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电子雷管引燃可燃气的影响因素分析

煤矿爆破 2024年第2期42卷 27-33页

作者：岳彩新中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司安徽淮北235000 爆炸能量利用与控制安徽省重点实验室安徽淮北235000

针对工业数码电子雷管在煤矿井下推广应用所带来的可燃气安全性问题,综合整理前期科技工作者的研究成果,结合产品结构特征和近期试验数据,从主装药、加强帽、管壳、电引火元件、气室长度和电子控制模块6个方面进行分析论证。分析认为:... 详细信息

针对工业数码电子雷管在煤矿井下推广应用所带来的可燃气安全性问题,综合整理前期科技工作者的研究成果,结合产品结构特征和近期试验数据,从主装药、加强帽、管壳、电引火元件、气室长度和电子控制模块6个方面进行分析论证。分析认为:要重视易于引燃可燃气的传统影响因素,还应结合电子雷管的结构特征,将电子控制模块的本质安全设计纳入重点环节进行把控。

关键词：电子雷管可燃气安全度电子控制模块影响因素

基于不同算法的Ti/SS316爆炸焊接数值模拟研究

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精密成形工程 2024年第4期16卷 53-60页

作者：缪广红朱志强周大鹏刘自伟陈龙张旭楚翔宇安徽理工大学力学与光电物理学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司安徽淮北235000

目的研究不同基复板间隙对爆炸焊接质量的影响,对钛(Ti)/不锈钢(SS316)的爆炸焊接过程进行数值模拟研究。方法利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,结合光滑粒子流体动力学-有限元耦合法(SPH-FEM耦合算法)和拉格朗日-欧拉耦合法(ALE算法),对钛(... 详细信息

目的研究不同基复板间隙对爆炸焊接质量的影响,对钛(Ti)/不锈钢(SS316)的爆炸焊接过程进行数值模拟研究。方法利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,结合光滑粒子流体动力学-有限元耦合法(SPH-FEM耦合算法)和拉格朗日-欧拉耦合法(ALE算法),对钛(Ti)/不锈钢(SS316)爆炸焊接过程进行三维数值模拟,通过不同算法得到不同基复板间隙下的碰撞速度、碰撞压力及碰撞角,并将模拟结果与试验及理论计算结果进行对比。结果当间隙为5、10、15 mm时,SPH-FEM耦合算法和ALE算法的复板碰撞速度均落在爆炸焊接窗口内,表明纯钛(Ti)和不锈钢(SS316)均能成功实现焊接,没有脱落与鼓包。与SPH-FEM耦合算法相比,ALE算法下的碰撞速度、碰撞压力和碰撞角的模拟结果和理论计算结果更加吻合,可信度更高。结论ALE算法的模拟结果与试验结果吻合,且与理论计算结果的误差更小,表明ALE算法用于纯钛(Ti)和不锈钢(SS316)爆炸焊接是有效的。

关键词：爆炸焊接数值模拟 SPH-FEM耦合法 ALE算法间隙

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HAZOP和LOPA方法在乳化炸药动态乳化器安全评价中的应用

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煤矿爆破 2024年第2期42卷 34-38页

作者：王晓红李德记中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司安徽淮北235000 爆炸能量利用与控制安徽省重点实验室安徽淮北235000

为了客观地评价动态乳化器的安全风险,采用HAZOP和LOPA方法对动态乳化器进行风险评价,首先采用HAZOP方法分析因冷却水断流、水相或油相原料温度过高、轴承损坏导致定子和转子之间摩擦等9个危险因素引起动态乳化器发生爆炸的事故场景;然... 详细信息

为了客观地评价动态乳化器的安全风险,采用HAZOP和LOPA方法对动态乳化器进行风险评价,首先采用HAZOP方法分析因冷却水断流、水相或油相原料温度过高、轴承损坏导致定子和转子之间摩擦等9个危险因素引起动态乳化器发生爆炸的事故场景;然后对爆炸事故场景进行LOPA方法分析,结合风险矩阵判断出动态乳化器的风险等级。结果表明,在独立保护层的作用下,该动态乳化器发生爆炸的安全风险处于受控状态。

