- 王佟;韩效忠;邓军;孙亚军;李增学;唐书恒;毛善君;林中月;李聪聪;赵欣;孙杰;宋洪柱;张彪;孟凡彬;吴兆剑;邓小利;江涛;
煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料，新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求，为国家探明了急需的煤炭资源，保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果，分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题，明确了煤炭地质勘查工作定位，提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路，拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围，对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为：(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应，还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点，需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式，在关注“煤”的同时，加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究，推动煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源协同勘查与开发利用。(4)针对煤炭智能化开采面临的地质保障问题，加强多手段协同技术开展开采扰动条件下地下水渗流介质及流场演化规律研究，瓦斯(煤层气)逸散和突出机理等隐蔽致灾因素研究，为矿井水、气灾害防治等隐蔽致灾地质因素勘查和资源化利用提出精准分析与预测预报。(5)针对新条件下，煤炭地质勘查工作提升至煤炭生态地质勘查工作的发展需求，提出采用地质手段开展生态环境治理修复新思路，核心是通过人工干预和修复被扰动或破坏的生态地质层，形成与周边地质和生态条件等功能相协调的人造地质体。
2023年02期 v.51;No.302 27-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 3113K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：812 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：27 ] - 邵龙义;张梦媛;冯晓蕾;焦杰伟;王文华;周义平;
云南省宣威市是我国肺癌最严重的地区，该区肺癌发病率和死亡率均居世界首位。对宣威肺癌患者的基因组学研究发现，宣威肺癌具有与众不同的基因特征，是一种与环境相关的独特发病模式。通过综述宣威肺癌的流行特征以及燃煤排放物的污染水平和毒理学特征，并结合二叠纪末期C1煤层的地球化学特征探讨宣威肺癌的地质起因。宣威肺癌主要流行特征表现在，肺癌死亡率男女比接近1.22，女性肺癌死亡率明显偏高。前人研究表明，室内燃煤排放颗粒物的长期、高浓度暴露，是宣威肺癌的主要诱因。综述毒理学研究结果可知，宣威室内燃煤排放颗粒物中的重金属、多环芳烃和微晶石英矿物浓度均高于其他地区，且被证实可能会引起更严重的DNA损伤和细胞破坏。通过对比宣威肺癌死亡率的空间分布和不同煤矿的煤层分布发现，可采煤层包含C1煤的来宾和龙场地区同时也是宣威肺癌的高发地区，推断C1煤的燃烧可能与宣威肺癌高发有关。C1煤作为晚二叠世最后一层煤，成煤期间受二叠纪-三叠纪生物大灭绝事件影响，形成了独特的地球化学特征。高含量的重金属、多环芳烃和微晶石英矿物等潜在致癌物不仅存在于C1煤中，也随着室内燃煤被释放到空气中，并通过呼吸系统进入人体体内，破坏细胞及DNA结构，造成肺阻塞、肺炎等一系列呼吸道疾病，严重的可能导致肺癌发生。
2023年02期 v.51;No.302 45-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2390K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：399 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] - 张超林;王培仲;王恩元;许江;李忠辉;刘晓斐;彭守建;
