试验研究

  • 高位钻孔抽采对遗煤自燃影响的数值模拟研究

    王政;李宗翔;

    根据段王煤矿150405工作面采空区的实际尺寸,用Gambit构建了简化的煤层倾斜角度为6°的三维物理模型;采空区垮落是非均匀分布的,垮落碎胀系数及孔隙度分布按"O"形圈分布模型建立,并考虑重力因素;根据煤样封闭耗氧实验获得煤的耗氧速率,以此实现煤的非均匀耗氧源项的设置。结合段王煤矿150405工作面的实际情况,应用具体模型进行数值模拟,将模拟结果与实测数据进行对比分析,验证模拟结果的可靠性。通过改变瓦斯抽采流量的模拟,得出瓦斯抽采强度对煤自燃存在影响,随着瓦斯抽采强度的增大,采空区最高瓦斯浓度减小,自燃氧化带宽度在胶带巷侧有缩小趋势,在轨道巷侧有增大趋势。

    2017年04期 v.44;No.234 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K]
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  • 韩城矿区矿山固体废弃物淋滤试验研究

    王念秦;杜睿智;冯班统;张坤;

    以矿山固体废弃物为研究对象,利用自主研制的淋滤仪器,模拟自然降雨对矿山废石的淋滤过程,探索污染元素及其淋滤规律。试验结果表明:(1)不同试验条件下的淋滤液电导率k变化趋势相同,k—t曲线整体呈下降趋势;(2)对于pH值,新鲜和风化废石有明显不同的淋滤规律;(3)不同试验条件下的淋滤液SO_4~(2-)浓度c变化趋势相同,c—t曲线整体均呈下降趋势;(4)相同风化程度下,降雨强度越大,淋滤液k越小,c越小,pH值变化不明显;(5)相同降雨强度下,风化程度越高,淋滤液k越大,c越大,pH值越低;(6)综合来看,风化程度对于淋滤液的k、pH值、c等的影响均大于降雨强度的影响。

    2017年04期 v.44;No.234 6-9+13页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K]
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  • CO_2在煤层中的渗流特性试验

    徐佳俊;陈宇龙;蒋成荣;刘昌庚;曾成华;

    利用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,开展了不同压力条件下CO_2气体在煤层中的渗流特性试验,并探讨了煤岩渗透速率对应力变化响应的敏感性。研究结果表明,在相同轴压不同围压条件下,随着孔隙压力的增大,CO_2渗透速率增大;围压越大,CO_2渗透速率越小;在相同围压不同轴压条件下,随着轴压的增大,CO_2渗透速率随之减小。孔隙压力越大,应力敏感性系数负向增大,煤样对应力的敏感性越好。在不同轴压与围压条件下,随着应力的升高,应力敏感性系数逐渐降低,即应力越高,煤样渗透速率对应力的敏感性越差。

    2017年04期 v.44;No.234 10-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 510K]
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  • 大倾角厚煤层综采工作面覆岩移动与矿压显现规律研究

    汪长明;

    以南山煤矿小沟分矿B8煤层综采工作面为研究对象,采用相似材料模拟试验及现场观测的方法,对大倾角厚煤层综采工作面的覆岩移动与矿压显现规律进行研究,结果表明:采场基本顶中会形成"厂"形移动拱结构,其随煤层的开采逐渐向上覆岩层扩展,直至地表;周期来压表现出工作面中下部来压周期长、来压步距大,而上部来压周期偏短、来压步距偏小的特征,工作面初次来压步距约为40.0 m,周期来压步距为8.3~20.7 m;垮落带高度为41.0 m,断裂带高度为69.0 m,弯曲下沉带高度为46.0m。

    2017年04期 v.44;No.234 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]
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  • 煤岩渗流—蠕变耦合作用下声发射试验研究

    李鹏;

    为研究煤岩在渗流—蠕变耦合作用下的声发射及损伤特性,进行了4组不同渗透水压和围压的蠕变声发射测试实验。研究结果表明:累计渗流量曲线对应于蠕变应变曲线,可分为初始、稳态、加速3个阶段;受渗流和蠕变作用的相互影响,在相同围压下,渗透压越大,煤岩的瞬时应变量越大,蠕变速率越高,渗流量越大,声发射越活跃;在相同渗透压下,围压越大,煤岩的瞬时应变量越小,蠕变速率越低,渗流量越小,声发射活跃程度降低;声发射在渗流—蠕变全过程中,整体呈U型变化特征,在体积压缩向体积扩容转变期,声发射异常活跃,表明煤岩此时处于内部结构的调整和损伤状态的转变期;基于Weibull分布函数的损伤表明,各围压下煤岩均存在一个损伤阈值,当损伤超过此值时,煤岩进入加速蠕变变形阶段,且损伤阈值有随围压升高而增大的趋势。

