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基于改进DEMATEL-ISM-BN的人因视角下煤矿事故致因研究 被引量：2
1
作者 赵天亮 王冰山 +7 位作者 台发强 姜琦 王永杰 代宗 常金鹏 马晟翔 傅贵 姜伟 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期91-99,117,共10页
为深入探究人因视角下煤矿事故致因因素之间的相互作用关系和作用路径,找到关键影响因素,通过文献研究、资料收集和现场调研等方法,结合人因分析和分类系统(HFACS)模型理论,构建了包含规章制度完善和实施水平、安全培训水平和安全投入... 为深入探究人因视角下煤矿事故致因因素之间的相互作用关系和作用路径,找到关键影响因素,通过文献研究、资料收集和现场调研等方法,结合人因分析和分类系统(HFACS)模型理论,构建了包含规章制度完善和实施水平、安全培训水平和安全投入水平等14项指标的人因视角下煤矿事故影响因素体系,并运用基于灰色理论(Grey theory)和贝叶斯网络(BN)的决策试验与评价实验室法与解释结构模型(DEMATEL-ISM)对影响因素进行了分析,得到了各影响因素的关键程度、层次关系、作用路径和人因视角下煤矿事故最大致因链路径。结果表明:首先,利用Grey-DEMATEL法研究分析各影响因素中心度与原因度,识别出安全培训水平、员工安全意识水平、员工知识技能水平、员工安全心理水平等主要影响因素;然后,利用ISM法划分影响因素间的层次关系,得到安全文化水平是本质影响因素,规章制度完善和实施水平、安全投入水平、纠正问题水平等11个因素是过渡影响因素,违章指挥、违规作业是表层影响因素;最后,运用构建的BN模型反向诊断推理得到最大致因路径。研究结果可为人因视角下煤矿事故预防研究提供理论依据和决策支撑。 展开更多
关键词 煤矿事故 人因分析 灰色理论 决策试验与评价实验室法(DEMATEL) 解释结构模型(ISM) 贝叶斯网络(BN)
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新庄矿不粘煤分子模型构建及模拟研究
2
作者 杨宝伟 刘扬 +4 位作者 李永元 崇立国 栗磊 梁辉 苏嘉豪 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第9期2625-2633,共9页
从分子级层面认识煤微观结构对实现煤炭合理利用及煤层灾害治理具有重要意义。以不粘煤为研究对象,通过工业/元素分析、X射线光电子能谱和核磁共振碳谱测试方法对煤微观结构进行表征分析,结果表明:煤的碳结构以芳香碳为主,氮和硫的赋存... 从分子级层面认识煤微观结构对实现煤炭合理利用及煤层灾害治理具有重要意义。以不粘煤为研究对象,通过工业/元素分析、X射线光电子能谱和核磁共振碳谱测试方法对煤微观结构进行表征分析,结果表明:煤的碳结构以芳香碳为主,氮和硫的赋存状态以吡啶氮、吡咯氮和硫醇、硫醚为主,氧结构的赋存状态以C=O为主,根据煤微观结构参数表征信息,构建不粘煤分子结构模型(C_(219)H_(161)N_(3)O_(25))。使用密度泛函(DFT)方法对煤分子的表面静电势、轨道能级和福井函数进行了分析,结果表明:煤中含氧官能团和含氮官能团的负静电势强于芳香环,HOMO和LUMO能级轨道分布在煤分子的不同芳香环边缘区域,煤中氧原子的自由基反应活性普遍高比氮原子,吡啶氮的自由基反应活性高于吡咯氮。 展开更多
关键词 煤微观结构 煤分子模型 静电势 能级轨道 福井函数
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区块链技术赋能下的煤矿安全监管监察变革 被引量：6
3
作者 孙林辉 贾元瑞 +1 位作者 吴升林 赵天亮 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期187-192,共6页