煤与瓦斯突出灾害的有效防治一直是我国煤矿安全生产面临的挑战性难题，其前提和基础是对煤与瓦斯突出机理的深入研究。全面阐述我国近70年来在煤与瓦斯突出机理研究领域所开展的工作和取得的成绩，其研究过程分别经历了积极探索阶段(1955—1977年)、理论奠定阶段(1978—2002年)、快速发展阶段(2003—2015年)和稳定发展阶段(2016年至今)；基于文献计量学方法和科学知识图谱分析，探讨了突出机理的研究热点和前沿趋势。分别从理论假说、物理模拟、数值模拟3个方面系统总结了我国煤与瓦斯突出机理研究进展：理论假说方面，在综合作用假说的基础上，针对我国煤矿实际情况形成了以流变假说、球壳失稳理论、力学作用假说等为代表的新观点和新理论，奠定了突出理论研究基础；物理模拟方面，围绕突出主控因素、多物理场演化、能量转化与失稳条件、地质构造与构造煤、两相流致灾机制等方面进行了大量的试验研究，基本掌握了突出的发动条件、发展过程、演化规律及影响因素；数值模拟方面，主要开展了突出煤层、地质构造和突出两相流等方面的模拟研究，然而由于突出过程和影响因素的复杂性，仍无法实现突出全过程的模拟分析。目前，已初步形成了具有我国特色的煤与瓦斯突出理论体系，但时有发生的突出事故表明突出防治形势依然严峻。结合研究现状和发展趋势，认为应进一步研究突出全过程、全要素、全时空耦合演化过程，分析含瓦斯煤多尺度流变行为，探索煤层储能与动态释放过程，揭示复合与次生灾害成灾机制，形成煤与瓦斯突出耦合演化机理、力学模型、能量模型和灾变模型；在此基础上针对典型突出场景，开展复杂地层下突出物理模拟试验和全过程数值模拟反演，实现突出危险的实时监测和连续预警。
2023年02期 v.51;No.302 59-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 5962K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：1954 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：37 ] - 王猛;马如英;单雅迪;闫一超;
构造控煤在采矿安全中扮演着重要的角色，但现有资料对准东煤田构造研究较少，为使煤炭安全高效开采，需有针对性地进行煤田开采地质条件研究。以准东煤田构造特征为研究对象，通过统计断裂构造信息，使用分形维数(分维)定量表征了构造复杂程度，探讨了准东煤田现今构造特征和构造动力成因，分析了构造特征对煤田开采地质条件的影响。结果表明：准东煤田断裂以正断层发育为主，少量大型走滑断层；通过对构造复杂程度的定量表征，煤田大部分区域构造分维为0.5～0.9，表明煤田的总体构造格局较复杂。准东地区主要经历了晚海西期、印支期、燕山期及喜马拉雅期四期构造运动，其中在侏罗系煤层形成后，燕山期南北和东北向挤压应力对煤田改造作用较大，且在该期构造运动后准东煤田构造格局基本形成。受多期构造演化作用的控制，准东煤田形成了多种典型控煤构造样式：复向斜型褶皱构造划分了卡拉美丽山前凹陷带的构造格局；叠瓦式逆冲构造主要表现为构造上盘剥蚀严重，含煤性较差，而下盘煤系保存较好，两侧逆冲断层使得煤层遭受切割，煤层在断层的分界处工程地质条件较为复杂，增大了开采难度；推覆式构造主要表现为使煤系在垂向上重复出现，在煤田勘探时增加了找煤难度，发育部位普遍地应力较大，挤压构造应力的集中，在煤矿生产时易出现矿井动力灾害。因此，针对不同构造样式的煤层，需提出相应的开采模式。
2023年02期 v.51;No.302 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2365K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：514 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] - 兰天伟;张志佳;袁永年;韩军;刘洪泉;张俊杰;张宏伟;罗波远;刘铭玮;
