煤与瓦斯突出的物理模拟和数值模拟研究

利用自行设计的实验装置,通过现场采集具有突出倾向的煤样,分别向实验装置煤样中充入吸附能力较大的CO2和吸附能力较小的N2来模拟不同级别的煤与瓦斯突出现象,物理试验结果表明:瓦斯压力越大,突出强度越大;当瓦斯压力相近时,吸附和解吸能力大的瓦斯突出强度大。通过数值模拟对煤与瓦斯突出进行研究,数值模拟再现了煤矿开采过程中诱发的煤与瓦斯突出全过程,同时验证了煤与瓦斯突出是瓦斯压力、地应力及煤岩体的力学性质综合作用的结果,该验证对进一步深入理解认识煤与瓦斯突出的机理具有重要的理论和实践意义。     

煤矿安全生产中人的行为影响因子系统动力学(SD)仿真分析

在构建影响人的安全行为因素因果关系的基础上,运用系统动力学(SD)理论和方法,对影响人的安全行为关键因素进行动态预测,并通过仿真计算、对比分析安全投入增加对系统安全水平的影响。应用该方法建立的煤矿生产中人的安全行为指标水平模型,以求证安全投入与人的安全行为水平的相关性,为煤矿安全管理决策提供一种新的思路,亦有助于政府和煤矿企业科学地明确安全投入方向,降低人因事故率,提高煤矿生产的安全水平。     

基于蒙特卡罗法的煤巷锚杆支护结构可靠性分析

应用工程结构可靠性理论,建立煤巷锚杆支护结构可靠性模型,针对其结构稳定性的极限状态功能函数高度非线性的特征,采用蒙特卡罗法在Matlab环境下直接产生服从各相应概率分布函数的随机变量数组计算其结构可靠度,编程过程简化,计算速度快,精度高,且不受极限状态方程非线性、随机变量非正态的限制,开辟了煤巷锚杆支护结构可靠度计算的新途径。建立了支护参数与可靠度的关系,指出了提高煤巷锚杆支护结构可靠度的方法和措施,为煤巷锚杆支护参数设计和优化提供了科学依据。     

甲烷-煤尘复合火焰的传播与温度特征

为了揭示甲烷-煤尘复合体系的燃烧特征,利用高速摄像机、超细热电偶、显微镜头等对管道内甲烷-煤尘复合火焰的传播过程及其温度特征进行了试验研究.结果表明,随着煤尘浓度的增加,甲烷-煤尘复合火焰的最高温度及传播速度呈现先增大后减小的趋势; 对于甲烷-煤尘复合火焰,粒径较大的煤尘在较小的浓度达到最高温度,而粒径较小的煤尘则需要在较大的浓度达到最高温度.     

内抽外压式集尘器实验、数值模拟与分析

根据内抽外压式集烟尘器专利研制了一个内抽外压式集尘器,并在井下进行实验。经过3种方法测试均收到预期的的效果,司机工作区达到了国家卫生要求,由于采用外筒压风,防止了瓦斯积聚避免瓦斯爆炸。应用离散颗粒模型模拟了内抽外压式集尘器内气相流场和粉尘颗粒的运动,该集尘器不仅把矿井巷道中细微可呼吸粉尘吸收到除尘器中,又能防止了瓦斯积聚。数值模拟与实验结果的一致性表明:把内抽外压式集尘器放置在掘进机前方,由于粉尘在气流的携带下运动使掘进机司机在矿井巷道中的工作环境得到改善,减少矿工患尘肺病的概率,开发了井下集尘的新工艺、新设备。     

矿井瓦斯煤尘爆炸传播数值模拟研究

基于连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立瓦斯煤尘爆炸传播数理模型,并应用连续相、颗粒相计算方法,依据大型巷道瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸传播实验数据,借助普遍应用的流场模拟平台,成功开发瓦斯、煤尘爆炸数值模拟系统。该系统可有效地模拟煤矿瓦斯、煤尘的爆炸事故过程,对瓦斯爆炸的爆燃转爆轰、煤尘是否参与爆炸、爆炸冲击传播速度、衰减规律以及爆炸灾害的波及范围都能进行较准确的模拟。     

村庄下倾斜煤层条带开采方法研究

针对我国"三下"(建筑物下、水体下、铁路下)压煤条带开采的实际情况,根据国内外有关条带开采的实践经验和技术要求,采用极限强度理论和压力拱理论对村庄下倾斜煤层条带开采进行了分开采深度设计,计算得出了条带开采的采出宽度和保留宽度;应用条带开采地表移动参数的模糊优化理论对概率积分法预计参数进行了选取,按照不同的开采深度,对村庄范围内的地表移动和变形值进行预计;根据预计的结果,对计算得出的条带开采尺寸进行检验和优化。研究表明,村庄下分采深条带开采尺寸设计和分采深地表沉陷预计,不仅可以提高地下煤炭资源的采出率,实现村庄在不搬迁情况下安全开采,也可最大限度地减小地下开采对地表建筑物的损害。     

煤炭企业节能减排问题与对策

通过对煤炭企业能耗状况和排污状况的分析,指出煤炭企业节能减排的紧迫性,并从人才紧缺、企业管理与节能减排工作脱节等方面分析了煤炭企业节能减排工作面临的问题,提出应发展循环经济,通过技术创新、管理创新、提高全员素质,促进煤炭企业节能减排。     

Evaluation of ecological restoration success in mining‐degraded lands

This review article analyzes the importance of assessing the success of ecological restoration by using four indicators: assemblage of the plant and animal communities; enzyme activity; litter accumulation and decomposition; and the improvement of soil quality. These indicators can be used alone or in combinations. Even though the Society for Ecological Restoration International provided a primer containing nine attributes to use as standards for measuring ecological restoration, only three of these attributes could be easily applied due to their low costs and low time requirements. These three attributes include: diversity, vegetation structure, and ecological processes. This review article emphasizes that the criteria for the selection of the indicator species should be based upon: habitat types, abundance of species, ease of measuring, quantifying and interpreting the results, gradual enhancement with time and cost‐effectiveness, sensitivity, variability of response, size, residential status, and requirements of the area. Principal component analysis was applied to calculate the reclaimed mine soil quality index (RMSQI) and the forest soil quality index (FSQI) and the RMSQI value was compared with FSQI (optimum index value of reference ecosystem) to evaluate the restoration success. Available phosphorus, exchangeable magnesium, organic carbon, clay content, field moisture, available nitrogen, electrical conductivity, and pH are identified as the most influential parameters that regulate the health of reclaimed mine soil. Exchangeable calcium, magnesium, cation exchange capacity, sand, silt, clay content, field moisture, available phosphorus, and pH are the controlling properties for forest soil. The observed values of the above‐stated soil indicator properties were converted into a unitless score (0–1.00) and integrated into index calculations (RMSQI and FSQI). The contribution of each soil indicator properties on the calculated index was analyzed, which provides insight into the reason for the measured index. A higher RMSQI indicates better ecological restoration success. The calculated RMSQI was found to be 0.473 in the reclaimed dump, which is 6% lower than the reference ecosystem.     

榆神矿区矿井水零排放可行性分析

针对榆神矿区给排水现状,分析矿区给排水关系和矿井水的利用途径,并提出矿井水零排放的技术、管理对策,达到减少新水索取,实现零排放.