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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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2022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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  • 不同压制负荷重塑煤体饱和渗透系数研究

    作者(Author)： 孙永鑫, 王兆丰, 代菊花, 岳基伟

    摘要：为研究不同压制负荷对煤体渗透特性的影响，采用不同压制负荷下形成的重塑煤样，通过自主设计的常水头渗透实验装置，对不同载荷下形成的重塑煤样的孔隙结构和渗透特性进行了探讨。研究结果表明：随着压制负荷的增大，重塑煤样的孔隙率逐渐减小，微孔和小孔占孔隙总体积的比例逐渐增加；各重塑煤样的含水率随时间先快速增加，后逐渐缓慢增加并趋于稳定，重塑煤样的饱和含水率随着压制负荷的增大而减小，饱和含水率和压制负荷之间符合单调递减有极值函数关系；重塑煤样的饱和渗透系数随着压制负荷的增大而逐渐减小。
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    煤矿安全
    2022年第08期
    167
    69
  • 基于茶多酚的阻化泡沫制备及阻燃性能研究

    作者(Author)： 舒森辉, 张雷林

    摘要：为了有效防治采空区遗煤自燃，将茶多酚（TP）加入到复配表面活性剂溶液中，研制出一种发泡效果好、稳定性强、阻燃效果优越的TP阻化泡沫，通过泡沫扫描仪、界面流变张力仪确定出复配表面活性剂组分、复配比、质量分数及茶多酚添加量；利用锥形量热仪对比TP阻化泡沫与三相泡沫的防灭火性能。实验表明：当阴离子表面活性剂A与两性离子表面活性剂D复配比为1∶2，质量分数为0.3%时，发泡时间最短，产生200 mL泡沫仅需142 s，泡沫最均匀细腻，平均粒径仅0.054 mm；加入适量茶多酚后，体系发泡性能有所提升，质量分数为0.06%时，发泡体积可达179 mL，析液半衰期由584 s增至719 s；茶多酚具有降低煤中活性基团数量的作用，TP阻化泡沫与三相泡沫相比热释放速率峰值由88.5 k W/m2降至52.2 kW/m2,CO2释放量由1.7 kg/kg降至0.6 kg/kg，抑制煤自燃效果显著。
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    煤矿安全
    2022年第08期
    177
    95
  • 冲击载荷侵入软岩特征分析

    作者(Author)： 王四一

    摘要：冲击破岩技术因其钻进效率高的优势在硬岩钻进方面应用广泛，但冲击载荷作用下软岩的侵入及破碎特征不明晰。基于正交设计实验理论，设计了相似材料选型和配比方案，浇筑制备了与软岩岩体力学特征相符合的软岩相似材料，研制了包含冲击落锤、球齿—砧体和试样夹具等结构的室内冲击破岩实验装置，开展了动力学仿真，得出了冲击载荷曲线图；以此为基础进行了多体动力学和瞬态动力学有限元联合仿真和冲击破岩室内模拟实验。结果表明：软岩在冲击载荷作用下呈现出典型的塑性变形特征，压碎特征不明显，所形成的冲击坑形貌比较规整、岩屑体积较小；冲击球齿在软岩中的侵入深度与冲击功、冲击次数、球齿规格密切相关，球齿在软岩侵入过程中存在极限侵入值。
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    煤矿安全
    2022年第08期
    175
    102
  • 地震诱发煤矿次生灾害危险性评估方法研究

    作者(Author)： 白金燕, 齐庆杰, 王安虎

    摘要：矿山是受地震灾害影响较为严重、灾害多发的重点安全生产行业之一，“唐山大地震”“汶川大地震”等多起地震后，出现了井巷工程破坏、涌水量急剧增加等严重灾害，造成了不同程度的人员伤亡与经济损失。针对地震诱发煤矿次生灾害影响评估方法缺失的问题，基于地震灾害学、安全工程学与系统科学等理论，以矿井生命线系统为主线，研究提出了地震诱发煤矿次生灾害影响综合评估方法，具体为：首先从矿井所在区域地震灾害等级、地震诱发矿井灾害危险性、煤层瓦斯赋存致灾性、水文地质条件致灾性、地震灾害承灾体设防达标情况等对地震诱发煤矿次生灾害的可能性进行评估；其次从人员伤亡、经济损失、灾害的社会影响效应等3个方面对地震诱发煤矿次生灾害的后果严重性进行评估；最后通过构建矿山承灾体致灾危险性等级矩阵，判定地震诱发煤矿次生灾害危险性等级。该评估方法涵盖了灾前设防现状，灾时地震灾害等级，灾后影响程度等多因素，实现了灾前、灾中、灾后所有关键影响因素的全覆盖。
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    煤矿安全
    2022年第08期
    181
    80
  • 人工冻结斜井洛河组砂岩解冻后蠕变模型试验研究