冲击地压等矿井动力灾害的发生受多因素影响，是自然地质动力环境条件和开采工程扰动条件耦合作用的结果。冲击地压发生的时间、空间、强度等特征与矿井所处区域地质动力环境有关，由于不同煤田、不同矿区、不同矿井所处的区域地质动力环境存在差异性，致使有些煤矿不具备发生冲击地压的地质动力环境条件，而有些煤矿发生冲击地压的类型也不同。提出矿井地质动力环境评价方法，并构建评价指标体系。在地质动力环境研究中，主要考虑自然地质条件下外部地质体的动力作用对冲击地压的影响效应，确定构造凹地反差强度、矿井区域断块构造运动、断裂构造、构造应力、开采深度、上覆岩层结构特征、本区及邻区判据条件等影响因素为评价指标，根据各因素对矿井的影响程度情况，给出每个因素的不同量化评价值。综合量化评价结果，判定矿井是否具有发生冲击地压的地质动力环境：(1)当综合评价指标值n为0～0.25，表明矿井不具备冲击地压发生的地质动力环境；(2)当综合评价指标值n为>0.25～0.50，矿井具有弱冲击地压发生的地质动力环境；(3)当综合评价指标值n为>0.50～0.75，矿井具有中等冲击地压发生的地质动力环境；(4)当综合评价指标值n为>0.75～1.00，矿井具有强冲击地压发生的地质动力环境。依据矿井地质动力环境评价指标，揭示矿井工程地质体内冲击地压产生的地质动力环境和能量条件，进而确定冲击地压矿井类型，属于非冲击地压矿井、冲击地压矿井和严重冲击地压矿井。最后，以绥滨坳陷盆地边缘双鸭山-集贤煤田为例，分析双鸭山矿区集贤煤矿的地质动力环境，确定集贤煤矿地质动力环境综合评价指标值n为0.67，矿井具有中等地质动力环境，类型属于冲击地压矿井。研究成果验证了地质动力环境是矿井产生冲击地压等动力灾害的重要性因素和能量基础条件。
2023年02期 v.51;No.302 104-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2280K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：395 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] - 杨恒;魏建平;蔡玉波;张路路;刘勇;
水力化卸压增透技术在煤层瓦斯灾害治理中发挥了重要作用，但在松软煤层中应用时容易导致塌孔、抱钻和喷孔等动力现象。无水化卸压增透是突破松软煤层瓦斯高效抽采技术瓶颈的可行性技术之一。为此，利用磨料空气射流高效破煤岩能力，提出后混合磨料空气射流破煤卸压技术，采用磨料-空气分离输送的双通道方式，将磨料和空气运送至孔底，采用射流泵-拉法尔耦合的后混合喷嘴结构在孔底对磨料进行引射、混合和加速，使磨料具备高冲击动能，实现高效破煤。基于ANSYSFLUENT气固两相流模型，分析后混合喷嘴内磨料引射、混合和加速规律，研究磨料颗粒在加速过程中的受力，获得混合磨料空气射流高效破煤最优后混合喷嘴结构；并开展后混合磨料气体射流破煤实验验证破煤性能。结果表明：磨料冲击动能决定于后混合喷嘴的引射能力和加速能力。后混合喷嘴的引射能力与引射喷嘴的喷嘴出口直径和其扩张段长度有关，合理的引射喷嘴出口直径有助于减小喷嘴出口气流波动，扩张段长度则会影响喷嘴出口气流速度，在本文条件下，引射喷嘴采用两段式，其中收缩段长度2 mm，喉部直径2 mm，扩张段长度5 mm，喷嘴出口直径为3 mm。加速结构对磨料的加速效果主要取决于加速喷嘴的膨胀比，膨胀比为1的喷嘴内部气流使磨料颗粒所受合力较大，且加速喷嘴外部磨料所受曳力、压力梯度力和虚拟质量力波动范围较小，磨料加速效果明显，在膨胀比为1条件下，设计加速喷嘴收缩管长度4 mm、出口直径7.73 mm、喉管长度40 mm、扩张管长度为15 mm。按照优化后的喷嘴结构进行破煤能力实验，在引射压力为4 MPa，靶距60 cm，磨料质量流量50 g/s，进行冲蚀实验，冲蚀30 s，优化的后混合喷嘴结构对煤块产生了直径约10 cm，深度约5 cm的冲蚀坑，证明了在设计的最优后混合喷嘴结构参数下系统具有较好的破煤效果，具有工程应用的能力。
2023年02期 v.51;No.302 114-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 3114K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：528 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ]
- 隋旺华;
抗渗透破坏评价是近松散含水层煤层开采溃水溃砂防控的重要基础工作，但至今尚未形成规范性方法和标准。松散层和风化带抗渗透破坏评价的关键是确定水力坡度和临界水力坡度。首先综述了流土和内部侵蚀发生的临界水力坡度确定方法，指出近松散层煤层采掘诱发溃水溃砂临界水力坡度与传统的临界水力坡度的不同特点。针对集中通道获得考虑临空面出口尺寸和岩土层物理力学性质的松散砂层、黏土层和基岩风化带的抗渗透破坏临界水力坡度的计算公式，采用试验结果验证，溃水溃砂临界水力坡度公式的适用性。通过单因素和多因素参数对临界水力坡度的敏感性分析结果表明，裂隙宽度是影响临界水力坡度大小的最重要因素，也表明在实际工程中通过控制采掘诱发的覆岩破坏是减少溃水溃砂灾害的关键措施。煤系风化带的临界水力坡度与其中黏土成分的含量、施加荷载大小有密切的关系，当黏土在风化岩石中占比(质量分数)为5%～40%时，其变化范围为2.9～67.2，给出了用高斯函数的拟合估算关系式和考虑上覆荷载的估算公式。研究结果将为近松散层开采溃水溃砂评价临界水力坡度计算提供参考。