针对目前我国煤矿安全监管监察中存在的监管重复、信息孤岛以及信任机制匮乏等问题,提出了一种基于区块链技术的多元协同煤矿安全监管模式。该模式基于区块链去中心化特性,将监管监察机构、煤矿企业、煤矿工人及社会组织有效连接起来,... 针对目前我国煤矿安全监管监察中存在的监管重复、信息孤岛以及信任机制匮乏等问题,提出了一种基于区块链技术的多元协同煤矿安全监管模式。该模式基于区块链去中心化特性,将监管监察机构、煤矿企业、煤矿工人及社会组织有效连接起来,使任意节点之间可以直接进行点对点的信息交互,实现监管多主体间的信息共享、协同共治;利用区块链公开透明、可溯源、信息无法篡改等特点,设计了基于区块链技术的多元协同煤矿安全监管信息平台,确保信息真实、多方参与、智慧监管、精准追责。该模式创新了煤矿安全监管监察方式,探究了区块链技术在煤矿安全监管监察中的适用性及优越性,为区块链技术在煤矿监管及其他领域的应用提供了新思路。 展开更多
关键词 区块链 煤矿安全 监管监察 多元协同
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基于多功能复合表面涂层的井下设备防腐蚀技术研究
4
作者 刘志文 李永元 +5 位作者 高健勋 张华堂 杨小全 梁戈龙 刘艳 王秋里 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期179-187,200,共10页
在井下作业环境中,设备遭受的腐蚀问题极为严重,易造成设备损坏和重大安全事故。针对核桃峪井下设备的防腐蚀需求,提出了一种新颖的激光熔覆高熵合金内涂层与环氧树脂外涂层相结合的复合表面涂层防腐蚀策略。通过设置高熵合金内涂层以... 在井下作业环境中,设备遭受的腐蚀问题极为严重,易造成设备损坏和重大安全事故。针对核桃峪井下设备的防腐蚀需求,提出了一种新颖的激光熔覆高熵合金内涂层与环氧树脂外涂层相结合的复合表面涂层防腐蚀策略。通过设置高熵合金内涂层以提高涂层的整体黏附强度和耐磨性,进一步引入高致密性环氧树脂作为外涂层,并对环氧树脂进行化学改性以降低涂层的自腐蚀电流,同时,构筑高熵合金/环氧树脂Cassie界面模型,赋予涂层超疏水性。结果表明:对高熵合金进行1.0%的SiC掺杂后,涂层力学性能和抗氧化、抗化学腐蚀性能得到明显提升;引入改性环氧树脂涂层后,涂层的腐蚀电流显著降低,抗老化性能显著提高;宏观腐蚀测试结果也证明复合涂层具有优异的抗腐蚀性。该研究为复杂环境中设备的防腐蚀提供了新思路。 展开更多
关键词 防腐蚀 井下设备 激光熔覆 SiC掺杂高熵合金 改性环氧树脂 超疏水性
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特厚煤层综放工作面防冲煤柱宽度优化 被引量：5
5
作者 张拴才 孙振于 +2 位作者 张玉亮 苏仁元 巩思园 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期7-12,共6页
为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算... 为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算的方法对2501采区工作面区段煤柱合理宽度进行模拟计算。研究表明:当煤柱宽度为5m时,应力集中系数最低,为1.14,冲击危险程度较低;当煤柱宽度为20m时,应力集中系数达到最高,为3.40,冲击危险程度达到最大;当煤柱宽度为25m以上时,应力曲线由单峰转化为双峰,煤柱由小煤柱的屈服阶段进入到大煤柱的承载阶段,冲击危险程度在不断降低;理论计算得出适合2501采区工作面区段煤柱宽度为5.64m,与数值模拟结果较为吻合。2501采区后续工作面均采用6m宽的区段煤柱,经实践验证,该宽度的区段煤柱对华亭煤矿冲击地压的防治效果较好。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 防冲煤柱 强冲击倾向性
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孔隙砂岩电动化学注浆试验研究
6
作者 杨小全 李媛 +3 位作者 郑洁铭 周全超 谯贵川 李秀军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期328-333,共6页
