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软岩大巷围岩裂隙演化机制与控制研究

中国矿业 2024年第7期33卷 160-168页

作者：陈海俊陈勇山西焦煤集团西山煤电南岭公司山西太原030000 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116

本文以南岭煤业52采区进风大巷为研究对象,剖析了软岩大巷变形破坏特点及裂隙演化机制,以期有效解决软岩大巷面临的剧烈变形、失稳等工程难题。首先,根据软弱岩体应力-应变关系,及其与围岩强度变化之间的相互作用关系,构建了能够描述圆... 详细信息

本文以南岭煤业52采区进风大巷为研究对象,剖析了软岩大巷变形破坏特点及裂隙演化机制,以期有效解决软岩大巷面临的剧烈变形、失稳等工程难题。首先,根据软弱岩体应力-应变关系,及其与围岩强度变化之间的相互作用关系,构建了能够描述圆形巷道破坏分区现象的力学模型,明晰了软岩大巷围岩弹塑性变形分区破坏特征,揭示了深井软岩大巷围岩的变形破坏机理。其次,基于UDEC-Trigon方法,构建了符合工程尺度的离散元数值计算模型,并提出了针对该模型的参数校正方法。通过模拟研究,探讨了软岩大巷围岩的裂隙扩展特征、应力分布规律、巷道变形规律。最后,提出了深浅部注浆与高强高预紧力锚杆索支护的软岩大巷控制技术及相应参数,并在南岭煤业52采区进风大巷成功应用。应用结果表明:锚杆索+注浆联合控制技术有效控制了52采区进风大巷的变形量,提高了巷道稳定性。本文研究成果为软岩大巷围岩变形稳定控制提供了理论依据和技术支撑。

关键词：软岩大巷破坏机理 UDEC-Trigon修正模型裂隙扩展矿压观测

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煤矿排水与通风系统安全风险评估与管控

能源与节能 2024年第4期 54-57页

作者：邢秉江山西焦煤西山煤电南岭煤业公司山西太原030400

针对煤矿排水系统与通风系统安全风险问题,以A煤矿为例,介绍煤矿排水与通风系统安全风险评估与管控策略制定方法。根据矿山实际情况,分别选取煤矿排水系统与通风系统安全风险因素,利用BN (Bayesian Network,贝叶斯网络)联合AHP (Analyti... 详细信息

针对煤矿排水系统与通风系统安全风险问题,以A煤矿为例,介绍煤矿排水与通风系统安全风险评估与管控策略制定方法。根据矿山实际情况,分别选取煤矿排水系统与通风系统安全风险因素,利用BN (Bayesian Network,贝叶斯网络)联合AHP (Analytic Hierarchy Process,层次分析法)的方式对各指标权重进行分析,之后将各指标权重依次排列,以此判断各指标在矿山排水系统与通风系统运行中的影响程度,最后根据确定的主要影响因素,制定出相应的安全风险管控策略,使煤矿排水系统与通风系统安全、稳定运行。确认该方法具有一定的应用价值。

关键词：煤矿排水系统通风系统安全风险风险管控

履带行驶结构的内置式无线应变采集卡设计研究

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工程设计学报 2024年第3期31卷 393-401页

作者：殷国珠张宏宋扬王景宇宋佳琪太原科技大学机械工程学院山西太原030024 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006

针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中难以获取履带载荷的问题,基于电阻应变片的应变效应和测量电路,设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡。首先,分析了应变采集卡的电路和工作原理。然后,将2对应变片对称... 详细信息

针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中难以获取履带载荷的问题,基于电阻应变片的应变效应和测量电路,设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡。首先,分析了应变采集卡的电路和工作原理。然后,将2对应变片对称布置在试样板中,以DH5902N坚固型数据采集分析系统所采集的应变数据作为标准,通过仿真与试验相结合的方法对应变采集卡4个通道的灵敏度分别进行了标定。最后,将应变采集卡集成封装后内置于履带行驶结构中,并探讨了应变采集卡在封装环境下连续工作时的温度变化规律。结果表明,所设计的应变采集卡可同时采集4个通道的应变信号,其最高采样频率为1000 Hz,发射功率为4.5 dBm,应变采集误差不超过5×10^(-6)。该应变采集卡在封装环境下连续工作34.7 h后的温度稳定在34.58℃左右,可实现履带行驶结构的多自由度应变信号检测。研究结果为履带行驶结构动态载荷的实时采集以及掘进机器人的可靠性分析和故障预测提供了技术支撑。

关键词：履带行驶结构应变采集卡标定封装

OCAA两相泡沫除尘剂制备及关键性能参数研究

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金属矿山 2024年

作者：张鑫李奇繁张童胡胜勇张玉龙尹海杨建敏张宇太原理工大学安全与应急管理工程学院中煤昔阳能源有限公司黄岩汇煤矿

矿井机械化和智能化水平的提升使得矿山粉尘污染问题日益突出，泡沫降尘由于操作简单、除尘效率高被广泛应用于井下粉尘治理。起泡性能、稳定性能和湿润性能是制约泡沫除尘剂作用效果的关键性能参数。提出并制备了一种综合性能强的新型... 详细信息