关键词：乳化炸药 HAZOP LOPA 风险矩阵动态乳化器安全评价

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鄂西页岩动态压缩力学特性试验研究

爆破 2024年

作者：王江义董千颜晓明童浩饶小强姚颖康魏东江汉大学湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院湖北交投建设集团有限公司江汉大学精细爆破国家重点实验室

为探索鄂西页岩地层隧道围岩动态压缩力学特性，采用分离式霍普金森压杆装置（SHPB），同时借助高速摄像，开展0°、30°、45°、60°和90°共5种不同层理角度（冲击加载方向与试样层理面法线的夹角）页岩试样动态冲击压缩试验，并采用... 详细信息

为探索鄂西页岩地层隧道围岩动态压缩力学特性，采用分离式霍普金森压杆装置（SHPB），同时借助高速摄像，开展0°、30°、45°、60°和90°共5种不同层理角度（冲击加载方向与试样层理面法线的夹角）页岩试样动态冲击压缩试验，并采用不同的冲击气压进行动态加载，使试样达到不同的应变率，以研究层理角度、冲击气压及应变率对页岩动态压缩力学特性和破坏模式的影响机制。研究结果表明：不同冲击气压及应变率下，页岩动态抗压强度随着层理角度的增加，均近似呈现出“U”型的变化规律，其中层理角度为0°和90°，页岩的抗压强度相对较高，而60°层理角度的页岩抗压强度最小，随着冲击气压和应变率增加，不同层理角度页岩动态抗压强度均增加；页岩试样宏观破坏模式主要分为拉伸破坏、剪切破坏和混合破坏，不同应变率下层理角度为0°和90°试样宏观破坏模式均以拉伸破坏为主，当层理角度为30°时，试样主要宏观破坏模式随着应变率的增大，表现为“剪切破坏-混合破坏-拉伸破坏”这一转变过程，当层理角度为45°和60°时，随着应变率的增大试样的主要宏观破坏模式由剪切破坏演变为混合破坏；不同冲击气压下随着层理角度增加，页岩试样吸能比先增大后减小，在层理角度为60°时吸能比最大，此时试样破坏程度也最大，随着冲击气压和应变率增加，不同层理角度页岩试样的破碎程度均增加，且吸能比逐渐趋于一致。研究结果可为鄂西页岩地层隧道爆破破岩机理的研究以及爆破参数的精细化设计提供理论依据。

关键词：鄂西页岩霍普金森压杆动态压缩力学特性破坏模式

竖井地面预注浆帷幕安全厚度研究及其在隧道通风井中应用——以天山胜利隧道4号通风竖井为例

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隧道建设（中英文） 2024年第2期44卷 266-273页

作者：毛锦波赵红刚韩强姬中奎张斌斌李亚隆中交二公局东萌工程有限公司陕西西安710119 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作... 详细信息

针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作用下的注浆帷幕体力学分析模型。然后,基于弹塑性力学理论,分析有效注浆帷幕体的径向位移;同时,通过预测竖井开挖爆破后围岩粉碎区范围,确定注浆帷幕体的无效厚度。最后,运用厚壁圆筒理论,结合有效注浆帷幕体在弹塑性交界面处的位移协调条件,确定注浆帷幕体的有效厚度,并验算注浆帷幕体强度及稳定性。将上述理论应用到天山胜利隧道4号通风竖井,确定其注浆帷幕体安全厚度为6.5 m。现场监测结果表明,该厚度满足工程要求,堵水效果良好。

关键词：天山胜利隧道通风竖井地面预注浆注浆帷幕安全厚度

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磨砂射流轴向切顶压裂工艺研发及应用

煤炭学报 2024年

作者：夏永学张晨阳杜涛涛周金龙孙如达陆闯潘俊锋中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部

厚硬顶板大面积悬顶是诱发冲击地压的重要原因之一，针对顶板深孔爆破和常规水力压裂存在的不足，开发了磨砂射流轴向切顶技术。该技术通过在巷道顶板钻孔内实施预制轴向裂缝、定向水力压裂等工序，使巷道走向和倾向方向上均形成最有利... 详细信息

