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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

2021封面文章(《煤矿安全》)

来源:《煤矿安全》

《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,由煤科集团沈阳研究院有限公司主管主办。封面文章涵盖了煤矿安全方面的试验研究、技术创新、设计开发、应用实践、分析探讨、监察管理等。

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  • 作者(Author): 邓军, 刘乐, 王彩萍, 任立峰, 白祖锦

    摘要:为了探究贫煤煤样的氧化燃烧热效应及热动力学行为,分别采用C80微量热系统和热重实验装置对样品进行测试;分析了贫煤煤样在低温氧化及氧化燃烧过程中的热效应,同时也研究了升温速率对贫煤燃烧过程的影响,最后对煤样燃烧过程中的表观活化能和最概然机理函数进行了分析。结果表明:贫煤的低温氧化过程可划分为缓慢氧化阶段、加速氧化阶段和快速氧化阶段;随着升温速率的升高,煤样的TG/DTG曲线向高温区域移动,DTG曲线峰值升高,燃点温度升高;煤粉在热解燃烧阶段的表观活化能随转化率的增加呈现出先升高后下降的趋势,在转化率为0.2时表观活化能达到最大值,为32.4 kJ/mol;升温速率对反应最概然机理函数影响较小,4种升温速率下的反应最概然机理函数均符合A-E方程随机成核和随后生长模型,且函数曲线峰值随升温速率的升高而增大。
  • 作者(Author): 谢晓深, 侯恩科, 王双明, 刘峰, 谢永利, 陈真, 马越, 白坤

    摘要:为研究陕北中深埋厚煤层综采地表移动变形规律,以榆神矿区三期规划区中部的小保当一号井首采工作面(112201工作面)为研究区,通过地表移动观测、GNSS地表移动自动观测和理论分析相结合等方法,研究了地表移动变形特征,获取了相关移动变形参数和采动地表裂缝发育规律。结果表明:112201工作面回采后地表最大下沉量为3 840 mm,最大下沉系数为0.66;地表移动变形持续时间约1.5年,其中启动阶段历时18 d,活跃阶段历时110 d;活跃阶段前期的43 d是地表的集中变形期,累积地表下沉量达到地表总下沉量的91.4%;112201工作面回采诱发的地表裂缝整体发育程度弱,相对而言,切眼上方地表裂缝发育程度最强,巷道上方地表次之,面内采空区上方地表最弱;工作面内采动地表裂缝滞后回采位置发育,且裂缝宽度随回采表现出先增大后减小的"单峰"动态特征,同时动态变化特征与地表下沉速度具有耦合同步性。
  • 作者(Author): 刘具, 梁跃强, 程坤, 王猛, 郜明明, 刘占宇

    摘要:为解决煤矿安全生产技术管理"有体系但不精细,有架构但有缺位,有制度但有缺失,有职责但不清晰"等问题,提出煤矿技术管理体系建立原则与构成要素,研究建立以总工程师为核心,以集团、子(分)公司、煤矿3个层级为重点,以各层级总工程师、各专业副总工程师及总工程师直管技术部门、业务联系部门、行政配合部门为支撑的"135"煤矿安全生产技术管理体系架构,明确了安全生产技术管理职责划分,并从组织领导、人力资源建设、资金保障、业务培训、标准制度建设方面提出保障措施。构建煤矿安全生产技术管理体系可为促进煤炭企业高质量发展提供技术支撑。
  • 作者(Author): 张立志, 施式亮

    摘要:为进一步提高煤矿瓦斯异常涌出风险防控水平,对瓦斯异常涌出风险防控体系与免疫机理结合的可行性进行探索;在阐述瓦斯异常涌出风险防控体系和生物免疫系统结构、功能和防御机制的基础上,从作用对象、作用机制、功能、对应关系等方面,研究了瓦斯异常涌出风险防控体系与生物免疫系统的耦合性。结果表明:免疫系统抵御抗原的相关机理对瓦斯异常涌出风险防控具有可借鉴性;瓦斯异常涌出风险防控体系也具备"特异性免疫"与"非特异性免疫";瓦斯异常涌出诱发因素即是"抗原",瓦斯异常涌出的发生即是系统产生"疾病"。
  • 作者(Author): 张坤尹, 严敏, 李树刚, 魏嘉宁, 周明

