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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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  • 无烟煤各向异性吸附膨胀动态响应实验研究

    作者(Author)： 赵楷棣, 傅雪海

    摘要：研究注入C02后煤岩吸附膨胀的各向异性特征，以沁水盆地无烟煤为研究对象，开展了煤岩C02吸附量及各向异性膨胀实验研究，并讨论了煤岩C02吸附量与应变量之间的关系。 结果表明：煤岩注入C02后体积发生变形，体积应变随时间呈现阶段性变化；C02绝对吸附量和 膨胀应变与C02注入压力之间均可用Langmuir模型来表征；煤岩吸附膨胀变形呈现明显的各向 异性特征，煤岩垂直层理方向应变最大，其次是平行面割理方向，而平行端割理方向应变最小； 煤岩绝对吸附量和煤岩膨胀应变符合s型曲线变化关系，可用s1ogistic函数拟合；煤岩吸附C02基质膨胀首先以内部膨胀为主，割理或裂隙遭受压缩之后开始向外部膨胀，最终当煤岩内部应力状态达到平衡后，煤岩膨胀变形趋于稳定。
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    煤矿安全
    2022年第04期
    241
    98
  • 电脉冲对无烟煤官能团及甲烷吸附特性影响研究

    作者(Author)： 闫发志, 王一涵, 周婧, 杨永丹, 彭守建, 蒋长宝

    摘要：利用电脉冲致裂煤体增渗实验系统，对贵州轿子山煤矿烟煤进行电脉冲致裂实验，并结合工业分析、傅里叶红外光谱测试和等温吸附实验方法，研究了不同击穿电压条件下电脉冲致裂煤体的电流峰值、煤体官能团结构和吸附甲烷能力的演化规律。结果表明：煤样电脉冲击穿煤体的过程主要经历了热击穿、电击穿和残余阶段，同时，击穿煤样的电流峰值随着击穿电压的升高而增大，且呈现指数化趋势；电脉冲击穿煤样的官能团结构发生明显变化，CH吸收峰随着击穿电压的增加而升高，C=C、-CH3、-CH2、-0H吸收峰随击穿电压的提高而降低；电脉冲击穿煤样的甲烷极限吸附量a值都比原煤低，煤样吸附常数b值随击穿电压增加呈现出波动式的变化，表明电脉冲击穿煤体后，明显降低了煤样对甲烷的吸附能力，有利于煤层气的高效开采。
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    煤矿安全
    2022年第04期
    292
    120
  • 热-力耦合作用下煤岩体渗流特性研究

    作者(Author)： 易欣, 任瑶, 肖旸, 陈安明, 张琳

    摘要：煤层开采深度增加导致地温和应力增大，影响了煤样裂隙发育和渗流特性。为了研究热-力耦合作用下煤岩渗透过程中形变及渗透性变化特征，采用MTS8l5测试系统测试了50、l00 ℃下6组煤样的全应力-应变过程中的渗透性。结果表明：温度为50 ℃时煤样抗压强度随围压增加而增加，4 MPa围压作用下煤样峰值偏应力达3.6 MPa，煤样轴向、环向应变均达到2%以上，表现出较高的延展性；温度为l00 ℃时煤样抵抗变形能力下降，随围压增加，其峰值偏应力增加至4.9 MPa，煤样应变增长的速率加快；围压4 MPa、温度l00 ℃时，煤样峰值渗透率达到3.5×l0-ll  m2；煤样加载过程中原始和新生裂隙扩展，孔隙连通性增强形成复杂的裂隙网络，热力效应使煤样渗流裂隙体积增加，渗透率增加。
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    煤矿安全
    2022年第04期
    126
    93
  • 高压水射流破煤机理研究进展及展望

    作者(Author)： 赵岳然, 姜文忠, 靳鹏, 都锋, 裴越, 袁圣秋

    摘要：通过对高压水射流破煤机理的研究，可以为水射流装备制造和施工工艺研究提供理论依据。在调研大量国内外相关文献的基础上，系统总结了目前高压水射流破煤机理的相关理论，从水射流结构和煤体力学特性入手，介绍了应力波破煤理论、准静态弹性破煤理论、气蚀破煤理论及裂纹扩展破煤理论等对各阶段破煤机理的研究成果。针对当前各种破煤理论的适用性及局限性，提出下一步可以从完善水射流破煤机理、两相射流破煤机理和新型射流方式破煤机理3个方向开展研究。
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    煤矿安全
    2022年第04期
    231
    130
  • 基于差减图谱分析的煤低温氧化活性基团转化规律

