检索结果-内蒙古大学图书馆

矿业安全与环保 2025年第1期52卷 111-121,128页

作者：石光中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则,探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态。以平舒煤矿81117工作面为例,运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响。结... 详细信息

通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则,探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态。以平舒煤矿81117工作面为例,运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响。结果表明,钻孔开挖过程中煤柱不会发生明显的损伤。在回采过程中,巷道顶板与钻孔围岩的高应力区存在连通趋势,应提前加大钻孔附近的巷道支护强度。当钻孔数目为4个时,最优的钻孔间距为30 m。钻孔间距的增加在提升瓦斯抽采范围的同时会降低抽采效率。但抽采钻孔的数量不宜大于4个,继续增加钻孔将导致施工成本与抽采效率不匹配。有效抽采排量的上限为30 m^(3)/min,最优抽采排量为20 m^(3)/min。采用大直径钻孔抽采技术后,上隅角CH 4体积分数由0.60%~1.05%降低至0.3%~0.8%,验证了该技术的可靠性。

关键词：大直径钻孔采空区瓦斯治理瓦斯抽采数值模拟煤柱损伤

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多孔骨架增强型甲烷/氮气分离用混合基质膜的制备及性能

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煤炭学报 2025年第1期50卷 340-348页

作者：梁运涛王永敬冯文彬徐靖凯肖伟中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室沈抚示范区113122 辽宁石油化工大学石油化工学院辽宁抚顺113001

煤层气作为一种富含甲烷(CH_(4))的非常规能源,其低浓度富集对于提升能源利用效率和减少温室气体排放具有重要意义。研究聚焦于通过膜分离技术实现CH_(4)/N_(2)的有效分离,设计一种具有增强骨架结构的新型膜材料。首先,采用静电纺丝法... 详细信息

煤层气作为一种富含甲烷(CH_(4))的非常规能源,其低浓度富集对于提升能源利用效率和减少温室气体排放具有重要意义。研究聚焦于通过膜分离技术实现CH_(4)/N_(2)的有效分离,设计一种具有增强骨架结构的新型膜材料。首先,采用静电纺丝法成功制备了聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜,并将其与嵌段聚合物SBS及金属有机框架材料Ni-MOF-74复合,形成具有增强结构的混合基质膜,并对所制备的膜进行了详细的形貌、结构及理化性能表征,包括X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积分析、拉伸强度和气体渗透测试。结果表明:PVDF多孔骨架与膜层材料间的结合性良好,形成了相互钳制的复合结构,显著提高了膜的机械稳定性。在最佳条件下,Ni-MOF-74与SBS聚合物质量比为0.2%的PM20膜具有显著改善的机械性能,拉伸强度达到29.5 MPa,较纯SBS树脂膜提高约50%。另外,PM20膜的单组分气体渗透性能优异,其CH4渗透率达到97×10^(-4) m^(2)/s,CH_(4)/N_(2)理想选择性为4.03。对于CH_(4)-N_(2)二组分混合气体,该膜也表现出较高的CH4渗透性和选择性。因此,本研究的新型膜材料具备优异的机械性能和气体渗透性能,在甲烷富集领域有一定应用潜力。

关键词：混合基质膜甲烷/氮气分离 MOF填料多孔骨架性能兼容

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千米深井松软厚煤层沿空煤巷卸压控制技术

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煤矿安全 2025年第1期56卷 137-145页

作者：马文伟梁文勖中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

为了解决千米深井厚煤层巷道变形破坏的控制难题,以深部松散软弱厚煤层沿空煤巷为对象,基于现场调研实测获得的煤巷围岩力学强度及围岩结构分布状况,揭示了深井高应力煤巷变形破坏特征;通过构建的千米深井松软沿空煤巷围岩三维数值模型... 详细信息

