西科大安全学院优秀论文集锦_中国煤炭行业知识服务平台

西科大安全学院优秀论文集锦

西安科技大学安全科学与工程学院已有80余年发展历史，在具有深厚学术造诣和良好师德风范的几代带头人的带领和培养下，逐步凝练形成了煤火科学与防控、矿井通风与瓦斯灾害防治、应急救援技术与装备、安全与应急管理、气体与粉尘爆炸、等特色鲜明的研究方向。近年来，先后承担或完成国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划和国际科技合作专项等国家级项目70余项，获国家科技进步奖3项，国家级教学成果奖2项，发表学术论文千余篇，推进了煤炭行业科技进步。

《煤炭科学技术》优选了近两年西安科技大学安全科学与工程学院发表在本刊的文章十余篇，集结成“西安科技大学安全科学与工程学院优秀论文集锦”，供读者阅读参考。

行业视野: 安全
类别; 73个
关键词; 57位
专家; 17篇
论文; 9022IP
点击量; 12029次
下载量

基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型研究

作者(Author)：李树刚, 马莉, 潘少波, 石新莉

摘要：瓦斯灾害制约着煤矿安全生产的发展水平，瓦斯治理是高瓦斯煤矿开采工程中的重要环节，有效预测出下一时间段瓦斯浓度并做出合理的安全防护措施，可为煤矿瓦斯治理决策提供一定的参考依据。利用循环神经网络适合处理连续时间序列样本的特性，构建了一种基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型。该模型以宽泛策略为原则初步确定预测模型网络结构参数，选取数据量更大、时间跨度更长的瓦斯浓度时间序列为训练样本。首先采用邻近均值法和插值法处理训练样本中的异常值和缺失值，同时采用最大最小值标准化法对数据进行归一化处理，其次以均方误差和运行时间为评价指标，采用自适应矩估计优化器优化模型权重，选取修正线性为激活函数，隐藏层中加入丢弃层，通过不断调节步长、网络层数等参数，最终得到最优的循环神经网络瓦斯预测模型。研究结果表明：相比于反向传播神经网络预测模型和双向循环神经网络预测模型，基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型的训练误差降低至0.003，预测结果误差降低至0.006，具有更高的预测准确度；同时，预测误差波动范围在0.001～0.024，具有更好的稳定性和鲁棒性。基于循环神经网络的工作面瓦斯浓度预测模型具有更高的准确度、稳定性和鲁棒性，可有效预测出下一时间段瓦斯浓度的变化趋势，从而提前做出合理的防护措施，为煤矿安全生产提供一定的参考意见。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第01期

860

1321
综采工作面上隅角瓦斯流动活跃区形成机理研究

作者(Author)：李树刚, 乌日宁, 赵鹏翔, 肖鹏, 杜轩宏

摘要：为解决综采工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题，以山西某高瓦斯矿井主采工作面为原型，基于物理相似模拟试验，采用分形理论从细观角度证实了瓦斯流动活跃区的存在性，通过构建瓦斯流动活跃区的空间模型和力学模型，研究了工作面上隅角瓦斯流动活跃区的形成机理，并结合FLUENT数值模拟软件，对上隅角埋管抽采瓦斯的布置参数进行了优化。结果表明：通过对比局部瓦斯优势通道裂隙网络与整体覆岩裂隙网络的分形特征，认为局部裂隙网络发育更为丰富，进而证实了瓦斯流动活跃区的存在；推导出了瓦斯流动活跃区关键岩块的二次失稳形式及判据，认为关键岩块不会发生二次失稳，保证了关键岩块的存在，从而保证了瓦斯流动活跃区不会消失，为上隅角埋管抽采活跃区瓦斯提供了可稳定参考的位置基础；通过对埋管深度为5、15、25 m时采空区及工作面的瓦斯浓度分布进行数值模拟，认为埋管深度为15 m时的抽排效果最佳。

