国家自然科学基金青年科学基金成果_中国煤炭行业知识服务平台

国家自然科学基金青年科学基金成果

来源：《煤炭科学技术》2018年第7期

青年科技人才是实现煤炭工业创新驱动发展的根基和保障。为助力煤炭行业青年科技人才队伍的建设与未来科技领军人才的培养，充分发挥期刊在煤炭科技创新体系建设中的桥梁和平台作用，《煤炭科学技术》历来重视对青年人才科技成果的宣传和报道，为青年人才提供了展示自我、分享成果的交流平台。近年来，编辑部组织成立了“青年专家学术委员会”，开设了“煤炭行业青年科学家学术专栏”，“煤炭行业青年人才科技成果专栏”、“青年博士学术专栏”等，使期刊成为培养青年科技创新人才的重要园地。国家自然科学基金青年科学基金项目（以下简称青年科学基金项目）是国家自然科学基金人才项目系列的重要类型，目的是培养青年科学技术人员独立主持科研项目，进行创新研究的能力，激励青年科学技术人员的创新思维，培育基础研究后继人才。为更好地反映煤炭领域青年科学基金项目的代表性成果，促进科技成果转化，推动科学知识的共享和传播，更好地发挥期刊在人才发现与培养方面的作用，《煤炭科学技术》于2018年第7期策划出版了“国家自然科学基金青年科学基金成果专栏”。经过严格的审稿，共择优刊登优秀论文25篇。衷心感谢各位青年科学基金负责人及团队为本专栏撰稿，特别感谢相关审稿专家在百忙之中给予论文评议和审查！

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 42个
关键词; 114位
专家; 25篇
论文; 17855IP
点击量; 14285次
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气溶胶灭火技术防治采空区自燃火灾的应用潜力研究

作者(Author)：唐一博, 王化恶, 樊倩洳, 李钰欣, 智景荣, 梁茜

摘要：为给采空区遗煤自燃防治提供新途径,介绍了冷热气溶胶灭火技术的机理与研究进展,分析了各类气溶胶灭火技术的原理、优缺点及适用条件。结果表明:溶胶灭火具有物理吸热、隔氧及化学抑制等多重效果,气溶胶粒子扩散迅速且能够在煤表面沉积,可以有效抑制采空区遗煤氧化。为分析气溶胶灭火技术抑制煤自燃的效果,利用超声波雾化发生含Mg、Al、Zn氯化盐气溶胶与Na OH气溶胶同时流经煤颗粒表面,协同处理煤样,经过气溶胶处理,生成金属氢氧化物沉淀后,表面官能团活性受到了不同程度的抑制,其中Al和Mg气溶胶对—OH结构的抑制较为显著,Zn气溶胶对C—O结构的抑制较为明显。

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2018年第07期

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瓦斯压力对煤体电阻率影响规律与机制

作者(Author)：陈鹏, 陈学习, 刘永杰, 杨涛

摘要：为了研究瓦斯对煤体电阻率的影响规律,建立了含瓦斯煤体电阻率测试系统,测试分析了不同瓦斯压力下不同矿区煤样电阻率的变化规律,系统阐述了瓦斯压力对煤体电阻率的作用机制。结果表明:随着瓦斯压力的增大,煤体电阻率均呈下降趋势,电阻率y与瓦斯压力x符合y=a+bln(x+c)(a,b,c为常数)的关系,且相关系数较高,电阻率在试验前期下降幅度较大,后期下降幅度变小并趋于平稳;瓦斯对煤体电阻率的影响可分为热力学、电学、力学3种机制,含瓦斯煤体视电阻率的呈现是3种机制共同作用的结果,煤的吸附放热过程、导电能垒的下降和应力对煤分子的作用都会导致含瓦斯煤体电阻率的下降,其中应力对煤分子的作用即应力作用机制为主导机制。

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2018年第07期

853

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基于多物理场耦合的顺层钻孔瓦斯抽采参数优化研究

作者(Author)：刘佳佳, 贾改妮, 王丹, 马权

摘要：为了揭示多物理场耦合作用下本煤层顺层钻孔瓦斯抽采渗流机制,建立了考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩影响的流固耦合模型,运用该模型对本煤层顺层钻孔抽采参数进行优化。结果表明:抽采时间对有效抽采半径影响非常显著,钻孔抽采1 d时有效抽采半径为0.38 m,钻孔抽采10 d时有效抽采半径的范围仅增加1.55倍,抽采180 d时有效抽采半径的范围增加8.26倍;在高瓦斯压力区域,煤层钻孔周围煤体的孔隙率、渗透率呈现下降趋势,随着钻孔抽采影响程度的减小,煤基质解吸收缩效应逐渐加强,孔隙率、渗透率下降趋势逐渐缓慢,模拟结果与理论分析相吻合;随着抽采钻孔直径的增加,钻孔周围煤体的瓦斯压力降低范围逐渐增大,有效抽采半径与钻孔直径之间满足幂函数关系,在保证钻孔抽采效果的前提下,确定某矿29031工作面最合理的钻孔直径为94 mm。