2023年02期 v.51;No.302 175-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2831K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：267 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] - 毕银丽;王茁优;柯增鸣;
微生物复垦技术在西部干旱–半干旱煤矿区生态修复中已被广泛应用，便捷的微生物菌剂施用方式对于提高采煤沉陷地生态治理效率具有重要意义。试验以蛋白桑为研究对象，供试菌剂为深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)，采用温室盆栽试验，设置DSE菌液根际接种(GXZR)、DSE菌液叶片涂抹(YMTM)和对照蛋白桑(CK)3个处理，探究不同菌液接种方式对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景。结果表明，与CK相比，YMTM与GXZR处理均能显著提高蛋白桑地上生物量，增加幅度为1.9～3.3倍；同时YMTM与GXZR处理促进了蛋白桑对土壤C、N、P的吸收，全碳分别提升164.8%和121.8%、全氮分别提升177.7%和132.4%、全磷分别提升113.6%和28.7%。此外，YMTM与GXZR处理蛋白桑的相对饲用价值显著提升1.04和1.07倍。这些结果表明，DSE叶面涂抹促进蛋白桑对土壤C、N的吸收，使蛋白桑株高、冠幅、根茎叶生物量也得到显著提升，具有较强的碳汇作用。此外，DSE菌液叶面涂抹能够使DSE快速定殖于蛋白桑叶片，具有养分吸收快、利用率高、见效快的特点。因此，DSE叶面涂抹可作为一种新的微生物菌肥施用方式在矿区生态修复中应用，为煤矿区土地复垦与生态修复提供技术支撑。
2023年02期 v.51;No.302 187-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 2071K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：174 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] - 施龙青;曲兴玥;韩进;
针对黄土梁峁地区砂岩-泥岩互层覆岩突水水源难以准确判别以及不同水源所占比例无法定量化问题，在系统采集了陕北朱家峁煤矿地表水、地下水水样基础上，采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、常规水化学特征比值法，揭示了不同含水系统水化学演化规律和水源补给关系。通过分析水体稳定同位素组成演变特征，明确了不同环境背景下各类水源水质时空变异性。在此基础上，以常规、同位素特征比因子作为判别指标，构建了基于T-球型模糊聚集算子TOPSIS法(T-TOPSIS)、粗糙集理论(RST)、D-S证据理论(DSET)与单指标未知测度函数(SIUMF)的突水水源混合比例计算模型。结果表明，研究区地表水、地下水水化学类型虽均以Na-SO4·Cl为主，但两者受控因素有着明显差别，即地表水水化学成分受硅酸盐岩风化和蒸发结晶共同控制；地下水成分则主要受控于蒸发结晶作用。此外，经历了强烈蒸发作用的地表水对地下水存在一定程度的补给作用。T-TOPSISRST-DSET-SIUMF突水水源混合比例判别模型表明，陕北朱家峁煤矿50%以上的突水水源为顶板砂岩水和地表沙空沟水。三维高密度电法探测结果验证了该模型的准确性。
2023年02期 v.51;No.302 195-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 2881K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] - 陈陆望;胡永胜;张杰;张苗;郑剑;郑忻;张媛媛;蔡欣悦;武明辉;