免费下载

煤炭科学技术

2019年第01期

667

871
采动裂隙椭抛带时效诱导作用及卸压瓦斯抽采技术

作者(Author)：李树刚, 徐培耘, 赵鹏翔, 林海飞

摘要：为了研究在不同推进速度下覆岩裂隙的动态演化规律及形态特征,开展了物理相似模拟试验及理论分析研究。研究结果表明:随着工作面推进速度的增加,覆岩裂隙发育高度会逐渐减小,同时,压实区的范围会相对增大,主要表现为压实区宽度会随推进速度的增加而增加,即卸压瓦斯运移优势通道的范围随推进速度的增加而减小。在试验结果分析的基础上,建立了考虑推进速度影响的采动裂隙椭抛带数学表达方程,并对试验矿井综采工作面高位瓦斯抽采巷布置层位进行设计,现场试验结果验证了依据工作面推进速度设计的高抽巷层位的合理性,从而为高强度推进工作面卸压瓦斯抽采系统的布置及参数优化提供了一定的理论依据。

免费下载

煤炭科学技术

2018年第09期

347

517
高瓦斯综采工作面定向钻孔代替尾巷抽采瓦斯技术

作者(Author)：林海飞, 杨二豪, 夏保庆, 李树刚, 赵鹏翔, 孔祥国, 秦雷

摘要：针对高瓦斯综采工作面U型通风条件下上隅角瓦斯超限问题，分析了定向钻孔代替尾巷抽采卸压瓦斯的必要性及可行性，阐述了卸压瓦斯抽采原理；利用物理相似模拟及理论分析，分析了采动覆岩裂隙演化规律，确定了定向钻孔参数，并进行现场工程应用。结果表明：随着工作面推进，试验工作面采动覆岩形成不规则冒落带、规则冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，其中规则冒落带高度为17.9 m（采高的4.48倍），裂隙带高度为60.36 m（采高的15.09倍）；定向钻孔与回风巷平距为8～20 m，与煤层顶板垂距平均18.5 m；利用定向钻机施工钻孔偏移量较小，定位准确，瓦斯抽采纯量平均6.37 m3/min，占瓦斯涌出量的8.59%，实现了定向钻孔代替尾巷治理瓦斯效果，保证了工作面安全回采。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第01期

726

1320
我国煤矿覆岩采动裂隙带卸压瓦斯抽采技术研究进展

作者(Author)：林海飞, 李树刚, 赵鹏翔, 肖鹏, 潘红宇, 刘超

摘要：采动裂隙带卸压瓦斯抽采是工作面瓦斯防治的主要方法,介绍了采动裂隙动态演化规律的研究现状,分析了卸压瓦斯抽采原理。根据瓦斯抽采直接通道的不同,总结提出采动裂隙带瓦斯抽采分类方法;基于工作面瓦斯绝对涌出量的大小,提出采动裂隙带瓦斯抽采技术的分级选择法。对各类采动裂隙带瓦斯抽采方法的优缺点、布置方式进行了分析论述,给出了具体的设计方法以及技术参数,并结合现场实例说明了各种抽采方法的效果。最后通过总结概括采动裂隙带瓦斯抽采技术的研究现状,指出采动裂隙带演化模型三维化、瓦斯高效抽采技术参数精准化以及瓦斯抽采技术装备智能化是覆岩采动裂隙带瓦斯抽采未来的研究重点及发展趋势。

免费下载

煤炭科学技术

2018年第01期

629

1012
综采工作面推进速度对瓦斯运移优势通道演化的影响

作者(Author)：赵鹏翔, 卓日升, 李树刚, 林海飞, 刘超, 双海清

摘要：为了研究综采工作面卸压瓦斯覆岩裂隙优势通道的演化规律,以采动裂隙椭抛带理论为基础,工作面推进速度为关键参数,构建采动卸压瓦斯优势通道数学模型,并针对山西和顺某高瓦斯矿井主采工作面,开展综采工作面在不同推进速度条件下的卸压瓦斯覆岩裂隙优势通道演化规律物理相似模拟试验。研究结果表明:加快推进速度,三带高度降低,平均来压步距增大,优势通道在上覆岩层的空间位置也随之降低,优势通道发育的高度、宽度、垮落角和范围随着推进速度加快而减小。随着推进速度的加快,优势通道离层率和贯通度逐渐变小。随着工作面的推进,优势通道的分形维数由小到大对应的推进速度依次为7、5、3 m/d,呈现出降维的趋势。在现场高位钻孔试验中,对工作面推进速度不同时的高位钻孔参数进行优化调整,得到高位钻场抽采瓦斯占绝对瓦斯涌出总量的49.94%~89.88%,并且使得上隅角及回风巷平均瓦斯体积分数维持在0.27%以下及0.32%以下,从而保证工作面安全高效的回采。研究结果可为不同推进速度下采动覆岩卸压瓦斯富集区的识别提供一定的理论基础。

