煤炭科技

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1. 矿井火灾研究领域的知识图谱分析

宋兆雪, 张伟, 侯玉亭, 刘笋

煤炭科技 2023, 44 (4): 1-.

摘要（168）

为了解矿井火灾研究的整体情况和前沿趋势，以CNKI收录的1 136篇矿井火灾的相关文献为数据来源，运用CiteSpace软件绘制可视化知识图谱，对矿井火灾研究领域的发文量、期刊分布、研究机构、研究人员、关键词和突现词等方面进行文献计量分析。研究结果表明，矿井火灾研究经历了初步探索期、发展强化期和波动下降期3个阶段；发文的期刊多为煤矿开采类期刊和安全科学类期刊；研究机构主要分布在原煤炭工业部高校、研究院和大型煤炭企业；高产作者为王德明、周心权、王省身和周福宝等；煤自燃和防灭火一直是研究热点，研究隐蔽火源探测技术，开发高效经济、绿色环保的防灭火材料及其智能化工艺装备将是未来的研究趋势；深入探究煤自燃的机理、多灾害耦合致灾机理，利用人工智能、大数据、5G和物联网等技术，构建矿井火灾监测监控、预警报警、灭火救灾一体化智能化系统将会是未来研究的热点问题。

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2. 煤矿输电线路智能化运维系统研究与应用

朱克仁, 刘发勇, 何林,

煤炭科技 2023, 44 (6): 12-.

摘要（142）

针对传统煤矿输电线路巡检运维方式落后、隐患排查不及时、工作量大等问题，采用B/S架构及新一代物联网智能终端在线监测与云服务技术，搭建煤矿输电线路智能化运维平台，实现了输电线路分布式故障定位、杆塔倾斜监测、导线测温监测、导线覆冰监测等运维设备的集成应用。通过山脚树矿110 kV平山线智能化运维系统的应用，提升了线路巡检及运维的效率，同时降低了巡检风险，为煤矿输电线路智能化运维提供了可靠的技术参考。

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3. 厚煤层综放面切顶卸压及停采位置优化研究

张永平, 胡磊, 朱前进

煤炭科技 2023, 44 (4): 7-.

摘要（120）

针对厚煤层综放面停采后在工作面后方形成悬臂结构、进而传递覆岩应力导致煤柱内超前应力影响范围广，需留设较大尺寸煤柱护巷而导致煤资源浪费，以高河矿W4302工作面为背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测相结合的方法，对厚煤层综放面末切顶及合理停采位置进行研究。研究表明，不切顶情况下煤柱留设尺寸应大于70 m,切顶后煤柱留设尺寸可优化至60 m。终采线距离准备巷道60 m,选定水力压裂对综采面末进行切顶，并对W4302工作面对应的区域进行矿压监测，监测结果表明，切顶后巷道围岩变形量较小，验证了分析、模拟的可靠性及切顶的可行性，可为同类工程提供有益参考。

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4. 基于Voronoi块体模型的深部断层破碎带巷道大变形机制研究

李翔, 陈自由, 栾波, 杜多鹏, 刘靖毅,

煤炭科技 2023, 44 (6): 1-.

摘要（111）

通过采用Voronoi算法生成Voronoi块体，并利用UDEC离散元运算软件系统，对深部破碎围岩巷道的变形破坏途径及其非线性大变形机理进行了深入探究，以期获得更准确的结果。研究发现，巷道开挖后围岩会逐渐变形并破坏，破坏区域内应力几乎为0,底部和底板处存在张拉破坏区；局部关键块体的运动会导致巷道出现非线性变形和失稳破坏。基于此，应用分步联合支护方法，控制淮南矿区某矿-848 m西翼胶带机大巷破碎围岩变形。数值模拟和现场监测表明，该方案能够有效控制这一过程。

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5. 不规则孤岛工作面应力演化数值模拟

郭星会, 张旺, 贺永强, 温耀东, 苗亮明

煤炭科技 2023, 44 (4): 13-.

摘要（76）

不规则孤岛工作面是在井田边界、工作面接续不合理等因素的共同影响下产生的，针对受邻近采空区支承压力以及构造应力作用，不规则孤岛工作面回采期间动压显现异常且频繁问题，以某矿203孤岛工作面为工程背景，采用FLAC3D数值模拟软件对203工作面回采期间垂直应力分布及演化以及工作面拐角煤柱前后方采动应力变化规律进行探究，分析了在开采扰动作用下，工作面“拐角煤柱处”区域应力场以及位移场的动态演化特征。结果表明，相较于规则工作面，不规则工作面回采至“拐角煤柱”处，垂直应力存在阶梯式跃升趋势，应力跃升值为8.62 MPa,垂直应力峰值最易出现在工作面“一次见方”以及“二次见方”阶段，所得结论可为不规则孤岛工作面回采期间冲击地压针对性防治提供参考。

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6. 基于Delphi—TOPSIS法的露天矿爆破降尘方法优选研究

张宇, 刘震, 彭洪阁, 王震

煤炭科技 2023, 44 (4): 18-.

