试验研究

  • 瓦斯浓度变化对煤矿瓦斯液化工艺影响的模拟研究

    朱菁;陈金华;姚成林;蔡安宁;肖正;

    利用HYSYS软件对煤矿瓦斯液化工艺进行模拟计算,分析瓦斯浓度变化对煤矿瓦斯液化工艺的经济性及安全性的影响,结果表明:瓦斯浓度变化对煤矿瓦斯液化工艺总能耗有较大影响;瓦斯浓度增高,有利于提高煤矿瓦斯液化工艺的经济性,但瓦斯浓度高于设计值会带来安全问题;在煤矿瓦斯液化装置运行时,应使制冷系统提供的冷量具有一定余量,以确保液化工艺的安全与稳定。

    2016年03期 v.43;No.227 1-4+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 752K]
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  • 硅酸盐矿物干燥剂对抑爆粉剂吸湿性及抑爆性能影响的试验研究

    张豪;薛少谦;高月;吴博;

    为研究以蒙脱石、海泡石和坡缕石为基料的硅酸盐矿物干燥剂对抑爆粉剂吸湿性能的影响,在煤矿试验巷道中对抑爆粉剂的吸湿率进行了测试,并利用20 L球形爆炸测试系统,研究了按不同质量比混合的抑爆粉剂与干燥剂对瓦斯爆炸的抑制效果。研究结果表明:随着时间的增加,经过坡缕石粉干燥后的抑爆剂吸湿率变化最小;在临界抑爆浓度300 g/m~3附近,最大爆炸压力和最大压力上升速率随抑爆粉剂加入量的增加而降低,峰值压力时间越滞后;当抑爆粉剂与坡缕石粉剂混合质量比大于等于5∶1时,能有效抑制住瓦斯爆炸火焰。

    2016年03期 v.43;No.227 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K]
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  • 注气驱替抽采瓦斯技术在高瓦斯突出矿井煤巷掘进中的试验

    林海飞;黄猛;李志梁;李树刚;赵鹏翔;

    对于低透气性突出煤层采用常规瓦斯抽采方法,掘进速度较慢。通过分析注空气对瓦斯抽采钻孔增流、煤层瓦斯驱替,以及煤层增透的多重效应,结合山西某矿掘进工作面实际条件,分析了掘进工作面注气驱替强化抽采瓦斯技术及其试验效果。现场实践表明:注气后瓦斯抽采纯量为注气前的1.04~9.44倍,工作面措施效果检验指标K_1、Δh_2值分别降低了9.7%和18.1%,月进度提高了110.7%,可为低透气性突出煤层巷道安全快速掘进提供参考。

    2016年03期 v.43;No.227 10-12+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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  • 基于SPSS与ANN的汾西矿区煤巷围岩稳定性分类

    孔祥松;单仁亮;肖禹航;白瑶;

    汾西矿区煤巷现场条件复杂、支护困难,因此合理的巷道围岩稳定性分类对后期的支护设计具有重要意义。统计了多篇文献资料,利用SPSS软件建立围岩稳定性分类指标数据库,进行频数分析,以统计分析结果为依据,结合汾西矿区的实际情况确定出11个围岩稳定性分类指标。采用附加动量法改进BP神经网络,应用MATLAB软件建立ANN煤巷围岩稳定性识别模型,并选取46条汾西矿区煤巷作为样本对模型进行学习训练。将该模型应用于12条汾西矿区煤巷进行检验,识别准确率为91.7%。该模型具有较高的类型识别准确性,非线性映射效果较好,适用于汾西矿区煤巷围岩稳定性分类。

    2016年03期 v.43;No.227 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K]
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  • 首采工作面矿压显现规律相似材料模拟研究

    郁钟铭;舒仕海;魏中举;谢小平;王正红;曾正华;