为了解决千米深井厚煤层巷道变形破坏的控制难题,以深部松散软弱厚煤层沿空煤巷为对象,基于现场调研实测获得的煤巷围岩力学强度及围岩结构分布状况,揭示了深井高应力煤巷变形破坏特征;通过构建的千米深井松软沿空煤巷围岩三维数值模型,分析了卸压孔长度、间距对煤巷围岩卸压控制的效果,获得了合理的卸压孔间距为1.0 m,卸压孔深度10.0 m,并提出了沿空煤巷围岩强力支护-钻孔卸压等关键控制技术参数。结果表明:通过围岩位移、锚索受力等组合矿压观测方法可以验证卸压控制技术及参数的合理性。

关键词：千米深井沿空巷道卸压控制松软厚煤层失稳特征巷道支护

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环保型防冻抑尘剂的制备及性能研究

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应用化工 2025年第2期54卷 310-314页

作者：薛彦平中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

针对冬季负温环境下矿山公路扬尘逸散,传统防冻抑尘剂的喷洒在防冻的同时可能会产生二次扬尘或环保性问题,研究通过聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)进行接枝共聚,同时加入适量表面活性剂(APG)以进一步增强润湿效果,制备了一种环保型矿山... 详细信息

针对冬季负温环境下矿山公路扬尘逸散,传统防冻抑尘剂的喷洒在防冻的同时可能会产生二次扬尘或环保性问题,研究通过聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)进行接枝共聚,同时加入适量表面活性剂(APG)以进一步增强润湿效果,制备了一种环保型矿山公路用防冻抑尘剂(PVA-g-PEG/APG),并进行了理化性质与抑尘性能测定。结果显示,抑尘剂与煤体表面的接触角为29°,冰点在-16.5℃,在模拟振荡下煤粉损失率低于5.6%。这表明PVA-g-PEG/APG抑尘剂具有显著的抗冻效果、良好的润湿性和稳定的固结层,且环保性能优良,能够有效减轻低温环境下的道路煤尘污染问题,符合当前生态矿山的建设要求。

关键词：道路煤尘防冻抑尘剂冰点环保性接触角

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基于注意力机制优化的CAU-Net矿岩图像分割方法研究

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金属矿山 2025年

作者：于佳强金长宇梁文勖中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室深部金属矿山安全开采教育部重点实验室

针对露天矿爆堆矿岩图像存在的粘连性强，区间物体相似度高以及图像质量差造成的传统图像分割方法分割精度低，分割效果差的问题，通过在传统的U-net图像分割框架中引入注意力机制模型，提出了一种基于注意力机制模型优化U-Net模型的爆... 详细信息

针对露天矿爆堆矿岩图像存在的粘连性强，区间物体相似度高以及图像质量差造成的传统图像分割方法分割精度低，分割效果差的问题，通过在传统的U-net图像分割框架中引入注意力机制模型，提出了一种基于注意力机制模型优化U-Net模型的爆堆矿岩图像分割方法。该方法以U-net为模型框架，在其每个卷积学习阶段之前巧妙地融入注意力机制，分别将所提方法与3种注意力模型进行爆堆矿岩图像分割试验，并对试验结果进行了对比分析。研究表明：CAU-Net模型可以极大的提高爆堆矿岩图像分割效果，模型分割准确度达到94.08%，AUC值可达97.43%，模型具有良好的预测性能，最终通过与阈值分割法和U-Net法分割效果对比，以及分割图像的交并比，证明本研究算法可以更加准确的分割爆堆矿岩图像，获得的高精度爆堆矿岩分割图像用于数字化矿岩块度统计，极大的提升了数字化矿岩块度统计的准确性，极大推动了矿山数字化建设。

关键词：爆破块度深度学习注意力机制矿石分割

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基于局部帧融合的4D毫米波雷达SLAM算法

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激光与光电子学进展 2025年第2期62卷 243-251页

作者：吴叶兰张峻景于重重郑彤冯文彬张卫鹏肖开泰北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122

针对四维(4D)毫米波雷达同步定位与地图构建(SLAM)存在的点云稀疏、不稳定、噪声大导致的点云匹配困难和累计误差大等问题,在4DRadarSLAM算法框架上,提出一种基于局部帧融合的4D毫米波雷达SLAM算法。首先,采用自速度估计去除噪声点,利... 详细信息

