矿业科学学报

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吴志远 , 彭苏萍 , 杜文凤

2016, 1(2): 103-112.

摘要(698) PDF(386)

摘要:
利用钻井、地震数据及三维地质建模技术对十三间房地区煤系烃源岩厚度及分布特征进行了预测,根据地球化学测试数据对十三间房地区水西沟群烃源岩的有机质类型、有机质丰度、有机质成熟度进行了评价,利用生烃潜力法建立了研究区烃源岩的排烃模式,明确了研究区的排烃特征.研究结果表明,研究区西北部烃源岩厚度较大,在350~600m之间,平均值为480m.烃源岩有机质丰度较高,处于成熟—高成熟热演化阶段,有机质类型主要为Ⅱ、Ⅲ类,具有一定的生烃潜力.研究区水西沟群煤岩排烃门限深度为2000m,最大排烃率为530mg/g,在2500m处迅速达到排烃高峰,最大排烃速率为150mg/(g·hm);煤系泥岩排烃门限深度为2200m,在2800m处迅速达到排烃高峰,最大排烃率为320mg/g,表明研究区具有一定的开采潜力.本次研究对相似地质条件地区生烃和排烃研究具有一定的借鉴意义.

基于时序InSAR技术的大光包滑坡变形监测

陈磊 , 赵学胜 , 汤益先 , 张红

2016, 1(2): 113-119.

摘要(858) PDF(479)

摘要:
大光包滑坡位于四川省安县高川乡,是2008年5月12日发生的8.0级汶川地震所引起的面积最大的滑坡,给人类财产、安全造成了巨大的损失.为监测该滑坡变形,防患于未然,本文采用时序InSAR技术来获取该滑坡的形变特征.为获取实验区的形变范围、形变速率和时序形变值,收集了实验区的11景2014年到2015年间的Radarsat-2影像以及一组TanDEM双站影像.实验结果表明,该滑坡在影像观测期间处于动态稳定状态,其滑动形变量较小,受降水和地震影响会产生轻微滑动,不会引起巨大的地质灾害.

风沙区井工煤炭开采对土地生态的影响及修复

胡振琪 , 陈超

2016, 1(2): 120-130.

摘要(931) PDF(529)

摘要:
能源“金三角”地区已成为我国能源开发的主战场,该区域大都位于风沙区,煤炭开采对该区域生态影响直接关系到矿业和区域的可持续发展.本文基于多年的监测并结合前人研究成果,系统探讨了该区域煤炭开采对土地生态的影响和修复方法.研究表明：土地生态的监测方法是揭示煤炭开采对土地生态影响的关键,以井下开采信息为先导的多源信息采集与处理以及定位、动态和长期的监测方法更具有说服力;煤炭开采对风沙区土地生态具有一定影响,主要表现在地表形变、裂缝、土壤水分、土壤理化特性和植物生长的影响,这些影响除沉陷盆地边缘裂缝外,都能在较短时间内由于自修复和自然修复而逐渐消除;该区域的生态修复应采用分区修复模式,即均匀沉陷区的自然封闭修复和非均匀沉陷区的植物修复为主、工程修复为辅的人工诱导修复模式;同时要尽可能采用超大工作面和边沉陷边充填裂缝的边开采边修复模式,从源头减轻土地生态损伤和及时修复.

采煤塌陷对毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)根际环境影响

张延旭 , 毕银丽 , 王志刚 , 裘浪 , 孙欢 , 蔡云

2016, 1(2): 131-139.

摘要(746) PDF(280)

摘要:
以毛乌素沙地油蒿根际土壤为研究对象,研究了1~3a内塌陷对油蒿根际土壤主要肥力指标(理化性质、根际微生物数量及酶活性)的影响.结果表明:与未开采区相比,采煤塌陷区土壤容重、田间持水量下降,根际土壤速效磷、速效钾、碱解氮含量显著降低(P<0.05),土壤pH值、电导率显著增大.塌陷区表层0~20cm细菌、放线菌数量下降,真菌数量增加;20~40cm、40~60cm层土壤细菌、真菌、放线菌数量较未开采区有所增加.塌陷1~3a区域根际土壤酸性磷酸酶显著高于未开采区(P<0.05);塌陷2a、3a表层土壤蔗糖酶活性显著高于未开采区,深层土壤蔗糖酶活性高于未开采区但未达到显著差异(P>0.05).塌陷3a时土壤速效磷、碱解氮、表层细菌数量、脲酶、蔗糖酶等指标与未开采区无显著差异,而其他指标仍未恢复到未开采前状态.植物根际具有一定的自修复能力,但是恢复到未开采状态下仍需要较长时间.

