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煤矿井下钻进工况参数智能控制技术发展与展望 被引量：1
1
作者 王清峰 刘洋 +2 位作者 陈航 史书翰 崔小超 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页
煤矿智能化和高产高效矿井的建设,对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程,指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后,煤矿井下钻探... 煤矿智能化和高产高效矿井的建设,对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程,指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后,煤矿井下钻探技术目前正处于智能化钻探探索阶段。从基于专家数据库、机器学习、云系统等3个方向,总结阐述了煤矿井下钻探智能化的关键核心技术——钻进工况参数智能控制技术的发展情况:专家数据库方面,介绍了其在矿业领域的主要应用范围,以及被引入到智能化钻探领域后的4个发展阶段,并对比给出了每个阶段的技术特点和先进性;机器学习方面,总结了在优化模型、优化算法、辅助控制手段等方向的最新研究成果,阐明了每个研究方向面临的难题和未来的研究思路;云系统方面,从石油开采、地质勘探、煤矿井下钻探3个方向探讨了最新发展情况。结合当前应用条件,综合评述了3种钻进工况参数智能控制方法的优缺点,分析了当前智能钻进存在的控制手段单一、多功能拓展应用不足等问题,从技术延展、控制闭环、策略多元、体系统一等角度对煤矿井下钻进工况参数智能控制与煤矿智能化建设深度融合应用提出了展望,为基于多信息融合的自适应钻进技术研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 智能化钻进 钻进工况参数 智能控制 专家数据库 机器学习 云系统
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多风机联合高效运转按需调风策略及实验研究
2
作者 蔡春城 吴征艳 +4 位作者 郝海清 祝令锦 邵昊 蒋曙光 王凯 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e... 针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e_(13)为调控对象,风量分别降低0.05、0.10 m^(3)/s,利用复杂通风管网实验平台进行风机与通风调节设施的协同调控实验。实验结果与计算值的最大相对误差仅为5.65%,调节准确度超过85%,验证了风量智能化按需协同调控策略在复杂通风管网实验平台的可行性。 展开更多
关键词 多风机 联合运转 按需调风 复杂通风管网 调风策略
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煤矿冲击地压数值物理模拟方法与应用研究
3
作者 齐庆新 王守光 +7 位作者 王美美 崔春阳 刘化广 王嘉敏 穆鹏宇 朱小景 李海涛 许学伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
由于冲击地压现场试验危险性高、监测困难、难以控制触发机制等局限,建立有效的物理相似模拟和数值模拟方法是冲击地压机理与防治研究的重要手段。针对冲击地压物理相似模拟,介绍了相似模拟实验材料的研发进展,在静力相似准则基础上发... 由于冲击地压现场试验危险性高、监测困难、难以控制触发机制等局限,建立有效的物理相似模拟和数值模拟方法是冲击地压机理与防治研究的重要手段。针对冲击地压物理相似模拟,介绍了相似模拟实验材料的研发进展,在静力相似准则基础上发展了煤岩体动力相似准则,提出了惯性力相似条件,在此基础上开展材料研发和相似模型设计,研究表明:由高聚物、石英砂等组成的相似材料与煤岩动力破坏过程的强度和破坏模式等均具有较好的相似性;结合冲击地压应力波场物理相似模拟试验台,开展了波场传播诱冲过程相似模拟实验,发现应力波在顶底板间相互干涉、叠加,形成煤层槽波,应变场整体上也逐步汇聚在煤层,形成局部化带,最终导致冲击破坏。针对冲击地压数值模拟,介绍了有限元法等连续介质力学方法、离散元法等不连续变形模拟方法,以及连续介质力学-不连续变形耦合方法在冲击地压数值模拟中的研究进展,分析了非线性有限元与不平衡力理论在研究冲击地压潜在风险中的应用前景,围绕煤岩体弹射的势动能瞬态转换力学机制,分别阐述了弹射前期高弹性能体形成、弹射中期岩体瞬间脆断和块体形成的非平衡条件、弹射后期块体运动的模拟思路。最后,介绍了近场动力学与有限元耦合模拟算法在模拟煤岩冲击地压连续-非连续转换中的初步应用,取得了预期效果。本研究有望为煤矿冲击地压模拟提供新思路,对于煤矿安全生产具有重要意义。 展开更多
