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基于改进型YOLOv5的粉尘检测算法 被引量:2
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作者 陈清华 张俊伟 +2 位作者 程迎松 张旭 程建华 《煤矿安全》 北大核心 2025年第6期79-88,共10页
近年来,由于基于图像识别的粉尘检测方法不存在安装和检测范围局限性等问题,因此得到了充分重视和发展,但现有方法实时性和准确性仍需提升。为此,提出了一种基于改进YOLOv5算法的粉尘图像检测方法。首先,对现有YOLOv5算法主干网络以及N... 近年来,由于基于图像识别的粉尘检测方法不存在安装和检测范围局限性等问题,因此得到了充分重视和发展,但现有方法实时性和准确性仍需提升。为此,提出了一种基于改进YOLOv5算法的粉尘图像检测方法。首先,对现有YOLOv5算法主干网络以及Neck网络进行改进,将轻量化网络GhostNet替换原有主干网络,以降低网络参数,再输出3个特征层;然后,针对主干网络输出的3个特征层,施加注意力机制CA,增加网络精度;最后,设计消融实验和对比实验验证改进算法的有效性。结果表明:改进算法的平均检测精度mAP(mean Average Precision)能达到92.11%,检测速度达37帧/s。 展开更多
关键词 粉尘图像检测 改进YOLOv5算法 置信度 轻量化网络 CA注意力机制
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综采工作面呼吸性粉尘空间分布特征及运移规律 被引量:5
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作者 陈向军 叶向阳 +1 位作者 李毅博 左沛琪 《煤矿安全》 北大核心 2025年第1期62-71,共10页
针对粉尘采样器测尘法只能对固定作业地点的粉尘质量浓度进行测定,无法系统反映工作面粉尘质量浓度的空间分布特征和运移规律的问题;以柠条塔煤矿N1219综采工作面为研究对象,采用离散相与连续相双向耦合的方法,利用Fluent软件对综采工... 针对粉尘采样器测尘法只能对固定作业地点的粉尘质量浓度进行测定,无法系统反映工作面粉尘质量浓度的空间分布特征和运移规律的问题;以柠条塔煤矿N1219综采工作面为研究对象,采用离散相与连续相双向耦合的方法,利用Fluent软件对综采工作面的呼吸性粉尘(以下称“呼尘”)的空间分布及运移规律进行三维数值模拟。模拟结果表明:采煤机侧呼尘粒径普遍高于液压支架侧,考虑到由于支架侧风流向采空区时存在漏风现象导致风流的搬运能力减弱,携带呼尘粒径较小;滚筒割煤产生的呼尘,在工作面走向上呈现出2个阶段,距进风巷70~120 m区间为快速下降区段,距进风巷120~280 m区间为缓慢下降区段;在工作面走向上的呼尘最高质量浓度可达1600 mg/m^(3);在工作面倾向方向上,距煤壁越远,滚筒割煤产生的呼尘质量浓度越低,在距煤壁4~5 m处呼尘质量浓度递减至0,在80~280 m区段,移架产生的呼尘全部集中在液压支架侧,在40~240 m区段,通风携带的呼尘质量浓度在工作面高度方向分布均匀。 展开更多
关键词 综采工作面 CFD模拟 呼吸性粉尘 浓度分布 运移规律
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基于集成学习的综掘面粉尘浓度预测模型 被引量:3
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作者 王和堂 谭江龙 +3 位作者 杨天龙 刘焱 王辉 杨景皓 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期185-194,共10页
针对现有的粉尘监测预警技术存在数据延迟高、信息融合差和预测精度低等缺陷,利用杭来湾煤矿30202综掘面粉尘监测数据集,集成机器学习和深度学习混合算法框架,构建了多变量特征耦合的粉尘浓度预测模型。基于偏差—方差均衡准则对预测模... 针对现有的粉尘监测预警技术存在数据延迟高、信息融合差和预测精度低等缺陷,利用杭来湾煤矿30202综掘面粉尘监测数据集,集成机器学习和深度学习混合算法框架,构建了多变量特征耦合的粉尘浓度预测模型。基于偏差—方差均衡准则对预测模型进行了超参数优化,并采用均方误差(MSE)与平均绝对百分比误差(MAPE)双指标评估模型预测效果。结果表明:①机器学习算法的MSE普遍低于深度学习算法,其局部准确性优于深度学习算法,MAPE和整体稳定性则相反,XGBoost和Bi-RNN分别是机器学习和深度学习算法中预测结果局部准确性和整体稳定性最优的。②机器学习、深度学习及混合集成模型较基学习器平均MSE降低了23.86、11.82、24.84;机器学习模型的MAPE提高了0.42个百分点,其余2种模型的MAPE分别降低了0.83、1.08个百分点,混合集成模型兼具机器学习局部准确率高和深度学习整体稳定性强的特点,整体预测效果最好。研究结果可为矿山智能精准高效降尘技术的发展提供理论基础。 展开更多