    作者(Author)： 王福生, 高湛翔, 高东

    摘要：为研究煤自燃低温氧化过程中最本质的活性基团的转化规律，利用傅里叶原位红外测试技术得到原煤的主要官能团分布，通过分峰拟合得到煤中关键活性基团并对其在不同气氛下升温过程中的含量变化进行对比，利用差减图谱得到代表本征煤氧复合反应的活性基团转化曲线。结果表明：空气气氛中-CH3与-CH2-含量整体减小，-COOH随温度上升含量转化率失重大于C=O；氮气气氛中-COOH在热解作用下含量变化净差值最大；本征煤氧复合反应中，活性基团含量总体下降是由于其发生氧化反应的消耗速率大于产生速率所导致；60～70℃开始煤氧化学反应速率开始逐渐增强，同时发现4种关键活性基团整体含量的降低为煤样发生低温氧化反应提供了条件。
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    煤矿安全
    2022年第03期
    213
    101
  • 深埋缓倾斜双煤层开采导水断裂带发育规律研究

    作者(Author)： 侯恩科, 刘博, 龙天文, 徐维, 魏启明, 马进勇

    摘要：为研究深埋缓倾斜多煤层开采导水断裂带发育特征，以石槽村煤矿2-1煤和2-2煤叠置开采区为研究对象，通过井下仰孔注水试验与数值模拟方法，对覆岩破坏及导水断裂带发育特征进行了研究。结果表明：在相同地质及开采条件下，采厚1.8 m的上覆2-1煤和采厚3.4 m的下覆2-2煤开采导水断裂带发育过程均可分为缓增阶段、突增阶段和稳定阶段，但2-2煤导水断裂带发育速度大于2-1煤导水断裂带发育速度；2-1煤和2-2煤层间距为11 m条件下，2-2煤开采产生的复合导水断裂带高度大于2-1煤开采导水断裂带高度；综合分析后确定石槽村煤矿多煤层重复采空区导水断裂带发育高度为49.6 m。
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    煤矿安全
    2022年第03期
    161
    181
  • 基于GIS的煤矿瓦斯大数据管理与分析系统

    作者(Author)： 吕平洋, 毛善君, 侯立, 王双勇, 徐平安, 卯明松

    摘要：针对煤矿瓦斯高效治理数据海量化、系统集成化、管理可视化的特点，提出了建立基于GIS的煤矿瓦斯大数据管理和分析系统的研发思路。在阐述煤矿瓦斯安全管理数据特征的基础上，设计了由基础设施层、业务数据层、服务平台层和应用平台层构成的系统总体框架，研究了时空数据管理、瓦斯风险预测预警、瓦斯安全管理1张图等技术，开发并实现了相应功能，为煤矿瓦斯安全管理提供了重要支撑。
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    煤矿安全
    2022年第03期
    199
    267
  • 大型物理三维模拟实验中传感器布置优化方法研究

    作者(Author)： 郝昱宇, 李树刚

    摘要：针对煤与瓦斯安全共采大型物理三维模拟实验中传感器布置问题，通过数值模拟、理论分析找寻瓦斯运移及压应力变化关键信息点，优化传感器布置参数，提高模拟实验相似性与采集效率；首先通过数值模拟建立瓦斯及压应力分布图谱，通过分析该分布规律中变化关键点信息；再次根据该位置点信息建立分时段、选择性数据采集方案，自主设计分布式通讯采集板卡，实现了单位时间下动态区域数据采集系统，降低了单位时间下数据采集量；最终通过差值算法对采样数据进行处理，获得了不同风速对瓦斯运移影响，并对开采至60 m处瓦斯富集区域进行了推断，与此同时，建立了沿煤层走向各个阶段下垂直应力分布图谱。通过将数据与微震监测结果进行比较，其结果互相吻合。
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    煤矿安全
    2022年第03期
    205
    73
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