厚硬顶板大面积悬顶是诱发冲击地压的重要原因之一，针对顶板深孔爆破和常规水力压裂存在的不足，开发了磨砂射流轴向切顶技术。该技术通过在巷道顶板钻孔内实施预制轴向裂缝、定向水力压裂等工序，使巷道走向和倾向方向上均形成最有利于顶板垮落的人造裂缝网，以实现最佳卸压效果。现场应用表明，实施磨砂射流轴向切顶后，目标岩层电磁波吸收系数增强，顶板裂隙明显增加；工作面回采期间，压裂影响区域的支架支撑力在增加，支架主要受力模式从降阻型和恒阻型转变为增阻型，微震能量释放更平稳，有效降低了冲击地压发生风险。在此基础上，分析了磨砂射流轴向切顶卸压防冲机理，即：轴向切顶使工作面端头附近形成预制的轴向裂缝，工作面回采期间，顶板沿预制裂缝定向切落，降低了顶板弯曲弹性能转化为巷道围岩压缩弹性能的基础静载E静和顶板突然断裂产生的强烈附加动载E动，使巷道围岩不具备冲击启动的载荷条件。

关键词：冲击地压水射流坚硬顶板轴向切顶卸压效果

中等断面隧道长进尺直孔掏槽爆破开挖与超欠挖控制现场试验

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爆破 2024年第2期41卷 32-39页

作者：龚伟毅姚颖康杜宇翔中铁十二局集团第一工程有限公司西安710038 江汉大学精细爆破国家重点实验室武汉430056 江汉大学湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院武汉430056

中等断面隧道受施工范围限制易导致爆破难度大,循环进尺短,超欠挖问题严重,长进尺开挖和超欠挖控制是降本增效的有效途径。基于某中等断面隧道工程设计了长进尺直孔掏槽爆破方案,进行了40个循环的爆破开挖现场试验,结果表明:(1)按照爆... 详细信息

中等断面隧道受施工范围限制易导致爆破难度大,循环进尺短,超欠挖问题严重,长进尺开挖和超欠挖控制是降本增效的有效途径。基于某中等断面隧道工程设计了长进尺直孔掏槽爆破方案,进行了40个循环的爆破开挖现场试验,结果表明:(1)按照爆破手册设计中等断面隧道开挖爆破参数,往往大块率高,掌子面不平整,适当增加直孔掏槽孔单孔装药量(现场试验掏槽药量占比由12.8%增至18.1%),可获得较好的爆破效果;(2)在初步设计参数基础上调整了中等断面隧道周边孔单孔装药量,线装药密度最终确定为0.27 kg/m,轮廓成形效果好,半孔率达90%以上,现场40个爆破循环超挖平均值为18.6 cm,分析可知超挖量主要由轮廓线处留置错台造成,在超挖控制方面,除了周边孔参数的合理设计外,应在钻孔施工过程中尽可能减小错台宽度,从而降低超挖;(3)直孔掏槽方案能很好地匹配凿岩台车钻孔施工,实现机械化长进尺爆破开挖,但超欠挖精细控制和爆破施工成本控制是重难点问题,需从钻孔人员操作技术和现场施工管理模式方面进行优化提升。研究成果可为中等断面隧道机械化钻爆施工、长进尺爆破开挖与超欠挖精细控制设计和施工提供参考依据。

关键词：中等断面隧道直孔掏槽长进尺开挖超欠挖控制精细爆破

煤矿区土壤细菌群落结构及其对不同复垦模式的响应

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 338-349页

作者：张世文蔡慧珍张燕海董祥林刘俊俞静安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 淮北矿业集团有限责任公司安徽淮北235000 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001

科学揭示不同复垦模式土壤细菌群落稳定性及其潜在互作关系对于复垦土地差异化管理及可持续利用至关重要。本文以挖深垫浅、煤矸石充填和粉煤灰充填3种模式复垦土壤为研究对象,基于高通量Illumina Miseq 16S rRNA测序技术,采用方差分析... 详细信息

