基于蒙特卡罗方法的煤矿爆破作业风险评估

为量化分析煤矿爆破作业各作业步骤造成的风险以及全面客观地对其进行风险评估,借助蒙特卡罗方法建立煤矿爆破作业步骤风险评估模型,对作业流程的行为风险后果值进行累积概率分布,最终依据蒙特卡罗方法模拟的均值结果和作业流程总体风险结果判定各作业步骤的风险大小和风险等级,并提出控制此类不安全行为发生的措施。结果表明:爆破作业流程风险大小顺序依次为清退物品入库、装药、连线、警戒、起爆后安全检查、领取并检查爆破物品、起爆、运送爆破物品、接受爆破任务、作业前安全检查、起爆前安全检查、封孔。

光照与认知特征下安全标志视觉注意效果研究

为探讨照度环境和3个安全标志认知特征混合条件下矿工安全标志视觉注意效果,对识别过程中的眼动指标数据进行双因素方差分析;研究模拟了12种不同的混合环境,通过眼动数据进行分析视觉注意效果。结果表明:照度环境对眼动指标均具有显著性影响,低照度环境影响更显著;熟悉度对识别过程有显著影响,富有意义度显著影响首次注视认知负荷,简单性对认知负荷影响不大;光照对安全标志识别的影响更大,高光照环境下低认知特征水平往往更难识别,在安全管理中要重视安全隐患的排查。

覆岩导水裂隙带发育高度动态演化规律研究

为了研究覆岩导水裂隙带发育高度动态演化规律,以小保当矿区2^(-2)煤层为研究对象,通过理论分析、相似模拟实验及实例验证的方法,对导水裂隙带动态发育高度进行研究;借助概率积分法预计其上部岩层移动变形的理论公式,给出了1种基于覆岩曲率变形的导水裂隙带动态发育高度预计方法。研究表明:导水裂隙带上部岩层下沉系数是1个与挠度及下部自由空间高度相关的分段函数,上部岩层曲率变形大小是决定导水裂隙带发育高度的关键因素;导水裂隙带发育高度与工作面推进长度相关;理论预计小保当矿区2^(-2)煤层导水裂隙带发育高度为160.8 m,相似模拟实验发育高度为155 m,现场实测发育高度为152.01~175.57 m。

《煤矿安全》投稿指南

《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,是由中煤科工集团沈阳研究院有限公司主管主办的综合性煤炭科技期刊,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,主要刊载一通三防、矿山压力与岩层控制、矿井地质与水害防治、机电安全与矿山救护、安全监察与管理等方面的学术论文。

《煤矿安全》投稿指南

《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,是由中煤科工集团沈阳研究院有限公司主管主办的综合性煤炭科技期刊,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,主要刊载一通三防、矿山压力与岩层控制、矿井地质与水害防治、机电安全与矿山救护、安全监察与管理等方面的学术论文。

《煤矿安全》投稿指南

《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,是由中煤科工集团沈阳研究院有限公司主管主办的综合性煤炭科技期刊,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,主要刊载一通三防、矿山压力与岩层控制、矿井地质与水害防治、机电安全与矿山救护、安全监察与管理等方面的学术论文。

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《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,是由中煤科工集团沈阳研究院有限公司主管主办的综合性煤炭科技期刊,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,主要刊载一通三防、矿山压力与岩层控制、矿井地质与水害防治、机电安全与矿山救护、安全监察与管理等方面的学术论文。

《煤矿安全》投稿指南

《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,是由中煤科工集团沈阳研究院有限公司主管主办的综合性煤炭科技期刊,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,主要刊载一通三防、矿山压力与岩层控制、矿井地质与水害防治、机电安全与矿山救护、安全监察与管理等方面的学术论文。

《煤矿安全》投稿指南

《煤矿安全》(月刊)创刊于1970年,是由中煤科工集团沈阳研究院有限公司主管主办的综合性煤炭科技期刊,是中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,主要刊载一通三防、矿山压力与岩层控制、矿井地质与水害防治、机电安全与矿山救护、安全监察与管理等方面的学术论文。

基于JD-R模型的煤矿安全管理者职业倦怠形成机理

为探讨煤矿安全管理者职业倦怠形成机理,基于工作要求构建资源模型,运用扎根理论对煤矿安全管理者开展深度访谈,构建了煤矿安全管理者职业倦怠JD-R理论模型提出相关假设,通过对300名煤矿安全管理者开展问卷调查进行模型验证。结果表明:人口统计学变量中工龄、职位、工作时长会影响职业倦怠;工作要求和角色压力负向预测职业倦怠,工作资源和组织公平感正向预测煤矿安全管理者职业倦怠;角色压力在工作要求与职业倦怠之间中介效应值为0.276,组织公平在工作资源与职业倦怠间中介效应值为-0.365。

矿井三维空间数据模型建立

针对标准化煤矿数据模型欠缺导致的煤矿数据利用效率低、数据共享少等问题,研究了煤矿三维空间多元数据关系及其属性数据规划;给出了从采掘工程平面图到巷道三维建模的过程及算法,形成了基于ORM映射的煤矿数据模型,并在WebGL技术体系下进行了三维模型输出。结果表明:建立的空间数据模型存储、利用效率高,能够为矿山安全信息化智能决策的数据利用及分析提供支持。

锚杆钢-木组合托盘极限承载力学性能研究

为降低动压冲击对支护系统的破坏,适应大变形巷道的需要;基于球壳结构理论构建锚杆拱形钢托盘承载力学模型,给出钢托盘最大承载力计算式,分析钢托盘各参数尺寸对其承载力的影响关系,研究木托盘压缩实验特征;通过Abaqus软件对钢托盘与组合托盘开展有限元静态力学强度实验,对比分析钢托盘与组合托盘受压状态下的不同特征,分析让压距离对组合托盘承载性能的影响规律。结果表明:对钢托盘承载力的影响顺序为拱高>拱底圆半径>孔口半径,拱高与承载力服从对数增加关系,拱底圆半径、孔口半径与托盘承载力基本成线性增加关系;钢-木组合托盘中木托盘先受力,并经历了压密阶段、弹性变形阶段和塑性变形阶段,木托盘被压缩可降低钢托盘30.03%的承载受力,组合托盘的应力-位移曲线右移,组合托盘的极限承载力增加;钢托盘受压破坏从孔口处开始,基本成圆形向四周扩展,托盘底部四边中间区域与四角区域形成的高应力差是导致托盘四角破坏的主要原因。

高位定向钻孔抽采瓦斯搭接部位研究与应用

相邻钻场高位定向钻孔合理搭接是保证抽采瓦斯效果稳定、提高钻孔有效利用率的重要环节。根据顶板裂隙带高位定向钻孔抽采瓦斯机理研究结果,通过分析布置高位定向钻孔空间层位、煤层顶板裂隙带分布特征、钻孔轨迹等抽采效果影响因素,确定了实现成功接替的钻孔合理搭接部位,并在党家河煤矿进行了工程应用。应用显示:80~121 m钻孔搭接长度能够满足瓦斯抽采效果,在搭接部位外端点接替使每个钻孔减少钻孔工程量约40 m。

基于小波变换的锚杆锚索测力仪设计

针对井下存在的电磁干扰,会对测力仪采集到的运放端的电压信号存在较大的干扰,进而对传感器测得的压力值准确性产生影响的问题;设计了基于小波变换的锚杆锚索测力仪。以国产HC32L176单片机作为主控芯片,对运放端的电压信号进行AD采集;选用合适的小波基函数、分解层数、阈值规则及阈值函数,对含噪信号进行分解,滤除不同层的高频成分,再对信号重构,得到去噪后的信号。Matlab仿真与实际测试结果表明:小波变换可以对采集的电压信号实现很好去噪,提高了锚杆锚索测力仪的可靠性与稳定性。

沁水盆地南部煤层气地质工程一体化关键技术

沁水盆地南部煤层气资源丰富,但地质、工程条件复杂,樊庄成熟工艺技术推广邻区适应性较差,煤层气规模效益开发面临严峻挑战。为了解决沁水盆地南部煤层气“井位部署难度大、钻井周期长、裸眼井井眼易垮塌、单井产量低”等问题,开展了地质工程一体化技术攻关,形成了“三性”煤储层评价、可控水平井钻完井、分段压裂及疏导式排采等多项关键技术,并开展现场试验与推广。研究结果表明:通过地质与工程有机结合,实现了地质模型为工程技术优化提供技术支撑,工程实践不断校正地质模型,施工精度提高;水平井煤层钻遇率95%,单井钻井复杂平均减少40%,产能到位率达90%,单井平均日产量超过8000 m^(3)。