矿井机械化和智能化水平的提升使得矿山粉尘污染问题日益突出，泡沫降尘由于操作简单、除尘效率高被广泛应用于井下粉尘治理。起泡性能、稳定性能和湿润性能是制约泡沫除尘剂作用效果的关键性能参数。提出并制备了一种综合性能强的新型泡沫除尘剂OCAA，并对其性能参数和除尘机制进行研究。首先对13种典型的表面活性剂单体及其复配体的起泡性能和稳定性能进行测试，优选性能最佳的表面活性剂单体和复配体。其次选取不同性能的稳泡剂对复配体系的稳泡性能进行改善研究，确定复配体系中稳泡性能最佳的稳泡剂，并制备得到CAA溶液。最后通过润湿剂对CAA溶液的润湿性能进行提升，通过对比不同润湿剂的作用效果，确定了湿润剂成分为璜基琥珀酸二辛酯钠盐（OT-45），并制备得到了OCAA两相除尘泡沫除尘剂。研究结果表明：起泡剂成分脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）和改性成分烷基糖苷（APG）：稳泡剂成分椰油酸甲基单乙醇酰胺（CMMEA）：湿润剂成分磺基琥珀酸二辛酯钠盐（OT-45）比例为5:5:3:1时，OCAA降尘剂具有最佳的起泡性能、稳泡性能和湿润性能。利用红外光谱表征OCAA除尘剂的微观结构，研究降尘剂作用前后煤体表面亲水官能团和疏水官能团变化规律，并结合OCAA两相除尘泡沫除尘剂分子结构和分子之间的作用，揭示OCAA除尘剂与粉尘颗粒相互结合机制。

关键词：表面活性剂两相泡沫复配体湿润性能除尘机理

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迎采动宽煤柱承载特性及矿压显现规律研究

煤炭工程 2024年第4期56卷 1-7页

作者：宗保东陈立虎煤炭工业太原设计研究院集团有限公司山西太原030001

单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方... 详细信息

单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,对煤柱的合理宽度及迎采期间的矿压显现规律进行研究分析。主要结论有:通过理论计算,煤柱在受到掘进扰动和工作面采动的双重影响下,确保煤柱不完全发生塑形破坏且存在弹性核的宽度至少为30 m。数值模拟发现,掘进迎头至相遇位置前方20~30 m时,围岩变形开始增大,煤柱帮和回采帮变形量均超过0.5 m。当掘进至采空区后方一定距离后,围岩因同时受掘进扰动与采空区侧向支承应力的叠加影响,变形增幅加快,煤柱帮变形严重,最大变形量超1 m。提出100303运输巷掘进距100302综采工作面70 m时,停止掘进,在迎采扰动范围内,优化支护参数,提高煤柱承载能力。现场监测表明,巷道顶底板和两帮均变形较小均在可控范围内,有效控制了迎采动工作面掘巷的围岩变形。

关键词：迎采对掘煤柱宽度矿压显现数值模拟围岩控制

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履带行驶结构内置式无线应变采集卡设计研究

工程设计学报 2024年

作者：殷国珠张宏宋扬王景宇宋佳琪太原科技大学机械工程学院中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中履带载荷难以获取的问题，依据电阻应变片的应变效应和测量电路，设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡，分析了该应变采集卡的电路和工作原理；将2对应变片对称布置于... 详细信息

针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中履带载荷难以获取的问题，依据电阻应变片的应变效应和测量电路，设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡，分析了该应变采集卡的电路和工作原理；将2对应变片对称布置于试样板，以DH5902N坚固型数据采集系统采集的应变数据作为标准，通过仿真与试验相结合的方法，对采集卡的4通道灵敏度分别进行标定；最后将应变采集卡集成封装内置于履带行驶结构，探讨了应变采集卡在封装环境下连续工作时的温度变化规律。结果表明，该应变采集卡最高采集频率为1000Hz，发射功率4.5dBm，数据采集误差不超过5个微应变，在上位机可以同时采集4个通道的应变信号，封装环境下连续工作34.7h后应变采集卡温度稳定于34.58℃，实现了履带板的多自由度应变信号检测，为履带行驶结构动态载荷变化的实时获取，提高掘进机器人的可靠性及故障预测提供技术支撑。

关键词：履带行驶结构应变采集卡标定封装

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量子化学方法在煤自燃机理方面的应用及进展

科技导报 2024年第4期42卷 73-83页

作者：张卫臧立岩李靖山西能源学院地质与测绘工程系太原030600 煤炭工业太原设计研究院集团有限公司太原030001

煤中自由基是诱发煤自燃的首要因素之一,有效防止煤自燃的实质便是抑制煤中活性自由基对氧化反应的促进作用。系统地总结了煤中活性自由基——含氧自由基和脂肪族烃基在煤自燃过程中的反应,并指出目前研究煤自燃机理的不足,如煤分子模... 详细信息