双腔冻结管温度场的试验与数值分析

孙强 , 杨立云 , 陈骏 , 王千星 , 刘巨

2016, 1(2): 140-145.

摘要(694) PDF(288)

摘要:
基于控制冻结管径向冷能传播,提出了一种新型冻结器结构——双腔冻结器.采用模型试验和数值模拟,得到了新型冻结器的温度场时空分布特征,分析了新型冻结器的适用性.结果表明:在新型冻结管1.5圈径区域内,其温度场云图呈马蹄形,液氮腔侧较空气腔侧的温度变化剧烈,新型冻结器有效地改变了冷量的传递,具有明显的控制冻结效果;在新型冻结器1.5圈径区域外,其温度场云图近似呈圆形,新型冻结器在较大空间范围内控制作用不明显.最后,研究指出了新型冻结器——双腔冻结器在短时间内的控制冻结作用,可应用于市政抢险工程中.

动静载荷下巷道围岩裂纹扩展规律的试验研究

郭东明 , 闫鹏洋 , 薛磊 , 罗浪 , 杨俊

2016, 1(2): 146-154.

摘要(698) PDF(376)

摘要:
为了研究动静载荷耦合作用下巷道围岩裂纹的扩展规律,将PMMA材料加工成含有单裂纹的试件,利用爆炸加载动态焦散线测试系统进行了巷道围岩裂纹扩展规律的试验.研究表明,预制裂纹的扩展位移、试件损伤度以及试验围压之间存在密切联系:扩展位移与试件损伤度呈负相关的关系;损伤度随围压的增大呈现先增大后减小的变化规律;不同围压条件下,预制裂纹在等量爆炸载荷作用下均出现扩展和止裂交替变化的现象,但预制裂纹扩展位移随着围压的增大呈先减小后增大的变化规律,在0MPa围压下扩展位移有最大值30.84mm,在0.4MPa时扩展位移有最小值10.98mm.裂纹端部扩展速度与能量释放率关系较为密切:能量释放率增大时,扩展速度会相应增大;预制裂纹扩展速度减小后,受应力波影响,裂纹端部积累能量,能量释放率又会相应增大.

矿工不安全行为组织干预时效性研究

佟瑞鹏 , 陈策 , 刘大鹏

2016, 1(2): 155-161.

摘要(772) PDF(404)

摘要:
为了探究矿工不安全行为组织干预效果,深入分析其时效性,结合煤矿实际建立了涵盖整个煤矿系统的组织干预系统.在分析矿工不安全行为组织干预策略因果关系的基础上,以系统动力学理论和方法为基础,构建了矿工不安全行为组织干预系统动力学模型.采用Vensim仿真软件进行了不同时长以及不同干预系数下的动态模拟仿真,并通过对比仿真结果与某矿实际违章统计数据,验证了结论的客观性.结果表明:组织行为干预方法在短期内效果明显,但无法使不安全行为水平在较长时间内持续降低.通过不断优化干预措施,提高干预强度,将显著提高组织干预时效性.

透气夹矸层对煤层瓦斯放散特性影响研究

赵洪宝 , 张欢 , 王飞虎 , 琚楠松

2016, 1(2): 162-171.

摘要(804) PDF(391)

摘要:
利用自行研制开发的煤层瓦斯放散试验装置,以含透气夹矸层型煤试样为研究对象,以试样内瓦斯放散速度和累积放散量为研究参数,系统研究了透气夹矸层对煤层瓦斯放散特性的影响,并对瓦斯在含透气夹矸层煤层中的放散机理进行了分析探讨.结果表明:含透气夹矸试样与全煤试样瓦斯放散速度均随时间呈幂函数单调衰减,瓦斯累积放散量均随时间呈有上限的单调递增;瓦斯吸附平衡压力越大,瓦斯放散初速度越大,且相同时间段内瓦斯累积放散量越大;在相同吸附平衡压力下,含透气夹矸试样的瓦斯放散速度在初始10min内明显大于全煤试样,在30～90min之间两放散速度曲线出现交叉,而含透气夹矸试样的瓦斯累积放散量在前120min均大于全煤试样.透气夹矸层的存在增大了煤层的渗透率,为煤层中瓦斯放散提供了运移通道,创造了瓦斯放散的有利条件,使煤层的瓦斯放散效率得到提高.

综放工作面厚硬顶板破断特征与支架工作阻力确定

程占博 , 孔德中 , 杨敬虎

2016, 1(2): 172-180.