鄂尔多斯盆地南部诸多百万吨以上矿井,主采煤层为侏罗系延安组。由于煤层厚度大,煤层导水裂隙带高度导通了煤层上覆巨厚白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙含水层,造成矿井涌水量巨大,严重威胁矿井生产。为了对厚层顶板水进行有效控制,该地区开... 鄂尔多斯盆地南部诸多百万吨以上矿井,主采煤层为侏罗系延安组。由于煤层厚度大,煤层导水裂隙带高度导通了煤层上覆巨厚白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙含水层,造成矿井涌水量巨大,严重威胁矿井生产。为了对厚层顶板水进行有效控制,该地区开展了一系列顶板注浆堵水工程试验,但由于常规水泥注浆仅对较大裂隙填充效果明显,因此开发了电化学注浆试验加强对砂岩中微细孔隙裂隙的封堵效果。选取宁正矿区洛河组砂岩作为研究对象,利用河沙及水泥根据洛河组岩石类型比例制作了砂岩模型材料,采用CaCl_(2)和Na_(2)SiO_(3)浆液在砂岩模型材料中进行了2组电动化学注浆试验,浆液在阴极注入,各次注浆采用的电压均为40 V,浆液注入速度保持恒速,约10 mL/min,试验运行时间均超过了2 h。该试验验证了电动化学注浆在裂隙孔隙砂岩中的可行性。研究发现:相比胶体态的Na_(2)SiO_(3)浆液,溶液态的CaCl_(2)浆液更适宜应用在孔隙砂岩电动化学注浆过程中;CaCl_(2)溶液中的Ca^(2+)离子在电场作用下迁移发生化学反应,在砂岩微细孔隙中形成了胶体;单位体积CaCl_(2)溶液注浆需要的能耗为0.09(kW·h)/L;金属电极在注浆过程中损耗严重,且会对含水层造成Fe污染,未来需针对如何选择环境友好且损耗较小的电极开展研究。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地南部 顶板巨厚基岩水害 洛河组 孔隙砂岩 电动化学注浆
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基于组合赋权法的洛河组含水层富水性评价 被引量：2
7
作者 梁戈龙 万宝 +5 位作者 冯来宏 张瑞 焦建军 侯丽丽 李媛 顾雷雨 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期201-210,共10页
核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基... 核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基础,查清顶板含水层富水性分布规律对煤矿的安全开采尤为重要。以核桃峪井田首采区煤层顶板洛河组含水层富水性为研究目标,基于研究区的钻孔数据等井田资料,确定了含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量、渗透系数和单位涌水量等6个影响含水层富水性的主控因素。运用基于层次分析法(AHP)和CRITIC法分别计算指标的主观权重和客观权重,运用组合赋权法求取指标综合权重,各指标综合权重分别为0.1707、0.2078、0.0976、0.1171、0.1465、0.2603;运用基于FDAHP-独立权系数法确定含水层厚度、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量等4个主控因素的权重分别是0.1675、0.3120、0.2575、0.2630。引入富水性指数研究,分别提出研究区不同方法下的含水层富水性指数模型,并对煤层顶板洛河组含水层进行富水性分区与评价。结果表明:基于AHP-CRITIC法和指标较少时的FDAHP-独立权系数法的含水层富水性区域分布不均,整体变化趋势一致,具有西强东弱的特征。对于中西部地区存在大面积较强富水区,西部的强富水区以及局部强富水点位开采时需要重点防治,提前做好探放水工作。 展开更多
关键词 核桃峪井田首采区 洛河组含水层 组合赋权法 独立权系数法 富水性分区与评价
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轴向冲击荷载下锚索动力响应特征试验研究 被引量：4
