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两段式DTRO在矿井水深度浓缩减量中的应用与优化

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给水排水 2024年第8期50卷 76-82页

作者：王仁雷朱力曹荣郭栋汪庆喜封云华电电力科学研究院有限公司杭州310030 杭州浩瑞环境科技有限公司杭州310000 陕西华电榆横煤电有限责任公司榆林719000

采用基于浓水大回流原理的两段式DTRO系统深度浓缩减量处理煤矿矿井水。在多种运行工况下对系统运行性能进行了研究,重点考察了进水含盐量、回收率、运行压力以及产水水质之间的影响关系。实际表明两段式DTRO脱盐率在99.6%以上,回收率达... 详细信息

采用基于浓水大回流原理的两段式DTRO系统深度浓缩减量处理煤矿矿井水。在多种运行工况下对系统运行性能进行了研究,重点考察了进水含盐量、回收率、运行压力以及产水水质之间的影响关系。实际表明两段式DTRO脱盐率在99.6%以上,回收率达到50%。系统整体工作稳定,连续运行3个月以上未出现明显膜污堵和产水量下降情况。针对DTRO系统存在的优化问题,诸如浓水循环量、高压泵安全运行、振动和噪音、系统启动和冲洗、保安过滤器污堵、膜元件性能异常等进行分析和优化,为两段式DTRO系统在煤矿矿井水深度浓缩减量应用中的长期稳定运行提供了积极参考。

关键词：矿井水零排放膜浓缩 DTRO 优化

基于S3DD-YOLOv8n的矿工行为检测算法

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矿业安全与环保 2024年

作者：李海川贺星亮贾仟国李利陕西陕煤澄合矿业有限公司中煤科工集团常州研究院有限公司西安科技大学电气与控制工程学院

为防范潜在隐患、保障煤矿安全,对矿井作业人员行为进行检测已成为提高矿井安全管理水平的重要方式。鉴于目前常用的智能检测方法精度普遍较低,提出基于S3DD-YOLOv8n的矿工行为检测算法:为提取视频数据的时间信息并保持连续性,在YOLOv8... 详细信息

为防范潜在隐患、保障煤矿安全,对矿井作业人员行为进行检测已成为提高矿井安全管理水平的重要方式。鉴于目前常用的智能检测方法精度普遍较低,提出基于S3DD-YOLOv8n的矿工行为检测算法:为提取视频数据的时间信息并保持连续性,在YOLOv8n的骨干网络中引入3D空洞卷积,改进数据增强算法;引入压缩—激励SE(Squeeze&Excitation)注意力机制,提高网络对重点信息的关注程度;引入可变形卷积提高模型对矿工行为的拟合度。经DsLMF+数据集实验验证,该算法的平均精度均值mAP50达到了97.0%,相比YOLOv8n提升了4.0%,同时精确率P和回归率R分别提升了12.9%、7.0%,达到92.5%、90.4%,该算法可高效、精准地检测矿工行为。

关键词：矿工行为检测 YOLOv8 3D空洞卷积 SE注意力机制可变形卷积

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盾构管片开口解析分析方法及其应用

中国公路学报 2024年第7期37卷 189-203页

作者：陈张鹏臧延伟杨仲轩徐荣桥龚晓南王金昌刘长宝严佳佳浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311120 公路数智养护浙江省工程研究中心浙江杭州310051

为方便隧道中人员和车辆在灾害中能就近逃生和避险,需要设置大量的地下结构联络通道,这就带来了盾构隧道管片开口问题。采用Timoshenko曲梁理论描述管片的力学行为,通过土弹簧和荷载模拟周围土体对隧道的约束和加载作用,三向弹簧模拟环... 详细信息

为方便隧道中人员和车辆在灾害中能就近逃生和避险,需要设置大量的地下结构联络通道,这就带来了盾构隧道管片开口问题。采用Timoshenko曲梁理论描述管片的力学行为,通过土弹簧和荷载模拟周围土体对隧道的约束和加载作用,三向弹簧模拟环内纵缝接头,均布剪切弹簧模拟环间接头,建立了分析模型。首先采用状态空间法,推导了不考虑开口时多环衬砌传递方程。其次引入自由边界条件,调整荷载和系统矩阵,导出了考虑开口工况和错缝拼装的多环衬砌传递方程,得到了开口工况下盾构隧道的响应。最后结合之江路联络通道工程,通过数值算例,验证所提方法的同时分析了大直径盾构隧道开口工况下开口环和邻近环的变形和内力分布规律,研究了地质条件和环间连接情况对衬砌开口的影响。结果表明:开口环位移增加而内力减小,邻近环则位移和内力都增加;周围地质条件越好,隧道受开口工况的影响越小。在实际工程中,可以通过增强环间连接的方法来减小开口工况对于衬砌受力的影响。

