检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2025年第3期50卷 1484-1498页

作者：许庆峰彭守建许江杨燕秦朝龙农晓莉贾立重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

为研究椭圆率对巷道冲击破坏特征的影响机制,利用自主研发的深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统,开展了真三维条件下椭圆形巷道冲击破坏试验,分析了不同椭圆率巷道冲击破坏演化规律。结果表明:试样峰值应力及轴向变形量会随椭圆率... 详细信息

为研究椭圆率对巷道冲击破坏特征的影响机制,利用自主研发的深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统,开展了真三维条件下椭圆形巷道冲击破坏试验,分析了不同椭圆率巷道冲击破坏演化规律。结果表明:试样峰值应力及轴向变形量会随椭圆率的增大呈现先增大后减小的趋势,椭圆率为1.25试样的峰值应力及轴向变形量最大;巷道破坏主要集中在边帮两侧,声发射三维定位也验证了这种破坏特征;扰动加载期声发射计数、能量突增,声发射b值突降,说明试样在扰动应力下产生了大尺度破坏。随着椭圆率的增加,声发射的最大计数、最大能量、b值下降幅度均呈现增加趋势。不同椭圆率试样声发射累计能量与时间均存在非线性关系,证明了冲击破坏的能量骤增原理。不同椭圆率试样红外云图和平均红外辐射温度在破坏时有明显的上升,其中椭圆率为1.25试样最为显著。试验结果为地下工程巷道断面防冲设计提供了理论支撑。

关键词：椭圆率巷道冲击破坏特征声发射试验研究

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NiO/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S合成及其光催化页岩气返排废水制氢性能研究

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燃料化学学报(中英文) 2025年第3期53卷 393-402页

作者：康子怡王婧茹郝姿曼徐龙君重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

本研究将水热法和煅烧法相结合成功制备了一种p-n型NiO/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S复合光催化剂,通过测试其在页岩气返排废水中的产氢效果评价样品的光催化产氢性能,并结合XRD、SEM、UV-vis DRS等表征手段对样品的结构、形貌和光学性能进行分析... 详细信息

本研究将水热法和煅烧法相结合成功制备了一种p-n型NiO/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S复合光催化剂,通过测试其在页岩气返排废水中的产氢效果评价样品的光催化产氢性能,并结合XRD、SEM、UV-vis DRS等表征手段对样品的结构、形貌和光学性能进行分析。结果表明,NiO的引入显著提高了Mn_(0.3)Cd_(0.7)S的可见光响应能力;质量分数为15%的NiO/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S在页岩气返排废水中展现出最佳的光催化产氢性能,产氢速率高达20416.7μmol/(g·h),约为Mn_(0.3)Cd_(0.7)S单样的1.9倍。这种优异的光催化产氢性能得益于NiO/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S间p-n型异质结的形成,有效促进了光生载流子的分离,提高了光催化产氢活性。

关键词： Mn_(0.3)Cd_(0.7)S NiO 异质结页岩气返排废水光催化产氢

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榆神矿区中深煤层开采松散含水层地下连续墙侧向截水帷幕可行性分析

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煤炭学报 2025年第2期50卷 1062-1072页

作者：赵春虎王世东姬中奎朱开鹏梁向阳中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤矿灾害防控全国重点实验室陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

榆神矿区是陕北煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与地下水资源流失问题突出,随着黄河流域生态环境保护战略的全面推进,对矿井水防治与水资源保护提出了超前化、主动化、源头化的地质保障要求。针对陕北榆神矿... 详细信息