科学揭示不同复垦模式土壤细菌群落稳定性及其潜在互作关系对于复垦土地差异化管理及可持续利用至关重要。本文以挖深垫浅、煤矸石充填和粉煤灰充填3种模式复垦土壤为研究对象,基于高通量Illumina Miseq 16S rRNA测序技术,采用方差分析、Spearman相关性等分析方法,研究不同复垦模式下的土壤细菌群落结构和多样性。通过构建分子生态网络模型,揭示不同复垦模式下土壤细菌群落的稳定性及菌群间潜在互作关系,明晰对细菌群落结构稳定性起关键作用的微生物种群。结果表明:①不同复垦模式土壤细菌群落的多样性与丰富度水平有显著差异(P煤矸石充填>粉煤灰充填;不同复垦模式土壤细菌群落组成相似,变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门是所有模式土壤中的优势菌门,在各复垦模式土壤细菌群落中的占比之和均达70%以上。②不同复垦模式下土壤细菌群落的显著影响因子不同,部分优势细菌门与影响因子间的变化趋势不同,有机质含量是影响挖深垫浅复垦土壤细菌群落组成的主要影响因素,pH是影响煤矸石与粉煤灰充填复垦土壤细菌群落组成的主要影响因素。③挖深垫浅复垦土壤细菌网络复杂,群落联系紧密,能更好地传递物质、能量和信息;煤矸石充填复垦土壤细菌网络内部节点间的连通度低,但菌群信息交换速度慢,拥有4个关键节点,网络相对稳定;粉煤灰充填复垦的土壤细菌网络规模最小,节点连通度不高,在外界环境发生变化时反应快,网络稳定性最差。3种复垦模式土壤细菌群落间关系均以协同合作为主导,煤矸石充填复垦土壤细菌群落间的协同合作关系占比最高。本文揭示了3种不同复垦模式下土壤细菌群落结构与分子生态网络差异,研究结果可为高潜水位采煤塌陷区土地复垦模式的优选以及人为干预方式的选择提供支撑。

关键词：土地复垦微生物多样性分子生态网络采煤沉陷区

不同管径内瓦斯爆炸压力与火焰波传播实验研究

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工程爆破 2024年

作者：杨堃司荣军黄子超贾泉升赵井清牛宜辉中煤科工集团重庆研究院有限公司火灾爆炸防治研究分院煤炭科学研究总院煤矿灾害防控全国重点实验室

为减少低浓度瓦斯输送过程中输送管道爆炸事故，利用公称直径分别为700、500、200 mm的钢制爆炸试验管道，实验研究了管道中瓦斯爆炸压力及火焰波的传播规律。结果表明：爆炸传播过程中最大爆炸压力随长径比变化曲线呈波动上升趋势，管... 详细信息

为减少低浓度瓦斯输送过程中输送管道爆炸事故，利用公称直径分别为700、500、200 mm的钢制爆炸试验管道，实验研究了管道中瓦斯爆炸压力及火焰波的传播规律。结果表明：爆炸传播过程中最大爆炸压力随长径比变化曲线呈波动上升趋势，管径变化会改变压力峰值出现的时间空间位置，700、500、200 mm管道最大爆炸压力分别出现在长径比115、103、103，分别为0.59、0.28、0.09 MPa。管道直径越大，最大爆炸压力越大。火焰传播速度随长径比变化曲线起伏波动，整体呈上升趋势，通过分析可将火焰传播过程分为自由传播、反弹加速、稳定加速3个阶段，700、500、200 mm管道最大火焰传播速度分别出现在长径比83、108、96，分别为846、943、250 m/s。实验中700、500 mm管道出现爆燃转爆轰现象，火焰速度可达800 m/s以上，管径越大爆燃转爆轰过程越早。研究结果可为工程实践中瓦斯管道输送和利用的安全防护提供有力支撑。

关键词：瓦斯爆炸不同管径爆炸压力火焰传播速度