关键词 冲击地压 物理相似模拟 动力相似准则 数值模拟 弹射理论模型
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矿井外因火灾监测预警与智能防控技术
4
作者 梁运涛 王伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页
矿井外因火灾防治存在监测手段单一、预警准确率低、应急辅助决策缺失、无法实现火灾就地处置的难题,智能化水平亟待提高。为探究外因火灾精准预警与智能联动控制一体化解决方案,从信息感知、数据集成、智能预警、辅助决策和联动控制5... 矿井外因火灾防治存在监测手段单一、预警准确率低、应急辅助决策缺失、无法实现火灾就地处置的难题,智能化水平亟待提高。为探究外因火灾精准预警与智能联动控制一体化解决方案,从信息感知、数据集成、智能预警、辅助决策和联动控制5个方面综述了矿井外因火灾监测预警与智能防控研究进展,具体包括:在信息感知方面,采用先进监测手段、开发高精度检测装备和优选外因火灾精准预警指标,实现火灾信息全程动态感知;在数据集成方面,建议统一数据采集、传输、存储和访问接口标准,规范各类数据的接入;在智能预警方面,提出智能预警关键参数识别方法和预警策略;在辅助决策方面,提出包含时空信息处理、时空图谱构建、时空分析与智能决策的一站式解决方案;在联动控制方面,建立包含广播系统、安全逃生系统、通风控制系统和灭火系统的智能联动控制系统。 展开更多
关键词 外因火灾 信息感知 数据集成 智能预警 辅助决策 联动控制
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双断层影响下煤层开采覆岩裂隙演化分形特征研究
5
作者 易汉华 康向涛 +1 位作者 胡锦国 任加驰 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期113-120,共8页
为研究双断层影响下覆岩裂隙时空演化规律,以贵州土城矿为工程背景,在模拟煤层开挖的基础上,通过分形几何理论定量表征覆岩裂隙发育特征,揭示覆岩裂隙网络的分形演化规律,进而对回风巷上隅角瓦斯浓度与分形维数关系进行分析。研究结果表... 为研究双断层影响下覆岩裂隙时空演化规律,以贵州土城矿为工程背景,在模拟煤层开挖的基础上,通过分形几何理论定量表征覆岩裂隙发育特征,揭示覆岩裂隙网络的分形演化规律,进而对回风巷上隅角瓦斯浓度与分形维数关系进行分析。研究结果表明:断层影响区覆岩裂隙分形维数为1.056~1.544,其动态演化过程可被划分为升维、降维、二次升维和稳定4个特征阶段;当工作面推进至断层影响区域时,分形维数出现突增,据此提出了包括加密断层区域瓦斯抽采钻孔、顶端岩体及断层构造固化等在内的综合防范措施;覆岩裂隙分形维数与上隅角瓦斯浓度呈显著正相关关系。 展开更多
关键词 双断层 覆岩裂隙 分形维数 上隅角 瓦斯浓度 煤层开采
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基于Talbol理论的破碎岩石压缩变形及分形特征试验研究
6
作者 孙文斌 田殿金 +2 位作者 薛彦超 张志 陈其勇 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