关键词 粉尘浓度预测 机器学习 深度学习 集成学习
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喷浆粉尘控制研究进展与展望——基于CiteSpace数据
4
作者 刘国明 侯明慧 +2 位作者 程卫民 刘建国 陈连军 《金属矿山》 北大核心 2025年第9期1-13,共13页
喷浆技术作为巷道锚喷支护的主要手段,目前已被广泛应用于矿山掘进支护中。喷浆作业在搬运、上料、搅拌及喷射环节均会产生粉尘,是矿山开采过程中的主要尘源之一。针对目前喷浆粉尘控制技术的研究,利用CiteSpace软件对近50 a文献开展计... 喷浆技术作为巷道锚喷支护的主要手段,目前已被广泛应用于矿山掘进支护中。喷浆作业在搬运、上料、搅拌及喷射环节均会产生粉尘,是矿山开采过程中的主要尘源之一。针对目前喷浆粉尘控制技术的研究,利用CiteSpace软件对近50 a文献开展计量分析,从发文量、作者、机构、关键词共现、聚类、时区等方面对研究热点进行了归类统计。研究表明:我国对喷浆技术的研究起步相对较晚,发展历程呈现阶段性特征。①萌芽探索阶段,20世纪70年代喷射混凝土设备研发实现突破,喷浆技术逐渐在矿井巷道、边坡支护实现应用,但技术设备仍不成熟。②成长发展阶段,进入80年代后,湿喷工艺开始得到推广,但由于对安全作业的重视程度不足,粉尘危害严重、生产事故频发。③成熟增长阶段,21世纪初,国家对安全生产和职业病明确立法,喷浆作业的粉尘问题得到业内学者的持续关注和研究,喷浆粉尘控制研究在这一时期得到发展。2010年后,对喷浆机实用性的改进成为主流,文献量快速增长。④疫情低谷阶段,2018—2022年,受疫情和科研周期影响,文献量明显下滑,但长远预测,喷浆粉尘控制领域相关研究的广度及深度仍有较大发展空间,业内重视程度会越来越高。核心作者之间存在广泛的合作关系,非核心作者分布广泛且独立性较强。对喷浆粉尘控制的研究队伍以高校为主,未形成各地区机构的广泛合作。英文文献不论是作者还是机构都与中文文献高度重合,国内学者研究多侧重于工程应用。国外学者主要侧重于湿式混凝土管道输送规律及射流结构特征等方面。从关键词的演进可以看出现有研究正向喷浆设备优化改进,喷射混凝土在新材料、新环境中的应用等方向进行深度探索,研究方向不断增加。在此基础上,进一步讨论了目前喷浆粉尘控制领域研究遇到的挑战,并展望了未来发展趋势。认为该领域存在的挑战在于:明晰喷浆产尘降尘机理,研发智能化精准湿式喷浆技术,开发便携喷浆装备,强化技术工人职业化培训以及壮大研究团队,加强“产—学—研—用”协同发展、协同攻关等。下一步可通过各类试验和数值模拟分析明晰喷浆产尘降尘机理,融合人工智能机器视觉等新兴智能化技术发展喷浆粉尘精准控制方案,加强物料长距离管道输送减阻及无尘化射流理论研究,拓展多领域、多行业喷浆防尘技术应用,推进喷浆粉尘防治规范化和标准化等,深化对矿山喷浆粉尘控制方面的研究。 展开更多
关键词 粉尘 CITESPACE 喷浆 湿喷法 数据可视化 发展方向
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基于灰色关联分析法的双流体喷嘴喷雾特性研究
5
作者 李刚 姜伯洋 +2 位作者 周刚 郭立稳 吴将有 《金属矿山》 北大核心 2025年第9期192-198,共7页
矿产资源高强度开发导致矿山粉尘问题愈发严重,严重威胁井下安全生产和工人职业健康。喷雾降尘技术可有效控制粉尘,喷雾特性的优劣与最终降尘效果相关性强,提升雾化效果可有效改善工作环境。双流体雾化喷嘴较单流体压力喷嘴优点明显,但... 矿产资源高强度开发导致矿山粉尘问题愈发严重,严重威胁井下安全生产和工人职业健康。喷雾降尘技术可有效控制粉尘,喷雾特性的优劣与最终降尘效果相关性强,提升雾化效果可有效改善工作环境。双流体雾化喷嘴较单流体压力喷嘴优点明显,但喷嘴内、外流场与液态介质之间相互作用复杂,现场应用中间环节参数研究不够深入,导致喷雾特性控制针对性不强,为高效降尘带来困难。基于此,以双流体雾化喷嘴中的空气雾化喷嘴为研究对象,研究了供水压力、供气压力2个关键参数对射程、水流量、气流量和D50、D905个喷雾特性参数的作用形式和影响规律,利用灰色关联分析法分析了不同参数对喷雾特性影响的重要度,确定了不同喷雾特性参数的敏感指标,并对喷雾过程进行了优化控制。研究结果表明:供水压力与射程、水流量和雾滴粒径呈正相关关系,供气压力与气流量呈正相关关系;射程和水流量、气流量、雾滴粒径分别对供水压力变化、供气压力变化、液气压力比变化敏感。研究结果可实现对喷雾特性的针对性调控,为加快建设矿山湿式控除尘体系提供理论依据。 展开更多
