《煤炭科学技术》2022年“安全科学与工程”栏目最受关注论文TOP20

2022年,《煤炭科学技术》“安全科学与工程”栏目共刊登论文60篇,涵盖矿井瓦斯、矿井防灭火、矿井水害、矿井通风、矿尘、矿井安全监测等领域。为了协助读者了解矿山安全领域内的研究热点和前沿问题,促进学术交流与合作,我们根据论文的下载、引用等指标,整理了《煤炭科学技术》2022年“安全科学与工程”栏目最受关注论文。（数据来源于中国知网,统计时间为2023-10-18）。

行业视野: 安全
类别; 100个
关键词; 98位
专家; 20篇
论文; 6064IP
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冲击地压矿井智能化防冲控采技术的思考

作者(Author)：祁和刚, 夏永学, 陆闯, 王凯, 张学亮, 余达桂

摘要：针对深部冲击地压矿井智能化工作面防冲开采面临的技术难题，围绕冲击地压煤层安全、高效、智能化开采的目标，将新一代信息技术运用到矿井生产活动和防冲管理中，首次提出了智能化防冲控采的技术思想，其科学内涵与技术途径为：首先，通过数据传输平台快速采集区域煤岩冲击危险信息及全工作面设备、工况环境、人员定位等实时信息，建立冲击地压与智能开采的多源信息数据库；其次，采用具有高吞吐量、低延时特性的分布式数据采集系统，实现对多源异构数据的清洗、存储、聚类、融合，将冲击地压监测预警的危险信息与智能化开采进行动态耦合，搭建冲击地压智能防冲大数据平台；最后，在冲击地压多源信息精准识别与数据融合的基础上，开发互联互通、分析决策、动态预测、协同控制的智能开采响应控制系统，在此基础上建立采煤机自调整、支架自适应、防冲风险自感知与自预警相叠加的智能化防冲控采模型，使开采强度与冲击风险相匹配，最终形成无人干预的自决策、自控制、自优化的防冲、减冲、无冲的智能防冲控采新模式。该技术通过将冲击危险预测、防治与智能化开采系统有机结合，形成智能响应闭环，可以保障冲击地压预警信息的高效反馈，实现采掘、运输、安全保障等过程的智能化运行。

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煤炭科学技术

2022年第01期

650

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煤与瓦斯突出流体多物理参数动态响应试验研究

作者(Author)：许江, 魏仁忠, 程亮, 彭守建, 杨海林

摘要：为进一步认识煤与瓦斯突出后巷道内突出流体的运移传播规律以及突出灾害的防灾减灾机制，以大型物理模拟试验为主，研究了突出流体运动、煤粉堆积、冲击波阵面传播、静压和温度等多物理参数的动态响应特征，建立了突出流体运移模型，并着重分析了突出流体在弧形直角拐弯巷道的运移规律。结果表明：突出煤粉在巷道内堆积呈现出两头多中间少的分布特征，多数煤粉集中分布于拐弯后巷道；冲击波阵面的传播速度呈先增大后减小再增大的演化趋势，气流速度快于煤-瓦斯两相流运移速度；巷道静压在单相气流阶段动态响应大，在煤-瓦斯两相流阶段骤降；空气压缩气流、瓦斯气流和煤-瓦斯两相流对静压的演化有着不同影响；在拐弯巷道运移过程中，空气压缩气流内有压缩波叠加现象使得波阵面传播速度加快以及静压升高，瓦斯气流和煤-瓦斯两相流受能量损失影响使得静压降低；巷道温度呈现出迅速下降后缓慢回升的趋势；近突出口区域温度受压缩做功影响，呈现先增大后下降的趋势；巷道内温度呈波动式上升分布状态，部分区域存在一个阻碍巷道温度降低的机制；弧形拐弯后形成一个低温气体聚集区，使得其温度下降量较大。

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煤炭科学技术

2022年第01期

518

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密度梯度驱动的煤粒瓦斯解吸扩散模型及试验研究

作者(Author)：秦跃平, 徐浩, 毋凡, 张凤杰

摘要：为解决菲克扩散模型在煤粒瓦斯解吸扩散过程中存在较大偏差的问题，更好地解释瓦斯在煤粒中的解吸扩散机制，首先开展了封闭空间煤粒瓦斯解吸试验，得到不同初始解吸压力下的煤样瓦斯解吸数据，并评估了4种解吸经验公式的精确性；随后回顾了浓度梯度驱动的菲克扩散模型，提出了游离瓦斯密度梯度驱动的新扩散模型；在此基础上，建立了相关的解吸扩散数学方程，并采用有限差分数值方法进行数值解算；最后将新模型与菲克模型的解算结果以及试验数据进行比较，讨论了新瓦斯扩散模型的优势。结果表明：不同的解吸经验公式拟合试验数据的精确度差异较大，优选出了一种能够在全试验时间尺度下拟合情况良好的经验公式；4种不同初始解吸压力条件下的新扩散模型的数值预测结果在整个试验时间尺度内与试验数据基本一致；相对来说，基于菲克扩散模型数值解算的结果准确性不高；在保证理论预测精度的前提下，新扩散模型中的微孔道扩散系数不随时间和压力而改变；而建立在常扩散系数的假设之上的经典菲克扩散模型的解析解和数值解会产生较大误差。新模型可以更合理和准确地描述瓦斯解吸扩散行为。研究结果旨在为瓦斯解吸扩散机理的认识、瓦斯突出解吸指标及煤层瓦斯含量的标定等工作提供一些新的思路和参考。

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煤炭科学技术

2022年第01期

285

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大倾角高瓦斯煤层采动覆岩“三带”微震监测及瓦斯抽采效果

作者(Author)：孟祥军, 赵鹏翔, 王绪友, 刘李东, 杨俊生

摘要：为了明确大倾角高瓦斯煤层采动覆岩裂隙发育情况，提高卸压瓦斯抽采效果，运用了微震监测技术对新疆硫磺沟煤矿（4-5）06工作面推进过程中采动上覆岩层的微震事件进行实时记录，据此分析了采动上覆岩层的裂隙发育形态特征和演化趋势，且运用经验公式对微震监测结果加以验证，并结合监测结果对高位钻场瓦斯抽采参数进行了优化，检验了卸压瓦斯抽采效果。结果表明：（4-5）06工作面周期来压步距约15 m，采动覆岩断裂带高度约60 m，裂隙发育形态整体呈不对称椭抛带，其中心对称轴向回风巷一侧偏移。以此为依据，对高位钻场瓦斯抽采钻孔参数进行优化，设计高、中、低3个层位钻孔，且全部布置于靠近工作面一侧的瓦斯优势运移通道带以内区域。通过分析现场瓦斯抽采监测装置记录的数据发现，高位钻场中高、中、低3个层位钻孔瓦斯抽采浓度及抽采流量均呈现先增大后减小的趋势，且中层位钻场瓦斯抽采浓度明显高于其余层位。优化后高位钻场瓦斯抽采流量为63～85 m3/min，钻场瓦斯抽采体积分数为6.22%～10.94%，井下回风巷及上隅角瓦斯浓度均低于阈值1%，有效保证了工作面的安全推进。实践表明微震监测技术可有效运用于大倾角高瓦斯煤层裂隙带高度发育情况与形态定位的监测，为高位钻场瓦斯抽采参数设计与优化提供一定的依据。

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煤炭科学技术

2022年第01期

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