为研究侧限条件下不同轴向荷载、饱水状态及粒径级配3种因素对断层破碎岩体的压缩变形及分形特征的影响,以山东星村煤矿非导水断层取出的断层岩石为试样,利用自主研制的破碎岩石变形—渗流试验系统,开展侧限条件下不同Talbol幂指数n的... 为研究侧限条件下不同轴向荷载、饱水状态及粒径级配3种因素对断层破碎岩体的压缩变形及分形特征的影响,以山东星村煤矿非导水断层取出的断层岩石为试样,利用自主研制的破碎岩石变形—渗流试验系统,开展侧限条件下不同Talbol幂指数n的级配破碎岩石压缩变形试验。研究结果表明:随着轴向载荷逐级增大,破碎岩石轴向位移量增大,压缩碎胀系数和压实度变小;相同侧限轴向荷载条件下,饱水状态试样的轴向位移量和加载终点位移累积变形量比干燥状态的更大;随着级配指数增大,加载终点位移累积变形量变大;破碎岩石的质量分布系数C随Talbol幂指数n增大而增大,且随轴向荷载的增大而减小;破碎岩石分形维数D随Talbol幂指数n增大而减小,试验后分形维数增量随Talbol幂指数n增大而增大,即岩石破碎程度愈加剧烈。根据破碎岩体力学特征与分形特征将其变形过程划分为松散堆积、错位挤压、变形开裂、研磨破碎4个阶段,在加载前期岩石变形以颗粒滑动位移为主,加载后期变形以颗粒研磨破碎为主。 展开更多
关键词 破碎岩石 轴向荷载 分形维数 Talbol指数 压缩变形
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矿区煤矸石污染土壤修复药剂的制备及机理分析
7
作者 张蕾 刘春江 +3 位作者 陈雅 王琪 宋瑞康 黄鹏程 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期160-166,共7页
为了修复矿区因煤矸石堆积造成重金属污染的土壤,以模拟镍污染土壤为研究对象,以垃圾焚烧灰为主料,粉煤灰、膨润土、还原铁粉、硫化亚铁为辅料,通过浸出实验模拟重金属从煤矸石中的浸出质量浓度与迁移规律,探究添加剂的种类和剂量对镍固... 为了修复矿区因煤矸石堆积造成重金属污染的土壤,以模拟镍污染土壤为研究对象,以垃圾焚烧灰为主料,粉煤灰、膨润土、还原铁粉、硫化亚铁为辅料,通过浸出实验模拟重金属从煤矸石中的浸出质量浓度与迁移规律,探究添加剂的种类和剂量对镍固化/稳定化效率的影响,从而筛选出合适种类的添加剂与剂量,并分析药剂对镍固化/稳定化机理。研究结果表明:当修复药剂中稳定剂生活垃圾焚烧灰的质量比为50%、固化剂粉煤灰的质量比为5%、还原剂还原铁粉的质量比为5%时,修复药剂固化/稳定化效率最高,达到99.61%,土壤中镍的浸出质量浓度最低为0.047 mg/L。研究成果可为矿区环境治理提供可行的土壤修复方案。 展开更多
关键词 煤矸石 镍污染 土壤 化学修复 络合 固废资源化
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矿井智能通风研究进展与前沿展望
8
作者 高科 戚志鹏 +3 位作者 唐志强 石连增 袁可一 吕航宇 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期17-23,共7页
矿井通风系统是煤矿安全生产的核心保障。随着智能化技术的发展,通风系统正向精准、高效方向演进。综述了矿井智能通风的关键技术进展,包括风阻风量感知、实时网络解算、故障诊断及按需调控,并探讨了提升通风系统智能化水平及灾害适应... 矿井通风系统是煤矿安全生产的核心保障。随着智能化技术的发展,通风系统正向精准、高效方向演进。综述了矿井智能通风的关键技术进展,包括风阻风量感知、实时网络解算、故障诊断及按需调控,并探讨了提升通风系统智能化水平及灾害适应能力的技术路径。针对矿井灾害通风安全问题,提出矿井韧性风网概念,以增强系统稳定性和抗干扰能力;构建热动力灾变动态应急导航模型,以优化矿工避灾逃生路径;基于数字孪生技术构建高镜像度矿井通风系统,实现精准建模与智能调控。研究表明,结合智能感知、优化控制和仿真计算,可提升风量预测精度,实现通风系统智能调控,并增强灾害环境下的通风稳定性和应急响应能力。未来,矿井通风将进一步融合智能感知、数字孪生与优化控制技术,推动煤矿安全生产向智能化发展。 展开更多
关键词 智能通风 韧性风网 应急导航 按需调控 数字孪生
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超临界CO_(2)作用下不同高度比煤岩组合体力学特性及能量演化规律 被引量：1
9
作者 蔚默然 王开 +2 位作者 张小强 姜玉龙 蔡婷婷 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期134-141,共8页