    2017年04期 v.44;No.234 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
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  • 冻融循环条件下岩石物理力学指标相关性分析

    田延哲;徐拴海;

    为了得到冻融循环条件下岩石强度指标与物理指标的关系,在室内实验和理论分析的基础上,建立了冻融循环过程中岩石抗压、抗剪强度力学指标与纵波波速、孔隙率物理指标的关系。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,岩石的孔隙率增大,纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力降低;冻融循环条件下粗砂岩的孔隙率、纵波波速与单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力之间具有良好的相关性。通过测量经历不同冻融次数的岩石的孔隙率和纵波波速,较好地反映出冻融循环过程中岩石强度的衰减关系。

    2017年04期 v.44;No.234 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 瓦斯蓄热氧化装置烟气循环利用模拟研究

    朱菁;兰波;肖正;

    为了提高瓦斯蓄热氧化装置的热效率,将其排放的高温烟气送至该装置入口,并与入口原料气掺混,充分利用烟气余热提高装置入口瓦斯温度。对瓦斯蓄热氧化装置高温烟气循环利用过程进行模拟计算,分析其对蓄热氧化过程的影响。模拟研究结果表明:烟气循环不但没有降低蓄热氧化装置的安全性,而且还可增加该装置输出高温烟气的流量和热量,并可减少装置的气体排放量。

    2017年04期 v.44;No.234 28-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
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  • 分布式光纤技术在矿井温度测试中的实验

    徐宝超;翟恩发;许时昂;程爱民;高银贵;

    矿井温度异常将会导致矿井火灾和重大事故的发生,为此利用分布式光纤测温技术实现对矿井温度的在线监测和预警。通过室内实验装置对传感光缆的温度系数进行标定,同时把该测温系统布置在某矿区61101回风巷内,进行为期半个多月的在线监测,结果表明:利用该测温技术处理得到的温度变化曲线能准确反映巷道温度变化趋势,曲线上异常点区域可作为精准判断温度异常位置的依据;700 m长测线系统布置能够较好地适应现场环境,其获得的数据量丰富可靠,曲线特征明显。该测温技术定位精度高、运行可靠,且能适应长距离监测,满足矿井温度监测需要。

    2017年04期 v.44;No.234 32-36+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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技术经验

  • 采场液压支架合理支护强度的模糊计算方法

    白金燕;

    为了研究一种基于大数据的适应不同地质条件的煤矿采场液压支架合理支护强度的计算方法,采用模糊综合评价的方法,分析液压支架支护强度与地质条件中各影响因素的耦合关系,建立了液压支架支护强度综合评价模型。应用该评价模型对地质条件相似、采煤方法相同的多个现有工作面液压支架支护强度进行分析,归纳出相似地质条件、相同采煤方法支架合理支护强度的回归公式,可为新建煤矿工作面液压支架合理支护强度的确定提供一种新方法。

    2017年04期 v.44;No.234 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 坚硬顶板综放开采周期来压期间瓦斯涌出规律及治理

    张志刚;张锋;师为战;

    根据宽沟煤矿Ⅰ010202综放工作面的矿压观测和瓦斯监测数据,分析了基于矿山压力变化的采场瓦斯涌出规律,研究结果表明:工作面瓦斯涌出量随工作面支架工作阻力增大而增大,周期来压期间瓦斯涌出量明显大于其他时期,并且瓦斯涌出周期与顶板周期来压时间几乎同步,瓦斯涌出时间略滞后于顶板周期来压时间。采用上隅角与工作面中巷长短距离高位钻孔、插管抽放等措施进行瓦斯治理,其效果良好。

    2017年04期 v.44;No.234 43-46+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
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  • 瓦斯发电余热利用项目中管壳式换热器的设计

    兰祥云;文光才;肖露;

    利用ASPEN EDR软件设计管壳式换热器能省去大量的手工计算过程,提高换热器设计者的效率。以低浓度瓦斯发电项目余热利用局部工艺为例,叙述了使用ASPEN EDR软件设计和校核管壳式换热器的通用方法。由于热流介质是具有爆炸危险性的低浓度煤层气,该换热器除了满足换热、压降等一般要求外,还必须采取抑阻爆措施来保证换热器的安全性。

    2017年04期 v.44;No.234 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2520K]
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  • 缓倾斜煤层软岩巷道变形规律及围岩控制研究

    高云峰;

    针对枣泉煤矿缓倾斜煤层软岩巷道的非对称变形破坏情况,采用FLAC3D数值分析方法,得出倾斜煤层软岩巷道围岩的非对称变形规律,并与现场矿压监测结果相互验证。通过实施锚(索)网等多介质联合支护技术,利用锚索将破碎岩体与深部稳定岩体承接起来与锚杆共同作用,形成"压缩拱",改善了顶板上部形成的自然平衡拱沿煤层层理向巷道上帮顶角发展的趋势,充分发挥了锚网—围岩整体力学效应,有效控制了巷道围岩的变形和破坏,并在生产实践中取得了良好的效果。

    2017年04期 v.44;No.234 53-56+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1306K]
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  • 五虎山煤矿瓦斯赋存规律及分源治理技术

    王振;

    根据五虎山煤矿近距离煤层群开采的特点,在分析矿井瓦斯赋存和涌出规律、计算工作面瓦斯涌出量的基础上,提出了"定向长钻孔区域预抽、邻近层卸压抽采、采空区瓦斯抽采"的适合近距离高瓦斯煤层群开采的分源瓦斯治理技术。该技术的应用使得矿井瓦斯涌出得到有效治理,确保了采掘工作面的安全高效生产。

    2017年04期 v.44;No.234 57-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
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  • 坚硬顶板工作面冲击地压监测预警技术

    刘悦昕;

    针对坚硬顶板和高应力的开采条件,提出了冲击地压远近场联合监测预警技术。采用ARAMISM/E微震监测系统进行远场监测,对工作面开采过程中微震事件的时空演化规律进行分析,确定冲击地压预警指标b、η、Mm、A(b)的值分别为0.58、1.52、2.32、7.85,建立联合指标对冲击地压进行预报。采用电磁辐射和煤体应力进行近场监测,确定工作面和两回采巷道电磁辐射强度预报值分别为154、131、136 m V,结合煤体应力等值线的变化,对冲击危险性进行评价。应用实例表明,采用冲击地压远近场联合监测预警技术后,成功预测了数次冲击地压,取得了较好的预测效果。

    2017年04期 v.44;No.234 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K]
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  • 煤层钻孔预抽半径测算模型及其应用效果分析

    吴教锟;

    基于基本假设,建立煤层钻孔预抽半径计算模型,并分析探讨了模型的解析解问题。在已知安顺煤矿M9煤层原始瓦斯基本参数的基础上,利用推导的公式,测算了M9煤层的预抽期与预抽半径的关系。测定了M9煤层原始煤体和9102及9100回采工作面不同预抽钻孔间距的K1值,对比分析了预抽钻孔间距的合理性。结合测算与现场考察的数据,综合确定了M9煤层预抽时间与预抽半径的关系。

    2017年04期 v.44;No.234 64-67+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
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  • 一种新型带压注浆封孔测压技术的密封效果研究

    尹红杰;王佰顺;

    为了提高煤层瓦斯压力测定的准确性,解决传统封孔测压方式易发生喷浆及密封性差的问题,基于对测压失效原因的分析,提出一种新型带压注浆封孔测压技术。通过建立力学平衡方程研究了新型封孔测压技术装置承压密封效果,利用COMSOL模拟分析了带压注浆后浆液扩散模型。分析结果表明:新型封孔测压技术比传统测压方式有更好的承压能力,可为带压注浆提供保障;以4 MPa浆压、带压注浆12 h可以使浆液达到最佳扩散效果,能较好地封堵钻孔裂隙圈。通过现场对比试验,结果表明新型封孔测压技术比传统常压注浆封孔测压技术测压结果更准确,测压时间更短。

    2017年04期 v.44;No.234 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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  • 乌兰煤矿瓦斯含量数据获取方法

    马国龙;