关键词：隧道工程盾构隧道状态空间法解析方法管片开口

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直接空气二氧化碳捕集技术工业化进展

化工进展 2024年第6期43卷 2928-2939页

作者：周爱国郑家乐杨川箬杨小艺赵俊德李兴春石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206 中石油煤层气有限责任公司北京102208

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿... 详细信息

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿大、欧盟和英国等在内的国家和地区已经成为DAC技术研究、开发、示范和部署方面的先行者。分析了主流的DAC技术路线及其在工业化进程中的进展,目前最大的DAC工厂捕集量为4000t/a,并且正在规划建设百万吨级的商业化项目。指出了DAC技术需要关注的研究方向,未来应将重点放在技术的大规模部署、碳市场机制的建立和国际合作的加强上。需要进一步研究和发展DAC设备和系统,以降低成本、提高效率,并开发碳定价、碳交易和碳抵消等机制为DAC项目提供经济激励,促进投资和市场参与,同时加强国际合作,从而推动该技术的快速发展。

关键词：环境二氧化碳直接空气捕集发展历程政策支持碳市场

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低浓度煤层气输送阻火器设计参数优化分析

矿业安全与环保 2024年第1期51卷 109-113页

作者：唐文哲张群陈玉涛马峰肖露淮北矿业股份有限公司电力分公司安徽淮北235000 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为保障低浓度煤层气的输送安全,实现“煤与瓦斯共采共用”,对适用于低浓度煤层气输送安全保障系统的阻火器结构参数进行优化研究,并进行测试实验。结果表明:低浓度煤层气输送管路上的阻火器应优选具有足够强度的金属板波纹型阻火芯,以... 详细信息

为保障低浓度煤层气的输送安全,实现“煤与瓦斯共采共用”,对适用于低浓度煤层气输送安全保障系统的阻火器结构参数进行优化研究,并进行测试实验。结果表明:低浓度煤层气输送管路上的阻火器应优选具有足够强度的金属板波纹型阻火芯,以抵抗强烈的爆炸冲击波;为了使火焰在传播过程中被加速冷却后熄灭,并减小阻力,将阻火器设计加工成“中间粗、两头细”的结构,中间阻火芯的直径应足够大;优化设计的DN500干式阻火器中,波纹板数量为2、间距为30 mm,波纹带厚度为0.25 mm,阻火芯外壳直径为1500 mm,当煤层气流速为15 m/s时,阻力为670 Pa;当火焰传播速度低于775 m/s时,该阻火器可以成功阻火。

关键词：低浓度煤层气输送阻火器阻火芯安全保障火焰速度

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明矾沟煤矿煤层瓦斯赋存规律及主控因素分析

能源与环保 2024年第8期46卷 31-37页

作者：李文中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了实现明矾沟煤矿煤层瓦斯精准高效治理,利用实验测试、数值模拟、数理统计、现场测试、理论分析等方法研究明矾沟煤矿瓦斯赋存规律,并从瓦斯生成、储集、赋存的角度对其赋存主控因素开展研究。研究结果表明,明矾沟煤矿煤层瓦斯含量... 详细信息

为了实现明矾沟煤矿煤层瓦斯精准高效治理,利用实验测试、数值模拟、数理统计、现场测试、理论分析等方法研究明矾沟煤矿瓦斯赋存规律,并从瓦斯生成、储集、赋存的角度对其赋存主控因素开展研究。研究结果表明,明矾沟煤矿煤层瓦斯含量大量分布在8 m^(3)/t以上,最高可达15 m^(3)/t,且瓦斯含量与煤层标高存在负线性关系,相近标高上下煤层之间瓦斯含量存在明显差异。矿井高瓦斯含量主要受控于高煤化阶段导致的良好瓦斯生成条件,高煤化阶段及强煤体形变破坏所导致的煤层强吸附储存能力,低透气性所导致的煤层良好保存条件;其上下煤层之间瓦斯含量主要受控于差异性煤岩组分及构造挤压效应所引起的差异性透气性及吸附能力;煤层瓦斯含量随标高降低而增加,主要受控于煤层埋深及厚度。针对瓦斯治理,矿井应采取水力压裂等技术措施,重点解决煤层低透气性问题。

关键词：煤层瓦斯煤化作用煤岩组分煤层透气性瓦斯吸附

基于监测数据与力学机理双驱动的滑坡预警系统研究

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能源与环保 2024年第7期46卷 34-42,50页

作者：赵智辉中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

以水城县阿戛镇小牛煤矿上方山体工程为背景,提出基于“天—地—理”协同现场试验的可行性研究方案。滑坡的破坏往往伴随着降雨造成坡脚破坏的累积效应,研究降雨型滑坡的破坏模式和失稳机制至关重要,采用数值分析和现场试验来检查降雨... 详细信息