    基于米箩矿110302首采工作面的实际工程地质条件,为研究工作面开采矿压显现规律,采用相似材料实验对该矿1号煤层开采过程进行模拟分析。研究表明:通过模拟实验,可以有效界定"两带";该矿工作面直接顶初次垮落步距为36.0 m,老顶初次垮落步距为46.0 m,老顶呈现了4次周期来压,周期来压平均步距为13.73 m,顶板上覆岩层的垮落角为48°~56°;由相似模拟实验得出的垮落带高度和导水裂缝带高度的数值和运用经验公式得出的数值基本相符。

    2016年03期 v.43;No.227 18-20+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K]
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  • 引射流体粘度对水力引射器引射系数的影响研究

    巫亮;梁爱春;李定富;王伟黎;

    水力引射器在煤矿井下引射泡沫剂、湿润剂等粘度较高的化学添加剂时,其引射系数与设计值的偏差较大。从水力引射器吸液段阻力与粘度、流动阻力损失对引射系数的影响等方面进行理论分析,并以清水和不同浓度泡沫添加剂为试验介质,开展了流体粘度对引射系数的影响试验,测试结果表明:理论计算和试验结果较为吻合,引射流体粘度对水力引射器引射系数的影响较大。可为面向高粘度引射流体的水力引射器的设计和使用提供参考。

    2016年03期 v.43;No.227 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K]
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开发设计

  • 低浓度煤层气含氧液化方案设计与安全性分析

    肖露;

    分析了低浓度煤层气含氧液化装置设计方案,设计采用可靠的DCS/SIS监测监控系统、防雷防静电技术、防隔爆电气设备、压力设备安装泄压装置、可燃气体监测与报警等措施,可省去煤层气液化制取LNG时的纯脱氧工序,极大降低液化装置初期投资。最后,通过对原料气压缩机的做功过程进行数值模拟,发现原料气中甲烷浓度越高,压缩机耗功越少。

    2016年03期 v.43;No.227 25-28+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 596K]
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  • 煤加热氧化综合实验系统的设计与实现

    光布加甫·珊珠;曾强;聂静;管伟明;金士魁;

    为模拟研究煤火燃烧污染物产出特征与燃烧工况的内在关联特性,设计并构建了一种煤加热氧化综合实验系统。该系统主要由炉体、热源装置、空压机、流量计、压差计及温度巡检系统等组成。基于该实验系统,采用COMSOL模拟分析了不同入口压力条件下炉体内温度分布及其随时间的变化趋势,其结果可为分析不同工况条件下煤氧化燃烧产物生成特征提供依据。

    2016年03期 v.43;No.227 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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  • 一种新型乏风瓦斯催化氧化发电系统的开发

    兰波;康建东;张荻;

    针对煤矿乏风瓦斯排放污染环境、浪费资源的问题,开发了一种新型乏风瓦斯催化氧化发电系统。该系统主要由掺混装置、压气机、催化燃烧室、透平以及永磁发电机等组成。通过联机试验运行表明,该套发电系统成功实现了额定发电功率30 k W的设计指标,既可以处理掉乏风中的甲烷气体,同时还可以生产清洁的电能。

    2016年03期 v.43;No.227 33-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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应用技术

  • 前景提取在采矿带式输送监控系统中的应用研究

    宋朝阳;陈东梁;薛明;杨继星;

    带式输送机是采矿企业现代化生产系统的重要组成部分,其正常运行对于生产安全有着重要意义,为此,设计了一种面向带式输送机的网络智能视频监控系统。介绍了该监控系统的总体设计,基于前景提取的基本思路,综合使用帧差法和Otsu方法实现了输送机输送带承载物的有效检测,为基于机器视觉实现针对带式输送机异常情况的智能检测奠定了基础。

    2016年03期 v.43;No.227 37-40+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1286K]
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  • 近距离突出煤层群联合防突管控体系研究

    程建圣;

