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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
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2021封面文章（《矿业安全与环保》）

来源：矿业安全与环保

《矿业安全与环保》创刊于1972年，双月刊，刊登矿业行业的安全、物探、环保等相关研究论文。封面文章涵盖了煤层受冲击后的影响状态、煤层开采采空区火区的探测与防治技术、煤层资源开发条件、巷道稳定性控制技术等领域的最新成果。

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  • 基于钻孔漏气位置检测的二次注浆堵漏提浓技术研究

    作者(Author)： 周建伟, 高保彬, 张永斌, 陈立伟, 李阳

    摘要：为了提升瓦斯抽采钻孔密封效果，研发了钻孔漏气位置检测与孔内二次注浆堵漏装置，并在余吾煤业本煤层掘进预抽钻孔进行试验研究，在检测钻孔漏气位置的基础上明确了合理的孔内注浆深度，然后对孔内进行二次注浆堵漏，并对二次注浆堵漏钻孔的瓦斯浓度（甲烷体积分数，下同）变化情况进行了分析。结果表明：抽采钻孔中漏气位置对瓦斯浓度影响较大，瓦斯浓度由钻孔底部至孔口呈现出下降的趋势，瓦斯浓度越小，表明漏气越严重；在距孔口16～17 m位置漏气最为严重，距孔口18～19 m位置漏气相对减少，综合考虑将孔内二次注浆深度定为16～19 m；孔内二次注浆堵漏试验钻孔中瓦斯浓度在30%以上的钻孔占58.8%，抽采瓦斯浓度达到15%～30%的钻孔占23.5%，表明孔内二次注浆堵漏技术能够有效提高钻孔抽采瓦斯浓度。
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    矿业安全与环保
    2021年第05期
    315
    100
  • 连续尖角煤柱影响工作面冲击危险分析与防治研究

    作者(Author)： 吕鹏飞, 邱林, 苗壮, 崔学凯

    摘要：以东滩煤矿14320工作面为工程背景，采用数值模拟、理论分析和工程实践等方法，分析了该工作面煤岩冲击倾向性、地质构造、地应力和坚硬顶板等冲击地压影响因素，研究连续尖角煤柱影响区域应力场演化特征，采用综合指数法和多因素耦合评价方法划分工作面冲击危险区域及危险程度，并采取相应的防治措施。结果表明：工作面回风平巷侧受连续尖角煤柱影响，其应力集中程度大且连续尖角煤柱具有应力累积效应，为强冲击危险区域；运输平巷受3条断层和开采扰动共同影响，为中等冲击危险区域；开切眼巷道受50.2 m矿界煤柱影响，为弱冲击危险区域。针对以上冲击危险区域，采取煤层注水、大直径钻孔和钻屑法等综合解危措施，经验证效果良好。
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    矿业安全与环保
    2021年第05期
    241
    101
  • 基于多参量的采空区煤自燃危险区域划分方法研究

    作者(Author)： 岳宁芳, 金彦, 陈桂林, 孙明福, 冉学超

    摘要：工作面采空区漏风强度、浮煤厚度、氧气体积分数等多个因素共同影响采空区内的煤自燃危险区域分布范围。以王家山煤矿中二202工作面为研究对象，采用公斤级煤自然发火试验装置，测定煤样放热强度、耗氧速率等自燃特性参数，结合理论公式计算采空区危险区域划分参数的阈值（浮煤厚度、氧气体积分数、漏风强度、最短发火期、耗氧速率）。综合关键参量，构建了采空区煤自燃危险区域的划分方法。通过现场束管检测分析和Fluent流体模拟技术，观察采空区内氧气浓度场、气流场的分布规律，确定了王家山煤矿大倾角工作面采空区煤自燃“三带”及工作面每日最小安全推进度。研究成果对现场防灭火工作具有一定的指导意义。
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    矿业安全与环保
    2021年第04期
    290
    181
  • 基于X-ray μCT扫描的煤孔隙瓦斯微观渗流各向异性特征研究