    摘要:在水中加入非阳离子表面活性剂可有效增强水对煤体表面的润湿性,煤体表面的润湿性受溶液种类和煤体表面物理化学性质影响。为研究煤体粗糙度对表面润湿性的影响,采用5种不同表面粗糙度的型煤和5种非阳离子表面活性剂,使用SJ-210表面粗糙度测量仪、JC2000D型动态接触角测量仪等设备进行实验,分别计算了各溶液润湿型煤的表面能。结果表明:型煤表面粗糙度介于0.5~5μm之间,非阳离子表面活性剂溶液在型煤表面形成的接触角与型煤表面粗糙度呈负相关,型煤表面能与表面粗糙度呈正相关;非阳离子表面活性剂质量分数0.01%时,型煤表面粗糙度对脂肪醇聚氧乙烯醚润湿性的影响程度最大,质量分数0.05%时,对癸基葡萄糖苷影响最大,质量分数0.10%时,对十二烷基硫酸钠影响最大,质量分数0.20%时,对脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠影响最大,质量分数0.40%时,对癸基葡萄糖苷影响最大;质量分数越低的表面活性剂润湿性受型煤表面粗糙度影响越大,在实验室使用低质量分数表面活性剂溶液对型煤进行润湿实验时,控制型煤的表面粗糙度具有重要意义。
  • 作者(Author): 马雄伟, 王兆丰, 杨腾龙, 陈金生, 李艳飞, 席杰

    摘要:为了研究淹没射流条件下破碎含瓦斯煤效率的影响因素,展开了不同水射流冲击条件对破煤效率的影响研究,建立了水射流破碎含瓦斯煤流固耦合模型,以破煤深度、破煤体积为指标,考察了射流倾角、射流速度、喷嘴直径、初始靶距对破煤效率的影响。结果表明:淹没射流条件下,射流破煤过程初始阶段形成子弹状的破碎坑体,随着破煤的进行,破碎坑体直径增大,深度向下延伸;淹没射流条件下,破煤深度及破煤体积与射流速度、喷嘴直径变化成正相关,与初始靶距变化成负相关,煤体破碎坑体深度在射流与煤体相互垂直时达到最大值,破煤体积随射流倾角增加呈现先上升后下降再上升的趋势,在90°达到最大值;基于正交试验,得到不同射流参数对淹没射流破煤效率影响程度的主次顺序依次为:射流倾角、射流速度、喷嘴直径、初始靶距。
  • 作者(Author): 周若茜, 王宏图, 舒才, 楚涛

    摘要:采用多场耦合数值模拟和现场实测相结合的方法,分析了倾斜煤层开采引起采空区侧向煤体瓦斯卸压效应和消突范围;以红岩煤矿倾斜长壁工作面为研究对象,建立考虑弹塑性损伤的流固耦合模型,模拟采动后围岩的位移和破坏,并分析采空区侧应力集中系数和渗透率的变化;对采动过程中采空区侧10~23 m范围内的瓦斯压力进行了监测并与模拟结果进行对比。模拟结果表明:工作面开采后,采空区一侧将形成破裂穿透、应力集中和初始弹性区,破裂穿透区的瓦斯压力得到有效释放;现场监测结果显示瓦斯压力随着工作面推进呈阶段式下降;对比发现数值模拟结果对预测瓦斯消突带的范围具有指导意义,并最终确定红岩煤矿倾斜长壁工作面突出消除范围为10 m。
  • 作者(Author): 陈见行, 陶康明, 刘浩, 王浩瞩, 张亚兴, 何富连

    摘要:为了研究锚杆支护中可能会发生的杆体破断这种力学行为,采用FLAC3D软件中的桩结构单元对锚杆进行模拟,并与物理试验的结果进行了对比,验证了数值计算的有效性;采用控制变量法研究了锚固剂的黏聚力、剪切刚度、内摩擦角及围压等参数对锚杆承载性能的影响。结果表明:锚固剂黏聚力对锚杆的支护阻力有重要影响,黏聚力过大时,锚杆受载后会发生杆体断裂;此外,随着锚杆周围围压的增大,锚固体的破坏方式从杆体与锚固剂接触面上的黏结破坏转变为杆体的拉伸破坏;在高围压条件下,更容易出现杆体的拉伸破坏。
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