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综掘面风流控尘—两级集尘协同降尘方案研究
1
作者 龚晓燕 裴晓泽 +6 位作者 陈龙 康哲 付浩然 孙海鑫 贺子纶 王新雨 薛河 《金属矿山》 北大核心 2026年第3期24-33,共10页
为解决目前综掘面风流无法有效将粉尘控制在掘进机前方、抽风口无法高效地将粉尘收集到除尘风机中导致的控尘集尘效果不理想、粉尘污染严重等问题,提出了一种风流控尘与两级集尘协同降尘新思路。通过风流控尘装置与集尘装置高效配合,使... 为解决目前综掘面风流无法有效将粉尘控制在掘进机前方、抽风口无法高效地将粉尘收集到除尘风机中导致的控尘集尘效果不理想、粉尘污染严重等问题,提出了一种风流控尘与两级集尘协同降尘新思路。通过风流控尘装置与集尘装置高效配合,使尽可能多的粉尘进入到一级集尘装置中,未被一级集尘装置捕集到的粉尘随着风流进入到二级集尘装置中。以陕北某矿综掘面为例,设计了风流控尘—两级集尘系统,并建立了该系统的粉尘场有限元计算模型,模拟分析了控尘与两级集尘单参数变化下隐患位置处的粉尘分布规律,确定了各参数的合理取值范围。为获取最佳控尘—两级集尘协同降尘方案,基于Box-Behnken原则设计了系统各参数综合变化下的试验方案,提取了各方案数值模拟结果作为样本数据,以出风口右偏角度、出风口口径、一级集尘口距端头距离、二级集尘口距端头距离4个参数为自变量,基于Pareto最优法建立了以司机位置粉尘浓度及回风侧行人呼吸带平均粉尘浓度为因变量的优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法进行了模型求解,得到不同工况下最佳控尘—两级集尘协同降尘方案。为验证降尘方案的有效性,设计并搭建了控尘—两级集尘系统试验平台并进行了测试验证。结果表明:在出风口距端头最远距离(10 m)工况下,协同作用后,司机位置粉尘浓度由303.19 mg/m^(3)降低至163.28 mg/m^(3),降低了46.1%;行人呼吸带平均粉尘浓度由359.68 mg/m^(3)降低至76.33 mg/m^(3),降低了78.8%,降尘效果显著。 展开更多
关键词 综掘面 风流控尘 两级集尘 粉尘浓度 降尘方案
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典型有限空间作业场所毒害气体防控进展与展望
2
作者 蒋仲安 杨向东 +1 位作者 王伊可 陈雅 《金属矿山》 北大核心 2026年第2期1-13,共13页
有限空间作业场所内存在的毒害气体对工作人员的身心健康造成了显著影响。为有效遏制毒害气体危害,降低职业健康风险,保障工作人员的生命安全,立足有限空间安全作业需求,详细分析了有限空间内毒害气体的主要类型及危害,从通风排毒、气... 有限空间作业场所内存在的毒害气体对工作人员的身心健康造成了显著影响。为有效遏制毒害气体危害,降低职业健康风险,保障工作人员的生命安全,立足有限空间安全作业需求,详细分析了有限空间内毒害气体的主要类型及危害,从通风排毒、气体消纳、膜分离及个体防护4个方面,总结了当前有限空间毒害气体防控技术发展现状,分别围绕食品加工业、造纸业、农场设施、皮革制造业4个典型行业有限空间作业场所毒害气体防控进展进行了阐述,并总结了相应的毒害气体防控措施。结果表明:(1)硫化氢、二氧化碳、甲烷和一氧化碳是有限空间作业场所中常见的毒害气体,因理化特性不同,其在有限空间内的分布存在差异;毒害气体积聚导致氧气浓度下降,对工人健康构成严重威胁。(2)有限空间作业场所毒害气体防治技术手段中,通风排毒、毒害气体消纳、膜分离以及个人防护技术是当前有限空间毒害气体治理的主要方法,在实际应用中往往存在防治效率低下、单一技术控制效果受限的问题。(3)食品加工、造纸、农场设施及皮革制造等行业,因其生产环境和工艺特性各异,导致毒害气体种类及浓度分布存在显著差异;在上述典型有限空间作业场所,中毒、窒息等安全风险不容忽视,且不同场所的典型作业及其治理技术亦有所区别。在此基础上,系统深入剖析了当前有限空间作业场所毒害气体防治技术存在的不足,主要体现在毒害气体特性及作用机理认识不足、毒害气体防控技术效果受限、毒害气体防控设备智能化水平较低等不足。“十五五”乃至更长一段时期该领域研究应聚焦于:(1)深化有限空间毒害气体运移及防控理论研究;(2)持续攻关有限空间有毒气体高效防控关键技术;(3)研发集成化、自动化和智能化的毒害气体防控设备;(4)开展典型有限空间毒害气体防控设备工程应用示范。 展开更多
关键词 有限空间 毒害气体 通风排毒 气体消纳 膜分离 个体防护