    针对乌兰煤矿井下实测瓦斯含量参数少、已开拓面积占矿井面积的比例小等情况,对该矿瓦斯含量数据多源参数获取方法进行了研究,共获得覆盖全矿井200~500 m范围内的123组数据。数据来源主要包括引进瓦斯含量连续测定工艺进行线状参数测定的瓦斯含量、煤与瓦斯突出日常预测指标反演瓦斯含量、井下实测瓦斯含量、地勘钻孔动态校正瓦斯含量、工作面瓦斯涌出量反算瓦斯含量等参数。采用多种方法获取的瓦斯含量数据可达到矿井全面积覆盖,能够更好地反映矿井瓦斯灾害分布情况。

    2017年04期 v.44;No.234 73-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K]
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  • 一种矿井火区密闭墙快速封孔装置

    黄文祥;陈进刚;陈玉涛;穆安彬;

    煤矿井下发生火灾后通常采用隔绝灭火的方法来灭火,一般难以短时间内封闭预留孔洞,救护人员在封闭火区期间的人身安全很难保障,为了解决该问题,设计出一种快速封孔装置。介绍了快速封孔装置的构造、快速封孔作业流程,以及抗爆性、密闭试验情况。快速封孔装置制造简单,具有防爆、密闭性好、运送方便等优点,使用该装置可以在3~5 min内完成封孔作业,可极大提高封孔效率,保障封孔救护人员的安全。

    2017年04期 v.44;No.234 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
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  • 基于钻孔水文监测信息的顶板水害分析

    秦成;

    为掌握补连塔煤矿31401工作面顶板突水致灾机理,通过施工井下放水孔、水文观测孔及地面钻孔,分别监测各钻孔的水流量、水位、水位—流量耦合信息,并对上述信息进行挖掘,用于分析顶板渗透性、覆岩变形规律及其与含水层水位变化关系、裂采比与垮采比。分析结果表明:顶板含水层原生裂隙不发育,采前渗透性弱;覆岩破断变形过程经历了张开、闭合过程,并且砂质泥岩遇水泥化、膨胀,填堵导水通道,同时,覆岩变形与含水层水位下降存在必然联系,水位下降滞后周期来压初始时间;采前原生裂隙不发育,采后裂采比为31.93~34.98,垮采比为3.88~4.48。确定该工作面多次出现的周期性顶板突水通道为回采后的导裂带。

    2017年04期 v.44;No.234 80-84+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1195K]
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  • 煤矿井下瓦斯与水双喷钻孔安全施工技术

    刘杰;李开万;

    淮南矿区二叠系A组煤的开采面临着底板高压灰岩水的威胁,在钻探过程中存在高压水及瓦斯喷孔现象,严重威胁矿井安全生产。设计了一套应对高压水和高压瓦斯的新型孔口防喷抽放装置,并介绍了该装置的原理、结构、操作方法,详细阐述了钻孔的施工工艺及施工安全防范措施。现场应用结果表明,采用该装置及配套的安全施工技术,可实现高压瓦斯和高压水的双防双控及安全带压开采。

    2017年04期 v.44;No.234 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
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问题探讨

  • 煤油气共存矿井掘进工作面底板油型气涌出机理探讨

    孙四清;

    针对煤油气共存矿井工作面掘进过程中底板油型气涌出问题,采用现场跟踪观测、数值模拟和理论分析的方法,研究掘进工作面底板油型气涌出机理。现场观测结果表明,掘进工作面底板油型气涌出主要受到油型气储集层分布、巷道开挖、底鼓裂隙等因素的影响。数值模拟结果表明,巷道开挖引起地层应力、应变发生变化,导致底板岩层变形破坏,产生裂隙。综合研究分析认为,掘进工作面底板油型气涌出是油型气储集层分布、巷道开挖扰动、地应力和油型气压力等因素综合作用的结果,其中油型气储集层分布是物质前提,巷道开挖扰动是诱导因素,地应力创造了运移通道,油型气压力是动力因素。

    2017年04期 v.44;No.234 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3071K]
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  • 露天矿内粉尘聚集机理及影响因素分析

    汤万钧;才庆祥;

    采用计算流体力学等方法,研究了露天矿矿坑几何尺寸特点和逆温现象对露天矿粉尘聚集的影响。研究结果表明:逆温现象阻碍了露天矿矿坑内产生的粉尘向外扩散,是露天矿粉尘污染高发的重要原因;逆温现象的形成机理能较好地解释露天矿粉尘浓度冬春季高而夏秋季低的现象;利用Froude数评价逆温现象对露天矿粉尘扩散的影响,通过敏感性分析可以得出逆温强度是决定露天矿粉尘聚集最主要的影响因素;当逆温现象多发导致矿坑内粉尘扩散不出去时,仅降低某作业环节的粉尘排放量不能避免矿坑粉尘污染的发生。治理露天矿粉尘污染需要从全矿角度出发,结合逆温现象的特点来重新安排矿区整体的降尘抑尘作业,才能控制粉尘浓度的升高。

    2017年04期 v.44;No.234 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 煤炭城市产业生态系统生态效率与提升潜力评价

    刘耀;王德鲁;

    我国正处在能源短缺、原材料价格上涨、矿区生态环境日趋严重的背景下,生态效率问题已成为煤炭城市产业生态系统(CCIES)可持续发展桎梏。基于超越对数生产函数,采用随机前沿分析法对我国CCIES生态效率与提升潜力进行评价和分析,并运用K-Means算法对28个CCIES进行聚类分析。研究结果表明:区域之间生态效率差异明显;能源价格、技术创新和市场化水平对煤炭城市生态效率具有显著影响。

    2017年04期 v.44;No.234 99-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 散状物料产尘和水雾除尘检测技术分析

    黎胜龙;黄强;叶南海;

    为了促进环保领域相关检测技术的发展,通过系统的理论研究提出完整的工业产尘和水雾除尘检测技术,阐述了产尘检测指标粉尘产生能力、粉尘浓度、粉尘颗粒大小的前沿检测技术,以及水雾除尘检测指标雾滴粒度、雾滴喷射速度、雾滴喷射距离、雾滴喷射角、喷雾量的前沿检测技术,并给出检测方法或检测设备的选择建议,有助于推动环保领域工业产除尘检测技术的发展。

    2017年04期 v.44;No.234 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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安全管理

  • 煤矿应急协作的演化博弈及仿真分析

    王金凤;常禾雨;翟雪琪;冯立杰;

    采用演化博弈论和数值仿真方法,引入应急协作的救援收益、救援收益增量、收益增量分配系数、违约金、机会主义所得及先期成本等效益因子,构建了煤矿应急救援中多主体协作的行为博弈模型。通过分析各效益因子对煤矿企业达成应急协作可能性的影响,探讨了不同企业之间进行协作的策略选择。研究发现:若企业双方不协作时的净机会主义所得均大于协作后的额外救援净收益,此时双方博弈结果均趋向于不协作,反之则双方均趋向于协作;企业双方选择协作的几率与救援收益增量、收益增量分配系数的合理配置及违约金呈正相关关系,与先期协作成本和机会主义所得呈负相关关系。

    2017年04期 v.44;No.234 110-114+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K]
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  • 煤矿应急预案评估研究及在常村煤矿中的应用

    马恒;王苏;

    为降低煤矿重特大事故的影响及损失,不断完善应急预案的有效性、可操作性,根据矿井应急管理体系的实际情况和评估要求,设计出符合煤矿实际的应急预案评估指标体系,并运用层次分析法对评估指标完成赋值。提出一种基于改进的灰色系统评估方法,对常村煤矿瓦斯爆炸应急预案进行评估分析。结果表明,与应急演练相比,该方法便于操作,节约成本,相较于其他评估方法最大程度地减少了由多名专家参与评估带来的主观影响,对完善应急预案的有效性、可操作性有一定的指导意义。

    2017年04期 v.44;No.234 115-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 矿业安全与环保

    <正>1972年创刊中文核心期刊中国科技核心期刊在线投稿系统网址:http://ener.cbpt.cnki.net中国煤炭科工集团有限公司主管中煤科工集团重庆研究院有限公司、国家煤矿安全技术工程研究中心主办报道内容:煤矿及非煤矿山安全技术、矿山环境保护技术,兼载广告。读者对象:从事矿山安全、环保技术的各级领导、干部,科研与设计人员,生产技术人员

    2017年04期 v.44;No.234 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 3451K]
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消息

  • 欢迎订阅《矿业安全与环保》

    <正>《矿业安全与环保》杂志现属中国煤炭科工集团有限公司主管,由中煤科工集团重庆研究院有限公司与国家煤矿安全技术工程研究中心共同主办,面向国内外公开发行的全国性科技期刊,系全国中文核心期刊、中国科技核心期刊、全国煤炭优秀科技期刊,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊,万方数据数字化期刊群全文入网期刊,中文科技期刊数据库原文收录期刊。

    2017年04期 v.44;No.234 120页 [查看摘要][在线阅读][下载 56K]
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