为研究煤岩组合体在超临界CO_(2)作用下三轴力学特性及能量演化规律,采用超临界CO_(2)浸泡系统,对4种不同高度比煤岩组合体试件进行浸泡和三轴压缩试验。试验结果表明:随着煤岩组合体高度比的增大,三轴抗压强度和弹性模量逐渐降低,破坏... 为研究煤岩组合体在超临界CO_(2)作用下三轴力学特性及能量演化规律,采用超临界CO_(2)浸泡系统,对4种不同高度比煤岩组合体试件进行浸泡和三轴压缩试验。试验结果表明:随着煤岩组合体高度比的增大,三轴抗压强度和弹性模量逐渐降低,破坏时应变变形逐渐增大。被超临界CO_(2)浸泡后,组合体三轴抗压强度和弹性模量均有不同程度的降低;随着煤岩高度比的增大,组合体三轴抗压强度和弹性模量劣化程度逐渐增大。组合体加载破坏后,岩体部分无明显裂隙,主要为煤体发生破坏,经超临界CO_(2)浸泡后,煤体破坏更为破碎。组合体总能量、弹性能、耗散能随煤岩高度比增大逐渐降低;超临界CO_(2)浸泡会使组合体总能量、弹性能、耗散能降低,但耗散能占比升高。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 煤岩组合体 高度比 三轴抗压强度 弹性模量 能量演化
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“双碳”目标下矿山生态修复及减排增汇途径研究进展 被引量：1
10
作者 余伟健 孙梅霖 +2 位作者 杜锦滢 陈国梁 王闯 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
矿山资源的开发与综合利用促进了我国经济增长和社会进步,但矿山开采破坏了生态环境,降低了矿山生态系统的碳汇水平。为提高我国矿山生态修复成效,在全面总结矿山开采带来的土地资源破坏、水资源污染、生物多样性下降等环境问题的基础上... 矿山资源的开发与综合利用促进了我国经济增长和社会进步,但矿山开采破坏了生态环境,降低了矿山生态系统的碳汇水平。为提高我国矿山生态修复成效,在全面总结矿山开采带来的土地资源破坏、水资源污染、生物多样性下降等环境问题的基础上,从政策与修复技术等方面介绍了我国矿山生态修复进展,并分析了在环境保护意识薄弱、修复模式单一与多元激励保障失衡方面存在的不足,阐述了树立减排增汇理念、推进节能减排生产工艺、开展矿区“废水、废气、固体废弃物”资源化利用、加强生态修复4类矿山环境修复措施,提出了适于“双碳”目标下矿山生态环境的修复策略及途径,为“双碳”背景下加强矿山生态环境修复、增强碳汇功能提供理论支持。 展开更多
关键词 “双碳”目标 矿山 生态修复 减排增汇 固碳 研究进展
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工作面过断层煤壁“溃决”式失稳机理与控制 被引量：1
11
作者 崔治国 原红波 +2 位作者 赵嘉鑫 王襄禹 陈明值 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期142-149,共8页
针对工作面过断层易发生煤壁失稳、煤岩碎粒“溃决”问题,以望云煤矿15106工作面过断层为工程背景,将煤层分为原生煤和构造煤,通过分析煤壁所受水平应力分布特征,建立煤壁力学模型,分析了护帮板、顶底板黏聚力力偶及水平应力对煤壁挠度... 针对工作面过断层易发生煤壁失稳、煤岩碎粒“溃决”问题,以望云煤矿15106工作面过断层为工程背景,将煤层分为原生煤和构造煤,通过分析煤壁所受水平应力分布特征,建立煤壁力学模型,分析了护帮板、顶底板黏聚力力偶及水平应力对煤壁挠度的影响,确立了煤壁稳定性判据。研究结果表明,断层构造煤对原生煤壁水平应力分布函数形式取决于参数k_(0);煤壁稳定性与煤壁抗弯刚度、顶底板压力、开采高度有关。实践证明,煤壁超前预注浆+俯采过断层对煤壁抗弯刚度提升明显、利于煤壁稳定。 展开更多
关键词 断层构造煤 “溃决”式失稳 应力分布特征 煤壁力学模型 俯采过断层
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采煤沉陷水域水体富营养化指标遥感监测研究进展
12
作者 陈永春 吴海涛 +4 位作者 申礼鹏 刘英 徐燕飞 陈孝杨 周育智 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期153-163,共11页
