“煤矿瓦斯灾害智能防控理论与技术”专刊

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“煤矿瓦斯灾害智能防控理论与技术”专刊

来源：煤矿安全

专刊为《煤矿安全》2022年第10期，共34篇。翟成教授任客座主编。

行业视野: 安全
类别; 157个
关键词; 149位
专家; 34篇
论文; 5867IP
点击量; 3958次
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不同轴压条件下煤粒瓦斯吸附规律和机理研究

作者(Author)：高佳星, 李祥春, 邱常青, 王梦娅

摘要：为了研究不同轴压条件下煤粒瓦斯吸附规律和机理，通过自行研制的可以控制温度、瓦斯压力和轴压的吸附实验系统，研究了3种不同变质程度煤样在不同温度、瓦斯压力和轴压条件下的瓦斯吸附规律，讨论了轴压对煤粒瓦斯吸附的影响机理。结果表明：在温度相同时，不同瓦斯压力下吸附量不随轴压的增大单调变化，在瓦斯压力较高时，吸附量随轴压的增大先减小后增大；在瓦斯压力较低时，吸附量随轴压的增大而减小，这是由于瓦斯压力和轴压共同改变了煤的孔隙结构，从而影响了煤的吸附特性；随着轴压的增大，煤的孔隙结构变化存在孔隙压缩、孔隙转变、孔隙压实3个阶段，对应3种吸附量变化阶段。

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煤矿安全

2022年第10期

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基于PFC2D-COMSOL的煤层水力压裂增透促抽瓦斯数值模拟研究

作者(Author)：王世斌, 王刚, 陈雪畅, 范酒源, 迟利辉

摘要：为了对水力压裂后的瓦斯抽采效果进行研究，将PFC2D数值模拟与COMSOL数值模拟结合运用，提出了一种几何模型图像像素级处理方法，该方法将PFC2D水力压裂后的裂隙几何模型导入到COMSOL软件中，完成了2个数值模拟软件之间的结合，实现了对水力压裂煤层进行瓦斯抽采的数值模拟。研究结果表明：40 MPa与20 MPa注水压力相比，注水压裂的范围较大，产生的裂隙数量较多，裂隙扩展范围较大，压裂效果好；且相同抽采时间下，40 MPa注水压裂的煤层瓦斯抽采范围和抽采流量大，水力压裂可以提高煤层的瓦斯抽采效果，与实际工程应用效果相符。

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煤矿安全

2022年第10期

275

205
温度对煤尘水分蒸发特性的影响规律研究

作者(Author)：李岚, 杨玉中

摘要：为了探究深井高温对煤尘水分蒸发特性的影响规律，对4组煤尘在不同温度下（25、30、35、40、45、50℃）进行恒温蒸发实验，通过分析煤尘水分蒸发速率、最大失水率、蒸发平衡时间3个参数随环境温度的变化规律，研究了温度对煤尘水分蒸发特性的影响。结果表明：煤尘蒸发过程分为蒸发失水阶段与失水平衡阶段；随环境温度增加，煤尘蒸发速率与最大失水率呈近直线增加、煤尘蒸发平衡时间呈对数下降；温度从25℃升高到50℃后，4组煤尘蒸发速率平均提高2倍，煤尘最大失水率平均升高24.57%，煤尘蒸发平衡时间由200 min以上降低到了80 min左右，平均下降63.3%。

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煤矿安全

2022年第10期

117

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基于表面力测量的煤尘润湿剂与煤相互作用研究

作者(Author)：陈曦, 张志强, 李仲文, 邬丛珊

摘要：采用压电陶瓷双晶悬臂梁力学测量装置，测量表面活性剂溶液液滴与煤之间的相互作用力，表征液滴润湿煤块的难易程度,研究了表面活性剂溶液浓度和表面活性剂类型对相互作用力的影响。结果表明：在量浓度为5×10-5、8×10-5、1.5×10-4mol/L的表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(9)(AEO9)溶液中，量浓度为1.5×10-4mol/L的溶液液滴所受的最大斥力最小，到达最大斥力所用的时间最短，润湿能力最强；在量浓度均为1.5×10-4mol/L的3种同源的脂肪醇聚氧乙烯醚试剂AEO7、AEO9、AEO12溶液中，AEO9溶液所受的最大斥力最小，且到达最大斥力所用时间最短，说明其润湿能力最强。

