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含瓦斯煤力学特性及其破坏风险等级预测模型

采矿与安全工程学报 2025年第02期 404-417页

作者：杨科许日杰张杰池小楼刘文杰郑诗章刘旺军安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽理工大学矿业工程学院都灵理工大学环境、土地和基础设施工程学院淮北矿业股份有限公司芦岭煤矿

为研究深部煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及风险判识方法，以两淮矿区芦岭矿煤样为研究对象，开展了不同初始瓦斯压力下煤样单轴压缩试验，分析了瓦斯压力变化对煤体力学特性、破坏特征及声发射事件的影响规律，建立了基于卷积随机向量函数... 详细信息

为研究深部煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及风险判识方法，以两淮矿区芦岭矿煤样为研究对象，开展了不同初始瓦斯压力下煤样单轴压缩试验，分析了瓦斯压力变化对煤体力学特性、破坏特征及声发射事件的影响规律，建立了基于卷积随机向量函数连接网络(CRVFL)的含瓦斯煤破坏风险等级预测模型。研究结果表明：含瓦斯煤应力-应变曲线峰值应力前存在明显塑性应力降现象，局部应变能得到提前释放，随着瓦斯压力升高，煤样峰值应力与弹性模量均呈指数型函数减小；煤样破坏形态与碎屑分布受瓦斯压力变化影响明显，随着瓦斯压力升高，破坏模式由剪切破坏逐渐转变为张拉破坏，分形维数呈对数型函数增长；含瓦斯煤渐进破坏过程中会产生明显的声发射能量信号激增现象，最大声发射能量幅值随瓦斯压力升高先急剧减小后稳定下降；CRVFL模型能够对含瓦斯煤破坏风险等级进行有效预测，准确率均大于99%,体现了模型的稳定性与数据泛化能力。研究成果为深部高瓦斯煤层煤岩瓦斯动力灾害风险判识提供了理论基础。

关键词：岩石力学含瓦斯煤声发射机器学习破坏预测

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新型深孔爆破囊袋式注浆封孔工艺及材料研究

煤 2025年第2期34卷 34-38页

作者：李鹏山西潞安矿业(集团)有限责任公司古城煤矿山西长治046000

针对深孔爆破过程中传统堵塞材料封孔质量差且容易“冲孔”以及效率低下等问题,选用囊袋式结构作为新型炮孔堵塞材料,研制出具备高效、安全、环保的封孔材料和工艺。通过试验室材料试验配比的方法,确定封孔材料的最终配比及性能参数。... 详细信息

针对深孔爆破过程中传统堵塞材料封孔质量差且容易“冲孔”以及效率低下等问题,选用囊袋式结构作为新型炮孔堵塞材料,研制出具备高效、安全、环保的封孔材料和工艺。通过试验室材料试验配比的方法,确定封孔材料的最终配比及性能参数。试验结果表明:无机材料水灰质量比确定为0.8∶1,当水灰质量比为0.8∶1时,30 min强度达5.9 MPa, 1 h抗压强度达7.6 MPa,满足井下封孔材料强度要求。现场爆破结果表明:单个炮孔封孔仅用时3~5 min,加上装药等流程,封堵3个炮孔总共耗时约2.5 h,一次起爆3个孔仅需3 h,使爆破效率提高,爆破后顶板完整,爆破效果良好。

关键词：深孔爆破囊袋式封孔材料封孔工艺

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基于A^(2)/O技术的煤矿生活污水处理系统

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煤 2025年第1期34卷 92-95页

作者：靳鑫山西潞安矿业(集团)有限责任公司古城煤矿山西屯留046100

古城煤矿近年来一直致力于节能减排增效等技术的研究、试验和推广应用。文章结合古城煤矿生活污水的特点,对比当前国内煤矿生活污水处理典型技术,设计了一套基于A^(2)/O技术,辅以智慧化曝气装置的生活污水处理系统,为提高古城煤矿未来... 详细信息

古城煤矿近年来一直致力于节能减排增效等技术的研究、试验和推广应用。文章结合古城煤矿生活污水的特点,对比当前国内煤矿生活污水处理典型技术,设计了一套基于A^(2)/O技术,辅以智慧化曝气装置的生活污水处理系统,为提高古城煤矿未来生活污水处理能效,促进节能减排提供有益参考。

