矿业科学学报

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曹代勇 , 宁树正 , 郭爱军 , 李焕同 , 陈利敏 , 刘亢 , 谭节庆 , 郑志红

2016, 1(1): 1-08.

摘要(1116) PDF(613)

摘要:
中国含煤岩系赋存的特点是煤盆地类型多样，后期构造变形的时空差异性显著；决定现今煤田构造格局的主要控制因素包括地球动力学环境、构造演化历程、深部构造属性、构造应力场作用以及煤系岩性组合特征等方面。中国大陆自晚古生代主要成煤期以来，相继经历了多期次构造运动的作用，大陆构造演化的时空非均匀性和基底属性的复杂性，导致煤田构造格局呈现复杂而有序的总体面貌。中国煤田构造格局可以划分为两大煤田构造区域、三条煤系变形构造组合带、五大赋煤构造区。以赋煤构造亚区为单元，总结归纳了全国五大赋煤构造区的煤田构造特征。

霍宝干河煤矿10号煤层底板突水危险性评价与防治

李慎举 , 崔芳鹏 , 武强 , 李贤志 , 李鹏 , 苏本振

2016, 1(1): 9-15.

摘要(815) PDF(362)

摘要:
为评价煤层底板突水风险，采用脆弱性指数法对霍宝干河煤矿10号煤层底板突水危险性进行了评价和预测。研究表明：干河煤矿10号煤层底板奥灰突水可能性整体较大，其相对安全区主要分布在矿井东南部，较脆弱区主要分布在矿井中北部，而脆弱区主要分布在构造较发育地带的矿井北部和矿井其他部位；已有钻探拟合点揭露附近的水文地质条件与文中评价结果吻合，表明该煤层底板突水脆弱性评价分区成果较为准确。最后，依据所获得的干河煤矿10号煤层底板突水危险性评价结果，提出了相对应的水害防治建议与对策。

定向断裂控制爆破机理及应用

宋俊生 , 王雁冰 , 高祥涛 , 杨国梁 , 岳中文

2016, 1(1): 16-28.

摘要(1030) PDF(224)

摘要:
综合运用高速激光纹影仪、超动态应变测试技术、数字激光动态焦散线试验系统等试验手段，着重研究了切缝药包定向断裂控制爆破机理，通过纹影试验多角度观测了爆轰波动的传播过程，实现了爆炸应力波与爆生气体的分离；分析了切缝药包径向不耦合装药爆破爆生裂纹动态断裂效应，对比了不同装药结构对爆生裂纹扩展的影响，确定了径向不耦合系数为167时定向断裂控制爆破效果最佳；开展了切缝药包轴向不耦合装药爆破水泥砂浆模型试验，揭示了爆炸应力场的空间分布规律；研究了双炮眼切槽方式下同时起爆，两炮眼间贯穿裂纹和炮眼外侧裂纹扩展的动态行为。最后，将切缝药包定向断裂控制爆破技术应用于煤矿岩巷、立井、隧道和边坡工程的爆破施工中，取得了较好的效果。研究成果可为工程实践提供试验依据和理论指导。

新峪矿采空区下近距离巷道矿压特征研究

单仁亮 , 黄博 , 宋永威 , 吴慧敏 , 付晓林

2016, 1(1): 29-37.

摘要(768) PDF(330)

摘要:
为研究采空区下近距离巷道的矿压特征，通过现场围岩变形监测分析了回采期间巷道的围岩变形规律，采用数值模拟的方法研究了巷道围岩应力的变化规律。结果表明：巷道的竖向收敛量是两帮收敛量的2.02~3.09倍；距工作面10m的范围内，是采动影响的剧烈区，两帮在此区域受到的影响更为显著；巷道靠煤柱一侧围岩，竖向应力均呈现出一直增长的趋势，采空区的出现破坏了其下方围岩应力变化曲线的指数函数分布形式；上层采空导致了下层工作面的顶板不完整，支承压力作用明显减弱，影响范围仅为5~10m，相比常规类型巷道，影响范围大大缩小；由于上层煤柱侧向支承压力的存在，帮部岩体易因受压膨胀而破坏，引起顶板整体下沉，采空区渗水会加剧铝质泥岩的底板隆起。

基于BBR体系的提高综放开采顶煤采出率工艺研究

王家臣 , 张锦旺 , 陈袆

2016, 1(1): 38-48.