    近距离突出煤层群开采突出危险性大,且易误穿煤层引发煤与瓦斯突出等事故。通过建立近距离突出煤层群联合防突管控体系,应用区域突出危险性分区分级预判、区域措施智能化设计、措施效果联合检验、联合区域验证、工作面突出危险性持续分析与管理等技术,解决了近距离突出煤层群开采不同阶段防突需求面临的难题,实现近距离突出煤层群联合防突的有效控制,为试验矿井乌兰煤矿近距离突出煤层群工作面安全回采提供了保障。

    2016年03期 v.43;No.227 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
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  • 矿井深部开采软弱片岩巷道支护研究与应用

    徐福通;牟文强;张强;张九雨;

    根据围岩破坏及软化理论,对软弱片岩中形成的不稳定块体及易发生片帮冒顶的围岩进行了理论分析;采用FLAC3D数值模拟、现场监测的方法,对选取的支护方案进行分析,获得了在复杂条件下围岩的应力分布、塑性分布及合理的支护方法和参数,且对矿体的围岩力学条件及支护效果进行了研究。研究结果表明,所提出的锚喷支护方案及其相关参数符合矿井安全生产要求,即破碎岩体锚杆间排距为0.8 m,锚杆全长为2 m;锚网选用8 m长,且2 m×2 m分布;破碎岩体喷层厚度不低于60 mm。为该矿井条件下的安全高效生产提供了合理的支护技术。

    2016年03期 v.43;No.227 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
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  • “两软一硬”煤层沿空掘巷合理煤柱宽度确定

    史英男;刘海峰;

    针对云盖山煤矿二矿"两软一硬"煤层实际地质条件,分析此类煤层在开采时具有顶板难破断、煤帮易压蹲、底鼓剧烈等矿压显现特点,为沿空掘巷窄煤柱留设带来较大困难。应用极限平衡理论及数值模拟方法,对该矿22203工作面沿空掘巷煤柱宽度进行估算和模拟分析,得出合理煤柱宽度为4 m,此时沿空巷道处于低应力环境中,且围岩变形适中。现场矿压观测表明:工作面回采期间,4 m宽护巷煤柱能够保证巷道稳定,巷道断面维持在7.5 m~2,能够满足正常生产需要。

    2016年03期 v.43;No.227 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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  • 采动影响区地面井瓦斯抽采在岳城矿的应用研究

    付军辉;

    通过对采煤后覆岩裂隙形态的分析,根据采煤工作面瓦斯流动特征,获得采动影响下瓦斯地面井布置基本原则。结合覆岩移动规律及钻井井身结构变形破坏特征,设计了采动影响下瓦斯抽采地面井井身结构,并在晋煤集团岳城矿进行了应用,取得较好的瓦斯抽采效果,解决了采煤工作面瓦斯超限问题,为煤矿安全生产提供了保障。

    2016年03期 v.43;No.227 53-55+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]
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技术经验

  • 采空区氧化中心确定原理及方法

    李尚国;

    为了寻找采空区内部氧化自燃最危险区域及其与工作面的距离,提出了采空区氧化中心确定原理及方法。介绍了采空区氧化中心的定义及意义,分析了采空区氧化中心的影响因素。采空区氧化中心包括氧化中心浓度和氧化中心距离,氧化中心浓度能清楚描述采空区内部氧化自燃最危险区域的危险程度,氧化中心距离能直观反映采空区内部氧化自燃最危险区域与工作面的距离,二者不受人为主观因素影响。应用实例表明,通过比较采取防灭火措施前后氧化中心距离和氧化中心浓度的变化情况,可以较好地评估所采取的防灭火措施的实施效果。

    2016年03期 v.43;No.227 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]
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  • 漏风测定和煤温监测防治采空区煤炭自燃技术

    张建业;陈举师;孙新;

    选取SF6作为示踪气体,分别采用瞬时释放法和连续释放法对7312-2回采工作面邻近采空区漏风进行了定性和定量测定,并应用热电偶测温探头对邻近采空区煤温进行监测,得出漏风通道和漏风风速以及邻近采空区煤温的变化规律。研究结果表明,7312老空区向7312-2工作面回风巷漏风,最小漏风风速为0.009 55 m/s,缩面拆架过程采空区遗煤氧化,煤温持续升高至35℃,印证了漏风检测结果。通过采取堵漏和采空区灌浆等措施,有效解决了漏风和采空区煤炭自燃问题。