沉陷水域水体富营养化严重,利用多时相多源遥感影像数据,构建水体富营养化指标(氮、磷、叶绿素a、悬浮物、有色可溶性有机物的质量浓度,以及水体透明度等)反演模型,可实现沉陷水域水体富营养化状况的动态、精准、高效监测。基于近20年... 沉陷水域水体富营养化严重,利用多时相多源遥感影像数据,构建水体富营养化指标(氮、磷、叶绿素a、悬浮物、有色可溶性有机物的质量浓度,以及水体透明度等)反演模型,可实现沉陷水域水体富营养化状况的动态、精准、高效监测。基于近20年来关于采煤沉陷水域水体富营养化指标遥感监测的相关文献,系统梳理了采煤沉陷水域水体富营养化特征、遥感监测常用数据源和水体富营养化指标反演模型等三方面的研究现状,总结了遥感技术在沉陷水域水体富营养化监测中存在的问题,提出了未来的发展趋势,可为采煤沉陷水域水体富营养化指标遥感监测的应用提供参考。 展开更多
关键词 煤矿开采 沉陷水域 遥感反演 水体富营养化 叶绿素A 水质参数
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反复加卸荷煤体氧化特性研究
13
作者 陈雷 周福宝 +3 位作者 郭再富 张晴 阎露璐 潘荣锟 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期30-38,共9页
为研究采动载荷煤体因力学特性和孔裂隙变化发生初期氧化的演化规律,采用煤岩三轴蠕变、程序升温实验和FTIR、AFM技术对易自燃原煤样、反复加卸荷煤样进行氧化宏微观参数对比分析。研究表明,加卸荷煤样升温氧化过程中耗氧量和CO产生速... 为研究采动载荷煤体因力学特性和孔裂隙变化发生初期氧化的演化规律,采用煤岩三轴蠕变、程序升温实验和FTIR、AFM技术对易自燃原煤样、反复加卸荷煤样进行氧化宏微观参数对比分析。研究表明,加卸荷煤样升温氧化过程中耗氧量和CO产生速率均较前一实验条件增加,低温阶段,指标性气体参数值“骤降”和“陡升”点对应的临界温度值逐渐减小,加卸荷3次和加卸荷2次煤样较前一实验条件煤样增幅减小。随着加卸荷次数增加,氧化煤样中芳香烃含量逐渐增多,脂肪烃含量逐渐减少,羟基先减少后增多,羧基—COOH和羰基—C=O波峰呈“马鞍”状,由此判断出煤样氧化进程加快。煤体BJH比表面积、孔容值和吸附—脱附差量逐渐增大,可表征加卸荷作用致煤样中微孔增加,中孔、大孔塌陷裂变。加卸荷前3次较前一实验条件煤样的微观孔隙结构参数值增幅先增大后减小最终趋为0,综合加卸荷4次实验分析结果,推断出,随着加卸荷次数的增加,煤体的微观孔隙结构参数值有减小的趋势,可证实存在最优的加卸荷次数(≥3次)和BJH比表面积(≥27.002 m^(2)/g)使煤体氧化自燃能力最强。采掘工作面前方、煤层保护层及相邻近煤层受重复采动的影响,煤体孔裂隙再发育贯通性增强,破碎程度升高,氧化自燃的潜在危险性增大。 展开更多
关键词 深部开采 原煤氧化 反复加卸荷 微观结构 定性定量分析
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粗糙交叉裂隙非线性渗流特性研究
14
作者 蔡佳豪 郤保平 +3 位作者 董赟盛 张宜虎 丁长栋 刘倩 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期145-152,共8页
交叉裂隙是构成岩体裂隙网络的重要部分,研究交叉裂隙的渗流特性对揭示岩体整个裂隙网络的渗流规律具有重要意义。通过建立交叉裂隙数值模型,设置不同的裂隙粗糙度(Joint Roughness Coefficient,JRC)和交叉角度,求解Navier-Stokes方程,... 交叉裂隙是构成岩体裂隙网络的重要部分,研究交叉裂隙的渗流特性对揭示岩体整个裂隙网络的渗流规律具有重要意义。通过建立交叉裂隙数值模型,设置不同的裂隙粗糙度(Joint Roughness Coefficient,JRC)和交叉角度,求解Navier-Stokes方程,研究交叉裂隙的非线性渗流特性。结果表明:交叉裂隙的水力梯度与流量呈现出非线性关系,均可以用Forchheimer方程拟合;裂隙粗糙度对交叉裂隙的非线性渗流特性影响显著,随着粗糙度的增大,临界雷诺数Re_(c)减小,非达西系数β减小。对局部流动状态进行分析,发现流体流经交叉点后存在明显的偏流效应,水流偏向压力小、速度大的方向,通过计算出口流量比重,验证了这一现象的存在。比较不同初始流动方向下的最大速度和压力,发现渗流方向对交叉裂隙渗流特性有显著影响。 展开更多
关键词 岩石 交叉裂隙 粗糙度 非线性渗流 临界雷诺数 Forchheimer方程
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基于串联反激的矿用电源设计