榆神矿区是陕北煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与地下水资源流失问题突出,随着黄河流域生态环境保护战略的全面推进,对矿井水防治与水资源保护提出了超前化、主动化、源头化的地质保障要求。针对陕北榆神矿区井工煤矿煤层开采影响下近地表富水松散含水层涌(失)水问题,借鉴露天大水矿区地下连续墙的帷幕减渗成功经验,从稳定的补给水源、相对集中补给通道、防绕流托底3个方面总结了煤矿区开展地下水连续墙截水帷幕的基本条件;通过建立井工煤矿开采与松散富水含水层帷幕条件下矿井涌水量理论计算模型,得出截水帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大,以及距离采掘范围越近是减少煤层顶板近地表松散含水层涌(失)水的基本原理。以榆神矿区某矿工作面集中涌水问题对研究对象,依据井工煤矿地下水连续墙帷幕减渗基本原理,分析得出工作面集中涌水区段主要水源以近地表松散含水层地下水为主,且具备稳定可观的动态补给,煤层开采形成的导水裂隙突破顶板隔水土层揭露松散层内条带状古河道(古河道内隔水土层变薄、松散层增厚),形成了相对集中的涌水通道,以及在“上含下隔”(上为富水松散含水层,下为相对隔水土层)的防绕流托底组合结构下,认为该区段具有建造侧向截水帷幕墙的可行性。建立了案例矿井正常开采与侧向帷幕墙建设条件下地下水系统数值模型,模拟结果显示,在工作面外围局部侧向帷幕工况下(侧向帷幕墙体长度600 m),帷幕墙体内外松散含水层地下水水位梯度显著加剧,但由于松散含水层良好的渗透性,以及井田地面东高西低地形地貌控水条件,帷幕墙体外围近地表松散层地下水水位整体未发生明显抬升,原来通过薄基岩区、松散层增厚带进入工作面采空区的地下水径流量沿帷幕墙体外围导流至下游,600 m长侧向截水帷幕整体减水效率28.43%。研究成果为榆神矿区井工煤矿开展基于侧向截水帷幕的顶板水害防治与地下水资源保护可行性分析提供了科学依据。

关键词：顶板水害导水裂隙充水条件截水帷幕保水开采

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超声处理辅助粉煤灰浸出钙离子矿化CO_(2)及其产物防灭火特性

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煤炭学报 2025年第2期50卷 1034-1046页

作者：史全林秦波涛孙永江中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室江苏徐州221116

利用粉煤灰浆液矿化捕集CO_(2),并利用矿化浆液防控采空区煤自燃,能够实现减污降碳与灾害治理的双重效果。针对当前粉煤灰矿化CO_(2)过程钙离子浸出速率慢、矿化量小等问题,提出利用超声波加速粉煤灰浸出钙离子、强化粉煤灰矿化CO_(2)... 详细信息

利用粉煤灰浆液矿化捕集CO_(2),并利用矿化浆液防控采空区煤自燃,能够实现减污降碳与灾害治理的双重效果。针对当前粉煤灰矿化CO_(2)过程钙离子浸出速率慢、矿化量小等问题,提出利用超声波加速粉煤灰浸出钙离子、强化粉煤灰矿化CO_(2)效能的思路,利用离子色谱仪研究低钙粉煤灰和高钙粉煤灰浆液中钙离子的浸出规律,采用低温N2吸附法和SEM-EDS技术分析超声波对粉煤灰颗粒结构的改变作用,借助CO_(2)吸附与矿化反应实验系统测定超声波对粉煤灰矿化CO_(2)的强化效果,探究超声波强化粉煤灰钙离子浸出的原理。试验结果表明:粉煤灰直接浸出Ca^(2+)速率十分缓慢,直至30 d达到浸出平衡;经过超声波强化处理后,30 min时Ca^(2+)浓度即可达到静置状态30 d时的浸出水平,表明超声波显著提高了粉煤灰Ca^(2+)的浸出速率。此外,经过超声波强化处理后,低钙和高钙粉煤灰的比表面积分别增加了23.71%和184.71%,表明超声波的空化效应能够破坏粉煤灰颗粒之间的聚集和粘附,使得颗粒被细化、孔隙结构发育,促进了粉煤灰与水之间的Ca^(2+)浸出等传质过程;矿化试验结果表明:低钙和高钙粉煤灰经超声波处理改性后,与未处理的原始粉煤灰相比矿化量分别增长了410%和22%,达到7.66 g/kg和82.02 g/kg,表明超声波增强了粉煤灰对CO_(2)的矿化效果。在此基础上,利用粉煤灰浆液矿化CO_(2)产物防控采空区煤自燃,与原始粉煤灰处理煤样的放热量相比,矿化产物处理煤样的放热量分别降低3.32%和14.24%,表明矿化产物具有更优异的煤自燃抑制特性。

关键词：煤自燃粉煤灰矿化超声波强化

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基体均质化发酵合成矿山生物抑尘剂方法

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第3期65卷 589-600页

作者：王和堂章琦王宇轩李晓娟杨盼盼徐奕飞中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室徐州221116 中国矿业大学现代分析与计算中心徐州221116

该文针对化学抑尘剂难以自然降解或降解性差、表面活性低和易对土壤及水源造成二次污染等问题,提出了微生物发酵合成矿山生物抑尘剂的方法,并采用自主研发的双联发酵合成实验装置研究了生物抑尘剂的合成方法,以提高生物抑尘剂的合成规... 详细信息

该文针对化学抑尘剂难以自然降解或降解性差、表面活性低和易对土壤及水源造成二次污染等问题,提出了微生物发酵合成矿山生物抑尘剂的方法,并采用自主研发的双联发酵合成实验装置研究了生物抑尘剂的合成方法,以提高生物抑尘剂的合成规模和生产效率。首先,采用数值模拟法研究发酵装置中的基体流场速度、流场湍动能、气含率和搅拌功率;其次,通过实验验证了不同条件的气含率和抑尘剂产量;最后,对超滤分离提取的抑尘剂进行了界面性能和润湿性能实验。研究结果表明:使用四斜直叶桨搅拌组合可形成明显的液体循环区域,增加一层搅拌桨可扩大循环区域;搅拌组合H的液面波动更小,湍动能分布更均匀,能提高溶氧值,有利于气液传质,通过测试菌体质量浓度和产率验证了搅拌组合H对提升基体均质化效果较好;通过界面性能实验发现,采用双级超滤时抑尘剂溶液的临界胶束质量浓度为22.65 mg/L,抑尘剂随质量浓度的提升黏弹模量趋于稳定;通过润湿性能实验发现,经双级超滤提纯的抑尘剂沉降粉尘的最短时间为67 s,对粉尘的润湿性较好。该文提出了从基体均质化角度研究较大容积的生物抑尘剂合成方法,研究结果可为高效制备绿色环保型生物抑尘剂提供参考。

关键词：粉尘防治生物抑尘剂发酵合成超滤提纯

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基于线结构光的矿用输送带纵向撕裂检测技术

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矿业安全与环保 2025年第1期52卷 180-186页

作者：游磊向兆军孙柳军煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

针对传统的输送带纵向撕裂检测系统存在光照抗干扰能力差、运算效率低及泛化能力弱的问题,研究了一种基于线结构光的纵向撕裂检测技术。以线结构光作为图像采集系统,应用Topk完成图像预处理,减少数据冗余和内存使用量;对YOLOv5网络的基... 详细信息

针对传统的输送带纵向撕裂检测系统存在光照抗干扰能力差、运算效率低及泛化能力弱的问题,研究了一种基于线结构光的纵向撕裂检测技术。以线结构光作为图像采集系统,应用Topk完成图像预处理,减少数据冗余和内存使用量;对YOLOv5网络的基础算子进行降维,减少模型参数量和浮点运算量;将该检测技术移植到嵌入式设备中,研制了速度快、精确度高的矿用本安型纵向撕裂检测系统。实验结果表明:降维YOLOv5的运算量和参数量均低于传统方法,在输入特征图分辨率为640 px×2592 px时,F_(1score)为0.9511,优于其他方法;仿真实验中检测的精确度P为95.14%,召回率R为92.63%;工业试验中成功检测出输送带的纵向撕裂。

关键词：输送带纵向撕裂带式输送机目标检测计算机视觉降维线结构

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双重卸载模式下含瓦斯煤力学特征响应及渗流规律

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煤炭学报 2025年第3期50卷 1583-1596页

作者：周斌刘航李树刚双海清张东明彭守建刘子嘉王崇智西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学西部煤矿瓦斯灾害防控陕西省高等学校重点实验室陕西西安710054 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

煤与瓦斯突出(简称“突出”)的发生是一个气压与围压同时卸载的过程(即“双重卸载”)。为判断应力和气压对突出煤体破坏的主控作用,明确其在突出过程中的作用机制,基于三轴渗流试验,分析了煤体试件在多种卸载模式及不同卸载比条件下的... 详细信息

煤与瓦斯突出(简称“突出”)的发生是一个气压与围压同时卸载的过程(即“双重卸载”)。为判断应力和气压对突出煤体破坏的主控作用,明确其在突出过程中的作用机制,基于三轴渗流试验,分析了煤体试件在多种卸载模式及不同卸载比条件下的力学状态、渗透特性及破坏倾向性,并探讨了多种卸载模式下有效应力作用与Klinkenberg效应的作用机制,研究结果表明:煤岩体在气压卸载、围压卸载及双重卸载模式下轴向应变持续增大;仅卸气压时,径向应变线性减小,表现为煤岩体的最终渗透率增长率仅为36.88%,应力圆半径未发生变化,应力圆逐渐远离强度包络线,试件将逐渐趋于稳定;仅围压卸载时,径向应变线性增大,表现为煤岩体最终渗透率增长率高达990.91%,同时应力圆半径逐渐增大,应力圆逐渐靠近强度包络线,试件趋于发生破坏;而双重卸载模式下,在卸载前期体应变比最大,煤岩体最终渗透率增长率为149.24%,应力圆半径逐渐增大,应力圆远离强度包络线,试件逐渐趋于稳定。但随着双重卸载模式的卸载比增大,煤岩体轴向应变、径向应变及体应变变化速率均增加,有效应力在突出过程中的主导作用增强,进而导致渗透率增长速率升高,相应的应力圆半径增长幅度也将逐渐增大,应力圆将由远离包络线转至靠近包络线。由试验结果进一步得知,多次的阵发式突出过程中,受应力和瓦斯压力的双重控制,当发生典型的煤-瓦斯两相流动现象时,煤岩体表现为双重卸载过程,应力对突出的发展起到主导作用,而在突出处于短暂的停止阶段,煤岩体表现为仅的气压卸载过程,此时气压对突出的再次启动起到了主导作用。

关键词：煤与瓦斯突出渗透率 Klinkenberg效应有效应力应力圆

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煤矿安全监控系统研究现状与展望

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矿业安全与环保 2025年第1期52卷 14-19,29页

作者：邓飞煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

回顾了我国煤矿安全监控系统的发展历程,系统地阐述了现有安全监控系统感知、传输与应用软件相关关键技术的研究进展。针对煤矿安全生产新需求和技术发展趋势,提出了新一代云边端煤矿安全数智化监控系统架构,该架构明确了系统端侧应具... 详细信息

回顾了我国煤矿安全监控系统的发展历程,系统地阐述了现有安全监控系统感知、传输与应用软件相关关键技术的研究进展。针对煤矿安全生产新需求和技术发展趋势,提出了新一代云边端煤矿安全数智化监控系统架构,该架构明确了系统端侧应具备多模精准感知,边缘侧实现区域风险就地判识与管控,云端负责全矿井智能监测预警。探讨了灾害数字孪生、面域化全息感知、全IP传感网构建、多模态学习、同步仿真、风险分析与处置等关键技术的发展方向,为煤矿安全智能化水平的提升提供了新思路。

关键词：煤矿安全监控系统全息感知数字孪生灾害模拟多模态学习隐患风险判识

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裂缝对咸水层内CO_(2)对流混合特性的影响

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工程科学学报 2025年第5期47卷 1117-1127页

作者：谭启贵田键田瑞超彭浩平常州大学石油与天然气工程学院常州213164 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

裂缝作为咸水层CO_(2)封存过程CO_(2)主要的快速运移与逃逸通道,现有研究重点关注裂缝特征形态及化学反应对CO_(2)对流混合的影响,但对于CO_(2)溶解封存过程每个阶段的具体作用机制仍不明确.本文分析了裂缝性咸水层CO_(2)溶解过程对流... 详细信息