摘要(849) PDF(415)

摘要:
针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题，以东周窑煤矿8301工作面为工程背景，建立厚硬基本顶的固支梁模型，运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力，进而得到基本顶初次来压步距解析式，采用数值模拟对顶板破断特征和工作面支架工作阻力进行分析，并对不同推进距离下工作面不同位置支架工作阻力进行了现场监测。研究结果表明：相比一般综放工作面，坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和支架工作阻力明显增加，顶板破断后对工作面形成冲击较大，矿压显现剧烈；8301工作面初次来压步距为58 m，周期来压步距为15~20 m，动载系数为1.5~1.8；基于能量法求得支架额定工作阻力为13 000 kN，而来压期间支架工作阻力为11 000 kN，是额定工作面阻力的84.6%，能够满足厚硬顶板条件下煤矿安全高效开采的要求。

矿井盲区环境移动通信系统研究与设计

张帆 , 管增伦

2016, 1(2): 181-187.

摘要(785) PDF(410)

摘要:
针对现有矿井移动通信系统抗干扰和抗故障能力差，以及极易形成大量的信号场强盲区或死区等问题，基于电磁波理论研究了矿井无线通信盲区的成因机理，提出了一种双总线型网络结构和分布式天线+漏泄天线结构的矿井无盲区移动通信系统，给出了系统的工作原理。通过实验验证了系统结构的可靠性、漏泄天线的均匀覆盖能力和分布式天线的系统容量。结果表明，该系统抗故障和抗干扰能力强，网络覆盖范围广，能够消除矿井无线通信盲区，可承载目前矿井环境语音、视频和数据通信业务，能满足矿井生产调度、应急通信、抢险救灾和全矿井移动通信的需要。

BP神经网络改进TSVM的矿产资源评价模型研究

赵学军 , 李育珍 , 武文斌

2016, 1(2): 188-195.

摘要(811) PDF(809)

摘要:
在矿产资源评价模型研究中，针对TSVM在未标识样本中必须指定正标识样本数这一问题，本文提出了一种新的改进算法对矿产资源进行评价，即基于BP神经网络优化的直推式支持向量机（BP-TSVM）。通过支持向量机将有标签样本进行识别分类，利用BP神经网络对已分类的边界内的无标签样本进行正负标注，然后作为下一次支持向量机训练时的有标签样本。提出的新算法避免了分类性能下降的问题，使得TSVM对正标签样本NP的估计更准确。同时，由于训练样本数量的保持使得训练时间大大减少。实验结果表明，与传统的SVM算法、TSVM算法和BP神经网络算法相比，本文提出的BP-TSVM算法能更准确地评价矿产资源。

煤矿乏风瓦斯变压吸附技术操作条件优化试验研究

竹涛 , 刘恩彤 , 王艳霞 , 马名烽 , 李冉冉

2016, 1(2): 196-202.

摘要(921) PDF(290)

摘要:
为实现煤矿乏风瓦斯资源化利用，采用变压吸附技术，对变压吸附系统的可变试验参数进行了单因素试验及正交试验，分析了解吸压力、原料气浓度和吸附塔高径比等对甲烷富集效果的影响。试验结果表明：解吸压力越低，解吸气甲烷体积分数越高；原料气浓度越高，提升比率越小；不同因素对试验结果的影响，按重要程度由大到小依次为解吸压力、原料气甲烷体积分数、吸附塔高径比；最佳操作条件为：解吸压力取最小值 0 kPa，原料气甲烷体积分数取0.1%，吸附塔高径比取10.33，提升比率的最大值为1.68。

矿用智能供电系统高精度测频算法的研究

袁石良 , 徐志强 , 董杰 , 朱启晨

2016, 1(2): 203-208.

摘要(759) PDF(112)

摘要:
为解决矿用供电系统在频率时变条件下测频算法误差大的问题，提出一种改进的软件过零点算法。该算法建立了系统电压的相位角、时间和频率的关系式，根据相邻两个同方向的过零点相位相差2π的关系，推导出频率变化率非零条件下过零点处的实时频率与周期的关系式，综合运用牛顿三次插值多项式、牛顿迭代法和秦九韶算法得出周期计算公式，精确求解出实时频率和频率变化率。MATLAB仿真结果表明，该算法在供电系统待测信号中不含谐波、含有谐波和随机噪声以及系统频率在故障时快速下滑等情况下均可精确测量频率和频率变化率，在测量精度、实时性和计算量等方面优于传统过零点测频算法，完全适用于矿山智能供电系统中保护和测控类装置以及相关自动化设备的实际应用。

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2016年第1卷第2期

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