15
作者 宋秋阳 张志刚 +1 位作者 郭江涛 林引 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期193-198,共6页
针对目前宽输入电压范围矿用电源结构复杂、开关管的电压应力较高、转换效率低等问题,提出一种矿用串联反激变换器设计方案:采用反激变换器简化电路,通过4级反激变换器串联方式降低开关管电压应力,同时建立负反馈控制系统,采用Ⅱ型补偿... 针对目前宽输入电压范围矿用电源结构复杂、开关管的电压应力较高、转换效率低等问题,提出一种矿用串联反激变换器设计方案:采用反激变换器简化电路,通过4级反激变换器串联方式降低开关管电压应力,同时建立负反馈控制系统,采用Ⅱ型补偿器提升转换效率,并增加电源的隔离部件电路保护机制以保障矿用电源的可靠隔离。试验结果表明:在1300 V输入电压条件下,一路开关管两端电压仅为521 V,低于开关管耐压值,且留有30%裕量;电源输出电压的最大误差仅为0.5%,周期与随机偏移峰峰值不超过114 mV,电源转换效率高达91.6%;耐压试验最大漏电流为2.88 mA,绝缘电阻不小于50 MΩ,满足相关国家标准要求。 展开更多
关键词 矿用电源 宽输入电压范围 反激变换器 自适应电源 串联变换器
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基于线结构光的矿用输送带纵向撕裂检测技术 被引量：1
16
作者 游磊 向兆军 孙柳军 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期180-186,共7页
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... 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。 展开更多
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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大倾角下行风综采工作面采空区瓦斯积聚特征与高位钻孔参数优化
17
作者 姚运泉 王兴华 +1 位作者 王天伟 杨胜强 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期76-81,共6页
为了解决大倾角下行通风综采工作面采空区瓦斯大量涌出所引起的回风流瓦斯浓度超限问题,采用单元测定法,从进风到回风将综采工作面分为若干单元,得出每个单元与采空区之间的漏风量、瓦斯涌出量及瓦斯浓度,分析评判采空区瓦斯异常积聚区... 为了解决大倾角下行通风综采工作面采空区瓦斯大量涌出所引起的回风流瓦斯浓度超限问题,采用单元测定法,从进风到回风将综采工作面分为若干单元,得出每个单元与采空区之间的漏风量、瓦斯涌出量及瓦斯浓度,分析评判采空区瓦斯异常积聚区分布特征;利用数值模拟软件,分析不同布置条件下高位钻孔的瓦斯抽采效果,优化高位钻孔抽采参数。研究结果表明:在采空区两端全风压压差、高位钻孔抽采负压、采空区热风压及瓦斯浮升力作用影响下,靠近进风侧平距10~30 m、距离煤层顶板10~25 m的采空区,形成瓦斯异常积聚区,将高位钻孔终孔布置在瓦斯异常积聚区且抽采流量为60 m^(3)/min时,瓦斯抽采效果最佳,回风流的瓦斯浓度超限隐患被消除。 展开更多
关键词 大倾角 下行通风 综采工作面采空区 瓦斯积聚 高位钻孔 瓦斯抽采 数值模拟
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煤层气直井井筒煤粉沉降运移规律实验研究
18
作者 张锦涛 鲜保安 +1 位作者 张洲 任峻杉 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期76-81,共6页
针对煤层气开发过程中煤粉产出严重的问题,进行了煤层气井井筒煤粉颗粒静态沉降及动态沉降运移实验。通过煤粉静态沉降实验,测定了不同粒径煤粉颗粒的静态沉降末速。基于现场煤层气井煤粉产出特征设计的动态沉降运移实验发现:粒径>0.... 针对煤层气开发过程中煤粉产出严重的问题,进行了煤层气井井筒煤粉颗粒静态沉降及动态沉降运移实验。通过煤粉静态沉降实验,测定了不同粒径煤粉颗粒的静态沉降末速。基于现场煤层气井煤粉产出特征设计的动态沉降运移实验发现:粒径>0.20~0.30 mm的煤粉颗粒,携带流速为0.020 m/s;而粒径>0.15~0.20 mm煤粉颗粒的携带流速为0.010 m/s,均大于煤粉颗粒的静态沉降末速;当排水速度为0.035 m/s时,0.0385~0.4500 mm混合粒径煤粉溶液,能够较好地将煤粉携带运移。 展开更多