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矿井耐腐蚀控湿除尘实验平台建设与实践应用
3
作者 王兆会 陈建旭 +2 位作者 郑春 张子豪 梁国庆 《中国煤炭》 北大核心 2026年第3期185-192,共8页
矿井粉尘严重危害采矿从业者的身体健康,是尘肺职业病的直接诱因。为达到掘进工作面控湿高效除尘目的,揭示粉尘扩散运移和沉积降消规律,给矿井除尘教学研究及工程实践提供平台支撑,研制了一套综掘工作面耐腐蚀控湿除尘实验平台,包含“... 矿井粉尘严重危害采矿从业者的身体健康,是尘肺职业病的直接诱因。为达到掘进工作面控湿高效除尘目的,揭示粉尘扩散运移和沉积降消规律,给矿井除尘教学研究及工程实践提供平台支撑,研制了一套综掘工作面耐腐蚀控湿除尘实验平台,包含“巷道方舱、扬尘、通风、除尘、监测”5个子系统。实验平台借助耐腐蚀金属材料和表面喷涂材料实现矿井高湿环境防腐目的,采用泡沫除尘方式达到掘进工作面控湿效果;通过实验平台揭示了无除尘措施条件下综掘机附近粉尘运移速度先升高、后降低的扩散特征;设计了除尘剂浓度、扬尘气压、喷头压力和粉尘粒径4类因素对除尘效果的影响实验,综掘工作面粉尘浓度变化曲线分为扬尘和除尘2个阶段,除尘阶段粉尘降消速度随着除尘剂浓度升高、扬尘压力减小、粉尘颗粒增大而增强;喷头压力为0.5 MPa时,泡沫喷射扩散角度和比表面积最大,穿透能力最强,除尘效果最佳。耐腐蚀控湿除尘实验平台可为教学研究及矿山技术人员直观呈现综掘工作面粉尘产生、运移和降消过程,为矿井控湿除尘方式选择提供参考。 展开更多
关键词 掘进工作面 矿井粉尘 逸散规律 粉尘治理 实验平台建设
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长压短抽通风除尘巷道粉尘和风速的数值模拟
4
作者 樊艳红 康志武 +4 位作者 马乐 刘志奇 袁利才 荔军 张雷 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第1期103-111,共9页
煤矿掘进巷道中的粉尘污染是影响矿工健康和安全生产的重要因素。长压短抽通风系统在除尘、安全、节能和操作方面具有显著优势,是煤矿掘进巷道中常用的通风方式。为了优化煤矿掘进巷道中长压短抽通风除尘系统,求解雷诺平均N-S方程及k-... 煤矿掘进巷道中的粉尘污染是影响矿工健康和安全生产的重要因素。长压短抽通风系统在除尘、安全、节能和操作方面具有显著优势,是煤矿掘进巷道中常用的通风方式。为了优化煤矿掘进巷道中长压短抽通风除尘系统,求解雷诺平均N-S方程及k-ε湍流模型,应用FLUENT进行流场分析,通过数值模拟,分析了附壁风筒与迎头距离、不同径轴向出风比、压风量、抽风量及压抽比对粉尘浓度和分布的影响。结果表明:分风比8∶2、附壁风筒距工作面30 m、压抽比0.53时,通风除尘效果最优,粉尘影响最小,抽风口后方粉尘浓度不超过3.2 mg/m^(3),符合安全标准。研究结果可以有效地指导长压短抽通风系统在掘进巷道下的布置,改善巷道内掘进环境。 展开更多
关键词 长压短抽通风除尘 掘进 粉尘 附壁风筒
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大豆分离蛋白高分子抑尘剂的制备与性能测定
5
作者 田向红 李赛 +3 位作者 于岩斌 韦苇 侯瑞 沈丽媛 《环境污染与防治》 北大核心 2026年第1期17-23,共7页
为减少露天环境下煤尘的飞扬与扩散,以大豆分离蛋白为主料,采用接枝共聚技术,利用聚丙烯酰胺和丙三醇对其进行化学改性,并复配表面活性剂月桂基葡糖苷,制备了一种环保型高分子抑尘剂。通过正交实验优化配方,并结合实验测试与性能表征,... 为减少露天环境下煤尘的飞扬与扩散,以大豆分离蛋白为主料,采用接枝共聚技术,利用聚丙烯酰胺和丙三醇对其进行化学改性,并复配表面活性剂月桂基葡糖苷,制备了一种环保型高分子抑尘剂。通过正交实验优化配方,并结合实验测试与性能表征,系统研究了其抑尘性能及与煤尘的相互作用。结果表明:该改性过程成功构建了三维网状复合物;改性后的大豆分离蛋白高分子抑尘剂在质量分数为1.0%时黏度达17.5 mPa·s,且热稳定性显著增强;抗风蚀实验显示,在15 m/s风速下,该抑尘剂的抑尘效率达96.55%,风蚀速率仅为1.73 g/(m^(2)·min)。该抑尘剂具有优异的抑尘效果和良好的环境友好性,可为煤尘防治提供新的技术支持。 展开更多
关键词 高分子抑尘剂 大豆分离蛋白 煤尘 抑尘性能
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采煤机机载湿式除尘技术及装备研究
6