关键词：煤矿生活污水污水处理系统智慧化曝气装置 A^(2)/O技术

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采煤机截割部齿轮啮合力和牵引速度关系研究

机械管理开发 2025年第2期40卷 15-17页

作者：霍帅强山西安矿业(集团)有限责任公司古城煤矿山西长治046000

惰轮组和输出扭矩轴上的齿轮相啮合,实现采煤机传动系统转矩的传递。选用惰轮为研究对象分析其啮合力和牵引速度的关系,在SolidWorks环境中使用Toolbox进行惰轮建模,根据摇臂上滚筒的负载扭矩数据计算齿轮啮合力,以此进行仿真分析牵引... 详细信息

惰轮组和输出扭矩轴上的齿轮相啮合,实现采煤机传动系统转矩的传递。选用惰轮为研究对象分析其啮合力和牵引速度的关系,在SolidWorks环境中使用Toolbox进行惰轮建模,根据摇臂上滚筒的负载扭矩数据计算齿轮啮合力,以此进行仿真分析牵引速度分别为1.5m/min、3m/min、5m/min时的啮合力变化情况,得出随着牵引速度的增加直接导致啮合力的增大,同时波动幅度增大,但始终维持在一个稳定的基值左右,齿轮啮合力变化受周期载荷与交变载荷共同作用的影响。

关键词：截割部啮合力牵引速度波动值

浅埋高强度综采工作面覆岩破坏高度与实测研究

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煤炭工程 2025年第1期57卷 90-97页

作者：任辰锋孙彬张红凯胡英杰国能亿利能源有限责任公司黄玉川煤矿内蒙古鄂尔多斯017000 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

为探究黄玉川煤矿12407工作面浅埋高强度综采工作面覆岩破坏高度,选取工作面上方适当位置分别打设采前、采后两个地面钻孔,基于钻孔数据对其覆岩关键层及破坏高度进行理论分析与原位实测,综合考虑多指标因素进而确定覆岩破坏高度。通过... 详细信息

为探究黄玉川煤矿12407工作面浅埋高强度综采工作面覆岩破坏高度,选取工作面上方适当位置分别打设采前、采后两个地面钻孔,基于钻孔数据对其覆岩关键层及破坏高度进行理论分析与原位实测,综合考虑多指标因素进而确定覆岩破坏高度。通过钻井冲洗液消耗量及井下电视成像等现场实测方法,监测采前、采后钻孔钻进过程中特征参量变化过程,对覆岩破坏高度进行多指标综合评估,结果表明:12407工作面覆岩主要存在两层关键层,其中埋深88.7~116.5 m位置处细粒砂岩为覆岩主关键层;12407工作面覆岩导水裂隙带发育高度距煤层底板约77 m,与覆岩主关键层位置相近,主关键层对覆岩破坏高度产生抑制作用;对覆岩破坏高度多指标综合分析,可知在浅埋、高强度开采及厚硬基岩等多特殊条件叠加作用下,“两带”经验公式计算裂隙带高度在该工作面条件下适用性一般,综合确定12407工作面导水裂隙带发育高度以实测值77 m为准。

关键词：浅埋煤层高强度开采覆岩运动关键层钻孔

电磁波激励下不同水分含瓦斯煤吸附/解吸规律研究

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能源与环保 2025年第1期47卷 14-20页

作者：马凯巴全斌中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037

针对低压、低渗、低饱和度等地质条件下地面和井下瓦斯采收率低的问题,开展了电磁波激励下不同水分含瓦斯煤吸附/解吸规律的试验研究,旨在通过外部电磁波激励手段提高瓦斯的解吸速度和效率,从而整体提高抽采率。研究结果表明,随着电磁... 详细信息

针对低压、低渗、低饱和度等地质条件下地面和井下瓦斯采收率低的问题,开展了电磁波激励下不同水分含瓦斯煤吸附/解吸规律的试验研究,旨在通过外部电磁波激励手段提高瓦斯的解吸速度和效率,从而整体提高抽采率。研究结果表明,随着电磁波辐射功率的提高,可有效提升煤体瓦斯的解吸效果;在高功率电磁波(30 W)作用下,瓦斯吸附/解吸量对含水率的变化表现出更为显著的敏感性;基于欧拉函数(Extreme Cum)的三维模型有效表征了电磁波辐射功率、煤体水分和平衡瓦斯压力之间的相互作用,揭示了在不同条件下煤体含气量的变化规律。

关键词：电磁波含水率含气量吸附/解吸采收率

基于改进DEMATEL-ISM-BN的人因视角下煤矿事故致因研究

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安全与环境工程 2025年第1期32卷 91-99,117页