华北型煤田是我国重要的煤炭基地，水文地球化学勘探是解决煤田开采过程中一系列水文地质问题的重要手段。在概化华北型煤田典型水文地质结构的基础上，分析采动影响下典型水文地质问题，揭示了华北型煤田地下水多场耦合关系与水文地球化学勘探作用机制及其测试分析处理技术；通过回顾水文地球化学理论发展历史，明确华北型煤田水文地球化学勘探技术的可靠性；汇总地下水常用的水文地球化学组分及其测试仪器，并从图解法、数理统计法、物理模拟和数值模拟等方面阐述水文地球化学勘探的技术手段；在此基础上，从地下水资源评价、突水水源动态识别、水文地球化学时空演化、地下水动力异常反演、地质结构异常反演、地下水混合模式构建及水热资源勘察等角度综述了多场耦合下华北型煤田水文地球化学勘探关键技术的应用研究进展，明确了水文地球化学勘探的优越性与可操作性。结合华北型煤田水文地质条件，提出华北型煤田水文地球化学勘探典型技术核心及其存在的问题，指明了水文地球化学勘探技术研究的努力方向。
2023年02期 v.51;No.302 207-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 5018K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：363 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] - 刘伟韬;杜衍辉;庞立夫;孟祥喜;申建军;胡莹莹;
为研究不同颗粒级配陷落柱充填物在不同固结荷载下的力学特性，基于土工固结试验制备不同状态下的相似模拟充填体试样，通过充填体在不同状态下的三轴加载实验、压汞及扫描电镜实验，研究了陷落柱充填体三轴应力状态下的力学特征及微观结构演化机制。结果表明：充填体具有明显的塑形特征，其应力-应变曲线可以划分为4个阶段：孔隙压密段、稳定变形段、变形破坏段和类蠕变阶段。充填体偏应力随Talbol指数n呈先增加后减小的趋势，充填体三轴抗压强度与Talbol指数之间符合二次多项式关系，均满足较高的拟合度并且偏应力强度达到最优的Talbol指数分别为0.71、0.65和0.64；偏应力随着固结荷载的增加而线性增加，增长率随着固结荷载和Talbol指数的增加呈逐渐减小的趋势。结合压汞和扫描电镜测试结果，固结荷载和Talbol指数的变化改变了颗粒间的接触状态，影响着岩土体试样的偏应力强度；随着Talbol指数的增加，充填体内颗粒间的相互作用增强，初始承受的外荷载比例增大，骨架结构效应更加显著，偏应力则主要来自岩土颗粒的接触应力集中。通过力学强度和微观结构特征研究在宏观和微观尺度上解释了充填体的颗粒级配效应提供参考。
2023年02期 v.51;No.302 220-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 3448K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：300 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] - 孙强;张卫强;耿济世;胡建军;张玉良;吕超;葛振龙;李鹏飞;贾海梁;刘亚斌;李宇翔;
煤炭资源在我国能源结构中仍处于主体地位，但煤炭工业发展面临着“碳达峰碳中和”的新挑战。积极发展煤炭开发地下空间储能技术，是推动能源利用低碳化和清洁化的有效手段，也是保证我国能源战略安全的关键措施。结合当前储能技术，探讨了煤炭开发地下空间的利用现状，围绕利用煤炭开发地下空间抽水蓄能、热储能、压缩空气储能、电化学储能、生物质储能等储能新技术，重点阐述废弃矿井不同能源类型的储能理念及方式，系统分析储能过程中面临的地质保障关键技术难题。煤炭开发地下空间储能新技术总体思路为：利用煤炭开发地下空间所具有的低位势能差，将其用作梯级储水库(抽水蓄能)；或直接将其用作储质、储能空间(热储能、压缩空气储能、电化学储能、生物质储能)，既可提升煤炭开发地下空间资源的开发利用率，又可避免土地资源浪费，尽量降低对生态环境的扰动。虽然煤炭开发地下空间可作为大规模储能库，但其开发利用过程仍存在一些亟待解决的地质问题以及地质保障技术。主要包括：(1)地质条件与选址适宜性分析和安全性评价，即对储能空间的地质因素进行岩土工程性质和环境地质条件的系统研究，查明储能空间稳定性主控因素及其权重，构建选址指标体系与评价方法，重点查明区域构造、围岩体强度以及孔裂隙发育等情况，必须保证场地安全性。(2)储能地质体构建及关键技术研究，即根据地下空间实际条件和相关参数构建储能地质体在温度(T)、渗流(H)、应力(M)、化学(C)耦合条件下的地质体多尺度性能演化模型，结合数值分析和仿真技术构建地下空间隔离墙，确立储能空间体系，评价储能潜力，创新地下空间围岩加固改良、防渗等安全措施，并为地下空间储能长期安全高效开发提供地质保障。(3)储能地质体性能演化规律研究，即基于多相(固、液)、多场(温度场、应力场、渗流场、化学场)耦合模型，揭示多尺度下(微观、细观、宏观)围岩热损伤特性、围岩疲劳强度劣化机制等，获得储能介质物性参数、注入量、注采频率、储能时间和储能压力等关键参数，提出合理的围岩加固工艺与稳定性控制技术，分析覆岩长期沉降规律，为储库泄漏防治工程提供依据。(4)地下空间长期安全稳定性评估，即对煤炭开发地下空间地质条件、安全条件及环境条件等方面进行长时间、多尺度健康监测与动态评估，构建储库地质环境安全预警系统，分析运行过程及地质环境演变，为煤炭开发地下空间储能提供全方位安全监测和预警。发展煤炭开发地下空间储能技术可为我国井下空间资源利用提供思路，推进“双碳”目标下我国煤炭产业向绿色清洁高效转型发展。