作者 齐金龙 陈波 +1 位作者 龚小兵 张静静 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2026年第2期23-30,共8页
为有效解决综采工作面采煤机割煤时产尘量大、浓度高,采煤机本体上难以安装合适的电动除尘器等问题,提出1种离心混流湿式除尘技术,通过对除尘原理展开详细分析并采用数值模拟进行深入研究。利用采煤机一侧破碎滚筒空余位置,提出设计1款... 为有效解决综采工作面采煤机割煤时产尘量大、浓度高,采煤机本体上难以安装合适的电动除尘器等问题,提出1种离心混流湿式除尘技术,通过对除尘原理展开详细分析并采用数值模拟进行深入研究。利用采煤机一侧破碎滚筒空余位置,提出设计1款结构紧凑型机载离心混流湿式除尘器,同时探究关于离心混流装置叶片出口角和叶轮转速对除尘性能的影响研究;对样机进行除尘器试验以验证其实际功效。研究结果表明:除尘器的处理风量为150.49 m^(3)/min,总尘降尘效率达到95%以上,有望解决集聚在采煤机端头割煤区域内的粉尘扩散,进一步提高综采工作面的降尘效率。研究结果可为减轻煤矿综采工作面粉尘源头控制与作业人员职业健康防护技术体系构建提供参考。 展开更多
关键词 综采工作面 离心混流 湿式除尘器 处理风量 除尘效率
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掘进面截割头动态割煤下粉尘扩散规律研究
7
作者 陈凯 王帅 +1 位作者 王绍涵 陈曦 《金属矿山》 北大核心 2026年第3期212-218,共7页
为探究井下综掘机在动态掘进过程中截割煤岩时粉尘扩散的时空演化规律,以李家壕矿31116主运顺槽综掘工作面为例,通过将Fluent建模软件和CFD模拟软件与动网格理论相结合,对综掘机截割头截割煤岩时的动态过程进行了仿真模拟,探究了截割头... 为探究井下综掘机在动态掘进过程中截割煤岩时粉尘扩散的时空演化规律,以李家壕矿31116主运顺槽综掘工作面为例,通过将Fluent建模软件和CFD模拟软件与动网格理论相结合,对综掘机截割头截割煤岩时的动态过程进行了仿真模拟,探究了截割头在不同时间(不同位置)下截割煤岩时粉尘扩散的时空演化规律和在综掘机司机位置处的粉尘污染情况。结果表明:在综掘机动态掘进割煤过程中,截割煤岩所产生的高浓度粉尘团会随截割头运动而运动;当截割头运动到回风侧截割煤岩时,产生的粉尘会随回风风流迅速扩散到综掘机司机位置处,严重影响了掘进司机的身心健康和工作环境。此外,对综掘机整个掘进工作流程进行研究发现:在综掘工作面前段0~7 m空间范围内,综掘机截割头的运动(位置变化)对巷道内粉尘扩散的影响较显著;此后,随着粉尘颗粒持续向巷道出口扩散,粉尘逐渐充满巷道,产尘源(截割头)的位置变化对巷道后部粉尘污染分布的影响大大减弱。 展开更多
关键词 综掘工作面 动态割煤 粉尘扩散 数值模拟
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风机叶片叶型的参数化构造优化与叶轮流场分析
8
作者 张弛 张立祥 陈步严 《机电工程》 北大核心 2026年第3期430-440,共11页
为了解决传统降尘风机降尘效率较低的问题,采用仿真和实验的方法,对叶轮的叶型进行了参数化拟合构造和优化研究。首先,由叶素-动量理论模型进行了参数化构造叶型,分析了中弧线多控制点与厚度分布点对于全压效率的参数敏感度,并结合直接... 为了解决传统降尘风机降尘效率较低的问题,采用仿真和实验的方法,对叶轮的叶型进行了参数化拟合构造和优化研究。首先,由叶素-动量理论模型进行了参数化构造叶型,分析了中弧线多控制点与厚度分布点对于全压效率的参数敏感度,并结合直接构造法进行了参数化拟合构造叶型;其次,基于体积流率、入口静压和全压效率等性能参数进行了多目标与遗传算法优化;最后,建立了RNG k-ε模型,模拟了流场在Fluent中的仿真工况,对比了优化前后叶轮流场速度云图、矢量图、径向压力云图和入口静压云图,分析了流体能量传动效率,并进行了实验,对仿真结果的有效性进行了验证。研究结果表明:优化后的叶轮中心旋转区域气流最大速度从56.78 m/s提高到69.36 m/s,二次流和涡旋显著减少;叶轮出口最大速度从28.82 m/s提升至31.19 m/s;叶轮的入口静压最大值由137.0 Pa增加到189.1 Pa,且对出口气流做功产生的压力更加平均;压力梯度层级差扩大至2.1 Pa~2.2 Pa。优化后风机气动性能更好,可以满足工业上对风机性能的需求。 展开更多
关键词 离心风机 矿用降尘风机 风机降尘效率 参数化拟合 叶型优化 Fluent仿真 叶片气动性能
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微纳米CO_(2)气泡水对煤的多尺度作用特性及微观作用机制