免费下载

煤炭科学技术

2018年第07期

739

701
长焰煤低温氧化主要官能团迁移规律研究

作者(Author)：张嬿妮, 刘春辉, 宋佳佳, 王安鹏

摘要：煤自燃是引起煤矿火灾的主要原因，宏观上表现为煤自燃释放热量不断积聚，最终导致煤体升温引发火灾；微观上表现为煤中的活性官能团不断与氧进行各种氧化反应产生热量，不同煤种微观结构的种类和数量不同导致煤自燃倾向性不同。为研究典型杨伙盘长焰煤的原始波谱图、特征温度点的红外结构参数变化规律和主要官能团的迁移规律，采用原位漫反射傅里叶变换红外光谱测试系统，测量煤氧化过程中官能团的变化，得到了长焰煤原始煤样的波谱图；采用Origin软件对原始波谱进行分峰拟合，得出了各官能团的含量；计算分析了不同特征温度点下的红外结构参数，并与阳泉无烟煤进行了对比分析。结果表明：原始煤样中长焰煤的内表面积比较大，内部结构疏松，脂肪氢含量较多，脂肪链长度较短，芳香缩合度较低，更易发生自燃；随温度升高，各个温度点结构参数I1长焰煤小于无烟煤，结构参数I2长焰煤大于无烟煤，结构参数I3长焰煤为先递减后递增的趋势；长焰煤中羟基、脂肪烃和含氧官能团是较活跃的基团，主要受自身羟基含量、烷基侧链和脂肪烃长链的影响，在煤氧化过程中变化较大，对煤的氧化反应影响较大；芳香烃在长焰煤中的变化较小，相对比较稳定。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第03期

409

1040
最低点火温度条件下煤粉自燃特性试验研究

作者(Author)：马砺, 李超华, 武瑞龙, 邹立

摘要：火电厂及煤化工行业中需要将原煤加工成煤粉，煤粉在制备及输送过程中具有粒度小、环境温度高和供氧条件充分等特点，易发生自燃现象。最低点火温度Tm指在一定条件下煤粉能够发生自燃的最低环境温度，是衡量煤粉自燃危险性的重要参数。因此，研究煤粉在最低点火温度下的自燃特性参数及热动力学行为，对了解在最低点火温度时煤粉自燃行为、建立相应的预警机制具有重要意义。以3种不同变质程度的煤粉（张家卯弱黏煤ZJM、兖州气煤YZ和长治贫瘦煤CZ）为研究对象，采用油浴程序控温试验装置对煤样自燃特性进行测试，确定了3种煤粉的Tm和延迟点火时间ti；得出最低点火温度下各煤样耗氧速率、CO及C2H4产生量的变化规律；采用热动力学分析方法计算了3种煤粉的表观活化能。试验结果表明：①ZJM、YZ和CZ煤粉的最低点火温度分别为120、130、164 ℃，随变质程度的增加而增加；煤的变质程度越高，内部活性基团数量越少，自燃需要热量更多，导致高变质程度煤的最低点火温度较高；3种煤粉在最低点火温度处的延迟点火时间均约为20 min。②耗氧速率呈现出先增加后缓慢减少的趋势，在试验后期由于氧气浓度较低，引起煤粉氧化反应强度降低，最终导致耗氧速率出现缓慢下降；最低点火温度处的CO产生量随时间呈现出先升高后降低趋势，当煤粉温度约120 ℃时，产生C2H4。③最低点火温度处ZJM、YZ和CZ煤粉的表观活化能分别为24.33、29.50和18.67 kJ/mol，其中变质程度最高的CZ煤粉的表观活化能低于另外2个煤样，这表明高变质程度煤样的最低点火温度高，初期氧化反应速率较高。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第02期

581

534

1 2 3 下一页尾页

推荐专家

肖鹏

推荐专题

亮点论文

推荐企业

太原惠特

西科大安全学院优秀论文集锦

煤问提

煤传媒

煤视界

科技创新50强

会员中心