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煤矿安全

2022年第10期

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基于气幕屏蔽的掘进工作面通风除尘参数优化研究

作者(Author)：刘会景

摘要：为了改善掘进工作面产尘量大，通风排尘污染其他巷道的问题，在现有长压短抽式通风基础上，提出气幕阻尘结合长压短抽联合除尘方案，并采用数值模拟软件以及现场实验的方式对除尘参数进行分析。研究结果表明：当压风量为330 m3/min、压抽比为0.75时，抽出式除尘风机距离工作面距离为3～4 m时控尘效果较好；但掘进机操控区域距尘源较近，为了尽可能减少粉尘流经掘进机操控区总量，在掘进机操控区前方0.5 m处设置气幕，空气幕发生器出口风速为15 m/s时控尘效果最好,降尘率可以达到90%以上。

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煤矿安全

2022年第10期

101

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特厚易自燃煤层回采工作面上隅角贫氧致因机理研究

作者(Author)：高瑞青, 王飞, 刘红威, 张小龙, 贺志宏, 刘振明, 王子邦, 宫彪

摘要：以马道头矿8105工作面为工程背景，建立特厚易自燃煤层回采工作面流场数值计算模型，分析采空区耗氧速率、工作面进风量、采空区埋管注氮(注氮量和注氮位置)对采场氧气体积分数分布规律的影响。结果表明：采空区遗煤低温氧化产生的低氧环境是造成工作面上隅角贫氧的前提条件；随着耗氧速率的增加，工作面与上隅角附近氧气体积分数下降，上隅角贫氧区域逐步扩大；随着工作面进风量的增大，工作面氧气体积分数逐渐增大，上隅角体积分数逐渐降低、贫氧区域逐渐增大,当进风量大于2 778 m3/min时,上隅角贫氧区域趋于稳定，但氧气体积分数仍逐步下降；随着注氮量的增加，工作面与上隅角氧气体积分数迅速下降，当注氮量大于2 825m3/h时，注氮口与工作面压力失衡，大量氮气涌入工作面造成低氧，同时加重了上隅角附近的贫氧程度；随着注氮位置的深入，工作面和上隅角氧气体积分数变化较小。

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煤矿安全

2022年第10期

131

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煤尘抑尘剂在不同作业场所的应用与发展前景

作者(Author)：田敏, 李治刚, 郭红光, 李雨成

摘要：基于煤炭开采、运输、堆存到煤炭的加工利用等过程中产尘的危害以及给劳动者、企业和国家带来的经济负担，探讨了近年来煤尘抑尘剂的应用特点及最新研究成果。结果表明：煤尘抑尘剂的发展已经由传统的效率强化型逐渐转变为现在的多功能、多组分、经济环保的新型材料型，其中微生物抑尘剂凭借着抑尘效率高、成本低、环保性能显著的优势渐渐成为煤尘抑尘剂领域的研究热点。

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煤矿安全

2022年第10期

185

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掘进扰动下断层带煤体瓦斯异常分布特征研究

作者(Author)：周勇, 马桂霞, 周爱桃, 刘赛菲

摘要：断层带的结构异性会导致介质渗透性的非均质性和各向异性，这对煤体内瓦斯渗流过程有重要影响。通过建立受掘进应力影响下的煤体渗透率模型和横向各向同性断层渗透率模型，利用COMSOL数值模拟软件对其进行解算分析，得出受断层影响的掘进工作面前方应力场及渗透率的演化特征规律。结果表明：受掘进应力影响，暴露面前方出现明显应力分带现象，塑性变形延续到距暴露面5 m处，且出现塑性区阶跃现象；考虑非均质断层的裂隙及煤基质瓦斯压力梯度分别为0.043、0.042 MPa/m，明显大于考虑均质断层的裂隙及煤基质瓦斯压力梯度，而且断层区域内渗透出现骤降及突增的现象，在断层核区域内渗透率降至最低为6.438 3×10-18m2，是煤层初始渗透率的1/7；断层影响区域瓦斯压力梯度大，透气性能低，验证了断层区域蕴育煤与瓦斯突出危险性高的合理性。

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煤矿安全

2022年第10期

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