9
作者 岳基伟 廖杰 +6 位作者 石必明 张雷林 韩奇峻 李文琪 马树俊 王俏 娄振 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1377-1390,共14页
煤尘严重影响矿井安全生产及矿工健康。煤层注水是一种常用的预湿减尘技术。然而,由于煤的表面能较低,普通水难以有效润湿煤体,常采用表面活性剂增强润湿效果。然而,表面活性剂存在成本高、难降解等问题。微纳米气泡水具有表面张力低的... 煤尘严重影响矿井安全生产及矿工健康。煤层注水是一种常用的预湿减尘技术。然而,由于煤的表面能较低,普通水难以有效润湿煤体,常采用表面活性剂增强润湿效果。然而,表面活性剂存在成本高、难降解等问题。微纳米气泡水具有表面张力低的特性,且CO_(2)作为一种易获取、无毒的气体,具有较好的应用前景。微纳米CO_(2)气泡水对煤的润湿作用是一个多尺度过程,其在不同尺度上的作用特性及微观机制尚不明确,限制工程应用。基于此,系统研究了微纳米CO_(2)气泡水对煤的多尺度作用特性及微观作用机制。结果表明:微纳米CO_(2)气泡水的光强和ζ电位随循环制备时间呈先升高后降低的趋势,在10 min时达到最大值;而其表面张力和pH则呈现先下降后上升的趋势,表面张力相对于水的最大降幅达47.86%;在宏观尺度上,微纳米CO_(2)气泡水与煤的接触角随循环制备时间的延长呈现先减小后增加的趋势;细观尺度上,微纳米CO_(2)气泡水处理后的煤样呈现无机孔隙增多、吸附瓦斯量减小的现象;微观尺度上,处理后的煤中氧元素含量上升,羰基、羧基等亲水官能团含量增加;基于煤的工业分析、元素分析及微光谱表征结果,构建了微纳米CO_(2)气泡水处理后的煤分子结构模型C_(110)H_(68)N_(2)O_(7)。结合煤分子模型、Hirshfeld表面分析及静电势分析发现,处理后煤表面的吡咯氮和羟基区域吸附水分子能力增强。在煤-水微观润湿体系中,微纳米CO_(2)气泡水处理后,煤-水交界面下方水分子相对浓度较高,界面上方相对浓度较小;处理后煤对瓦斯的吸附分子数小于处理前,且处理前煤-瓦斯体系之间相互作用能的绝对值大于处理后体系,即抑制瓦斯吸附,说明微纳米CO_(2)气泡水能够提高煤的润湿性。研究结果为微纳米CO_(2)气泡水应用于煤层注水提供理论支撑。 展开更多
关键词 微纳米CO_(2)气泡水 润湿体系 煤层注水 Hirshfeld表面分析 吸附瓦斯
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近10年我国矿用高效抑尘剂研究前沿动向分析 被引量：3
10
作者 于海明 王佳愔 +2 位作者 程卫民 谢瑶 綦晗 《材料导报》 北大核心 2025年第23期114-121,共8页
基于煤炭开采、储存和运输过程中因煤矿粉尘污染引起的职业健康、环境污染以及生命安全和财产损失等问题,本文对煤矿抑尘技术中新型高效抑尘剂及性能测试方法的近10年现状进行了论述。从环保型、功能型、高分子型和微生物型四种类型总... 基于煤炭开采、储存和运输过程中因煤矿粉尘污染引起的职业健康、环境污染以及生命安全和财产损失等问题,本文对煤矿抑尘技术中新型高效抑尘剂及性能测试方法的近10年现状进行了论述。从环保型、功能型、高分子型和微生物型四种类型总结了新型高效抑尘剂的最新研究成果,并从实验室宏观测试、微观测试和现场应用测试三个方面阐述抑尘剂测试方法。研究表明:现阶段我国抑尘剂的主要组分以绿色环保的废弃物材料和改性赋予新特性的高分子聚合物为主,这类材料污染性较小,具有良好的抑尘效率;我国抑尘剂的研发着重优化表面活性剂的选择与配比,配方和制备工艺较复杂,测试方法利用自制煤尘沉降实验装置和Materials Studio软件等更具科学性和真实性;未来新型高效抑尘剂应侧重于与环保型抑尘剂进行复合研发,完善抑尘剂性能测试系统,从而提升矿山清洁化生产水平,推进矿山职业健康保障工作。 展开更多
关键词 煤矿粉尘 新型高效抑尘剂 表面活性剂 抑尘效率 环保型抑尘剂
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喷浆粉尘控制研究进展与展望——基于CiteSpace数据 被引量：1
11
作者 刘国明 侯明慧 +2 位作者 程卫民 刘建国 陈连军 《金属矿山》 北大核心 2025年第9期1-13,共13页