针对四维(4D)毫米波雷达同步定位与地图构建(SLAM)存在的点云稀疏、不稳定、噪声大导致的点云匹配困难和累计误差大等问题,在4DRadarSLAM算法框架上,提出一种基于局部帧融合的4D毫米波雷达SLAM算法。首先,采用自速度估计去除噪声点,利用连续帧的位姿变换关系进行局部帧融合,解决点云稀疏问题。其次,对单帧和融合帧实行二次扫描匹配以优化位姿,提高里程计定位精度。然后,利用雷达点云的强度信息构建扫描上下文描述符,结合平均相对误差与点云分布误差计算相似度,得到闭环约束,有效减少累计误差。最后,联合里程计因子与闭环因子构建因子图,优化全局位姿。在南洋理工大学和上海交通大学两类公开数据集上进行测试验证的结果表明,与4DRadarSLAM算法相比,所提算法具有更高的精度和更好的环境适应能力,为4D毫米波雷达SLAM构建提供了一种新的解决方案。

关键词：同步定位与地图构建 4D毫米波雷达局部帧融合扫描匹配闭环检测

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综掘工作面粉尘运移规律及扰动拨流控尘技术研究

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工矿自动化 2025年第1期51卷 104-110页

作者：刘子文中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 煤矿火灾及瓦斯防控国家矿山安全监察局重点实验室辽宁抚顺113122

针对通风排尘、喷雾降尘等防尘技术在高浓度粉尘综掘工作面中应用效果不明显的问题,以山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司11309综掘工作面为研究背景,利用Fluent软件构建了综掘工作面物理模型,通过数值模拟分析了风流场分布特征和粉尘... 详细信息

针对通风排尘、喷雾降尘等防尘技术在高浓度粉尘综掘工作面中应用效果不明显的问题,以山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司11309综掘工作面为研究背景,利用Fluent软件构建了综掘工作面物理模型,通过数值模拟分析了风流场分布特征和粉尘运移规律。数值模拟结果表明:利用正压风筒对综掘工作面供风时,风流到达工作面后沿壁面向下运动并扩散,受送风和吸尘风道吸力作用影响,风流形成漩涡,随着与工作面距离的增加,漩涡现象逐步减弱,直至消失;工作面区域风流流速较高,沿着巷道轴向向后风流流速逐渐降低;距综掘工作面越远,粉尘浓度越低;在综掘机司机位置附近粉尘浓度较高。在此基础上,提出了“以风控尘”为除尘思路的扰动拨流控尘技术。通过在正压风筒上增加扰动拨流装置,优化出风口布局,减少正压风筒最前端出口风量,以增加综掘机司机附近径向出风量;将除尘风机吸尘口前置,改变作业空间巷道风流方向,达到控尘、除尘的目的。通过工程实测验证了数值模拟结果和扰动拨流装置的可靠性,结果表明,使用扰动拨流装置后,综掘工作面粉尘浓度显著降低,降尘效率达90%以上。

关键词：综掘工作面粉尘防治粉尘运移风流场扰动拨流控尘

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小煤柱工作面随采过程中相邻采空区遗煤自燃特性研究

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煤矿安全 2025年第2期56卷 102-108页

作者：孙珍平刘啸潘陶中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 煤矿灾害防控全国重点实验室辽宁抚顺113122 中煤新集刘庄矿业有限公司安徽阜阳236234

为了尽可能回收煤炭资源,小煤柱留设工作面逐渐增加,然而小煤柱留设会带来煤柱压酥和漏风的问题,从而可能对工作面的防灭火问题产生不利影响。以刘庄煤矿131103工作面为研究对象,针对随采过程中小煤柱对相邻131101工作面采空区的影响进... 详细信息