摘要(881) PDF(177)

摘要:
对放煤工艺进行优化是提高综放开采顶煤采出率的主要途径之一。本文基于BBR研究体系，采用散体放煤试验和离散元数值计算相结合的方法，从煤岩分界面特征和顶煤放出体发育的角度研究了多口同时放煤、分段逆序放煤的散体顶煤放出规律及提高顶煤采出率的机理。研究表明：采用多口同时放煤的方式可提高顶煤采出率，多回收的部分主要来自于工作面中部的中高位顶煤；随着放煤口长度的增大，放出体体积呈线性增大，初始矸石混入点位置向放煤口上方移动，终止煤岩分界面形态逐步呈现出向已放煤侧凸出的特征；采用分段逆序放煤方式可使下端头顶煤采出率提高13.98%，且在正、逆序段衔接处可形成有利于放出体发育的煤岩分界面形态，减少了采空区残煤；逆序段放煤量增长率随逆序段长度增大呈现出先增大后减小的趋势；采用分段逆序双口同时放煤方式，可达到同时提高工作面中部和下端头顶煤采出率的目的。

并联下行通风巷道瓦斯风压诱致风流紊乱研究

王凯 , 吴则琪 , 周爱桃 , 丰硕

2016, 1(1): 49-57.

摘要(938) PDF(427)

摘要:
高浓度瓦斯在倾斜巷道中积聚会形成瓦斯风压，瓦斯风压会导致积聚瓦斯的巷道及其旁侧分支巷道风流紊乱。通过搭建并联下行通风巷道相似实验平台，并进行一系列实验，研究了瓦斯风压诱致井巷风流紊乱的规律。每组实验中，均首先将倾斜巷道充满100%的瓦斯，并保持它的旁侧巷道瓦斯浓度为0%；然后调节倾斜巷道或其旁侧巷道的风阻，使其不同于其他组实验。实验结果表明：瓦斯风压会造成并联下行通风系统中风流的复杂变化，使并联巷道中的瓦斯随风流往复运动。利用振动理论对依据实验条件简化的模型列出了振动方程，解释了巷道风阻对风流振动阻尼力的影响作用，得出了并联系统中增大任一分支风阻都有助于减弱风流振动的结论。对实验中瓦斯运移规律进行分析可知：某条分支巷道风阻的增大有助于保持其并联分支的风流稳定，但不利于本分支瓦斯的顺利排出。因此，在现场实际中，当下行风巷道出现瓦斯积聚时，应及时增大其旁侧分支风阻，以保持该并联系统风流稳定，从而使积聚瓦斯能够尽快排出。

液压支架蕾形复合密封圈材料特性实验和有限元分析

张晞 , 王刚 , 何明 , 于淼

2016, 1(1): 58-66.

摘要(885) PDF(161)

摘要:
通过分析液压支架轴用动密封蕾形复合密封圈的密封原理、有限元的非线性问题、接触问题，阐述了橡胶、聚氨酯的材料特性、橡胶类超弹性体的基本理论和本构模型，并用不同常数的Mooney-Rivlin模型来表征橡胶和聚氨酯的材料特性。通过橡胶、聚氨酯的单轴拉伸和单轴压缩实验，得到两种材料的Mooney-Rivlin模型参数。依据实验参数对蕾形复合密封圈进行有限元分析，发现蕾形复合密封圈适合动密封，且随着载荷增大密封效果下降。本研究对密封件的设计具有参考意义。

薄煤层工作面巡检机器人行走机构设计及越障分析

商德勇 , 范迅 , 赵建伟

2016, 1(1): 67-73.

摘要(716) PDF(461)

摘要:
针对薄煤层综采工作面空间狭窄、地形复杂多变的环境，设计了一种结构紧凑、越障能力强的四摇臂履带式移动机器人。基于机器人质心位置分布，对无摇臂支撑越障和有摇臂支撑越障两种状态下的最大越障高度进行了优化，有摇臂支撑越障时，机器人最大越障高度为232.91 mm，满足了设计要求。通过机器人越障过程的虚拟仿真，得到了越障过程中驱动电机输出力矩的变化规律，为电机合理选型提供参考。最后对行走机构试验样机进行了越障性能试验，结果表明，该结构机器人具有较强的越障性能和地形适应能力，可满足煤矿井下薄煤层工作面特殊环境的要求。

富锌防腐涂层在煤矿设备的应用及防腐机理研究

陈华辉 , 潘俊艳 , 马峰 , 谢波 , 靳丰田

2016, 1(1): 74-81.