喷浆技术作为巷道锚喷支护的主要手段,目前已被广泛应用于矿山掘进支护中。喷浆作业在搬运、上料、搅拌及喷射环节均会产生粉尘,是矿山开采过程中的主要尘源之一。针对目前喷浆粉尘控制技术的研究,利用CiteSpace软件对近50 a文献开展计... 喷浆技术作为巷道锚喷支护的主要手段,目前已被广泛应用于矿山掘进支护中。喷浆作业在搬运、上料、搅拌及喷射环节均会产生粉尘,是矿山开采过程中的主要尘源之一。针对目前喷浆粉尘控制技术的研究,利用CiteSpace软件对近50 a文献开展计量分析,从发文量、作者、机构、关键词共现、聚类、时区等方面对研究热点进行了归类统计。研究表明:我国对喷浆技术的研究起步相对较晚,发展历程呈现阶段性特征。①萌芽探索阶段,20世纪70年代喷射混凝土设备研发实现突破,喷浆技术逐渐在矿井巷道、边坡支护实现应用,但技术设备仍不成熟。②成长发展阶段,进入80年代后,湿喷工艺开始得到推广,但由于对安全作业的重视程度不足,粉尘危害严重、生产事故频发。③成熟增长阶段,21世纪初,国家对安全生产和职业病明确立法,喷浆作业的粉尘问题得到业内学者的持续关注和研究,喷浆粉尘控制研究在这一时期得到发展。2010年后,对喷浆机实用性的改进成为主流,文献量快速增长。④疫情低谷阶段,2018—2022年,受疫情和科研周期影响,文献量明显下滑,但长远预测,喷浆粉尘控制领域相关研究的广度及深度仍有较大发展空间,业内重视程度会越来越高。核心作者之间存在广泛的合作关系,非核心作者分布广泛且独立性较强。对喷浆粉尘控制的研究队伍以高校为主,未形成各地区机构的广泛合作。英文文献不论是作者还是机构都与中文文献高度重合,国内学者研究多侧重于工程应用。国外学者主要侧重于湿式混凝土管道输送规律及射流结构特征等方面。从关键词的演进可以看出现有研究正向喷浆设备优化改进,喷射混凝土在新材料、新环境中的应用等方向进行深度探索,研究方向不断增加。在此基础上,进一步讨论了目前喷浆粉尘控制领域研究遇到的挑战,并展望了未来发展趋势。认为该领域存在的挑战在于:明晰喷浆产尘降尘机理,研发智能化精准湿式喷浆技术,开发便携喷浆装备,强化技术工人职业化培训以及壮大研究团队,加强“产—学—研—用”协同发展、协同攻关等。下一步可通过各类试验和数值模拟分析明晰喷浆产尘降尘机理,融合人工智能机器视觉等新兴智能化技术发展喷浆粉尘精准控制方案,加强物料长距离管道输送减阻及无尘化射流理论研究,拓展多领域、多行业喷浆防尘技术应用,推进喷浆粉尘防治规范化和标准化等,深化对矿山喷浆粉尘控制方面的研究。 展开更多
关键词 粉尘 CITESPACE 喷浆 湿喷法 数据可视化 发展方向
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受载状态下表面活性剂对煤体损伤特性的影响 被引量：1
12
作者 杨明 周子恒 +3 位作者 景续武 徐靖 江舒纬 邓辉 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2562-2571,共10页
为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷... 为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷条件的微观孔隙结构演化特征及宏观力学机制,揭示表面活性剂作用下煤体的孔隙损伤机制。结果表明:添加表面活性剂会促使煤体中孔与大孔的孔隙度增加,导致煤体中产生更多的中孔与大孔孔隙损伤,其中大孔对煤体总孔隙损伤贡献比例最大。煤体在轴向加载过程中,存在孔隙扩展阶段,中孔孔隙体积会发生突变。添加表面活性剂会导致煤体的塑性变形阶段提前,孔隙扩展致中大孔相互连通,进而导致煤体的脆性增加。相比单一表面活性剂,非离子-阴离子复配表面活性剂能加速孔隙的连通,增加大孔孔隙体积,导致更多的微小孔和中孔提前转化为大孔,降低轴向加载峰值强度。单一表面活性剂的添加可以增加孔隙的分布范围和数量,而复配表面活性剂能加剧煤体损伤,产生孔裂隙连通和应变集中现象。 展开更多
关键词 安全工程 煤层注水 表面活性剂 核磁共振 煤体损伤
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矿尘抑制剂抗风性能评价指标及应用 被引量：1
13
作者 韩方伟 许满萍 +4 位作者 李伟 朱霖玲 马亮 王佳 范思萌 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期285-291,共7页
为准确有效评估矿尘抑制剂的抗风性能,采用单位质量抑尘剂平均风损率、平均抑尘率及临界有效质量3个评价参数,通过控制风速、吹蚀时间、吹蚀角度以及抑尘剂喷洒质量开展煤样风蚀模拟实验。结果表明:随着风速的增加,纯水和抑尘剂的单位... 为准确有效评估矿尘抑制剂的抗风性能,采用单位质量抑尘剂平均风损率、平均抑尘率及临界有效质量3个评价参数,通过控制风速、吹蚀时间、吹蚀角度以及抑尘剂喷洒质量开展煤样风蚀模拟实验。结果表明:随着风速的增加,纯水和抑尘剂的单位质量抑尘剂平均风损率呈上升趋势,单位质量抑尘剂平均抑尘率呈明显下降趋势;随吹蚀时间延长,纯水和单位质量抑尘剂平均风损率呈上升趋势,单位质量抑尘剂平均抑尘率呈缓慢下降趋势;随着吹蚀角度的增加,单位质量抑尘剂平均风损率呈先下降后上升的趋势,在60°时达到最低,单位质量抑尘剂平均抑尘率先上升后下降;当抑尘剂喷洒质量达到临界有效质量时,抑尘效果最佳。 展开更多
关键词 抑尘剂 抗风性能 平均风损率 平均抑尘率 临界有效质量
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基于集成学习的综掘面粉尘浓度预测模型 被引量：4
14
作者 王和堂 谭江龙 +3 位作者 杨天龙 刘焱 王辉 杨景皓 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期185-194,共10页
针对现有的粉尘监测预警技术存在数据延迟高、信息融合差和预测精度低等缺陷,利用杭来湾煤矿30202综掘面粉尘监测数据集,集成机器学习和深度学习混合算法框架,构建了多变量特征耦合的粉尘浓度预测模型。基于偏差—方差均衡准则对预测模... 针对现有的粉尘监测预警技术存在数据延迟高、信息融合差和预测精度低等缺陷,利用杭来湾煤矿30202综掘面粉尘监测数据集,集成机器学习和深度学习混合算法框架,构建了多变量特征耦合的粉尘浓度预测模型。基于偏差—方差均衡准则对预测模型进行了超参数优化,并采用均方误差(MSE)与平均绝对百分比误差(MAPE)双指标评估模型预测效果。结果表明:①机器学习算法的MSE普遍低于深度学习算法,其局部准确性优于深度学习算法,MAPE和整体稳定性则相反,XGBoost和Bi-RNN分别是机器学习和深度学习算法中预测结果局部准确性和整体稳定性最优的。②机器学习、深度学习及混合集成模型较基学习器平均MSE降低了23.86、11.82、24.84;机器学习模型的MAPE提高了0.42个百分点,其余2种模型的MAPE分别降低了0.83、1.08个百分点,混合集成模型兼具机器学习局部准确率高和深度学习整体稳定性强的特点,整体预测效果最好。研究结果可为矿山智能精准高效降尘技术的发展提供理论基础。 展开更多
关键词 粉尘浓度预测 机器学习 深度学习 集成学习
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基于灰色关联分析法的双流体喷嘴喷雾特性研究
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作者 李刚 姜伯洋 +2 位作者 周刚 郭立稳 吴将有 《金属矿山》 北大核心 2025年第9期192-198,共7页
矿产资源高强度开发导致矿山粉尘问题愈发严重,严重威胁井下安全生产和工人职业健康。喷雾降尘技术可有效控制粉尘,喷雾特性的优劣与最终降尘效果相关性强,提升雾化效果可有效改善工作环境。双流体雾化喷嘴较单流体压力喷嘴优点明显,但... 矿产资源高强度开发导致矿山粉尘问题愈发严重,严重威胁井下安全生产和工人职业健康。喷雾降尘技术可有效控制粉尘,喷雾特性的优劣与最终降尘效果相关性强,提升雾化效果可有效改善工作环境。双流体雾化喷嘴较单流体压力喷嘴优点明显,但喷嘴内、外流场与液态介质之间相互作用复杂,现场应用中间环节参数研究不够深入,导致喷雾特性控制针对性不强,为高效降尘带来困难。基于此,以双流体雾化喷嘴中的空气雾化喷嘴为研究对象,研究了供水压力、供气压力2个关键参数对射程、水流量、气流量和D50、D905个喷雾特性参数的作用形式和影响规律,利用灰色关联分析法分析了不同参数对喷雾特性影响的重要度,确定了不同喷雾特性参数的敏感指标,并对喷雾过程进行了优化控制。研究结果表明:供水压力与射程、水流量和雾滴粒径呈正相关关系,供气压力与气流量呈正相关关系;射程和水流量、气流量、雾滴粒径分别对供水压力变化、供气压力变化、液气压力比变化敏感。研究结果可实现对喷雾特性的针对性调控,为加快建设矿山湿式控除尘体系提供理论依据。 展开更多
关键词 喷雾降尘 雾化效果 空气雾化喷嘴 灰色关联分析法 敏感指标
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煤矿粉尘职业危害可视化实验平台设计与实践
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作者 周刚 徐翠翠 +2 位作者 董晓素 刘音 樊建聪 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第12期203-208,共6页