摘要（69）

露天矿山爆破产尘量巨大，降尘措施多种多样。针对现场实践中常用的几种爆破降尘方法的适用性问题，选取了降尘效果、增加的作业时间、对其他环节影响以及降尘成本等作为评价指标，采用Delphi法确定各评价指标的权重系数，建立Delphi—TOPSIS法降尘方案选择评价模型，并利用该模型对河曲旧县露天煤矿爆破降尘方案进行优选。研究结果表明，在该矿生产条件下，水封爆破降尘为最优方案，且与矿山实际生产相吻合，同时说明采用Delphi—TOPSIS法用于露天矿爆破降尘方案优选决策是可靠、可行的。

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7. 陷落柱影响下巷道围岩控制研究与实践

南晶晶, 刘斌, 李方超

煤炭科技 2023, 44 (4): 32-.

摘要（62）

以陕西西卓煤矿1509胶带运输巷在掘进期间过陷落柱为工程背景，在利用FLAC3D数值模拟分析对巷道掘进围岩稳定性影响的基础上，提出采用缩短锚杆锚索支护间排距、架设U型钢棚支护和加长锚杆锚索等方法对围岩进行控制。现场实测表明，顶板变形量和两帮移近量均在预警指标允许范围内，巷道围岩稳定性得到了显著提高，取得了预期效果，可为巷道遇陷落柱时的围岩控制提供参考。

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8. 基于区间决策的地下煤矿智能化建设需求分级

彭勍波

煤炭科技 2023, 44 (4): 23-.

摘要（62）

为了对地下煤矿智能化建设需求进行准确分析，减轻或避免地下煤矿智能化建设功能过剩或成本过高的情况，以煤矿生产规模、经济效益、开采难度等为评价指标，建立煤矿智能化需求分级，并根据对待评价煤矿自身的需求指标区间确定智能化建设需求等级，进而确定智能化建设内容。经实证分析表明，采用该方法对地下煤矿的智能化建设需求进行分析和分级，能够以经济的建设成本满足地下煤矿智能化建设需要，实现智能化建设的降本增效。

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9. 基于UWB技术井下车辆智能管控和物资配送系统研发与应用

周继庆, 杨德军,

煤炭科技 2023, 44 (6): 17-.

摘要（61）

以龙王沟煤矿为应用对象，研究了煤矿井下防爆无轨胶轮车车辆智能安全管控和物资配送系统，以车辆UWB精准定位为基础，以智能车载终端为平台，高度兼容矿井人员与车辆定位系统、车辆失速管控系统、车辆智能调配系统、物料智能配送系统、车况智能监测系统。通过车辆智能管控、井下物流高效配送，实现了辅助运输车辆井口智能安全检测、井上下动态智能管控、车况安全性能动态监测预警、失速本质安全保护、物料智能跟踪、违章监测预警、紧急应急响应处理等全流程智能监测管控，优化了作业流程，提升了煤矿经济效益和安全水平。

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10. 顾桥煤矿二水平延深及系统改建工程评价

吴晓东

煤炭科技 2023, 44 (4): 38-.

摘要（61）

根据顾桥煤矿资源条件和现状，结合瓦斯治理、生产安全需要，实施二水平延深及系统改建工程。设计采用立井与暗斜井相结合的延深模式，分区开拓、分区通风、集中出煤，形成中央区、南区、东区各1个综采面同时生产的格局，改建优化后解决了生产与水平延深相干扰的问题，生产系统顺畅可靠，有利于矿井接替稳定及安全高效生产。

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11. 新型阻化剂在煤矿自然发火防治方面的应用

闵祥文, 康增辉, 魏子灿, 李琦, 刘爽,

煤炭科技 2023, 44 (4): 42-.

摘要（60）

通过宏观表征和微观变化两个方面，研究了防治煤自燃的关键。结合磷系化合物分解物脱水炭化和吸热的特性，研制了新型阻化剂，并通过交叉点温度、阻化率和官能团活性参数等表示新型阻化剂对长焰煤和褐煤的阻化效果。实践证明，该新型阻化剂能极大地降低采空区遗煤自燃的危险性，为矿井提供了一种新型自然发火防治材料。

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12. 基于PLC的远程掘进面除尘智能控制系统设计

田胜利, 藏凯, 王胜敏, 吴琳琳, 苏立堂, 王贵祥

煤炭科技 2023, 44 (4): 28-.