真三轴循环荷载下含裂缝砂岩能量和损伤分析

探究真三轴循环荷载作用下含裂缝砂岩能量演化有助于明确岩石损伤破坏规律。开展了真三轴循环加卸载试验,分析了吸收总能量、弹性能、耗散能和塑性变形能的演化特征,并建立岩石损伤评价模型,结合断裂面细观损伤特征,探讨了岩石损伤破坏规律。结果表明:随着裂缝角度增大,试样强度越大,破坏时吸收总能量越大,分别为0.238、0.276、0.307、0.332 MJ/m^(3);试验时吸收总能量、弹性能、耗散能均逐渐增加,塑性变形能先减小后增大;通过滞回环能量和总耗散能量,建立岩石损伤破坏评价指标,两者评价结果一致,岩石损伤程度随加卸载进行呈非线性变化;试样破坏时经历循环加卸载次数越多,受挤压摩擦程度越高,断裂面细观形貌越复杂。

矿区沉陷DEM多重滤波方法研究

针对传统地表移动监测方法周期较长、工作量大的问题,通过无人机LiDAR和点云滤波获取地面点云,并构建沉陷DEM,实现地表沉陷监测的方法具有快速、高效的优势;由于现有点云滤波和插值算法构建的沉陷DEM模型仍会包含噪声,限制了该技术在矿区的普及,因此,进一步研究了沉陷DEM噪声的去除方法,对比分析了多重滤波与经典滤波方法。实验分析结果表明:在几种去噪方法中,中值滤波组合维纳滤波的去噪效果最好,保留了下沉盆地的细节特征,能够满足矿区地表形变监测的基本要求。

安全生产责任压力对矿工不安全行为的影响机制研究

为探究安全生产责任压力对矿工不安全行为的影响,基于情绪认知评价理论和正念压力缓冲理论,根据287名矿工的调研数据,采用层次回归分析和Bootstrap等方法对安全生产责任压力与矿工不安全行为关系的理论假设进行检验。研究结果发现:安全生产责任压力的5个维度中规制压力、责任风险压力、职业素养压力、安全生产要求压力、认知压力均通过焦虑或情绪耗竭正向影响不安全行为,且焦虑和情绪耗竭在安全生产责任压力的5个维度与不安全行为之间共同发挥了链式中介作用;特质正念显著调节了安全生产责任压力的5个维度与情绪耗竭之间的关系。

膨润土基矿物材料特性与煤矿典型灾害治理(Ⅱ):工程应用实践

为了探索膨润土基系列治灾材料在不同煤矿灾害场景下的应用效果,改性研究实现全周期触变封堵新生裂隙的瓦斯钻孔液相封堵材料,高保水、强隔氧的复合纳基膨润土类防灭火材料,高潮湿环境下分散性好且不易结块的抗团聚-结壳粉体抑爆材料,导热系数低、吸附性强、回弹量小的深井巷道隔热层材料和多孔性增强的改进型吸附井下有毒害气体净化材料,并进行工程应用实践。结果表明:膨润土基改性材料具有良好的治灾效果,在煤矿灾害治理中取得较为突出的应用价值。

循环梯度加载下煤岩损伤破坏特性及能量演化规律研究

煤矿开采中岩体受开挖卸荷因素的影响常处于反复的循环加载过程,为研究循环梯度加载作用下煤岩的损伤破坏特性和能量演化规律,对煤样进行单轴循环梯度加载实验,对比分析煤岩在不同循环梯度加载下的变形破坏特性、输入能量密度、耗散能密度和损伤变量的规律。结果表明:随着循环梯度应力的递增,煤岩试样所承受的循环次数递减、峰值强度降低,分别为17.97、14.86、11.23、10.53 MPa;在循环梯度加载中,输入能量密度绝大部分以弹性应变能的形式储存于岩样内部,耗散能在单次循环输入总能量的0.2%~40%之间递增。选用累积耗散作为煤岩损伤破坏全过程的量化指标,并通过Logistic方程对煤岩损伤进行了拟合,得到了煤岩损伤的演化模型。