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2018年第07期

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坚硬砂岩剪滑失稳引燃采空区瓦斯机制研究

作者(Author)：秦广鹏, 鲁锐华, 王超, 张中腾

摘要：为研究坚硬砂岩顶板断裂失稳过程中因破断岩块之间的摩擦效应而引燃采空区瓦斯的机理,以汝箕沟煤矿32213(1)综采工作面为工程背景,采用理论分析与室内试验的方法,对顶板发生剪切滑动失稳过程中的摩擦闪温以及瓦斯反应过程进行了研究。结果表明:工作面覆岩发生剪切滑移失稳时,一定条件下剪滑失稳带内会形成高温摩擦面并引燃其内以及周边的瓦斯。坚硬砂岩间摩擦速度v<6.0 m/s时,岩石内石英含量的高低对最高摩擦闪温影响不大;摩擦速度v>6.0 m/s时,最高摩擦闪温与砂岩内石英含量呈正相关。摩擦速度越大,摩擦面热量密度越高,点火能量越大,瓦斯越易被引燃。

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2018年第07期

358

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强触变性水泥基浆液研发及基本性能测定

作者(Author)：袁克阔, 王义杰, 徐拴海, 李建文, 刘恺德

摘要：为治理采空区灾害,提出采用强触变性浆液局部充填等精细化治理解决方案,强触变性浆液在流速极低或静置情况下能够快速失去流动性而呈现似固体状,可在大空洞采空区中流动范围有限并大角度堆积自立,在采空区治理工程中展现了很好的应用前景和实用价值。为了系统研究触变性水泥基浆液用于采空区充填治理的适用性,从强触变性水泥基浆液研发出发,开展了浆液稳定性、触变性、流变性及结石体强度特性等基本性能测定,并对其进行了概述;提出了触变系数的概念,弥补了触变指数、触变环法表征触变性随静置时间迅速增大的工程浆液触变性的不足。结果表明,所研发触变性水泥基浆液配比合理,成本低于120元/m3,触变性能突出,在1∶5的灰沙质量比下,结石体15 d单轴抗压强度超过1 MPa,满足充填堆积体强度要求。

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2018年第07期

734

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切槽煤岩试样裂纹扩展颗粒流分析

作者(Author)：沈春明, 林柏泉, 刘厅, 王维华, 杨鑫

摘要：为了探讨水射流增渗情景下不同切槽参数对煤体损伤及裂纹扩展的影响,采用颗粒流PFC2D软件建立单切槽、双切槽煤样参数模型,模拟单轴载荷作用下切槽面与载荷夹角为90°、45°和0°情况下试样损伤过程,对比分析全应力-应变过程中煤体裂纹分布、裂纹数量及内部摩擦能的变化。模拟结果表明:进入塑性变形阶段煤体裂纹快速发育,内部摩擦能伴随增大,裂纹集中分布于切槽两端处,多切槽布置将引导裂纹定向发育扩展;增加切槽面数量、增大切槽面与载荷应力夹角能够降低煤体裂纹发育阈值,促进煤体裂纹扩展;水射流切槽工艺布置设计应选择切槽面与主应力夹角为45°情况,避免切槽内错夹角为0°情况。

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2018年第07期

642

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强度极限邻域内岩石单轴蠕变扰动试验研究

作者(Author)：王波, 刘重阳, 高昌炎, 闫刚, 杨建林, 谷长宛

摘要：为了研究强度极限领域内岩石蠕变对外界扰动的响应规律,选取红砂岩为研究对象,基于RRTS-Ⅲ岩石流变扰动效应试验系统,进行了岩石单轴压缩蠕变扰动试验。试验探究了强度极限邻域内和强度极限邻域外的不同蠕变阶段,外界扰动对岩石蠕变规律的影响。试验结果表明强度极限邻域外岩石蠕变对外界扰动响应不明显,扰动产生的蠕变扰动变形量小且具有可恢复性;随着扰动能量的累积,蠕变变形量减速增长至趋于稳定。强度极限邻域内岩石蠕变对外界扰动响应明显,扰动产生的蠕变扰动变形量剧烈增加且不可恢复,随着扰动能量的累积,蠕变变形量加速增长至试件破坏。

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2018年第07期

739

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基于克里格插值的煤矿底板突水系数等值线优化研究

作者(Author)：陈实, 刘小明, 杨竣皓, 唐波

摘要：为防治羊场湾煤矿16号煤层底板水害,基于《煤矿防治水规定》中提出的煤矿底板突水系数评价方法,以羊场湾煤矿矿区范围内钻孔数据为基础,依据克里格(Kriging)插值法,提出了优化绘制羊场湾煤矿16号煤层底板突水系数等值线图的新方法。结果表明:新方法通过优化插值钻孔数据,增加了插值钻孔数量,提高了突水系数等值线图的精度。使用新的插值方法没有增加新钻孔,优化绘制出的羊场湾煤矿16号煤层底板突水系数等值线图精确度更高,为羊场湾煤矿底板水害防治提供了技术支持,为今后同类型煤矿底板突水系数等值线图的绘制提供了新思路。

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