摘要（55）

针对国家对煤矿智能化建设的要求，以及煤矿生产过程粉尘治理的需求，设计了一种基于PLC的远程掘进面除尘智能控制系统，其中包括除尘箱智能自洁功能、风机与掘进机和现场环境智能联动功能，以及智能远程控制功能，使降尘效率达到99%以上。该系统实现方便、操作灵活、显示直观，有较好的控制效果和控制精度，对改善现场作业环境、保证职工的身心健康以及安全高效生产具有重大意义。

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13. 筛管投放技术在三元煤矿瓦斯提浓工艺中的研究与应用

彭建辉

煤炭科技 2023, 44 (4): 75-.

摘要（54）

随着我国煤矿开采进入深部开采，矿井瓦斯事故频发，钻孔抽采瓦斯是解决瓦斯超限问题的根本措施。为了提高井下本煤层钻孔的瓦斯抽采浓度，进而提高单孔瓦斯抽采效率，以三元煤矿3号煤层4306工作面回风巷为试验地点，进行筛管下放前后的瓦斯抽采钻孔效果分析。选取2组瓦斯抽采钻孔(每组10个钻孔，总计20个钻孔),分别采取全程未下筛管和下50 m筛管2种方式进行瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采混量的效果对比。结果表明，下筛管比未下筛管单孔抽采纯量可提高1.9倍，有效解决了瓦斯抽采钻孔因煤层松软和透气性低导致的塌孔及抽采效果不理想的难题。

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14. 水力造穴技术在增加高瓦斯煤层透气性方面的研究应用

许起, 朱传杰,

煤炭科技 2023, 44 (4): 80-.

摘要（51）

水力造穴技术是指采用高压水射流冲出煤层中大量煤炭及瓦斯，形成若干较大的洞穴，使得洞穴周围煤层透气性增加，从而大大提高煤层瓦斯抽采效果。影响水力造穴技术应用效果的主要因素有造穴尺寸(包括造穴长度、直径、造穴间距)、施工工艺(包括前进式造穴和后退式造穴)和技术参数(包括造穴水压、造穴时间、出煤量)。同时，分析了该技术在各矿井的应用推广效果，发现不同矿井之间的应用效果存在较大差异，甚至同一矿井不同地点的应用效果也存在较大差异，说明水力造穴技术应用效果与很多因素有关，需要进一步研究。

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15. 300 MW机组低温省煤器联合暖风器运行影响探究

宋刚

煤炭科技 2023, 44 (6): 8-.

摘要（50）

针对某电厂2×300 MW CFB循环流化床机组进行低温省煤器联合暖风器改造的实际运行状况，分别从锅炉侧和汽机侧探究了低温省煤器+暖风器对电厂改造前后经济运行的影响。数据分析结果表明，低温省煤器+暖风器对于锅炉侧影响较小，只是提高空预器的出口温度，减轻空预器的低温腐蚀；对于汽机侧影响较大，计算得出负荷越高、低温省煤器循环水进入汽机侧越多，降低供电煤耗越大；从经济运行上看，该机组在平均负荷230 MW、运行时间5 000 h的情况下，每年可节约标煤2 805 t,在煤价持续高位运行的情况下，在经济方面具有重要意义。

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16. 某煤矿通风系统计算机模拟分析及优化方案确定

李重良

煤炭科技 2023, 44 (4): 66-.

摘要（48）

为了解矿井现有通风系统的稳定性和可靠性，对某矿通风系统进行了调查、测定，对其现有通风系统进行了模拟解算，并对解算结果进行了客观分析和评价，确定了该矿通风系统优化方案。

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17. 综采工作面高位钻孔瓦斯涌出规律研究

孟然, 唐洪, 韦钊, 郝苗, 赵炬,

煤炭科技 2023, 44 (4): 89-.