8
作者 程利兴 郭洁 +8 位作者 高斌 周翔 李灵博 高健勋 李永元 李靖宇 李义朝 汪占领 周鹏赫 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第4期31-39,共9页
为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲... 为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明:静载拉伸破断载荷为350.83~356.81 kN,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道支护设计和材料选取提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 冲击地压 锚索 冲击载荷 落锤试验 响应特征
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基于“源-径-受体”的高盐水灌注对地下水环境影响预测评价 被引量：2
9
作者 梁戈龙 刘玲 +3 位作者 焦建军 顾雷雨 李继升 杜松 《煤炭工程》 北大核心 2023年第S01期155-161,共7页
深井灌注技术将在煤矿废水的处理中发挥越来越重要的作用,其对地下水环境影响的预测评价不可或缺,现有研究对地下水下游敏感受体的风险管理尚不够明确。基于此,以核桃峪煤矿矿井高盐废水和灌注井周边区域为研究对象,建立了基于“污染源... 深井灌注技术将在煤矿废水的处理中发挥越来越重要的作用,其对地下水环境影响的预测评价不可或缺,现有研究对地下水下游敏感受体的风险管理尚不够明确。基于此,以核桃峪煤矿矿井高盐废水和灌注井周边区域为研究对象,建立了基于“污染源-迁移途径-敏感受体”模型的地下水环境影响评价体系,指标主要包括了污染源、迁移途径和敏感受体三个部分,引入了地下水水质恶化对下游敏感受体的影响,考虑了地下水运移的全过程。结果表明:即使当灌注过程出现多处泄漏时,地下水污染风险评分为3.875,属于低风险。可见,无论正常灌注还是泄漏的状况,均不会对地下水环境保护目标造成影响。综合而言,研究提出的方法能够对高盐废水深部灌注对天然地下水水质的影响进行系统的风险评估,有助于相关工作者确定地下水水质恶化对周围生态环境和人体健康整体的危害,制定更科学、有效的场地应对措施。 展开更多
关键词 高盐水 深部灌注 污染源 迁移途径 敏感受体 地下水环境影响评价
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沿空工作面厚硬顶板水力化卸压技术体系构建及应用
10
作者 秦子晗 李福宏 +1 位作者 张磊 高家明 《煤炭工程》 2025年第10期21-28,共8页
针对核桃峪煤矿在千米埋深、特厚煤层以及厚硬顶板条件下沿空工作面的高冲击地压风险,开展了针对煤层上方低、中、高位顶板的水力化卸压技术体系构建及应用研究。研究表明,沿空巷道冲击地压受侧向采空区悬顶、本工作面采动应力及双工作... 针对核桃峪煤矿在千米埋深、特厚煤层以及厚硬顶板条件下沿空工作面的高冲击地压风险,开展了针对煤层上方低、中、高位顶板的水力化卸压技术体系构建及应用研究。研究表明,沿空巷道冲击地压受侧向采空区悬顶、本工作面采动应力及双工作面开采引发的上覆高位顶板断裂动载叠加作用的影响;提出构建“局部+区域”的水力化顶板卸压技术体系,采用磨砂射流侧向切顶、井下长孔分段水力压裂和高位顶板地面区域压裂措施,实现沿空工作面侧向切顶、走向断顶及高位顶板区域弱化的目标。结合2803工作面实际情况,开展了水力化顶板卸压技术工程实践,并通过钻孔窥视、瞬变电磁探测以及微震监测手段,对压裂及防冲效果进行了系统分析。实践结果显示:与邻近未采取水力化卸压措施的实体煤工作面相比,2803工作面的微震释放能量及现场动力现象均明显降低,防冲效果显著,最终形成了核桃峪煤矿沿空工作面厚硬顶板水力化卸压技术体系。 展开更多
关键词 冲击地压 水力化卸压技术 区域卸压 磨砂射流切顶 瞬变电磁 水力压裂
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