裂缝作为咸水层CO_(2)封存过程CO_(2)主要的快速运移与逃逸通道,现有研究重点关注裂缝特征形态及化学反应对CO_(2)对流混合的影响,但对于CO_(2)溶解封存过程每个阶段的具体作用机制仍不明确.本文分析了裂缝性咸水层CO_(2)溶解过程对流混合特征,揭示了裂缝宽度、倾角与组合特征对CO_(2)运移的作用机制,进一步探究了具有离散裂缝网络的较大尺度咸水层内CO_(2)迁移行为.结果表明:(1)分布于咸水层中部的裂缝对CO_(2)对流混合的影响存在时间尺度的双重作用,较短时间内可增强裂缝上方部位低密度盐水回流上升作用,抑制CO_(2)纵向运移,而长时间内则可作为CO_(2)快速运移通道,促进CO_(2)溶解封存,提高咸水层CO_(2)溶解封存能力,相对于不含裂缝咸水层,裂缝宽度为0.1mm情况下,CO_(2)溶解封存量可显著提高11.03%,且随裂缝宽度增加而增加;(2)咸水层CO_(2)对流混合过程可划分为CO_(2)快速运移、相对稳定运移与减速运移三个阶段,裂缝倾角与组合特征影响CO_(2)运移路径与盐水回流发生位置及强度;(3)对于较大尺度的裂缝性咸水层,高度发育的相交裂缝作为CO_(2)优势运移路径,可增强裂缝欠发育区域或孤立缝区域的回流作用,也可加快CO_(2)运移至咸水层深部,强化CO_(2)溶解封存.本研究有助于提高裂缝性咸水层中CO_(2)运移-封存机制的认识.

关键词：裂缝性咸水层 CO_(2)溶解封存对流混合特性离散裂缝网络回流

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深-浅孔协同爆破高-低位顶板互馈破断护巷消冲技术研究

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采矿与安全工程学报 2025年第2期42卷 345-355页

作者：张广辉煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤矿灾害防控全国重点实验室北京100013 北京市煤矿安全工程技术研究中心北京100013

针对某矿在高埋深复合坚硬顶板双巷掘进留小煤柱护巷下,临空巷道受高地应力、工作面侧向悬顶和双重采动影响易发生蠕变变形及冲击地压灾害,以该矿地质条件和采掘部署为工程背景,提出深-浅孔协同爆破促使高-低位顶板互馈破断护巷消冲技... 详细信息

针对某矿在高埋深复合坚硬顶板双巷掘进留小煤柱护巷下,临空巷道受高地应力、工作面侧向悬顶和双重采动影响易发生蠕变变形及冲击地压灾害,以该矿地质条件和采掘部署为工程背景,提出深-浅孔协同爆破促使高-低位顶板互馈破断护巷消冲技术。通过开展复合坚硬顶板赋存特征下相似模拟、数值模拟和小煤柱护巷顶板结构理论分析,揭示临空巷道大变形和冲击灾害与侧向悬顶长度的关联性,基于2类钻孔起爆顺序和导向孔作用原理构建深-浅孔协同爆破机制,在分析高-低位顶板间相互作用载荷对应力强度因子K_(Ⅰσ1)和K_(ⅢT)的影响作用的基础上,研究高-低位顶板互馈破断原理,并通过理论推演和现场试验确定组合爆破参数。工程实践表明:浅孔爆破低位岩层产生轴向贯通性裂隙和深孔爆破高位岩层预制径向非贯通性裂隙,达到了协同爆破的目的和互馈垮断的基本条件;13163巷围岩变形量和顶板离层的最大值分别为440 mm和32 mm,表明协同爆破促进了低位顶板破断、充填,减缓了蠕变变形,起到护巷作用;13132巷微震事件频次降低34%,微震事件集中能量区间向左偏移7.5 kJ左右,表明深-浅孔协同爆破降低了高位复合坚硬顶板剧烈破断诱发动载冲击的概率,具有临空巷道消冲功能。

关键词：深-浅孔协同爆破高-低位互馈垮断护巷消冲顶板预裂顶板结构巷道变形

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