摘要（45）

为了提高综采工作面采空区瓦斯抽采效果，优化工作面高位瓦斯抽采钻孔布置方式，掌握高位钻孔瓦斯抽采规律对于确定高位钻孔终孔位置至关重要。通过对彬长矿区小庄煤矿40309工作面高位钻孔的瓦斯抽采量、抽采浓度进行实时观测，分析高位钻孔瓦斯抽采量占工作面总涌出量的比例，在有效抽采段内，工作面各钻场的瓦斯抽采浓度呈现先增大后减小的变化趋势，高位钻孔抽采量与日产量A呈负相关关系，与日推进度L呈正相关关系。研究40309工作面瓦斯涌出量与工作面高位钻孔瓦斯抽采规律，可为高位抽采钻孔的最佳布置层位优化提供实践基础。

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18. 深部突出区域回采工作面不同层位瓦斯抽采技术

刘承宇, 李贤忠,

煤炭科技 2023, 44 (4): 84-.

摘要（45）

随着煤炭开采不断向深部延伸，煤层瓦斯压力不断增大，瓦斯灾害越来越成为威胁矿井安全的主要灾害之一。以九龙煤矿15249N回采工作面为例，对其煤层瓦斯现状进行了分析，提出了瓦斯综合治理方案，采用上中下“三位一体”瓦斯综合治理技术，实施了工作面瓦斯交叉、立体、全方位抽采，取得了良好的效果，提高了矿井经济效益，保障了矿井的安全高效生产。

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19. 二氧化碳气爆致裂综放工作面上隅角顶煤技术应用

宋志强, 郭高峰, 史达, 荚逸晨, 赵宝友,

煤炭科技 2023, 44 (4): 52-.

摘要（45）

为解决三元煤业综放工作面上隅角悬顶带来的安全隐患，通过理论计算得到了二氧化碳气爆致裂工作面上隅角顶煤的影响半径，设计了相关爆破孔布置方案及参数，开展了数值模拟验证和现场工程应用。研究与应用表明，沿煤柱侧打设一列气爆孔对回采巷道煤柱侧顶煤进行液态二氧化碳相变气爆致裂后，气爆孔间的顶煤均进入塑性屈服状态，煤柱侧、跨中及回采侧巷道顶板的下沉变形不再呈现常规的下凸形式，临近工作面时回采巷道煤柱侧与跨中的顶煤下沉量基本相当且增加较明显；超前综放工作面回采巷道顶煤气爆致裂切顶技术较好地解决了上隅角顶煤悬顶问题。

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20. 基于投影轮廓法的镐形截齿峰值截割力模型研究

于聚旺, 刘成文, 邵乐飞, 黄逸哲, 段铭钰,

煤炭科技 2023, 44 (4): 72-.

摘要（44）

为精确预测镐形截齿峰值截割力，在考虑合金头、镐体结构和安装参数影响的基础上，采用改进的投影轮廓法，提出用于估算镐型截齿峰值截割力的理论模型。基于不同切削条件下的实验结果，通过引入其他4个现有的理论模型作为对比，评估本文模型的峰值截割力预测性能。对比发现，该模型理论结果与试验值的相关系数最高，均方根误差最低，可以更准确地预测镐形截齿峰值截割力。

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21. 厚煤层巷道支护方案的改进与应用

郭艳军

煤炭科技 2023, 44 (4): 48-.

摘要（44）

北辛窑煤矿原有支护工艺存在顶板变形严重、支护工序多等问题，采用MSGLD-400/22(X)型细牙螺纹钢锚杆和快速整体式聚酯纤维网，并在该基础上利用FLAC有限差分软件开展了支护参数的分析与优化，确定了顶板锚杆长度为3 m、支护网度为1.1 m×1.1 m的支护方案。实际应用效果表明，新的支护方案能够控制顶板的下沉变形，显著提高了支护施工效率。

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22. 掘进巷道粉尘与瓦斯两相流动三维数值模拟

安勇, 曹明亮, 康建宏, 韩来颖,

煤炭科技 2023, 44 (4): 60-.

摘要（39）

掘进工作面作为煤矿井下重要的作业地点，良好的通风状况对于除尘和排瓦斯至关重要。基于粉尘与瓦斯气固两相流动理论模型，数值模拟不同风筒布置和不同风速情况下，粉尘和瓦斯在掘进巷道的时空运移规律以及最大浓度分布，定量比较不同送风参数对除尘和排瓦斯效果的影响，对局部通风机的布置和瓦斯治理具有指导意义。

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23. 基于RF算法的矿山生态修复成效评估模型构建及应用

王素伟, 周川, 巫长悦, 谭利丽, 李春利, 王力, 杨赟, 罗冬, 杨欢, 文敏, 刘凯,

煤炭科技 2024, 45 (1): 1-.

