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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。

行业视野: 封面文章
类别; 150个
关键词; 102位
专家; 30篇
论文; 9811IP
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氯化镁和碳/氧自由基捕获剂协同阻化煤自燃的实验研究

作者(Author)：王婕, 李琨, 张玉龙, 王俊峰, 周春山

摘要：为了考察碳/氧自由基捕获剂（N,N-二苄基羟胺DBHA/2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚BHT）和氯化镁结合形成的2种复合阻化剂对煤自燃抑制的行为，利用热分析（TG-DSC）、阻化性能测定和红外光谱实验对阻化处理前后的煤样自燃特性进行研究。结果表明：经复合阻化剂处理后的煤样CO释放量减少，交叉温度点和抑制率显著增高；复合阻化剂可降低反应体系中羟基、羰基和脂肪族—C—H等活性组分含量。在80 ℃之前，氯化镁发挥主要物理阻化作用，BHT和DBHA与水分子形成缔合氢键发挥协同阻化作用；在80~120 ℃，BHT与煤中含氧活性自由基结合，抑制煤与氧气吸附和含CO类化合物的生成，其协同抑制效果优于DBHA复合阻化剂;在120 ℃之后，DBHA复合阻化剂处理煤样的抑制率均在70%以上，比BHT对煤中自由基的捕获能力更强，抑制稳定性更高。

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矿业安全与环保

2021年第03期

279

105
薄煤层Y型通风采场瓦斯分布规律研究

作者(Author)：李良伟, 武文宾, 林府进

摘要：为揭示“两进一回”Y型通风方式采场瓦斯流动与分布规律，利用多孔介质模型对Y型通风采场及采空区瓦斯流动进行数值模拟。结果表明：当进风巷、运输巷配风比为1∶1时，上隅角处因局部阻力与风流转向出现了低速紊流区从而导致瓦斯聚积；由于尾巷与进风巷相联通，靠近上隅角处采空区的瓦斯会涌入工作面；工作面瓦斯浓度随着进风巷与运输巷配风比的增大而降低，运输巷瓦斯浓度随配风比的增大整体呈微降趋势；采空区瓦斯浓度沿走向方向呈先升高后降低再升高的趋势，随着配风比的增大，瓦斯浓度整体呈现增高的趋势。研究结果可为工作面配风比的选择提供依据。

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矿业安全与环保

2021年第03期

209

187
D-InSAR技术用于水西沟火区地表沉降的分析

作者(Author)：杨洁, 曾强

摘要：为掌握准南煤田水西沟火区地表沉降变化规律，采用差分干涉测量方法，对2014年10月至2015年10月Sentinel-1数据进行处理，获得11组干涉图、差分干涉图、去平地效应图、相位解缠效果图和地面形变图。对比分析了2014年和2015年沉降分布图像，结果表明火区地下煤火燃烧导致的沉降范围大体一致，沉降高低值呈现相似规律变化。结合遥感技术接受或者拒绝了因温度和植被的异常像元确定的火区范围，圈定出较为精确的A、B、C、D、E共5个裂隙位置，并发现这5个位置沉降高低值变化不一。其中A、B、C位置地表沉降最大值随着时间变化一直减小，D、E位置地表沉降最大值先增大后减小；C位置沉降幅度变化最小，相对较稳定。应用表明，利用差分干涉方法监测地下煤火燃烧区地表沉降是可行的，且具有一定的准确性。

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矿业安全与环保

2021年第03期

156

79
安全投入对煤矿企业经济效益的门槛效应研究

作者(Author)：黄骞

摘要：基于11家国有煤矿企业调研数据，借鉴Hansen面板门槛模型，对煤矿企业安全投入与经济效益的关系进行研究，并将安全投入结构作为门槛变量探讨其调节作用。结果表明：安全投入与经济效益存在显著的双重门槛效应，当安全投入水平较低时，增加安全投入将提高企业经济效益，但当安全投入水平达到一定门槛值后，增加安全投入会降低企业经济效益；将安全投入结构作为门槛变量时，存在显著的单一门槛效应，且其在安全投入与经济效益的关系中具有负向调节作用。