    2016年03期 v.43;No.227 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K]
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  • L型井采空区瓦斯抽采技术的应用

    柯昌友;温俊三;李海贵;刘毅;

    为解决寺河矿3313采煤工作面回采过程中上隅角瓦斯浓度高的问题,运用地面井施工新技术,在3313工作面煤层顶板裂隙带施工一口水平井,利用地面瓦斯抽采泵站通过L型井对采煤工作面的采空区瓦斯进行抽采。地面L型抽采井运行后,平均抽采瓦斯纯量为16.74 m~3/min,瓦斯浓度为70%~90%,日均抽采瓦斯纯量约2.4万m~3。在采煤工作面日产量增加约2 500 t的情况下,回风流中平均瓦斯浓度降低约0.11%。

    2016年03期 v.43;No.227 64-66+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
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  • 孤岛工作面回采巷道的破坏机理及端头超前支护技术

    邓康宇;武腾飞;

    孤岛工作面回采巷道受采动影响较大,矿压显现剧烈,巷道支护比普通回采巷道的支护要困难很多。以淮北孙疃煤矿1026孤岛工作面回采巷道为例,该工作面原先设计的支护方案不能满足巷道的稳定性要求,巷道两帮变形严重,无法保证安全生产。结合工作面实际开采条件与地质条件,分析了孤岛工作面回采巷道的破坏机理;并采用单体液压支柱与U型棚结合的支护方式进行了优化支护,结果表明,工作面运输机巷和回风巷两帮变形量分别减小了30%和32%,有效控制了回采巷道的变形。

    2016年03期 v.43;No.227 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 916K]
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  • 基于离散元的断层防水煤柱留设规律研究

    刘发义;张玉东;

    通过对某煤矿2321工作面突水模型、2313工作面开采模型进行基于离散元的数值模拟分析,总结出采动条件下留设不同宽度的防水煤柱时采空区围岩应力场的变化规律,以及该矿断层防水煤柱宽度的计算公式。研究结果表明,奥灰顶界断层破碎带附近最小主应力大于该区域奥灰水压是断层突水的必要非充分条件,同时2313工作面开采时F6断层不需留设防水煤柱。

    2016年03期 v.43;No.227 71-73+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K]
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  • 利用井液电阻率法测定含水层位置及涌水量

    康跃明;

    为了查清岩层中含水层发育情况,为矿井施工和开采提供安全保障,采用井液电阻率测量技术,利用井液电阻率曲线随时间变化产生的离差现象,绘制离散曲线,通过分析计算,查明地下水运动状态,判别含水层类型,并确定含水层位置和涌水量。实例测量结果表明,该方法能有效查明含水层发育情况,可为矿井设计、施工提供防治水技术参数。

    2016年03期 v.43;No.227 74-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • 煤泥浮选过程药剂添加量控制优化研究

    朱晓;

    针对煤泥浮选过程中药剂添加量控制问题,提出基于主元分析、支持向量机、遗传算法的数学算法,比较分析了浮选入料流量、入料灰分、入料浓度与起泡剂和捕收剂添加量的关系,得到较为准确的煤泥浮选药剂添加量控制数学模型,仿真结果表明,该数学模型具有较高的准确性。

    2016年03期 v.43;No.227 77-80+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 特厚煤层工作面长度对矿压显现的影响

    车禹恒;朱志洁;

    为了分析特厚煤层工作面长度与矿压显现的关系,采用理论分析和数值模拟方法,从工作面支架载荷、覆岩破坏高度和采场围岩应力等方面进行了深入研究。根据普氏平衡拱理论,计算得到不同工作面长度支架所需的载荷;采用关键层理论,确定工作面长度大于178 m主关键层将发生破断,工作面开采将受到侏罗系覆岩采动影响;采用FLAC~(3D)数值模拟方法,对不同工作面长度的围岩应力进行了分析。研究表明:工作面长度的变化导致支架载荷、覆岩破坏和围岩应力发生变化,当工作面长度小于178 m时,有利于减弱矿压显现强度,避免强矿压的发生。

    2016年03期 v.43;No.227 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K]
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  • 突出区域大断面岩巷过断层群技术

    万军;

    为了探清断层群赋存状况和围岩情况,采取超前长短孔钻探、矿井震波超前探测(MSP)手段,进行构造探测,摸清围岩破碎带的具体位置,指导过断层施工。采用加强巷道支护、短探短掘施工、超前注浆、巷道层位调整等方法,解决了过断层群期间的顶板支护、瓦斯异常、突水等问题。实践表明:通过构造探测、加强支护、超强注浆等技术手段过断层,由一条下山的探索施工指导了另两条巷道的施工,实现了巷道的合理布置和安全生产。

    2016年03期 v.43;No.227 86-88+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 786K]
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  • 川南富安井田阳新灰岩水文地质条件研究

    粟俊江;王毅;张天模;张小华;董兴文;

    川南富安井田赋存龙潭煤系,调查发现其煤层底板灰岩中岩溶发育。在实地调查基础上,通过汇总、核对前期勘探工作资料,分析比较区域内钻探资料,梳理了该区域沉积岩层的结构、厚度、岩性,分析了井田水文地质条件,阐释了阳新石灰岩岩溶发育特征,对区域地下水径流分区和演变进行了分析,为煤层安全开采提供了地质依据。

    2016年03期 v.43;No.227 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 山脚树矿131811掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标测定漏气异常分析

    隆清明;彭涛;李朝辉;

    对山脚树矿131811掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标K_1值测定过程中的漏气问题进行分析,发现采三区主通风机喘振引起的巷道静压波动是导致K_1值测定失效的主要原因,温度影响为次要原因。喘振引起巷道静压波动导致测定压力值波动较大,仪器误判断显示为漏气。外界环境若引起煤样罐内温度升高,测定压力值偏大,进而测定K_1值偏大;反之,温度降低,测定压力值偏小,进而测定K_1值偏小。针对巷道静压波动导致钻屑瓦斯解吸指标测定失效问题,可采用给定基准稳定静压源的方式解决,同时真空保温型煤样罐可有效降低环境温度对K_1值测定的影响。

    2016年03期 v.43;No.227 93-95+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1163K]
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问题探讨与综述

  • 通风网络解算方法综述

    田卫东;

    通风网络解算的核心是通风网络解算方法。重点介绍了计算机技术普及前后通风网络解算方法的研究状况及通风网络解算软件的发展情况,通过对比发现:无论采用何种矿井通风网络解算模型,通风网络解算都是大型非线性方程组的解算。在没有计算机的辅助下,通风网络解算只能使用图解法和物理模型方法,只有简单的通风网络可以采用Scott-Hinsley法进行手工解算。通风网络的不同矩阵形式与矿井空气流动规律相结合,形成不同的通风网络解算模型:回路法、节点法和割集法模型。解算非线性方程组的所有方法都可以用于解算这些数学模型。

    2016年03期 v.43;No.227 96-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 122K]
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  • 深部采动高承压水完整底板突水通道形成模式分析

    孙文斌;张士川;朱磊;

    随着煤矿开采逐步向深部延伸,底板受高承压水影响,突水问题与浅部相比产生明显差异性。基于"下三带"等理论,建立深部开采底板力学模型,分析完整岩层带的破坏情况。将底板完整岩层带简化为弹性梁,通过分析岩层带内的弯矩情况,得出岩层带内首先破坏位置,并给出相应破坏的力学判据,得出承压水沿下界面两端方向首先向上导升。在此基础上,进一步分析研究,提出双剪破坏、散面对接两种突水通道形成模式,并分析了容易发生突水的位置。

    2016年03期 v.43;No.227 100-102+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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  • 炮掘工作面粉尘防护评价因子及隶属度函数的确定

    魏勇;

    以炮掘工作面为例,阐述了筛选粉尘防护评价因子的过程,确定出二级评价因子。根据每个评价因子的具体情况,结合相关技术资料和现场调研数据,采用数学建模的方法建立了9个评价因子的隶属度函数,有助于粉尘防护量化评价的实施。

    2016年03期 v.43;No.227 103-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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安全管理

  • 煤矿事故隐患管理与预警系统的设计与应用

    曹庆贵;张静;孙启华;俞凯;

    根据煤矿企业隐患排查治理工作实际需要,利用信息技术和网络技术,提出了煤矿事故隐患管理与预警方法,设计了与之配套的、基于B/S模式的应用软件——煤矿事故隐患管理与预警系统,并在事故隐患预警与动态监控的基础上开展隐患管理工作。该系统具有隐患整改管理、隐患预警、隐患动态监控、隐患信息检索分析等主要功能,有助于科学、规范地开展隐患排查治理的常规工作,也可实时、准确地监测控制重大事故隐患及隐患整改状况,促进和保障煤矿事故隐患排查治理效果。

    2016年03期 v.43;No.227 107-110+114页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K]
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  • 2005—2014年我国煤矿灾害事故特征及规律研究

    李波;巨广刚;王珂;张路路;孙东辉;

    对2005—2014年我国所发生的2 490起煤矿灾害事故进行统计,从煤矿灾害事故类型总体特征、事故类型、事故等级、时间特征,以及事故发生的地域性进行综合分析,总结出我国煤矿灾害事故的基本特征。统计分析结果表明:我国煤矿企业对一般事故缺乏有效管理,对较大安全隐患缺乏有效控制;瓦斯类事故、顶板事故和水灾是煤矿安全工作的防治重点;春夏两季以及交接班过程中灾害事故频发;南方主要采煤省份事故发生起数明显高于北方,但二者在人员伤亡数量上大致相当。

    2016年03期 v.43;No.227 111-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
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消息

  • 《矿业安全与环保》征稿简则

    <正>《矿业安全与环保》是国家煤矿安全监察局主管,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国家级双月刊,全国中文核心期刊、中国科技核心期刊。以传播煤矿与非煤矿山安全技术及矿山环境保护技术为宗旨,主要刊载内容包括:矿井瓦斯、煤与瓦斯突出防治技术与装备;矿井通风防灭火技术与装备;工业粉尘及可燃性气体、粉尘爆炸防治技术与装备;矿山救援技术与装备;

    2016年03期 v.43;No.227 115页 [查看摘要][在线阅读][下载 86K]
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    <正>《矿业安全与环保》杂志是属国家煤矿安全监察局主管,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国家级科技期刊,系全国中文核心期刊、中国科技核心期刊,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。

    2016年03期 v.43;No.227 116页 [查看摘要][在线阅读][下载 84K]
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  • 2005—2014 年我国煤矿灾害事故特征及规律研究

    李波1,2 ,巨广刚3 ,王 珂1 ,张路路1 ,孙东辉1

    对2005—2014年我国所发生的2 490起煤矿灾害事故进行统计,从煤矿灾害事故类型总体特征、事故类型、事故等级、时间特征,以及事故发生的地域性进行综合分析,总结出我国煤矿灾害事故的基本特征。统计分析结果表明:我国煤矿企业对一般事故缺乏有效管理,对较大安全隐患缺乏有效控制;瓦斯类事故、顶板事故和水灾是煤矿安全工作的防治重点;春夏两季以及交接班过程中灾害事故频发;南方主要采煤省份事故发生起数明显高于北方,但二者在人员伤亡数量上大致相当。

    2016年03期 [查看摘要][在线阅读][下载 3522K]
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