摘要（23）

为了客观评估矿山生态修复效果，设计了一种基于随机森林(RF)算法的评估模型。该模型根据矿山生态用地面积、群落垂直结构、归一化植被指数(NDVI)、与周边地类一致性等17个评价指标，采用信息量法确定各指标的权重，利用随机森林算法对已修复矿山图斑进行分类。通过五折交叉验证(CV),检验了指标的合理性和模型精度。研究结果表明，该模型能够较好地反映重庆市已完成生态重建类矿山的修复成效，契合度可达80%,修复2年后的矿山图斑契合度可高达92%及以上。本文提出的基于随机森林(RF)算法的评估模型构建方法，可为重庆丘陵山区以及其他区域的矿山生态修复评估和治理提供参考。

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24. 张双楼矿24901工作面复合水害评价与综合防治水对策

宋正宇, 孙延琛, 肖青, 陈天赐, 李南骏, 徐智敏,

煤炭科技 2024, 45 (2): 1-.

摘要（16）

矿井突水是煤矿生产过程中最具威胁的灾害之一，工作面回采前需对面临的水害威胁进行综合评价与治理。以张双楼煤矿24901工作面为例，针对研究区面临的西翼采区底板四灰高承压、断层及陷落柱构造发育、底板四灰富水差异大等水文地质问题，通过开展四灰含水层分阶段井下放水试验、老空水现场钻孔探放、陷落柱物探钻探综合探查、室内分析测试和理论分析，揭示研究区底板四灰岩溶发育与富水规律，查明老空水积水位置、积水量以及陷落柱发育范围、导(含)水性等，并提出了老空水、西翼底板四灰、陷落柱及断层构造等复合水害综合防治技术体系。相关研究成果揭示了东部矿区普遍面临的煤层底板灰岩水及构造水等水害特征，可为研究区及相似开采条件下矿井防治水工作提供一定的理论及工程依据。

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25. 闭坑煤矿矸石山周边农用地土壤—小麦重金属污染特征

鞠倩, 马荣, 刘威, 王彦君, 章梅, 何建国,

煤炭科技 2024, 45 (2): 9-.

摘要（11）

以皖北煤电某闭坑煤矿矸石山周边农田为研究对象，通过采集矸石山4个方位300 m范围内的土壤和对应的小麦样品，分析土壤重金属含量、空间分布特征以及小麦不同器官中重金属含量变化及迁移特征，根据小麦中金属含量建立了根系—茎—籽中重金属的迁移转化回归模型。研究结果表明：土壤中Cd、Hg、As、Cr、Ni、Cu、Zn等元素重金属含量均值均低于国家土壤二级标准；矸石山周边农地土壤重金属含量随迁移距离的增加整体呈下降趋势；小麦各器官中，籽实中Zn含量最高，杆径中Hg含量最高，As、Pb、Cr和Ni主要赋存于根系中，小麦中Cu和Zn迁移能力较强。根据小麦的根—茎—籽体系线性回归模型发现，Cu和Zn有着较强的迁移能力，Cr、Hg、Pb和Ni迁移能力较弱，As迁移能力极弱。

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26. 东胜煤田巴音陶勒盖勘查区煤层及聚煤环境分析

俎新许, 陈倩倩, 李锋, 刘明明,

煤炭科技 2024, 45 (2): 15-.

摘要（10）

巴音陶勒盖勘查区位于东胜煤田北部，侏罗系中下统延安组为本区含煤地层，按沉积旋回和岩性组合特征，自上而下可划分为3个岩段4个煤组。以东胜煤田巴音陶勒盖勘查区资料为基础，对勘查区煤层和聚煤环境进行综合研究表明，区内沉积环境以河流—三角洲相为主，伴有滨湖、浅湖和滨湖—泥炭沼泽相，局部发育半深湖相—深湖相。煤层发育严格受沉积环境的控制，区内形成了可对比煤层11层、可采煤层7层。

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27. 冻融作用下锚固裂隙岩体力学响应研究综述

张新宙, 李聪, 吴亮亮, 谢天, 赵凯艺, 蔡玮珍, 张荣堂,

煤炭科技 2024, 45 (2): 19-.

摘要（5）

冻融循环作用下锚固岩体力学响应与裂隙岩体存在显著区别，研究锚固岩体冻融力学响应对寒区锚固边坡长期安全控制具有重要意义。在裂隙岩体冻融响应研究的基础上，综述了冻融循环作用下裂隙边坡锚固岩体力学响应行为研究进展；从裂隙冻胀力、锚固结构预应力等方面综述了锚固岩体对冻融作用的力学响应研究成果；对锚固岩体冻融力学响应问题研究的发展趋势进行了展望，并指出冻融条件下锚固岩体中冻胀力与锚固力的演变规律是下一步研究的重点。

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