作者：赵天亮王冰山台发强姜琦王永杰代宗常金鹏马晟翔傅贵姜伟华能庆阳煤电有限责任公司核桃峪煤矿甘肃庆阳745300 华能煤炭技术研究有限公司北京100070 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083

为深入探究人因视角下煤矿事故致因因素之间的相互作用关系和作用路径,找到关键影响因素,通过文献研究、资料收集和现场调研等方法,结合人因分析和分类系统(HFACS)模型理论,构建了包含规章制度完善和实施水平、安全培训水平和安全投入... 详细信息

为深入探究人因视角下煤矿事故致因因素之间的相互作用关系和作用路径,找到关键影响因素,通过文献研究、资料收集和现场调研等方法,结合人因分析和分类系统(HFACS)模型理论,构建了包含规章制度完善和实施水平、安全培训水平和安全投入水平等14项指标的人因视角下煤矿事故影响因素体系,并运用基于灰色理论(Grey theory)和贝叶斯网络(BN)的决策试验与评价实验室法与解释结构模型(DEMATEL-ISM)对影响因素进行了分析,得到了各影响因素的关键程度、层次关系、作用路径和人因视角下煤矿事故最大致因链路径。结果表明:首先,利用Grey-DEMATEL法研究分析各影响因素中心度与原因度,识别出安全培训水平、员工安全意识水平、员工知识技能水平、员工安全心理水平等主要影响因素;然后,利用ISM法划分影响因素间的层次关系,得到安全文化水平是本质影响因素,规章制度完善和实施水平、安全投入水平、纠正问题水平等11个因素是过渡影响因素,违章指挥、违规作业是表层影响因素;最后,运用构建的BN模型反向诊断推理得到最大致因路径。研究结果可为人因视角下煤矿事故预防研究提供理论依据和决策支撑。

关键词：煤矿事故人因分析灰色理论决策试验与评价实验室法(DEMATEL) 解释结构模型(ISM) 贝叶斯网络(BN)

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煤矿井下主煤流运输设备协同控制系统研究

能源与节能 2025年第1期 313-315,320页

作者：吴力兵山西汾西矿业(集团)有限责任公司贺西煤矿山西吕梁033300

为提高煤矿井下主煤流运输设备运行效率及协同控制效果,基于煤流载荷以及带速监测结果等,综合运用协同控制器、单机控制器、 PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)等设备构建带式输送机协同控制系统并进行工程应用。对... 详细信息

为提高煤矿井下主煤流运输设备运行效率及协同控制效果,基于煤流载荷以及带速监测结果等,综合运用协同控制器、单机控制器、 PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)等设备构建带式输送机协同控制系统并进行工程应用。对构建的协同控制系统整体架构、负载监测方法、启停及变频调速等控制策略进行详细分析。现场应用后,协同控制系统运行平稳,依据现场条件变化实现带式输送机顺煤流启动、逆煤流启动等集控,同时可依据煤流量分布及负载变化情况实现运行状态调节,达到提高井下主煤流运输设备运行效率的目的。

关键词：带式输送机协同控制载荷监测

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松软煤层沿空巷道超前支护技术分析

能源与节能 2025年第2期 182-184,231页

作者：任书毅山西汾西矿业(集团)有限责任公司双柳煤矿山西吕梁033399

为实现沿空巷道超前支护段围岩变形的有效控制,以5309回风巷为研究对象,结合现场条件综合使用“锚注+超前支架”方式实施超前支护,并进行了工程应用。在5309回风巷顶板布置了中空注浆锚索,并对顶板进行注浆,不仅提高了顶板的稳定性,浆... 详细信息

为实现沿空巷道超前支护段围岩变形的有效控制,以5309回风巷为研究对象,结合现场条件综合使用“锚注+超前支架”方式实施超前支护,并进行了工程应用。在5309回风巷顶板布置了中空注浆锚索,并对顶板进行注浆,不仅提高了顶板的稳定性,浆液还可以充填原支护用的锚杆及锚索钻孔,提升了原支护体系与围岩的耦合效果。在采面前方25m内使用超前支架进行支护,利用超前支架自动化程度高、支撑强度高等优点,有效降低了采动压力影响范围内巷道围岩的变形量。工程应用后,5309回风巷超前支护段围岩变形控制在允许范围内,巷道断面可满足后续5309工作面的生产需求。

关键词：沿空巷道超前支护围岩控制锚注超前支架