    作者(Author)： 车禹恒

    摘要：煤微观孔隙空间结构如同煤体的DNA，对煤层瓦斯的赋存状态和渗流特性起决定性作用。为了从微观角度揭示瓦斯渗流的各向异性特征，以鄂尔多斯盆地低阶煤为研究对象，通过X-ray μCT扫描重建煤孔隙微观空间结构模型，对煤微观孔隙表征单元（REV）内瓦斯渗流进行数值模拟，研究单向和多向瓦斯微观渗流的各向异性特征。研究结果表明：低变质程度煤微观孔隙中，孔隙压力只在某一个方向或某一段渗流长度内发生波动；单向瓦斯渗流过程中，羊场湾褐煤z方向渗透率最高，其值为0.64×10-3 μm2，而斜沟气煤y方向渗透率最高，其值为0.23×10-3 μm2；多向瓦斯渗流过程中，羊场湾褐煤+y、+x、-y方向为优势渗流方向，流量占比分别为41.89%、44.22%、38.43%，而斜沟气煤-y、+x方向为优势渗流方向，流量占比分别为51.67%、66.66%、41.56%。
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    矿业安全与环保
    2021年第04期
    290
    243
  • 8 m特大采高工作面粉尘综合防控技术研究及应用

    作者(Author)： 黎志, 马威, 张设计, 陈芳

    摘要：8 m及以上特大采高综采技术大幅提升了煤炭产量，但其产尘量及采场空间也随之增大，导致传统防尘工艺技术很难解决由此产生的粉尘污染问题。为了解决工作面粉尘污染的难题，提出以采煤机割煤防尘和液压支架防尘为主的大采高综采工作面空间粉尘分区治理思路，通过采用数值计算、实验室试验和现场试验相结合的方法，开发出“气水喷雾+机载除尘+支架封闭控尘+高位抽尘与微雾净化”粉尘综合防控技术，研发了远射程低耗水型气水喷雾器、采煤机随机抽尘净化装置、液压支架封闭控尘装置和负压除尘微雾净化装置，最终形成了一套适应8 m特大采高综采工作面粉尘综合防控技术及装备。试验结果表明：上述4项措施联合的综合降尘效率在90%以上，工作面有人作业空间内粉尘质量浓度可降低至10 mg/m3以内，粉尘防控效果显著，能够有效解决类似特大采高综采工作面粉尘污染问题。
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    矿业安全与环保
    2021年第04期
    296
    154
  • 煤系气储层渗透率解析模型研究进展

    作者(Author)： 张宏学

    摘要：渗透率是评价煤系气商业开采的重要参数之一，为了准确评价煤系气商业开采的可行性，基于天然裂缝性储层的几何模型，以及渗透率和孔隙率的立方关系、渗透率和有效应力之间的指数关系，调研分析了煤系气储层渗透率解析模型的研究现状。对影响煤系气储层渗透率的各个因素进行了分析，结果表明：气体在基质中的动力学扩散作用导致基质压力和裂隙压力不相等；面割理和端割理张开度的差异导致渗透率出现各向异性；储层为非连续介质，弹性模量随有效应力的变化而变化；有效应力系数和裂隙压缩系数对渗透率有明显的影响。基于分析结果，提出了弹性模量、有效应力系数及裂隙压缩系数的测试方法。
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    矿业安全与环保
    2021年第04期
    297
    81
  • 煤矿险兆事件风险评价指标及分级方法

    作者(Author)： 田水承, 樊梦琰, 韩旭, 孟少聪, 周润康

    摘要：为确定煤矿险兆事件风险评价指标和分级标准，便于风险分级管控，根据扎根理论构建了包含5个核心范畴、24个主范畴的煤矿险兆事件风险评价指标体系；通过险兆事件安全机理相关标准得出指标量化值，并基于IAHP法确定指标权重。研究结果表明:通过权重及风险指数可较为准确地计算出煤矿险兆事件风险评价指数P，根据P值将煤矿险兆事件划分为高风险、较高风险、中等风险、低风险4个等级，以便于煤矿企业根据不同等级提出针对性的管控措施，降低煤矿事故的发生率。
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    矿业安全与环保
    2021年第04期
    402
    176
  • 钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理研究

    作者(Author)： 王清峰, 陈航, 陈玉涛

    摘要：为提高瓦斯抽采孔钻进过程中控制参数调节的智能化程度，揭示了钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理，开发了钻进参数自适应控制技术。以最高钻进效率为控制目标，选择卡钻概率、排渣顺畅性和锚固稳定性为边界条件，并据此划分了钻进状态种类。通过分析边界条件对钻进过程的影响，建立了各边界条件的数学模型，构建了钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理数学模型体系。根据钻进工况智能感知与自适应控制机理，开发了基于差分进化算法的自适应控制技术，实现了钻孔机器人控制向量的自动优化。地面钻进试验表明，钻进工况智能感知与自适应控制技术能控制钻孔机器人在钻进岩层突变时较快地实现对控制参数的自动调节，使钻孔机器人保持高效、稳定的钻进状态。
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    矿业安全与环保
    2021年第03期
    443
    188
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