为了尽可能回收煤炭资源,小煤柱留设工作面逐渐增加,然而小煤柱留设会带来煤柱压酥和漏风的问题,从而可能对工作面的防灭火问题产生不利影响。以刘庄煤矿131103工作面为研究对象,针对随采过程中小煤柱对相邻131101工作面采空区的影响进行研究。通过小煤柱钻孔并联合闭墙观测孔监测相邻采空区的温度和气体体积分数,通过回风巷预留管道释放SF6示踪气体的方法,研究小煤柱工作面向相邻采空区的漏风特点。结果显示:小煤柱大范围压酥时间主要在顶板周期来压期间,漏风的重点区域为架后20 m以里范围;小煤柱漏风的超前影响范围在135 m左右,这部分煤体可通过提前安装温度传感器或者气体监测的方式有效预防煤炭自燃。

关键词：煤自燃小煤柱 SF6示踪气体漏风规律漏风区域

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矿用输出本质安全型电源瞬态能量抑制策略研究

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煤矿安全 2025年第1期56卷 188-194页

作者：郭长娜抚顺中煤科工检测中心有限公司辽宁抚顺113122 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

针对GB/T 3836.4—2021《爆炸性环境第4部分:本质安全型“i”保护的设备》中关于半导体急剧短路保护原理输出本质安全电源瞬态能量的要求,以典型的矿用“ib”类隔爆兼本安型电源及本安型电池电源为研究对象,明确了瞬态能量测试装置及瞬... 详细信息

针对GB/T 3836.4—2021《爆炸性环境第4部分:本质安全型“i”保护的设备》中关于半导体急剧短路保护原理输出本质安全电源瞬态能量的要求,以典型的矿用“ib”类隔爆兼本安型电源及本安型电池电源为研究对象,明确了瞬态能量测试装置及瞬态能量计算方法;根据实验验证对比,分析了输出本质安全型电源瞬态能量实验失败的原因,验证了过压过流保护电路中保护时间、半导体芯片反应速度及短路瞬间电压、电流值等是影响瞬态能量的关键参数;并结合实际设计对其保护过程进行分析,排除了通过TVS管减小瞬态能量方法,研究了电感在电源过压过流保护电路前后对瞬态能量的影响,为矿用输出本质安全型电源设计提供了参考依据。

关键词：矿用输出本质安全型电源急剧短路保护瞬态能量抑制保护时间反应速度

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马堡煤业8号深部煤层区域瓦斯抽采优化工艺

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煤 2025年第3期34卷 6-10,18页

作者：闫循强中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

应力主导的煤与瓦斯突出事故是威胁深部煤矿生产安全的主要因素之一。为解决深部矿井的煤与瓦斯突出问题,针对马堡煤业8号煤层的地质特征,基于深部巷道的围岩分区破裂现象提出了短距底抽巷卸压消突抽采优化工艺。利用底抽巷围岩破碎区... 详细信息

应力主导的煤与瓦斯突出事故是威胁深部煤矿生产安全的主要因素之一。为解决深部矿井的煤与瓦斯突出问题,针对马堡煤业8号煤层的地质特征,基于深部巷道的围岩分区破裂现象提出了短距底抽巷卸压消突抽采优化工艺。利用底抽巷围岩破碎区对地应力进行释放,同时增加煤层渗透率,优化瓦斯抽采效果。研究结果表明:底抽巷围岩破碎区的最大深度为6.5~7.8 m,其间交替分布4个破裂带和非破裂带,钻孔位移呈现波峰和波谷的间隔分布规律。围岩破裂范围明显大于浅部巷道,底抽巷与煤层垂直距离由20 m缩减为10 m后,可以更有效地释放地层压力,增加煤层渗透率。与20 m间距的传统底抽巷瓦斯抽采纯量衰减情况进行对比分析,10 m间距的短距底抽巷抽采工艺的瓦斯抽采衰减系数更低,实现了瓦斯抽采效果的优化。

关键词：煤与瓦斯突出瓦斯防治底抽巷围岩破碎区

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