摘要(831) PDF(80)

摘要:
通过盐雾、浸泡、电化学测试以及现场试验，对自制环保无机富锌底漆涂层(KD)和不同涂装体系[自制底漆+中间漆+面漆(KDZY)、市场底漆+中间漆+面漆(ZYQT)、自制底漆+水性中间漆+水性面漆(KDSX)、自制底漆+面漆(KDSM)进行了腐蚀防护性能测试与机理研究。研究结果表明，自制无机富锌底漆涂层在盐雾环境中有优异的耐腐蚀性能，其腐蚀防护机理为阴极保护、物理屏蔽及自愈合功能。因此，由自制无机富锌涂层作为底漆构成的KDZY、KDSX涂装体系的耐盐雾腐蚀性能也更为优异。ZYQT和KDZY涂装体系在氯离子环境中绝缘性好、电阻大，具有较好的防护性能。在煤矿井下综采环境中，ZYQT涂装体系具有良好的腐蚀防护性能。所有的涂装体系的耐水浸泡性能较差，不适于长期在矿井水中浸泡。

低挥发分水煤浆的制备及燃烧特性研究

黄波 , 解维伟 , 朱书全 , 楚天成 , 王雅佳

2016, 1(1): 82-88.

摘要(876) PDF(696)

摘要:
本文通过干法制浆研究了潞安低挥发分贫煤的成浆性,通过热重分析和燃烧试验研究了低挥发分水煤浆的燃烧特性。研究结果表明:屯留原煤、屯留煤泥、常村原煤和常村煤泥的成浆性很好,可制备出浓度高达72%、表观黏度小于1 200 mPa·s的水煤浆。水煤浆的热重试验和燃烧试验表明:常村低挥发分贫煤水煤浆的着火温度较高,综合燃烧特性指数低于高挥发分水煤浆；在相同的升温速率下,低挥发分水煤浆的活化能高于高挥发分的水煤浆,灰渣沉积速率远低于高挥发分水煤浆的灰渣沉积速率,结渣不严重；10 t/h锅炉上连续燃烧常村煤泥水煤浆时,火焰明亮、稳定,炉膛充满度高,炉膛温度均匀；无任何闪烁火星出现,达到了很高的燃尽率,燃烧热效率高达86.93%。

浮选机－浮选柱联合分选某硫铁矿尾矿试验研究

黄根 , 徐宏祥 , 章述广

2016, 1(1): 89-95.

摘要(688) PDF(319)

摘要:
以广东云浮某硫铁矿选矿厂的浮选尾矿为样品，采用浮选机-浮选柱联合分选工艺进行分选，充分利用浮选机和浮选柱两种设备的特性，在保证粗颗粒回收的同时强化了微细颗粒的回收。对原矿样品的粒度和硫含量进行了分析，结果表明硫主要分布于+74 μm和-10 μm两个粒级中。通过浮选机两次粗选、两次扫选、粗精矿再磨后两次精选流程的闭路试验，可从含硫6.91%的浮选入料中获得品位为33.42%、回收率为63.82%的硫精矿。在相同的药剂用量下，通过浮选机-浮选柱联合分选，可获得品位为32.68%、回收率为70.84%的硫精矿。粒级回收率分析表明，与单一浮选机工艺相比，浮选机-浮选柱联合分选后，-54 μm细粒级的回收率明显提高，尤其是-20 μm粒级，回收率提高了将近10个百分点。

掺超细循环流化床粉煤灰的水泥性能试验研究

任才富 , 王栋民 , 郑大鹏 , 李端乐 , 王奕仁

2016, 1(1): 96-102.

摘要(930) PDF(442)

摘要:
通过对新拌水泥浆体的流变特性和水泥胶砂强度的测定,结合MIP与SEM等微观测试手段,研究了超细循环流化床粉煤灰(UCFA)对不同掺量循环流化床粉煤灰(CFA)水泥物理性能和力学性能的影响。结果表明：单掺CFA水泥的需水量较大,流动性差,强度下降明显；而用5%UCFA(最佳掺量)部分替代CFA,相比于单掺CFA水泥,需水量相应减少,流动度增加,水泥浆体的屈服应力τ₀和塑性黏度η值均有所减小,浆体的工作性能得到明显改善。30%粉煤灰掺量的水泥3 d强度提高6%；60%粉煤灰掺量的水泥28 d强度提高5%,达到32.5等级水泥要求；UCFA的掺入能够促进CFA水泥生成更多的钙矾石和C-S-H凝胶,改善硬化水泥浆体的孔隙结构,提高水泥强度。

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2016年第1卷第1期

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2016年 第1卷 第1期

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