关键词 喷雾降尘 雾化效果 空气雾化喷嘴 灰色关联分析法 敏感指标
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受载状态下表面活性剂对煤体损伤特性的影响
6
作者 杨明 周子恒 +3 位作者 景续武 徐靖 江舒纬 邓辉 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2562-2571,共10页
为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷... 为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷条件的微观孔隙结构演化特征及宏观力学机制,揭示表面活性剂作用下煤体的孔隙损伤机制。结果表明:添加表面活性剂会促使煤体中孔与大孔的孔隙度增加,导致煤体中产生更多的中孔与大孔孔隙损伤,其中大孔对煤体总孔隙损伤贡献比例最大。煤体在轴向加载过程中,存在孔隙扩展阶段,中孔孔隙体积会发生突变。添加表面活性剂会导致煤体的塑性变形阶段提前,孔隙扩展致中大孔相互连通,进而导致煤体的脆性增加。相比单一表面活性剂,非离子-阴离子复配表面活性剂能加速孔隙的连通,增加大孔孔隙体积,导致更多的微小孔和中孔提前转化为大孔,降低轴向加载峰值强度。单一表面活性剂的添加可以增加孔隙的分布范围和数量,而复配表面活性剂能加剧煤体损伤,产生孔裂隙连通和应变集中现象。 展开更多
关键词 安全工程 煤层注水 表面活性剂 核磁共振 煤体损伤
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矿用PET基梯度复合纤维膜制备及滤尘−透湿性能研究
7
作者 周刚 徐卓 +4 位作者 姜力玮 陈冠双 马云龙 柳茹林 王勇梅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1017-1033,共17页
井下湿热高尘环境中粉尘颗粒物对作业人员的身心健康造成了巨大危害,其中细颗粒粉尘易吸入后到达呼吸道深部肺泡区,是诱发煤矿行业职业性尘肺病的主要原因。为此,基于静电纺丝技术调控微纳米纤维材料结构,层合纺丝制备一种兼具高效捕尘... 井下湿热高尘环境中粉尘颗粒物对作业人员的身心健康造成了巨大危害,其中细颗粒粉尘易吸入后到达呼吸道深部肺泡区,是诱发煤矿行业职业性尘肺病的主要原因。为此,基于静电纺丝技术调控微纳米纤维材料结构,层合纺丝制备一种兼具高效捕尘与强化透湿性能的复合材料,利用超亲水纤维增强高湿条件下对水分子的吸附,利用疏水纤维避免材料中产生毛细水,引入润湿性介于疏水和超亲水之间的多级导流层,构筑多层梯度润湿型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基复合纤维滤料,解决现有滤料制备难度大,佩戴亲肤性较差及热舒适性不足的问题。实验以PET为基材,引入羟基化石墨烯增强扩散和静电吸附效应以捕获粉尘,选择聚乙烯吡咯烷酮调节亲水梯度,提高复合纤维滤料的润湿性。微观表征和性能测试结果表明:所制备纤维膜具有微纳米尺度的直径、良好的结构规整性和相对光滑的表面形貌,实现了纤维直径和形态的较好调控,各纳米纤维膜的表面元素和官能团分布与其特性相符。对比实验表明,多层复合膜具有较好的滤尘防护性能,品质因子高达0.439 Pa^(−1),孔径分布于2.15~4.61μm,同时接触角测试表明多层复合膜具有从超亲水(0°)到疏水(135.2°)渐变的润湿梯度,水蒸气透过量为5434.503 g/m^(2)·24 h,比单独的亲水膜和疏水膜分别高出1.37倍和2.04倍。此外,通过太赫兹扫描成像分析的方法,开展纤维材料内部液态水的定量分析,阐明了纳米纤维膜对水分子的传输机制。因此,构筑的多层梯度润湿纤维滤料在工矿湿热高尘环境呼吸防护领域具有广阔的应用前景,同时为废弃物的资源化利用提供一种有效的途径。 展开更多
关键词 聚对苯二甲酸乙二醇酯 静电纺丝 梯度式复合膜 滤尘透湿 太赫兹成像
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综掘面不同人员活动区降尘风流智能调控研究
8
作者 龚晓燕 李宇杰 +5 位作者 常虎强 刘壮壮 陈龙 付浩然 王新雨 王帅 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第1期204-211,共8页
目前传统的综掘面“通风总量”控制方式不能动态调控降尘,而且降尘过程中没有考虑人员活动区通风环境,造成了工作区粉尘聚集。因此,建立了风流与粉尘气固耦合的有限元计算模型并进行井下验证。根据粉尘运移分布规律及井下人员活动范围,... 目前传统的综掘面“通风总量”控制方式不能动态调控降尘,而且降尘过程中没有考虑人员活动区通风环境,造成了工作区粉尘聚集。因此,建立了风流与粉尘气固耦合的有限元计算模型并进行井下验证。根据粉尘运移分布规律及井下人员活动范围,划分了不同的人员活动区。模拟获取不同风流智能调控方案的粉尘质量浓度样本数据,利用K-means算法对数据进行离散化处理。基于免疫遗传算法,将降尘方案作为抗体,不同人员活动区粉尘质量浓度作为抗原,开发了不同人员活动区的风流智能调控降尘方案获取算法。以陕北某矿为研究对象,获得了人员处于粉尘聚集区(5~15 m)的最优降尘方案:出风口口径1.2 m、水平偏转5°、距迎头5 m。对该方案的降尘效果进行测试验证,结果表明:在试验平台应用该方案后,粉尘聚集区的平均粉尘质量浓度由原来的163.77 mg/m^(3)降至91.32 mg/m^(3),降低了44.24%,司机位置处粉尘质量浓度由原来的161.94 mg/m^(3)降至78.90 mg/m^(3),降低了51.28%。在井下应用该方案后,粉尘聚集区的平均粉尘质量浓度由原来的182.81 mg/m^(3)降至113.94 mg/m^(3),降低了37.67%,司机位置处粉尘质量浓度由原来的179.65 mg/m^(3)降至101.27 mg/m^(3),降低了43.63%。 展开更多
关键词 综掘面 风流智能调控 人员活动区 粉尘质量浓度 免疫遗传算法
原文传递
夏季露天煤矿粉尘分布规律及影响因素研究
9
作者 田冬梅 汪嘉运 +1 位作者 渠炜钰 姚建 《中国矿业》 北大核心 2025年第8期251-263,共13页
露天煤矿产生的粉尘不仅是大气主要污染物,而且会对工作人员的身体健康构成威胁。为探明并揭示夏季露天煤矿坑内的气象环境和粉尘分布规律,进一步为露天煤矿粉尘防治提供理论依据,通过对山西省平朔露天煤矿定点布控监测,采集夏季时露天... 露天煤矿产生的粉尘不仅是大气主要污染物,而且会对工作人员的身体健康构成威胁。为探明并揭示夏季露天煤矿坑内的气象环境和粉尘分布规律,进一步为露天煤矿粉尘防治提供理论依据,通过对山西省平朔露天煤矿定点布控监测,采集夏季时露天煤矿坑内的粉尘质量浓度、风速、空气湿度、温度、气压等数据,运用统计学方法分析粉尘质量浓度变化特征与气象因子的关系,并使用Fluent软件对矿坑内粉尘分布进行数值模拟。研究结果表明,在夏季时风速与空气湿度是对粉尘质量浓度产生影响的主要因素。在风速较低时,受风回流和涡流影响,粉尘积聚形成粉尘云团,此时矿坑内粉尘质量浓度较高;随着风速增大,矿坑口处的粉尘团逐渐向带状过渡,并逐渐减少,使矿坑内粉尘质量浓度降低。在空气湿度较低时,粉尘较为干燥,电铲及运输车辆工作时产生大量扬尘,此时矿坑内粉尘质量浓度较高;当空气湿度增大时,粉尘先吸水增重,部分粉尘会先行沉降,使粉尘质量浓度降低;随着空气湿度继续增大,其余粉尘和水会在矿坑内形成水雾空间,使连续不间断的生产性粉尘不能逸出矿坑,导致粉尘质量浓度大幅升高;此时若继续增大空气湿度,粉尘会不断吸附水分并与其他粉尘颗粒聚合,增大粉尘的质量与粒径,使粉尘颗粒沉降,最终导致粉尘质量浓度下降。研究结果可为露天煤矿粉尘防治和开采环保工作提供理论参考。 展开更多
关键词 露天煤矿 粉尘污染 气象因子 统计分析 数值模拟
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矿尘抑制剂抗风性能评价指标及应用
10
作者 韩方伟 许满萍 +4 位作者 李伟 朱霖玲 马亮 王佳 范思萌 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期285-291,共7页
为准确有效评估矿尘抑制剂的抗风性能,采用单位质量抑尘剂平均风损率、平均抑尘率及临界有效质量3个评价参数,通过控制风速、吹蚀时间、吹蚀角度以及抑尘剂喷洒质量开展煤样风蚀模拟实验。结果表明:随着风速的增加,纯水和抑尘剂的单位... 为准确有效评估矿尘抑制剂的抗风性能,采用单位质量抑尘剂平均风损率、平均抑尘率及临界有效质量3个评价参数,通过控制风速、吹蚀时间、吹蚀角度以及抑尘剂喷洒质量开展煤样风蚀模拟实验。结果表明:随着风速的增加,纯水和抑尘剂的单位质量抑尘剂平均风损率呈上升趋势,单位质量抑尘剂平均抑尘率呈明显下降趋势;随吹蚀时间延长,纯水和单位质量抑尘剂平均风损率呈上升趋势,单位质量抑尘剂平均抑尘率呈缓慢下降趋势;随着吹蚀角度的增加,单位质量抑尘剂平均风损率呈先下降后上升的趋势,在60°时达到最低,单位质量抑尘剂平均抑尘率先上升后下降;当抑尘剂喷洒质量达到临界有效质量时,抑尘效果最佳。 展开更多