煤中自由基是诱发煤自燃的首要因素之一,有效防止煤自燃的实质便是抑制煤中活性自由基对氧化反应的促进作用。系统地总结了煤中活性自由基——含氧自由基和脂肪族烃基在煤自燃过程中的反应,并指出目前研究煤自燃机理的不足,如煤分子模型类型单一,且多仅考虑煤中含氧自由基的反应过程,并未将含氧自由基、煤中缺陷和杂原子同时存在下的反应进行研究;指出目前的研究多集中于CO_(2)、H_(2)O和CO的生成路径,未对煤自燃产生的SO_(2)、H_(2)S等有毒气体进行很好的解释。从煤中活性自由基角度,针对性分析了制备抗氧化剂的应用研究,这是未来制备绿色高效阻燃剂的有效路径。提出了可从煤有机显微组分分子结构进行研究,不同显微组分的理化性质各不相同,因此,查明不同煤中的显微组分至关重要,特别是其内部活性自由基的类型。

关键词：煤自燃脂肪族侧链含氧官能团量子化学阻燃剂

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煤炭贸易企业营销中的宏观策略与实践研究

活力 2024年第16期 154-156页

作者：陈跃琴山西焦煤集团煤焦销售有限公司太原030024

煤炭是我国较为重要的能源,是国民经济发展的重要支撑。但是,在目前的煤炭生产贸易管理过程中,由于煤炭大宗产品的特殊性,加之国家能源政策调控等社会经济因素,煤炭贸易企业营销过程出现种种困境,买方市场的优势逐步显现,市场占有率不... 详细信息

煤炭是我国较为重要的能源,是国民经济发展的重要支撑。但是,在目前的煤炭生产贸易管理过程中,由于煤炭大宗产品的特殊性,加之国家能源政策调控等社会经济因素,煤炭贸易企业营销过程出现种种困境,买方市场的优势逐步显现,市场占有率不高。因此,为有效促进煤炭贸易企业实现综合高效发展,要持续优化煤炭贸易企业营销发展路径。文章立足国际、国内煤炭发展阶段形势,充分优化煤炭销售企业的营销管理路径,持续加强营销人员业绩考核,增强煤炭企业行之有效的经营管理措施,进而实现传统能源企业转型升级。

关键词：煤炭贸易企业能源转型

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“双曲线”型煤样承载力学特性试验研究

煤炭科学技术 2024年第8期52卷 50-62页

作者：尹大伟苑啸天韩磊范建国江宁汪锋屈晓山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山西焦煤山煤国际能源集团股份有限公司山西太原030024 山东能源集团科技发展有限公司山东济南250014

煤炭地下气化结束后,两气化炉间形成类“双曲线”形煤柱,支撑覆岩,保障气化区域安全稳定。为研究类“双曲线”形煤柱承载力学特性,基于声发射监测系统和XTDIC三维全场应变测量系统,开展了不同侧向拱高(h=0,3,7,10,13,17 mm)的6组“双曲... 详细信息

煤炭地下气化结束后,两气化炉间形成类“双曲线”形煤柱,支撑覆岩,保障气化区域安全稳定。为研究类“双曲线”形煤柱承载力学特性,基于声发射监测系统和XTDIC三维全场应变测量系统,开展了不同侧向拱高(h=0,3,7,10,13,17 mm)的6组“双曲线”形煤样单轴压缩试验,分析了h对煤样峰值载荷、变形破坏及声发射特征的影响,揭示了其承载破坏机制。结果表明:①“双曲线”形煤样可分为矩形结构(主要承载体)和侧向拱结构,其承载破坏机制与其受力形式、侧向拱结构有关;随着h增大,煤样承载能力降低,与h=0煤样相比,峰值载荷分别降低了7.66%,13.56%,26.83%,35.28%,62.75%。②随着h增大,煤样整体受力形式由以受压为主向受压–受弯曲转变,中部区域产生应力集中而形成薄弱区,对应的水平位移场向中部迁移,最终汇集于中部边缘处;而垂直位移场由水平条带状向倾斜条带状转变,最终集中于煤样侧向拱结构上端。③在轴向载荷作用下,煤样侧向拱结构对其矩形结构中部区域产生等效作用力,加之煤样非均质性影响,加剧了薄弱区损伤程度,该作用随着h增大而增强,煤样承受载荷未超过其抗拉强度即产生剪切破坏,其破坏模式由拉–剪混合破坏向剪切破坏转变,均伴随着不同程度的剥落和局部弹射破坏。④煤样声发射累计计数–时间曲线演化可分为3种类型,当h为0和3 mm时,分为“上凸”式增长、相对快速增长、快速增长、“突变”式增长4个阶段,其演化特征与常规煤岩试样一致;当h为7 mm和10 mm时,分为相对快速增长、快速增长、“突变”式增长3个阶段;当h为13 mm和17 mm时,分为快速增长和“突变”式增长2个阶段;峰后阶段均呈“突变”式增长,而峰前阶段增长形式不一致是由煤样裂纹稳定扩展和中部区域持续损伤共同导致的。

关键词： “双曲线”形煤样承载力学特性等效作用力变形破坏

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