    作者(Author)： 任建喜, 易归, 陈旭, 曹西太郎

    摘要：随着西部地区煤矿建设，多数斜井需穿越弱胶结富水洛河组砂岩地层，采用常规掘进方式存在巨大安全隐患，往往采用冻结法施工掘进；人工冻结解冻后富水洛河组砂岩具有显著的蠕变特性，对于斜井井筒的长期安全稳定影响明显；通过对不同冻结温度下解冻后洛河组砂岩进行单轴压缩蠕变力学试验，从而建立了更为简洁的砂岩非线性分数阶蠕变力学模型；构建了解冻后砂岩的分数阶蠕变力学模型，将试验数据与拟合曲线进行对比分析。结果表明：随着冻结温度的降低，解冻后洛河组砂岩的蠕变量增大，蠕变速率增大，非线性程度升高；非线性分数阶蠕变模型可以很好地模拟解冻后洛河组砂岩的蠕变过程，模型更为简单方便。
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    煤矿安全
    2022年第07期
    187
    54
  • 智慧矿山多系统传感层设备融合关键技术研究

    作者(Author)： 陈杰

    摘要：针对国家能源局、国家矿山安全监察局在2021年下发的《煤矿智能化建设指南（2021版）》文件中智能安全监控系统对多系统井下融合及“人-机-环”应急联动的需求，分析了不同系统传感层设备共性特点以及实时采集的数据不定期误报、冒大数等问题；同时,从边缘计算设备的角度结合智能矿山发展趋势对井下多系统融合数据采集处理的实时性与不丢帧的要求，深入研究了安全监测类系统传感层设备的统一采集、采集数据不丢帧、传感层设备数据异常检测等3个关于多系统传感层设备融合的关键技术，提出了采用数据采集中间件方法建立统一采集体系结构、采用双缓存队列实现多线程间数据采集不丢帧、采用以时间序列为计算因子的传感层数据异常实时检测算法，并给出了详细的实现方法。
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    煤矿安全
    2022年第07期
    186
    176
  • 基于薄板理论的孤岛工作面基本顶变形规律及破断距研究

    作者(Author)： 宋彦琦, 杨敏健, 马宏发, 郑俊杰, 申付新

    摘要：为研究三面环空孤岛工作面基本顶的变形及破断规律，以河南某煤矿MZ201工作面为研究背景，通过弹性薄板小挠度弯曲理论，构建了基本顶破断力学模型，分析了工作面基本顶的破断力学特征，得到了基本顶初次来压和周期来压步距。研究结果表明：初次来压时，基本顶岩层变形较小，顶板下沉量最大点位于采空区中后部，变形量为360 mm；周期来压时基本顶岩层变形较大，顶板下沉量最大点位于基本顶中心，变形量为807 mm；初次破断时，岩层最先从两长边中部发生拉伸破坏；周期破断时，基本顶从下表面中心位置开始破断，后沿倾向方向不断发展，在短边近端处分叉，形成“X”型破断；基于拉应力破断准则计算得到基本顶初次破断距和周期破断距分别为49.3 m和27.9 m。
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    煤矿安全
    2022年第07期
    158
    62
  • 基于中性区特征的沿空掘巷煤柱宽度分析与实践

    作者(Author)： 张守宝, 何基源, 宋沄玮, 何潇, 张振宇, 李东东, 李垚志, 郭明

    摘要：煤柱宽度是沿空掘巷技术的主要参数，对于留巷成功与否有关键作用；煤柱的稳定可以采用煤柱水平变形的中性区特征进行描述，中性区的大小以及承载能力变化能够表征煤柱的稳定程度。根据典型工程背景和护巷煤柱的中性区理论，建立数值模型模拟分析不同宽度煤柱内中性区的变化和承载力特征。研究发现：随煤柱宽度增加，煤柱内中性区的宽度逐渐增加，煤柱的承载能力也逐渐增加，但中性区宽度占比表现出先增加后减小又增加的规律，煤柱承载能力的增加率则为先升高后降低；煤柱宽度6～7 m时存在满足条件的稳定承载区；综合理论计算、数值模拟和现场条件确定煤柱合理宽度为6 m。
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    煤矿安全
    2022年第07期
    222
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