关键词 抑尘剂 抗风性能 平均风损率 平均抑尘率 临界有效质量
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综掘面外喷雾三相耦合降尘规律分析
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作者 于海明 王培贝 +1 位作者 叶宇希 程卫民 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期201-213,共13页
由于矿井掘进技术逐渐实现机械化、智能化,导致综掘面的粉尘污染问题愈发严重。为了研究综掘面外喷雾系统在不同排布方式下的降尘规律,基于气相(风流)-固相(粉尘)-液相(雾滴)三相耦合方法,对不同喷嘴排布方案下雾滴与粉尘扩散规律进行... 由于矿井掘进技术逐渐实现机械化、智能化,导致综掘面的粉尘污染问题愈发严重。为了研究综掘面外喷雾系统在不同排布方式下的降尘规律,基于气相(风流)-固相(粉尘)-液相(雾滴)三相耦合方法,对不同喷嘴排布方案下雾滴与粉尘扩散规律进行模拟分析。模拟结果表明:在不改变喷雾压力的前提下,随着喷嘴数量的增加,截割头周围的风流受雾滴的影响加剧,但巷道整体风流场结构受雾滴的影响较小。巷道压风侧雾滴在巷道顶板区域聚集,抽风侧因轴向和径向风流的碰撞作用而使雾滴集中在截割面区域与抽风口间,雾滴粒径在风幕区域明显减小;巷道截割面粉尘质量浓度分布受喷嘴布置方案影响较大,随着喷雾数量增加,巷道截割面顶部和压风侧区域的粉尘聚集现象逐渐减弱,雾滴对粉尘控制作用逐渐增强,巷道呼吸道高度粉尘质量浓度在6~8个喷嘴时粉尘污染情况得到有效控制;当喷嘴布置方案在6个喷嘴以下时,雾滴对截割面覆盖效果不足,粉尘控制效果较差,呼吸道高度雾滴质量浓度较小,当喷嘴布置方案达到6个喷嘴时,巷道呼吸道高度粉尘污染控制效果不足。当喷嘴排布方案为7个喷嘴时,巷道整体雾滴覆盖效果最佳,巷道抽风侧区域截割面最高粉尘质量浓度为38.5 mg/m^(3),沿程粉尘质量浓度均低于20.0 mg/m^(3),呼吸道高度粉尘质量浓度低于15.0 mg/m^(3),雾滴对巷道整体覆盖效果最佳,大幅的降低了巷道的粉尘污染,为综掘面外喷雾系统的优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 综掘工作面 外喷雾 粉尘污染 喷雾降尘 喷嘴排布
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虚拟冲击分离效能的多因素影响机制研究
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作者 于海明 程煜 +3 位作者 程卫民 王玉环 董慧 徐荣萧 《材料导报》 北大核心 2025年第7期126-133,共8页
为了有效解决煤矿呼吸粉尘分离效率低的问题,基于Euler-Lagrange方法建立了描述虚拟冲击分离器内部风流-粉尘耦合运移的数学模型。采用精准3D打印技术实现了分离器三维结构实体化,并进行分离效能实验研究,实验结果与模拟结果的分离效率... 为了有效解决煤矿呼吸粉尘分离效率低的问题,基于Euler-Lagrange方法建立了描述虚拟冲击分离器内部风流-粉尘耦合运移的数学模型。采用精准3D打印技术实现了分离器三维结构实体化,并进行分离效能实验研究,实验结果与模拟结果的分离效率最大偏差为6.32%。进而分析了粉尘密度、弱流比及采样流量多种影响因素对分离效能的影响机制。研究发现,随着粉尘粒径的增加,各粒径点的分离效能曲线均呈现下降趋势,密度为1 610 kg/m~3的分离效能曲线相对最接近BMRC曲线;弱流比模拟组中,在1/16~1/10范围内的弱流比条件下可获得最佳分离效能,同时发现采样流量控制在1.8~4.5 L/min之间时,可有效减少采样流量对各粒径分离效能的影响。研究结果可为虚拟冲击分离技术的开发和应用提供理论参考。 展开更多
关键词 粉尘监测 呼吸性粉尘 虚拟冲击 分离效能
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不同有机复合基材试验下排土场土壤改良效果与影响