2023年02期 v.51;No.302 229-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 2871K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：689 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] - 马砺;杜素;张照允;王慧;赵亮;张波;
煤矿采空区漏风是引发煤火灾害的重要原因，传统充填堵漏材料易干裂，流动性差，成本高，因此研发出有效充填封堵漏风通道的新型材料十分必要。通过单因素变量法，以材料流动度、初凝时间、抗压强度为指标进行配比优选，研发出大掺量粉煤灰无机固化泡沫充填堵漏新材料。同时，利用红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜表征材料的水化过程。结果表明∶基于泡沫均匀度、发泡倍数、半衰期及析水率等参数，优选出十二烷基硫酸钠(SDS)∶辛癸基葡糖苷(APG)=1∶1，黄原胶(XG)∶瓜尔胶(GG)=1∶1的水基泡沫。研发的大掺量粉煤灰无机固化泡沫，其初凝时间与粉煤灰掺量、水灰比、泡沫掺量成正比；流动度与水灰比成正比，与粉煤灰掺量成反比，随泡沫掺量增加先上升后缓慢降低；抗压强度随粉煤灰掺量增加呈先增加后减小趋势，与水灰比和泡沫掺量呈反比关系。综合评价指标确定粉煤灰掺量为60%、水灰比为0.6、泡沫与复合浆液体积比为1∶1时，材料流动度好，为15.9 cm，初凝时间适中，为5 h，抗压强度高，28 d达到1.5 MPa。该材料的水化产物是钙矾石(AFT)以及C-S-H凝胶，由水泥先发生水化反应生成Ca(OH)2，后与粉煤灰反应生成AFT及C-S-H凝胶，提高了大掺量粉煤灰无机固化泡沫抗压强度，能够适应采空区堵漏的要求。
2023年02期 v.51;No.302 243-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 3051K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：348 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] - 王甜甜;靳德武;薛建坤;姬红英;尚宏波;周振方;杨建;曹煜;
采空区是高氟矿井水形成的关键区域，其水-岩系统中氟的来源与溶解释放决定了矿井水中氟的富集或贫化。针对蒙陕接壤区3-1煤采空区矿井水氟来源及释放规律不清晰问题，采用水化学测试、岩石矿物成分分析、矿物扫描电镜与能谱检测，以及室内水-岩作用仿真模拟试验，查明矿井水氟物质来源与赋存载体，揭示岩石中氟释放规律。结果表明：研究区3-1煤矿井水水化学类型主要为HCO_3-Na与SO4-Na型，3-1煤采空区矿井水氟浓度高于3-1煤生产工作面的矿井水浓度，且采空区矿井水pH、Na~+/Ca~(2+)浓度比均大于工作面矿井水。3-1煤采空区矿井水F-的物质来源为泥岩与粉砂岩，2种岩石中氟平均含量分别为741、610 mg/kg，氟在固相中的主要赋存载体为蒙脱石、高岭石、伊利石及绿泥石。采空区水-岩系统中氟的释放受岩性、粒径、pH、温度及Na~+/Ca~(2+)浓度比5个因素影响。其中，泥岩及粉砂岩中的氟比细砂岩中的更容易释放进入水中；无论何种岩性，随着粒径的减小，氟释放F-的浓度增大；此外，碱性、高温及高钠低钙的水化学环境均可促进岩石中氟的溶解释放。
2023年02期 v.51;No.302 252-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 3156K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：211 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ]