试验研究

  • 含瓦斯煤非线性渗流参数的测试方法研究

    程波;高月;

    针对约束环形应变条件下煤样吸附气量—非线性渗流参数同步测量的问题,采用圆柱形煤样作为试件,利用进气与出气端设置的质量流量计测定试件气体含量,通过计算获取吸附气量;结合氦气与瓦斯气体的渗透测试结果,获取含瓦斯煤非线性渗流参数。重点介绍了该测试方法的原理、实验装置及实验步骤,并利用该方法和装置进行了相关测试,研究结果表明:该测试方法和装置能够同时测定煤样吸附气量与非线性渗流参数,实验效果较好。

    2017年02期 v.44;No.232 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
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  • 改性活性炭表面特性及其对甲烷吸附性能的影响

    竹涛;刘恩彤;景伟东;

    为了实现煤矿上隅角乏风瓦斯的资源化利用,分别使用硝酸盐、氨水及氢氧化钠对椰壳活性炭进行改性,并使用改性后的活性炭对低浓度瓦斯进行真空变压吸附,考察了经不同物质改性的活性炭的结构变化及其对甲烷的吸附性能。研究结果表明,经硝酸盐、氨水及氢氧化钠改性后的活性炭对煤矿乏风瓦斯的吸附性能均有一定程度提高。对比实验发现,经过氢氧化钠改性的活性炭对甲烷的吸附效果最好,当氢氧化钠浓度为2 mol/L、浸渍温度为60℃时,其穿透吸附量提高了105.5%。

    2017年02期 v.44;No.232 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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  • 煤矿采动区地面L型顶板水平定向井抽采技术及试验

    李日富;

    为解决井下采掘衔接紧张及上隅角瓦斯超限的问题,结合井下高位钻孔抽采与采动区地面直井抽采技术的特点,提出采动区地面L型井抽采技术。在深入分析采动区地面L型井与传统L型定向井区别的基础上,指出该技术的关键点包括井型结构设计和井位层位选择技术、井身层位导向钻进和疏通技术、地面安全抽采控制技术。在山西晋煤集团寺河煤矿3313工作面开展了采动区地面L型井抽采技术试验,结果表明:地面L型井抽采瓦斯浓度平均80%,平均抽采瓦斯纯流量2.2万m~3/d,上隅角瓦斯浓度平均降幅46.5%,为工作面瓦斯涌出治理起到关键作用,验证了该技术在煤层气开发及瓦斯涌出治理领域的巨大潜力,为我国煤矿区采煤采气一体化开发提供了新的技术途径。

    2017年02期 v.44;No.232 12-15+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 采空区遗煤残余瓦斯含量及解吸规律与遗煤粒径的关系

    马代辉;

    为提高煤矿采空区遗煤可抽采瓦斯量评估的准确性,利用自主研制的采空区遗煤残余瓦斯解吸模拟实验装置,模拟密闭采空区条件下的不同粒径煤样瓦斯解吸过程,拟合并推导出遗煤残余瓦斯解吸速度与时间、粒径的函数关系式,以及遗煤累计瓦斯解吸量经验计算公式。验证表明,所推导的遗煤瓦斯解吸公式能够较好地描述粒径对实验煤样瓦斯解吸规律的影响,能较好地体现粒径对煤样累计瓦斯解吸量变化的影响。

    2017年02期 v.44;No.232 16-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 压入式掘进通风流场PIV实验研究

    赵春双;刘剑;田瑞祥;刘永红;

    为了更为准确地描述压入式掘进通风流场形态,针对压入式掘进通风流场的传统"接触式"测量方式的局限性,利用粒子成像测速系统(PIV)对掘进工作面流场进行"非接触式"二维实验测试。按照与实际掘进巷道断面尺寸1∶15的比例建立了压入式掘进通风巷道实验模型,并根据井下实际情况,将风筒悬挂于巷道模型侧壁中央,对经过风筒轴心的横纵断面进行实验测试。实验结果表明,PIV测速系统能够更准确地对复杂流场进行测试,能够得到风流流场的瞬时和时均流动状态,为压入式掘进通风流场特性研究及掘进工作面的排污降尘提供了可靠的实验依据。

    2017年02期 v.44;No.232 21-25+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
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  • 突出过程中煤—瓦斯两相流运移规律的实验研究

    孙东玲;曹偈;熊云威;戴林超;王波;

    为了深入探索煤与瓦斯突出过程中煤—瓦斯在巷道内的运移规律,利用自主研发的煤与瓦斯突出动力效应模拟实验装置,在"H"型巷道布置条件下进行了突出过程煤—瓦斯两相流运移规律的实验研究,结果表明:在气体压力0.35 MPa时共突出煤粉60.453 kg,煤粉主要堆积于主巷内,且呈梯形分布,联络巷与支巷内几乎没有煤粉堆积;沿巷道同一测点的气体压力在极短时间(t<1.5 s)内发生多次波动,主巷道内不同测点气体压力峰值基本沿巷道呈衰减趋势。同时,通过实验验证了突出过程冲击波的存在,主巷内冲击波传播速度为368.1~434.2 m/s。

    2017年02期 v.44;No.232 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 煤导热系数影响因素的实验研究

    马砺;魏高明;李珍宝;秦晓阳;

    导热系数是影响煤体热传导的重要参数。为了研究煤在不同温度及含水率条件下的传热特性,采用LFA457型激光导热仪,测试了不同温度、不同含水率条件下不粘煤、气煤两种煤样的导热系数,并采用邓氏灰色理论将煤导热系数与其内在影响因素进行灰色关联分析。研究结果表明:温度为-50~-30℃时,煤的导热系数快速减小;温度为-30~+10℃时,煤的导热系数快速增大;温度为+10~+50℃时,煤的导热系数呈缓慢增大趋势;随着煤含水率的增加导热系数开始快速增大,然后趋于平稳。灰色关联分析表明,煤内在因素中的固定碳、灰分、挥发分是影响煤导热系数的主要因素。

    2017年02期 v.44;No.232 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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  • 采空区煤自然发火与瓦斯爆炸耦合机理研究

    尹彬;陆卫东;贾宝山;李春苗;李守国;

    根据采空区遗煤自燃升温的阶段性特征,以定容反应器为模型,借助数值模拟软件CHEMKIN模拟煤自燃缓慢氧化、加速氧化和激烈氧化3个阶段瓦斯爆炸前后反应时间、压力及中间产物的变化情况,从微观机理层面对煤自燃与瓦斯爆炸的耦合关系进行了研究。数值计算结果显示,煤自燃缓慢氧化阶段对瓦斯爆炸表现为抑制作用;加速氧化阶段对瓦斯爆炸表现为促进作用;激烈氧化阶段对瓦斯爆炸表现为略微促进作用。

    2017年02期 v.44;No.232 35-38+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]
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  • “U+I”型通风形式下综放工作面采空区遗煤及支架上方煤壁瓦斯放散与运移规律研究

    常海雷;刘彦青;张浪;汪东;张书林;李伟;

    为了揭示"U+I"型通风形式下综放工作面采空区遗煤及支架上方煤壁瓦斯放散与运移规律,以王坡煤矿3205综放工作面为现场背景,建立了采空区遗煤瓦斯放散与运移稳态计算模型、采空区支架上方煤壁瓦斯放散与运移非稳态计算模型。定量分析了工作面推进速度、采空区遗煤厚度和工作面配风量3个因素对由采空区遗煤瓦斯放散形成的瓦斯浓度场分布的影响,定量分析了移架放顶煤方向对由采空区支架上方煤壁瓦斯放散形成的采场巷道及采空区瓦斯浓度场分布的影响,研究结果对现场工作面瓦斯超限预测具有重要的指导意义。

    2017年02期 v.44;No.232 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 634K]
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  • 新集二矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果试验研究

    胡良平;孙海涛;杨慧明;张荻;

    为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明:在同等瓦斯治理效果条件下,顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯技术,其投资比顶板高抽巷节约44.8%、工期缩短30.0%,比顶板高位钻孔投资略少、工期缩短47.5%。试验表明,布置顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯的技术方案性价比较高。

    2017年02期 v.44;No.232 45-48+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K]
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  • 瓦斯损失量补偿模型推算准确度的试验研究

    陈雄;周锦萱;

    针对直接解吸法测定煤层瓦斯含量过程中难以精准推算瓦斯损失量的难题,采用气体吸附测定仪与解吸仪相结合的方法,试验测定了煤样暴露过程中的瓦斯损失量,对比分析了地勘补偿模型和孙重旭补偿模型的推算精度。研究发现:对于同一煤样,瓦斯损失量与煤样暴露时间及块度有关,煤样块度越大,瓦斯损失量越小,当块度大到一定程度后,瓦斯损失量增加幅度不再明显;与实测的煤层瓦斯损失量相比,孙重旭补偿模型对瓦斯损失量的补偿效果要优于地勘补偿模型,煤样暴露时间越短,瓦斯损失量的推算精度越高。当煤样块度小于等于20 mm时,其暴露时间应小于20 min;当煤样块度大于20 mm时,其暴露时间应小于30 min。

    2017年02期 v.44;No.232 49-52+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K]
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应用技术

  • 采煤机割煤喷雾降尘技术参数研究及应用

    杨桐;杨俊磊;

    针对目前喷雾降尘效率不够高的问题,通过对喷雾降尘过程的分析,得出影响喷雾降尘效率的4个重要技术参数,即喷雾流量、喷雾雾粒粒径、喷雾射程、喷雾覆盖面积。采用建模分析、理论研究、实践经验总结等方法,得到喷雾流量、喷雾雾粒粒径、喷雾射程、喷雾覆盖面积的计算关系式或者最佳匹配范围。对王家岭煤矿20106综放工作面喷雾降尘系统参数进行了优化,应用结果表明,采煤机司机处和下风侧10 m处的降尘效率分别达到了97.18%和96.08%。

    2017年02期 v.44;No.232 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 563K]
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  • 基于改进多指标灰靶加权决策的煤层注水参数优化

    邱国帅;齐庆杰;董子文;

    为综合考察煤层注水效果,优化工艺参数,基于COMSOL5.0注水模拟数据,运用改进多指标灰靶加权决策模型,围绕注水时间、水分增值、注水压力、注水范围4个指标展开研究,并结合东荣二矿实际情况,对指标属性进行算子区间转换等一系列计算。计算结果表明:4个指标提取合理,能准确反映注水效果;所得压力落在实际现有压力范围(6~16 MPa)内,并且达到了最佳注水效果;最理想的注水压力为15 MPa。实践证明该决策模型对注水参数的优化是合理的,对工程实际运用有一定的指导意义。

    2017年02期 v.44;No.232 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K]
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  • 低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统的应用研究

    陈金华;

    介绍了低浓度瓦斯蓄热氧化技术原理,对蓄热氧化供热系统的掺混系统、蓄热氧化装置、热水加热系统和安全监控系统进行了重点阐述,并对低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统的社会经济效益进行了分析。采用低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统替代燃煤锅炉为煤矿供热,能够有效解决当前燃煤热风炉的大气污染物排放超标问题,具有良好的节能环保效益。

    2017年02期 v.44;No.232 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K]
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  • 近水平煤层覆岩导水裂隙带高度预计与实测

    赵子浩;刘进晓;王来河;宗彩建;

    为了准确预测青龙煤矿11607工作面开采后覆岩导水裂隙带的发育高度,以该矿实际地质开采条件为依据,采用灰色神经网络、经验公式计算方法,对其导水裂隙带高度分别进行了预测,并与现场实测结果进行比较,结果表明,基于灰色神经网络的预测结果比经验公式计算的结果更接近实际,并综合分析比较得出青龙煤矿11607工作面煤层的覆岩导水裂隙带高度为44.4~46.9 m。

    2017年02期 v.44;No.232 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 矿井灾变时期最优避灾路径研究

    卢国菊;高彩军;

    当矿井发生灾变事故以后,为了使井下受困人员在尽可能短的时间内逃生到安全区域,就需要提前确定好最优避灾路径。在传统Dijkstra算法的基础之上,提出了求取K则最优路径的双向搜索算法,结合VB程序设计语言,得出华盛矿井不同灾变地点的具体逃生路径,结果显示,该种算法具有较高的准确性和实用性。当矿井实现数字矿山后,就可实时动态显示逃生路径,从而为决策者提供技术支持。

    2017年02期 v.44;No.232 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
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技术经验

  • 强动压巷道围岩变形规律及分段控制技术研究

    康继忠;杨建雄;神文龙;刘晓东;赵志勇;

    为解决某矿单翼开采工作面采掘接替紧张的难题,提出迎采动面掘巷技术。采用数值模拟的方法,分析了某矿4102回风平巷掘进过程中的应力分布和位移场分布规律,得出巷道掘进端头受到的强动压影响范围为距4101工作面-30~+80 m。采用分段控制技术,对巷道强动压影响段采取高强大延伸率锚杆和锚索网联合支护、高水材料加固窄煤柱帮、单体支柱和铰接顶梁加强支护顶板,有效控制了迎采巷道围岩变形,确保了工作面的正常接替和安全生产。

    2017年02期 v.44;No.232 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K]
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  • 深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯防治技术

    唐辉;

    针对深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯治理的难题,以唐口煤矿6305综放工作面为工程实例,利用分源预测法对6305工作面掘进及回采期间的瓦斯涌出量进行预测,分析了瓦斯涌出量的构成。基于瓦斯涌出特征,提出以高位钻孔为主,隅角埋管、尾巷、水平长钻孔进行时空配合的深井特厚煤层综放短壁工作面瓦斯综合防治技术体系,考察了瓦斯综合治理效果并总结出不同抽采方式的瓦斯抽采规律。实践表明,瓦斯综合治理技术保障了综放工作面的安全生产。

    2017年02期 v.44;No.232 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K]
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  • 基于波动方程和地震照明度的渝西山地煤炭资源二维地震勘探研究

    李章波;

    针对渝西煤炭资源分布区山地地形及地层受褶皱控制的地质特点,利用波动方程进行正演模拟,验证了开展二维地震探勘的可行性。利用叠前逆时偏移成像优选出适合工作区地质特征的观测系统,采用地震照明分析对该观测系统进行了评估,并针对背斜轴部能量不均匀区局部加密炮点,提高了地下复杂构造的成像精度。该技术对改善复杂地区地震采集资料的质量有重要作用和指导意义。

    2017年02期 v.44;No.232 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K]
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  • 无因次在煤粒瓦斯放散模型解算中的应用

    郝永江;叶飞;庞杰文;

    根据达西定律建立了瓦斯在煤粒中放散的数学模型,通过无因次化简化了瓦斯流动方程,并利用有限差分法编程进行解算。解算过程中减少了条件的代入次数并且得到各种无因次量,分析得出煤粒内部瓦斯压力和累计解吸量的变化规律。通过引入无因次量,能够简化方程的求解过程及程序的编写,而且由此得出的煤粒瓦斯放散规律更具有普遍意义。

    2017年02期 v.44;No.232 88-90+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 察哈素煤矿厚煤层综采工作面煤柱合理宽度模拟研究及实践分析

    谭凯;孙中光;林引;

    煤柱宽度的合理留设是确保厚煤层双巷布置综采工作面安全回采的关键。针对察哈素煤矿因煤柱留设不当而导致回采巷道大范围破坏的问题,采用数值模拟的方法研究了巷道失稳的原因和煤柱的合理宽度。结果表明:工作面煤柱宽度不足导致巷道两侧支承压力叠加是巷道维护困难的主因。通过对比不同煤柱留设条件下采场应力、收敛变形和塑性区分布情况,得出该矿合理的煤柱宽度为35 m。现场实践表明,该方案的技术及经济效益显著。

    2017年02期 v.44;No.232 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
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问题探讨

  • 千米定向钻进技术的应用现状及问题探讨

    王振;

    千米定向钻进技术能够实现长钻孔定向钻进和对钻孔轨迹的精确控制,可以提高钻孔瓦斯抽采效率,但在实际应用过程中还存在诸多问题。总结了千米定向钻进技术的应用现状及存在的问题,并指出千米钻进技术必须在其技术的适用性、钻进参数和抽采参数匹配的合理性,以及使用的安全、经济效益等方面加强研究,才能充分、高效地发挥其技术优势。

    2017年02期 v.44;No.232 95-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 175K]
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  • 局部弱场控制下煤柱顶板结构破坏模拟研究

    张淑坤;王来贵;

    基于弱场控制原理,以煤柱顶板整体系统为例,分析包括强度弱场、刚度弱场和稳定性弱场控制下的煤柱顶板应力及位移演化规律,证实了煤柱顶板系统整体稳定性受弱场控制。研究结果表明:煤柱顶板整体系统可以同时存在多个弱场,而各个局部弱场的主导作用随着外部环境的改变而可以相互转化,并对应着不同的破坏模式。对于煤柱顶板整体系统而言,局部弱场具有层次性,煤柱、顶板子系统的强度弱场或刚度弱场构成了局部稳定性弱场,局部稳定性弱场对煤柱顶板整体系统的稳定性起到控制作用。

    2017年02期 v.44;No.232 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 煤矿区煤层气地面井抽采技术适用性评价

    侯金玲;

    在地面钻井过程中,由于准备工作不充分,对区域客观条件考察不明确等问题导致井身损毁或产能不达标的情况时有发生,为解决这一问题,对影响煤矿区煤层气地面井抽采技术适用性的因素进行了深入分析,得出其主要影响因素为:煤层气可采资源量(煤层厚度、含气面积、含气量),水文、地质条件(水动力条件、地质构造条件),井眼稳定性(煤体结构、地应力、化学因素),以及地形地貌特征。建立了以层次分析法+模糊综合评判法为基础的煤层气地面井适用性评价指标体系,并以寺河煤矿为例,对影响地面井抽采技术适用性的主要因素进行评判,实例验证了此种方法的可靠性,可为煤层气井上下联合抽采技术的适用性研究提供参考。

    2017年02期 v.44;No.232 102-106+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 低浓度煤层气深冷液化装置中PSA制氮机的尾气利用探讨

    肖露;甘海龙;

    为了降低低浓度煤层气深冷液化装置中变压吸附(PSA)制氮机的能耗,提高单位压缩空气的产氮率,对目前常用的PSA制氮机的工艺流程进行了改进。根据制氮工序的放空尾气具有余压的特点,增设尾气回收罐,将制氮过程中产生的尾气储存在尾气回收罐内,然后将回收罐内的尾气通入干燥塔,利用尾气代替干燥空气来反吹前端干燥塔,实现干燥塔的再生,将干燥空气全部用作制氮的原料气。制氮工艺流程改进后,尾气的余压得到了充分利用,在同样的空气进气量的情况下可以生产更多的氮气,从而达到节能的目的。

    2017年02期 v.44;No.232 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K]
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  • 低浓度瓦斯蓄热氧化后的热量调配方法探讨

    高鹏飞;

    以煤矿瓦斯气源条件及实际的冷、热及电负荷为基础,设计了一套瓦斯蓄热氧化冷热电联供的系统工艺流程。根据煤矿的供热需求,将全年划分为防冻、供暖、高冷、低冷4个供能期,并根据不同供能期的具体供能特点,按照热能品位由低至高的利用原则,对低浓度瓦斯氧化后蒸汽热能及其他余热热能进行统筹分配,用于制冷、供暖、洗浴和发电等。对该调配方法应用后的实际效果进行了评价,同时对该技术的应用前景进行了展望。

    2017年02期 v.44;No.232 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 764K]
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  • 桌子山煤田奥陶纪灰岩水演化机理和循环特征

    王世东;朱开鹏;汤红伟;

    为系统研究鄂尔多斯盆地西缘桌子山煤田奥陶纪灰岩水文地质特征,采用地质历史再造、区域面上对比、重点区域深度剖析等方法,对该区域奥陶纪灰岩水演化机理和循环特征进行了分析研究,结果表明:桌子山煤田奥陶纪沉积为开阔海盆环境,从东向西由陆棚—大陆斜坡环境转化,对含水岩石中方解石、白云石等重要矿物的组成形成明显的控制。影响奥陶纪灰岩水化学演化的主要地质作用有溶滤作用、阳离子交替吸附作用和氧化还原反应,造成奥陶纪灰岩水在径流过程中化学组分发生了不断演化,表现为骆驼山、平沟矿区从东北到西南,矿化度由小于1.0g/L逐渐增大到3.0g/L,水化学类型由HCO_3·Cl·SO_4-Mg·Na型向Cl·SO_4-Na型水的演化规律;利民、棋盘井矿区西北部奥陶纪灰岩水补给径流条件较好,矿化度小于1.0g/L,由西北向东南径流途径中矿化度逐渐增大,水化学类型都以Cl·SO_4-Na型水为主。该研究成果可为下一步研究鄂尔多斯盆地西缘桌子山煤田底板奥陶纪灰岩水害防治提供依据。

    2017年02期 v.44;No.232 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K]
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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,院校师生,各级国家监察机关、管理部门人员,以及相关设备、仪器等生产企业的技术管理干部和技术人员。发行范围:全国各地煤矿和非煤矿山的企事业单位、管理部门、科研院所、高等院校、图书馆

    2017年02期 v.44;No.232 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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