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矿业安全与环保

2021年第03期

162

103
条带开采煤柱支承压力与塑性区分布规律研究

作者(Author)：谷拴成, 杨超凡, 王盼, 牛宏新

摘要：为了对条带开采煤柱支承压力与塑性区分布规律进行研究，采用理论分析、数值模拟及现场监测的方法，通过考虑采空区上覆煤岩体成拱效应，确定出煤柱支承压力分布情况。结合煤柱支承压力分布情况，根据玉华煤矿工程条件，采用ANSYS15.0软件模拟计算不同采空区宽度（100~260 m）、不同工作面埋深（400~600 m）的煤柱最大塑性区宽度，并对玉华煤矿2410工作面回风巷道护巷煤柱的最大塑性区进行监测。研究结果表明：依据所提出的煤柱支承压力计算方法，模拟计算出的煤柱最大塑性区宽度和现场监测结果一致。给出了确定煤柱支承压力分布的计算方法，以及依据该方法计算出的煤柱最大塑性区分布规律，可为煤柱留设宽度设计提供依据。

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矿业安全与环保

2021年第02期

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150
煤与瓦斯突出多物理场分布特征的数值模拟研究

作者(Author)：曹偈, 赵旭生, 刘延保

摘要：为揭示煤与瓦斯突出过程煤体多物理场耦合灾变机制，在含瓦斯煤气固耦合方程基础上，利用COMSOL软件中的固体力学与PDE模块，模拟了突出前后煤体应力场、变形场、气体流动场分布规律。与前期开展的突出物理模拟试验结果进行对比验证，证实了数值分析方法的可行性。模拟结果表明：突出后孔洞壁附近煤体发生塑性变形，导致此处煤体渗透率增大，且随着应力增大，突出孔洞壁处煤体渗透率可比原始渗透率增加2～3个数量级；突出后气体压力从突出孔洞壁面到煤体深部呈现先急剧上升后降低至原始气压的变化趋势，在孔洞壁处形成较高压力梯度，是突出持续发生的必要条件。

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矿业安全与环保

2021年第02期

290

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割压联合作用下钻孔塑性区范围分布研究

作者(Author)：周应江, 刘怀付, 汪有清, 张永将, 徐遵玉

摘要：为准确获得超高压水力割缝与水力压裂联合作用下的钻孔塑性区分布规律，基于统一强度理论，考虑煤体塑性软化和中间主应力，建立了钻孔在割压联合作用下的力学模型，推导出钻孔塑性区范围表达式，并通过算例分析了相关参数对钻孔塑性区的影响规律。研究结果表明：采用割压联合技术后，钻孔塑性区半径随着中间主应力系数的增大几乎保持不变，随着软化系数的增大而逐渐减小，随着压裂压力的增大逐渐增大；对比钻孔正常施工和超高压水力割缝情况下，钻孔塑性区半径显著增大。研究成果可为矿井更好地解决低透气性煤层瓦斯抽采治理技术难题提供一定的理论依据。

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矿业安全与环保

2021年第02期

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置孔释压支护材料孔型排列方式研究

作者(Author)：张博, 李彦斌, 韦庆量, 谷攀

摘要：为合理解决深部高应力软岩巷道支护难题，有效控制围岩变形，实现巷道长期稳定，以青云煤矿020202轨道平巷为研究对象，基于巷道能量转换规律验证了置孔释压支护技术对深部高应力软岩巷道的支护可行性，并运用理论分析与物理相似模拟实验手段，对置孔释压材料6种不同孔型排列方式进行了抗压强度及连续变形量比较，筛选出材料最佳孔型排列方式为正方形排列。将原支护方案与正方形排列的置孔释压支护方案进行数值模拟和现场应用对比，结果表明：正方形排列方式的置孔释压支护方案与原支护方案相比，巷道围岩塑性区范围明显减小，顶底板及两帮变形量降幅达到70％以上，巷道支护效果明显，围岩变形得到有效控制。

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矿业安全与环保

2021年第02期

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