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作者 赵洪宝 李岳 +1 位作者 陈超男 杨帆 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期293-304,共12页
煤炭露天开采导致土地和生态环境被破坏,加剧人地矛盾,排土场复垦可提高土地利用率、促进土地利用良性发展。以河曲露天煤矿为研究对象,探究不同有机复合基材对露天煤矿排土场土壤改良效果与影响。根据不同比例的有机鸡粪肥、玉米秸秆... 煤炭露天开采导致土地和生态环境被破坏,加剧人地矛盾,排土场复垦可提高土地利用率、促进土地利用良性发展。以河曲露天煤矿为研究对象,探究不同有机复合基材对露天煤矿排土场土壤改良效果与影响。根据不同比例的有机鸡粪肥、玉米秸秆和混排土设置了15组紫花苜蓿盆栽试验,通过发芽率、株高、叶长和土壤理化性质等指标的变化来反映土壤改良的效果。结果表明:不同有机复合基材方案的植株发芽率、株高表现出显著性差异,但不同方案间叶片数、叶片长并未显示出显著性差异。N10方案(70%混排土+20%有机肥+10%玉米秸秆)提升土壤肥力效果最佳,可显著促进紫花苜蓿生长,尤其对植株的发芽率、株高促进效果最好且能使pH长期保持在适宜范围内。有机肥比例大于或等于30%时会有抑制作用,使土壤酸化进而影响种子活性。通过统计学分析得知,有机质含量、碱解氮含量总体趋势随时间的推移呈先降后升的趋势,而有效磷含量的总体趋势则持续下降,N10方案有机质含量、碱解氮含量、速效钾含量最终分别提升了43.10%、71.52%、9.17%,有效增加了土壤营养物质,极大地提升了土壤肥力。伴随时间的推移,在施加的有机肥比例一定时,秸秆的增加显著增加了土壤中的有机质含量。现场试验发现N10方案对玉米叶片数量变化影响较小,但处理后玉米整体株高可达未处理前的1.34倍且种子成活率提高60%,SPAD值提高了40.62%,叶绿素含量相比于未处理的大幅增加。与施用单一有机肥相比,有机肥与秸秆的联合配施在长期保持土壤肥力、增加土壤有机质含量、减缓土壤碱化等方面更为有效。本研究提出了改善河曲露天煤矿排土场土壤质量的有效方案,并为黄河流域类似露天煤矿排土场的生态修复提供了理论和实践依据。 展开更多
关键词 排土场复垦 土壤改良 有机生物肥 玉米秸秆 肥力提升
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新型泡沫除尘试剂配方探析
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作者 姚有利 王晓义 《中国矿业》 北大核心 2025年第3期276-283,共8页
泡沫除尘技术有着很好的发展前景,在改善煤矿粉尘污染方面效果显著。泡沫试剂配方是影响泡沫除尘效率的重要影响因素之一,影响试剂配方的主要因素包括:表面活性剂溶液起泡性能、稳泡性能和对粉尘的润湿性能。基于此,本文提出通过改进的R... 泡沫除尘技术有着很好的发展前景,在改善煤矿粉尘污染方面效果显著。泡沫试剂配方是影响泡沫除尘效率的重要影响因素之一,影响试剂配方的主要因素包括:表面活性剂溶液起泡性能、稳泡性能和对粉尘的润湿性能。基于此,本文提出通过改进的Ross-miles法配制一种新型泡沫除尘试剂配方,配方中的试剂能够发挥优良协同效应,稳定提高配方溶液综合性能,并分析配方中复配试剂与原试剂性能参数变化情况,阐述各试剂间的作用机理。首先,测试单一起泡剂溶液起泡性能和稳泡性能,优选出性能参数最高的单一起泡剂溶液对应浓度。其次,向优选出的起泡剂溶液中加入不同种类稳泡剂,测试复配溶液起泡性能和稳泡性能,挑选出配伍性最好的稳泡剂及其添加浓度,得到不同表面活性剂组合的复配溶液。最后向复配溶液中加入润湿剂,提高溶液的润湿性能。最后,找出发挥协同效应最好,综合性能最优的表面活性剂溶液,将其浓度配置组合确定为新型泡沫除尘试剂配方。研究结果显示:浓度0.7%的改性烷基糖苷+浓度0.1%的羧甲基纤维素钠+浓度0.1%的辛葵基葡糖苷配制出的表面活性剂溶液性能参数最优。由此得出,改性烷基糖苷:羧甲基纤维素钠:辛葵基葡糖苷按7∶1∶1的比例制备溶液,作为新型泡沫除尘试剂配方将有效提高泡沫除尘的效率。 展开更多
关键词 泡沫除尘 试剂配方 表面活性剂 作用机理 性能参数
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基于CFD模拟的深凹露天矿汽车运输粉尘扩散规律及其影响因素研究
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作者 张遵毅 宋晓亮 +2 位作者 师昊强 聂兴信 张鑫 《采矿技术》 2025年第3期263-269,共7页
汽车运输是深凹露天矿主要尘源产生的环节之一,为深入了解汽车运输过程中的粉尘扩散规律从而实现有效抑尘,采用CFD数值模拟的方法对深凹露天矿汽车运输过程中的粉尘扩散规律进行深入研究,并对其影响因素进行对比优化研究。结果表明:靠... 汽车运输是深凹露天矿主要尘源产生的环节之一,为深入了解汽车运输过程中的粉尘扩散规律从而实现有效抑尘,采用CFD数值模拟的方法对深凹露天矿汽车运输过程中的粉尘扩散规律进行深入研究,并对其影响因素进行对比优化研究。结果表明:靠近车身的尾部与轮胎两侧气流更紊乱,并形成旋涡,使得汽车运输作业时大面积卷吸地面的灰尘,从而造成扬尘范围增大;在4 m/s的风速下粉尘扩散至矿坑外部,在2 m/s和3 m/s的风速下粉尘较为集中;深凹露天矿坑口尘源位置对周边粉尘影响较大,车辆数的增加明显加大了粉尘的扩散轨迹。研究可为有效、合理抑制深凹露天矿汽车运输过程中的粉尘提供参考。 展开更多
关键词 深凹露天矿 汽车运输 粉尘 数值模拟
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晓明矿选煤厂煤尘治理方案分析
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作者 初静 陈文策 崔志强 《铁法科技》 2025年第1期37-39,共3页
分析了晓明矿选煤厂通过抑尘、降尘、防尘、除尘、排尘等煤尘治理方案,降低车间及厂区煤尘浓度,从而改善工人作业环境,保证职工健康和选煤厂安全生产。
关键词 煤尘 转载点 治理 除尘器
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基于灰色关联分析法的单喷嘴喷雾特性研究 被引量:2
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作者 姜伯洋 齐艺裴 +3 位作者 张嘉勇 郭立稳 李嘉 肖洋 《煤矿安全》 北大核心 2025年第3期93-104,共12页
喷雾特性对喷雾降尘效果具有重要影响,提升雾化效果可有效改善工作面环境。压力喷嘴内、外流场与液态介质之间相互作用复杂,当前喷雾研究中存在着现场应用喷嘴选择没有明确依据,喷雾特性控制具有盲目性等问题,为工作面高效降尘带来困难... 喷雾特性对喷雾降尘效果具有重要影响,提升雾化效果可有效改善工作面环境。压力喷嘴内、外流场与液态介质之间相互作用复杂,当前喷雾研究中存在着现场应用喷嘴选择没有明确依据,喷雾特性控制具有盲目性等问题,为工作面高效降尘带来困难。以矿井中常用的各类单喷嘴为研究对象,研究喷嘴类型、供水压力、孔径3个关键参数对射程、流量、雾化角、轴线射流速度4个喷雾特性的影响,利用灰色关联分析法研究不同参数对喷雾特性影响的重要度,并根据分析结果对井下采煤机和液压支架不同位置处喷嘴进行优选,并对不同类型喷嘴的喷雾过程进行优化控制。研究结果表明:单喷嘴的种类、供水压力和孔径对宏观喷雾特性的影响形式和重要度均有区别;SMP喷嘴、螺旋喷嘴分别适合采煤机内、外喷雾,旋流芯喷嘴适合做前探梁和尾梁喷嘴,扇形喷嘴、空心锥喷嘴分别适合做顶梁和架间喷雾;利用影响因素重要度确定雾化喷嘴敏感指标,对降尘系统进行喷雾控制优化,有效提升喷嘴与工程环境匹配度,研究结果可为加快建设煤矿井下高敏感度、多方位、全覆盖可控湿式除尘体系提供理论依据。 展开更多
关键词 喷雾特性 雾化效果 压力喷嘴 喷嘴类型 灰色关联分析法
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选煤厂输送带转载段煤尘时空分布特性研究 被引量:1
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作者 李文利 耿凡 +3 位作者 温恬靓 李世航 李小川 刘健滨 《煤矿安全》 北大核心 2025年第2期87-92,共6页
为了优化选煤厂输送带转载段设计、减少粉尘污染,基于某输送带转载段原型建立了其三维物理模型,采用CFD-DPM方法研究了煤粉在转载时的扩散过程,揭示了粉尘颗粒在输送带转载段的时空分布特征及其主要影响因素。研究结果表明:小粒径的粉... 为了优化选煤厂输送带转载段设计、减少粉尘污染,基于某输送带转载段原型建立了其三维物理模型,采用CFD-DPM方法研究了煤粉在转载时的扩散过程,揭示了粉尘颗粒在输送带转载段的时空分布特征及其主要影响因素。研究结果表明:小粒径的粉尘跟随性好、易受气流变化影响,扩散严重;转载段内平均流速较高区域的粉尘在转载段内停留时间较短,粉尘平均质量浓度较小;转载段内平均粉尘质量浓度随产尘量的增加而增加,粉尘初速度的影响则反之,转载段底部粉尘质量浓度较高,此处的密封尤为重要,以防细小粉尘向外扩散。 展开更多