为提升研究人员对煤矿职业病危害的认知与防治能力,基于煤矿粉尘危害问题日益突出的行业背景,设计并搭建集成7大核心模块的煤矿粉尘职业危害可视化实验平台,采用实验与教学相结合的方法对环境粉尘质量浓度变化对仿生喉管吸入粉尘特性的... 为提升研究人员对煤矿职业病危害的认知与防治能力,基于煤矿粉尘危害问题日益突出的行业背景,设计并搭建集成7大核心模块的煤矿粉尘职业危害可视化实验平台,采用实验与教学相结合的方法对环境粉尘质量浓度变化对仿生喉管吸入粉尘特性的影响机制进行深入探讨,通过结合粉尘生成、扩散、监测及防控等关键实验内容开展教学实践,并采用多元化评估方法验证教学效果。研究结果表明:人体吸入粉尘量与环境粉尘质量浓度呈正比。研究结果有助于提高对煤矿粉尘危害及防治措施的认识,可为煤矿职业危害防治的工程实践提供理论支持与实践指导。 展开更多
关键词 粉尘防治 职业健康 实验平台搭建
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基于LSTM−CNN的露天矿粉尘浓度预测模型
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作者 刘干 林士桢 肖双双 《工矿自动化》 北大核心 2026年第1期73-79,共7页
目前露天矿粉尘浓度预测模型通常依赖于已知的指标和参数来估计粉尘浓度,露天矿环境复杂多变,粉尘浓度的关键影响因素众多且难以明确界定,现有预测模型在精度和泛化能力方面存在一定的局限性,且现有预测模型往往忽视了数据中深层次的时... 目前露天矿粉尘浓度预测模型通常依赖于已知的指标和参数来估计粉尘浓度,露天矿环境复杂多变,粉尘浓度的关键影响因素众多且难以明确界定,现有预测模型在精度和泛化能力方面存在一定的局限性,且现有预测模型往往忽视了数据中深层次的时空特征,难以全面反映粉尘浓度的变化规律。针对上述问题,提出了一种基于长短期记忆网络(LSTM)−卷积神经网络(CNN)的露天矿粉尘浓度预测模型。利用Pearson相关性分析筛选出湿度、噪声、剥采量与风速作为粉尘浓度预测的输入指标;这些指标经预处理后输入基于注意力机制的多个并行CNN单元,分别在不同尺度上提取输入的局部空间特征,并通过注意力机制加权,以增强与粉尘浓度关联性更强的特征表达,抑制冗余或噪声信息;注意力增强后的特征被重组为时间序列格式,由LSTM门控机制捕捉粉尘浓度随时间变化的动态模式和长期依赖关系,通过全连接层实现粉尘浓度预测。实验结果表明:与单一模型LSTM,CNN和随机森林相比,LSTM−CNN的决定系数R2分别提升7.85%,12.91%和23.49%;均方根误差(RMSE)分别降低17.81%,45.76%和33.35%;平均绝对误差(MAE)分别降低26.48%,25.56%和24.52%。与融合模型随机森林−支持向量回归和随机森林−门控循环单元相比,LSTM−CNN的R2分别提升2.89%和4.79%,RMSE分别降低9.15%和14.12%,MAE分别降低11.40%和16.53%。 展开更多
关键词 露天矿 粉尘浓度预测 长短期记忆网络 卷积神经网络 粉尘浓度 PM_(2.5)
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露天煤矿智能降尘洒水系统研究与应用
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作者 王桂林 《中国煤炭》 北大核心 2026年第2期79-86,共8页
为了实现露天煤矿粉尘污染现象精准环境感知-动态决策-高效执行的闭环控制,提出了露天煤矿智能降尘洒水系统。以粉尘监测设备为基础,构建粉尘环境监测单元,结合车载显示单元保障车载显示终端设备具备良好的通信环境,实现精准环境感知-... 为了实现露天煤矿粉尘污染现象精准环境感知-动态决策-高效执行的闭环控制,提出了露天煤矿智能降尘洒水系统。以粉尘监测设备为基础,构建粉尘环境监测单元,结合车载显示单元保障车载显示终端设备具备良好的通信环境,实现精准环境感知-动态决策模式设计。基于加权自适应融合算法,对露天煤矿粉尘浓度进行实时校正,并将其量化为空气质量指数,联合粉尘环境监测单元和车载显示单元,同步制定降尘洒水作业流程,保证智能降尘洒水指令的高效执行。实验结果显示,应用露天煤矿智能降尘洒水系统后,露天煤矿粉尘浓度量化结果与实际空气质量指数趋于一致,降尘洒水作业误操率最小值达到了1%,露天煤矿粉尘浓度超标时间最小值达到了11 min。 展开更多
关键词 露天煤矿 降尘洒水 粉尘环境监测 车载显示终端 空气质量指数
