快速有效探測回采工作面瓦斯富集區,基于無線電波透視和聯合迭代層析成像原理,建立瓦斯富集區正演模型,采用0. 3、0. 5、1. 5 MHz 3種頻率同時進行電磁波CT探測,通過綜合曲線和相對衰減系數等值線圖來分析其接收場強值、吸收系數及相對衰減系數的變化特征,并在馬蘭煤礦28118工作面開展了多頻同步CT探測試驗。研究結果表明:瓦斯富集區相對于正常煤層,從低頻到高頻,其接收場強值越來越小,吸收系數和相對衰減系數越來越大;綜合曲線中實測場強值和相對衰減系數值有明顯的交點,相對衰減系數成果圖有明顯的強衰減區,高頻對異常的分辨能力較高。電磁波多頻同步CT探測技術能夠識別回采工作面中的瓦斯富集異常區。
  • 作者(Author):謝小平黃宇琪胡才夢
    關鍵詞(KeyWords):斷層“三軟”煤層采動影響礦壓規律相似模擬實驗

    摘要:針對貴州礦區“三軟”煤層開采過程中遇斷層附近特殊地質條件下礦壓顯現異常的問題,采用相似模擬實驗方法,根據米籮煤礦一采區3條下山東翼110302工作面的現場實際情況,設計并制作了二維相似材料模擬模型。相似模擬研究結果表明:當工作面開采接近斷層時,工作面頂板周期來壓步距變小;當工作面推進至斷層水平距離為30 cm時,斷層上盤相對于下盤巖層先出現滑移失穩現象;當工作面通過斷層后,斷層下盤相對于上盤再一次出現滑移失穩現象,斷層面滑移失穩伴隨著工作面礦壓顯現的異常。
  • 作者(Author):許紅英苗夢露陳鵬
    關鍵詞(KeyWords):煤自燃復合阻化劑指標氣體紅外光譜阻化機制

    摘要:為研究聚丙烯酸鈉—花青素復合阻化劑對煤自燃的阻化效果,選用褐煤和氣煤制備阻化煤樣進行對比實驗。通過傅里葉紅外光譜系統對比褐煤和氣煤的原煤煤樣與阻化后煤樣的活性基團變化規律,開展指標氣體測試,驗證復合阻化劑對煤自燃的阻化效果。結果表明:聚丙烯酸鈉—花青素復合阻化劑對褐煤及氣煤自燃過程均起到持續抑制作用,在煤自燃的鏈式循環反應中,阻化劑阻斷了煤氧化學吸附過程中過氧化自由基向碳氧雙鍵中間產物的轉化反應,使不穩定的過氧化自由基轉化為氫過氧化物并進一步分解生成醇和水,使循環反應終止。聚丙烯酸鈉—花青素復合阻化劑有效降低了煤的自熱氧化能力,在煤自燃氧化的過渡階段有顯著抑制效果。
  • 作者(Author):江萬剛
    關鍵詞(KeyWords):煤層氣地應力儲層壓力地面井瓦斯抽采數值模擬

    摘要:為分析煤層氣地面預抽效果影響規律,采用Comsol數值模擬軟件,對在不同工況的地應力和儲層壓力條件下煤層氣地面預抽進行數值模擬研究,結果表明:隨著煤層中地應力增大,煤層基質孔隙率下降、裂隙趨于閉合,致使煤層滲透率降低,減小了氣體在孔隙和裂隙中的滲流速率,最終導致瓦斯產出速率和產氣量的下降;儲層壓力與煤層氣產出速率呈正相關關系,儲層壓力越大,瓦斯產出率越高同時累計產氣量也越高;隨著瓦斯抽采時間增加,煤層滲透率逐漸增大,且儲層壓力越大煤層滲透率變化越明顯。
  • 作者(Author):李建偉閆永樂趙亞杰劉長友趙杰
    關鍵詞(KeyWords):淺埋深厚煤層地表漏風導氣裂縫分布規律

    摘要:為了確定淺埋厚煤層開采地表漏風范圍,基于串草圪旦煤礦6104工作面生產技術條件,采用現場實測、數值計算和理論分析相結合的方法,對淺埋厚煤層開采覆巖采動裂縫及導氣裂縫的分布規律進行了研究。研究結果表明:淺埋厚煤層開采覆巖采動裂縫可分為開切眼側永久裂縫區,以及隨工作面推進動態分布的裂縫產生區、裂縫貫通發展區和裂縫閉合區; 6104工作面裂縫貫通發展區范圍為滯后工作面0~100 m。實測6104工作面導氣裂縫分布區滯后工作面0~80 m,且導氣能力隨裂縫滯后工作面距離的增大而降低。
  • 作者(Author):苗夢露胡成洲蔣曙光
    關鍵詞(KeyWords):真空腔抑爆弱面材料厚度瓦斯爆炸爆炸火焰爆炸超壓