以水城县阿戛镇小牛煤矿上方山体工程为背景,提出基于“天—地—理”协同现场试验的可行性研究方案。滑坡的破坏往往伴随着降雨造成坡脚破坏的累积效应,研究降雨型滑坡的破坏模式和失稳机制至关重要,采用数值分析和现场试验来检查降雨型滑坡的演变。利用多种仪器(GNSS传感器、雨量传感器、加速度传感器、裂缝计等)对降雨量对其边坡稳定性进行现场试验研究,揭示由于地下采矿后地表沉降演化机制降雨条件下边坡变形规律性;此外,采用数值模拟方法分析降雨条件下降雨量与岩体饱和度、塑性破坏状态的关系。结果表明,采矿后地表沉降段的地表沉降、加速度、裂缝和雨量变化规律与滑坡演化过程一致,表明地表沉降、裂缝、加速度可作为滑坡失稳的判据,坡脚的稳定对控制滑坡稳定性起着至关重要的作用。随降雨量的增加,渗流影响范围越来越大,雨水到达滑带的时间也越来越短,当降雨量达到一定时,打破已有的地应力平衡,发生滑坡;发生滑坡的滑坡面处于岩体交界位置或裂隙带贯穿位置,若滑坡面距离地表越浅,降雨量越大,所需滑坡的时间更短,导致预警时间更短。因此,及时关注并分析降雨量和岩层交界位置是滑坡有效预警的关键因素。

关键词：滑坡降雨量监测设备预警模型

榆树田煤矿地质构造特征及其对煤层瓦斯赋存的影响

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能源与环保 2024年第7期46卷 111-115,122页

作者：李文赵坤张冲中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了明确地质构造特征对新疆榆树田煤矿煤层瓦斯赋存的影响,采用理论分析、数值模拟、数理统计、实验测试等方法对井田地质构造及演化特征、含煤地层埋藏—抬升史、煤层变质作用、瓦斯生成与赋存特征等开展研究,为榆树田煤矿瓦斯灾害防... 详细信息

为了明确地质构造特征对新疆榆树田煤矿煤层瓦斯赋存的影响,采用理论分析、数值模拟、数理统计、实验测试等方法对井田地质构造及演化特征、含煤地层埋藏—抬升史、煤层变质作用、瓦斯生成与赋存特征等开展研究,为榆树田煤矿瓦斯灾害防治提供理论指导。研究结果表明,井田构造整体表现为向西倾伏的不对称宽缓向斜,属于切向应变主动褶皱作用模式。井田煤层瓦斯主要经历了3个生成—逸散阶段,煤层所经历最大埋深约2900 m,所经历最高地温超过110℃,煤层瓦斯累计生成量至少50 m^(3)/t,构造抬升造成约80%的煤层瓦斯逸散。受切向应变主动褶皱(向斜)作用及埋深等影响,井田由两翼的低应力—弱应变—高渗透条件逐渐向核部的高应力—强应变—低渗透条件过渡,进而导致煤层瓦斯逸散路径愈来愈长,逸散阻力愈来愈大,煤层瓦斯含量及压力愈来愈高。差异性构造挤压变形作用导致南翼地层相对北翼处于更强的高应力—强应变—低渗透条件,进而导致南翼煤层具有更高的瓦斯逸散阻力、瓦斯含量及压力。

关键词：榆树田煤矿地质构造煤层瓦斯煤层变质夏阔坦向斜

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涡流控尘系统径轴向流场分布规律研究

能源与环保 2024年第8期46卷 55-60页

作者：许圣东郑磊丁志权颜鸽来许洋铭孔文源中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为掌握涡流控尘装置的流场特性,采用数值模拟方法,分别在Standard、RNG、Realizable三种模型下对涡流控尘系统内部流场进行模拟,并建立实验系统,测试径轴向出口的风速分布进行验证。研究结果表明,径向出口上,始端0.2 m范围形成了负压区,... 详细信息

为掌握涡流控尘装置的流场特性,采用数值模拟方法,分别在Standard、RNG、Realizable三种模型下对涡流控尘系统内部流场进行模拟,并建立实验系统,测试径轴向出口的风速分布进行验证。研究结果表明,径向出口上,始端0.2 m范围形成了负压区,0.2~2.0 m风速最大,最大风速达20 m/s,此后风速随距离的增加而均匀减小。轴向方向上,从涡流风机处开始,管道截面风速呈圆环状分布,表现出中心风速小、周围风速大、壁面风速小的轴对称M形分布特点;截面风速沿程减小,从涡流风筒出口后,截面风速趋于稳定,到管道出口处,截面最大风速不超过1.8 m/s。数值模拟与实验结果基本一致,尤其是轴向风速分布规律完全吻合,以Standard模型最为准确。

关键词：涡流风筒流场径向出口轴向出口数值模拟