关键词 输送带转载段 选煤厂 粉尘控制 粉尘扩散 粉尘时空分布
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基于矿井风流运动特征的逸散粉尘喷雾除尘研究 被引量:1
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作者 李刚 姜伯洋 +2 位作者 胡方强 马涛 郭立稳 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期39-46,55,共9页
深部矿产资源机械化、规模化开采导致工作面产尘量显著增大,矿井粉尘逸散问题日益严峻。为解决现有降尘措施控尘效果不理想问题,改善工作面作业环境,开展了基于工作面风流运动特征的巷道逸散粉尘喷雾除尘性能研究。分析工作面风流运动... 深部矿产资源机械化、规模化开采导致工作面产尘量显著增大,矿井粉尘逸散问题日益严峻。为解决现有降尘措施控尘效果不理想问题,改善工作面作业环境,开展了基于工作面风流运动特征的巷道逸散粉尘喷雾除尘性能研究。分析工作面风流运动特征及粉尘运移规律;综合分析雾化喷嘴宏观喷雾特性并进行喷嘴优选;搭建相似实验模型对喷雾降尘性能参数进行优化。研究结果表明:工作面地质构造会影响风流运动特征,而风流运动特征是决定粉尘颗粒运移路径的关键因素;在测试的5种喷嘴中,空心锥喷嘴在射程、流量及雾化角等参数方面均表现出最优的控除尘性能;在喷嘴布置方式方面,逆向喷雾捕捉粉尘效果更好,当布置角度为120°时,出口处粉尘质量浓度可降至22.7 mg/m^(3),达到最佳降尘效果。 展开更多
关键词 矿井粉尘 喷雾除尘 风流运动特征 粉尘运移规律 喷雾特性
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矿井水质硬度对泡沫稳定性影响的分子模拟研究 被引量:1
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作者 陆庆刚 王凯 +5 位作者 黄鸿鹄 梁毅 张江石 王亚南 贾雨露 梁云飞 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期519-528,共10页
矿井水含有大量硬水离子,作为泡沫抑尘剂的主要用水,其水质硬度关乎泡沫抑尘剂的除尘效率及经济成本。为研究泡沫稳定性受矿井水质硬度影响的变化规律与微观作用机制,通过分子模拟研究含不同浓度Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na+的矿井水对泡沫液... 矿井水含有大量硬水离子,作为泡沫抑尘剂的主要用水,其水质硬度关乎泡沫抑尘剂的除尘效率及经济成本。为研究泡沫稳定性受矿井水质硬度影响的变化规律与微观作用机制,通过分子模拟研究含不同浓度Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na+的矿井水对泡沫液膜稳定性的影响。以阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(MSDS)与非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-5)等比例复配的泡沫体系为研究对象,深入分析泡沫液膜表面张力、界面厚度、径向分布函数、扩散系数及氢键等微观表征的变化规律。研究发现:①泡沫体系的界面张力随Ca^(2+)、Mg^(2+)浓度的增加而增大,且高硬水条件下泡沫界面厚度最薄,这表明高硬水条件下,泡沫抗扰动能力差,稳定性弱。②径向分布函数及扩散系数的分析结果表明,表面活性剂头基氧原子是维持泡沫稳定的关键,O_(1-3)对水的吸附能力是O4的3倍,且Ca^(2+)存在的泡沫中,O_(1-3)和O4对结合水的束缚能力更强。③离子种类不同对泡沫稳定性的影响也不同。在中硬水和硬水条件下,Mg^(2+)存在的泡沫体系中,O_(1-3)与水分子间的平均氢键键长小于Ca^(2+),说明Mg^(2+)泡沫体系中的氢键作用更强。而在高硬水条件下,Mg^(2+)泡沫体系中的O_(1-3)与水分子氢键的平均数目小于Ca^(2+),平均键长大于Ca^(2+),说明此时Ca^(2+)泡沫体系中的氢键表现得更强。研究结果深化了矿井水质硬度对泡沫稳定性影响的微观理解,揭示了不同硬水离子存在下,泡沫液膜内部表面活性剂分子和水分子间的微观变化及其相互作用。 展开更多
关键词 泡沫抑尘 水质硬度 表面活性剂 泡沫稳定性 分子动力学
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