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矿用PET基梯度复合纤维膜制备及滤尘−透湿性能研究
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作者 周刚 徐卓 +4 位作者 姜力玮 陈冠双 马云龙 柳茹林 王勇梅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1017-1033,共17页
井下湿热高尘环境中粉尘颗粒物对作业人员的身心健康造成了巨大危害,其中细颗粒粉尘易吸入后到达呼吸道深部肺泡区,是诱发煤矿行业职业性尘肺病的主要原因。为此,基于静电纺丝技术调控微纳米纤维材料结构,层合纺丝制备一种兼具高效捕尘... 井下湿热高尘环境中粉尘颗粒物对作业人员的身心健康造成了巨大危害,其中细颗粒粉尘易吸入后到达呼吸道深部肺泡区,是诱发煤矿行业职业性尘肺病的主要原因。为此,基于静电纺丝技术调控微纳米纤维材料结构,层合纺丝制备一种兼具高效捕尘与强化透湿性能的复合材料,利用超亲水纤维增强高湿条件下对水分子的吸附,利用疏水纤维避免材料中产生毛细水,引入润湿性介于疏水和超亲水之间的多级导流层,构筑多层梯度润湿型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基复合纤维滤料,解决现有滤料制备难度大,佩戴亲肤性较差及热舒适性不足的问题。实验以PET为基材,引入羟基化石墨烯增强扩散和静电吸附效应以捕获粉尘,选择聚乙烯吡咯烷酮调节亲水梯度,提高复合纤维滤料的润湿性。微观表征和性能测试结果表明:所制备纤维膜具有微纳米尺度的直径、良好的结构规整性和相对光滑的表面形貌,实现了纤维直径和形态的较好调控,各纳米纤维膜的表面元素和官能团分布与其特性相符。对比实验表明,多层复合膜具有较好的滤尘防护性能,品质因子高达0.439 Pa^(−1),孔径分布于2.15~4.61μm,同时接触角测试表明多层复合膜具有从超亲水(0°)到疏水(135.2°)渐变的润湿梯度,水蒸气透过量为5434.503 g/m^(2)·24 h,比单独的亲水膜和疏水膜分别高出1.37倍和2.04倍。此外,通过太赫兹扫描成像分析的方法,开展纤维材料内部液态水的定量分析,阐明了纳米纤维膜对水分子的传输机制。因此,构筑的多层梯度润湿纤维滤料在工矿湿热高尘环境呼吸防护领域具有广阔的应用前景,同时为废弃物的资源化利用提供一种有效的途径。 展开更多
关键词 聚对苯二甲酸乙二醇酯 静电纺丝 梯度式复合膜 滤尘透湿 太赫兹成像
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夏季露天煤矿粉尘分布规律及影响因素研究
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作者 田冬梅 汪嘉运 +1 位作者 渠炜钰 姚建 《中国矿业》 北大核心 2025年第8期251-263,共13页
露天煤矿产生的粉尘不仅是大气主要污染物,而且会对工作人员的身体健康构成威胁。为探明并揭示夏季露天煤矿坑内的气象环境和粉尘分布规律,进一步为露天煤矿粉尘防治提供理论依据,通过对山西省平朔露天煤矿定点布控监测,采集夏季时露天... 露天煤矿产生的粉尘不仅是大气主要污染物,而且会对工作人员的身体健康构成威胁。为探明并揭示夏季露天煤矿坑内的气象环境和粉尘分布规律,进一步为露天煤矿粉尘防治提供理论依据,通过对山西省平朔露天煤矿定点布控监测,采集夏季时露天煤矿坑内的粉尘质量浓度、风速、空气湿度、温度、气压等数据,运用统计学方法分析粉尘质量浓度变化特征与气象因子的关系,并使用Fluent软件对矿坑内粉尘分布进行数值模拟。研究结果表明,在夏季时风速与空气湿度是对粉尘质量浓度产生影响的主要因素。在风速较低时,受风回流和涡流影响,粉尘积聚形成粉尘云团,此时矿坑内粉尘质量浓度较高;随着风速增大,矿坑口处的粉尘团逐渐向带状过渡,并逐渐减少,使矿坑内粉尘质量浓度降低。在空气湿度较低时,粉尘较为干燥,电铲及运输车辆工作时产生大量扬尘,此时矿坑内粉尘质量浓度较高;当空气湿度增大时,粉尘先吸水增重,部分粉尘会先行沉降,使粉尘质量浓度降低;随着空气湿度继续增大,其余粉尘和水会在矿坑内形成水雾空间,使连续不间断的生产性粉尘不能逸出矿坑,导致粉尘质量浓度大幅升高;此时若继续增大空气湿度,粉尘会不断吸附水分并与其他粉尘颗粒聚合,增大粉尘的质量与粒径,使粉尘颗粒沉降,最终导致粉尘质量浓度下降。研究结果可为露天煤矿粉尘防治和开采环保工作提供理论参考。 展开更多
关键词 露天煤矿 粉尘污染 气象因子 统计分析 数值模拟
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