    摘要:為了研究真空腔弱面材料厚度對瓦斯抑爆性能的影響,設計了瓦斯爆炸實驗Ⅰ型管道,開展了無真空腔瓦斯抑爆實驗和弱面材料厚度為0. 1、0. 2、0. 3 mm條件下的真空腔瓦斯抑爆實驗。實驗結果表明,真空腔能夠有效抑爆,當弱面材料厚度為0. 1 mm時,真空腔抑爆效果最好,最大火焰信號強度僅為0. 14 V,并在F6測點及以后趨于熄滅狀態,所有測點的最大超壓值均在0.08 MPa以下,達到了抑爆目的。
  • 作者(Author):蘇振國鄧志剛李國營馬斌文李少剛
    關鍵詞(KeyWords):厚煤層堅硬頂板小煤柱沖擊地壓深孔爆破應力控制全斷面窺視

    摘要:以巴彥高勒煤礦1202回風巷小煤柱區域為研究對象,采用數值模擬、理論分析、鉆孔窺視等方法,研究小煤柱區域應力分布狀態及頂板斷裂結構特征。對煤柱側頂板卸壓機制及其斷裂結構進行了分析,結果表明:采空區頂板的斷裂能夠實現應力的轉移和釋放,較斷裂前垂直應力降幅達32. 0%、應力峰值位置向實體煤側偏移4 m,同時有效降低了拐角煤體與其他區域的應力差值。劃分了小煤柱側頂板斷裂類型,結合全斷面窺視結果,確定出深孔爆破技術治理煤柱側堅硬頂板的爆破參數。頂板治理措施實施后,巷道變形量得到有效控制,降低了小煤柱區域沖擊地壓危險程度。
  • 作者(Author):張士嶺
    關鍵詞(KeyWords):煤礦巷道風速場湍流脈動對數分布超聲波測風儀平均脈動周期

    摘要:借助普朗特混合長理論和布辛涅斯克理論對巷道風速場分布規律進行理論分析,得出巷道風流湍流形態下的風速場對數分布公式。利用CFD15超聲波測風儀對古城煤礦井下巷道風速進行測試,結果表明:在巷道近似的定常風流運動中,瞬時風速大小表現出典型的脈動特征,平均脈動幅度最高可達到平均風速的67%;用對數分布公式能夠比較理想地描述巷道斷面風速場的變化規律,1306回風巷測風站試驗結果與對數函數相關性高達96%。
  • 作者(Author):劉鵬亮
    關鍵詞(KeyWords):矸石充填材料原生矸石粒徑級配壓縮實驗應力應變曲線

    摘要:為掌握矸石充填材料應力應變特征,選取云岡煤礦3組粒徑80 mm以下原生矸石試樣,同時設計6組不同粒徑級配的矸石試樣,加工大直徑加載容器,采用TAW-3000型電液伺服控制材料試驗系統進行了壓縮實驗。結果表明:矸石壓縮過程可分為應變快速增長、非線性增長和緩慢增長3個階段;應變主要由矸石塊體的移動、破碎而導致塊體之間空隙被填充引起,而并非矸石本身變形所致;相同軸向應力下,應變隨試樣中的小粒徑矸石占比增加而減小,隨大粒徑矸石占比增加逐漸增大;原生組矸石試樣應變處于設計級配組的中間范圍。實驗得到矸石試樣應變與小粒徑矸石占比的關系式,可為矸石充填開采設計研究提供參考。
  • 作者(Author):李樹剛張曉宇嚴敏白楊
    關鍵詞(KeyWords):型煤粒度孔隙核磁共振等溫吸附

    摘要:為了研究不同粒度條件下型煤孔隙結構特征、瓦斯吸附特性規律及其相關關系,選取新疆礦井中煤階煤樣,制取4種粒度的型煤煤樣,通過核磁共振(NMR)分析實驗和高壓容量法瓦斯等溫吸附實驗,測定不同粒度型煤的弛豫時間T2譜和瓦斯吸附等溫線。研究結果表明:不同粒度型煤的弛豫時間T2譜均表現出微孔、中大孔2個峰,且弛豫時間主要集中在1.0~100.0 ms;中大孔和總孔譜峰面積與型煤粒度呈負相關關系,微孔譜峰面積與粒度呈正相關關系;在相同吸附條件下,型煤平均粒度越小,吸附瓦斯總量越大,瓦斯吸附常數a、b值及瓦斯吸附飽和度X均與粒度大小呈負相關關系;隨著微孔譜峰面積的增加,瓦斯的吸附速率增加,而瓦斯吸附能力在一定范圍內增大,達到一定值后趨于平緩。

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