关键词 煤层气直井 煤粉 沉降运移 静态沉降末速 动态运移 排水速度
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煤粒CO吸附扩散流动理论模型及数值解算
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作者 李康 韩飞 +5 位作者 张文轩 魏向阳 王义均 李文富 韩宗祥 王刚 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期66-75,81,共11页
为了探究CO在煤中吸附扩散流动的理论模型,基于密度梯度扩散理论,建立了球形煤粒CO吸附数学模型。采用有限差分和无量纲法对球形煤粒CO吸附数学模型进行解算和简化,提出一种扩散系数反演的新方法,并对该方法和模型进行验证。模拟分析了... 为了探究CO在煤中吸附扩散流动的理论模型,基于密度梯度扩散理论,建立了球形煤粒CO吸附数学模型。采用有限差分和无量纲法对球形煤粒CO吸附数学模型进行解算和简化,提出一种扩散系数反演的新方法,并对该方法和模型进行验证。模拟分析了不同煤样、不同粒径的CO压力演化过程,讨论了CH_(4)、CO、CO_(2)吸附性能和扩散系数的差异。结果表明:CO吸附量的模拟曲线与实验数据保持一致,证明了模型和反演方法的可靠性;扩散系数与粒径成正比,表现为幂函数的形式;CO的吸附过程是由表及里逐渐扩散的;煤粒外表面的无量纲压力随无量纲时间的增加而逐渐减小;相同的无量纲时间下,靠近煤粒中心的无量纲压力与煤粒粒径成反比;分子动力学直径更小的CO_(2)的扩散系数和吸附能力远大于CO和CH_(4)的,CO和CH_(4)的扩散系数和吸附能力相近。 展开更多
关键词 煤自燃 煤粒 CO吸附 游离气体密度梯度 扩散系数
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远距离上被保护煤层应力变化与瓦斯渗流耦合机制研究
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作者 石钰 赵佳蕊 +4 位作者 詹可亮 赵鹏翔 王翠霞 黄圣霖 宋战利 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期47-54,共8页
为了明晰远距离下保护层开采上被保护煤层应力变化及瓦斯渗流耦合机制,基于吸附解吸、岩石力学和渗流力学等基础理论,以平煤六矿戊8煤层和丁5-6煤层为研究对象,建立含瓦斯煤流固耦合模型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件探讨保护... 为了明晰远距离下保护层开采上被保护煤层应力变化及瓦斯渗流耦合机制,基于吸附解吸、岩石力学和渗流力学等基础理论,以平煤六矿戊8煤层和丁5-6煤层为研究对象,建立含瓦斯煤流固耦合模型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件探讨保护层不同开采距离下,远距离上被保护煤层应力变化及渗透率演化规律。结果表明:随着保护层工作面推进,上被保护煤层卸压范围增大,应力变化由“V”形逐渐转变为“U”形;上被保护煤层渗透率总体呈“W”形分布,表现为先减小—再增大—后稳定的规律。卸压后上被保护煤层渗透率数值模拟结果为18.53×10^(-17) m^(2),与现场实测结果误差为9.83%,在允许范围之内。对远距离上被保护煤层进行瓦斯抽采数值模拟,发现随着抽采时间增加,上被保护煤层瓦斯压力呈现以钻孔为中心的椭圆形分布,瓦斯压力由内向外逐渐增大,有效抽采半径逐渐增大。钻孔有效抽采半径数值模拟结果与现场实测结果的平均误差为4.81%。本研究为远距离上被保护煤层卸压瓦斯抽采提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 保护层开采 应力变化 瓦斯渗流 流固耦合 有效抽采半径
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