煤炭科技

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1. 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（218）

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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2. 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（213）

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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3. 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（206）

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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4. 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（179）

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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5. 特厚煤层卸压瓦斯定向钻孔精准抽采关键技术研究

刘金虎

煤炭科技 2024, 45 (6): 1-.

摘要（124）

针对某矿近距离煤层群开采瓦斯防治难题，研究了特厚坚硬煤层卸压瓦斯定向钻孔精准抽采关键技术，优化了定向长钻孔抽采突出煤层卸压瓦斯技术参数，确定了卸压后采空区高浓度瓦斯的富集区域。根据煤层群开采顺序，建立了煤层群定向高位长钻孔、普通钻孔及地面钻井的联合、立体瓦斯抽采体系，确保了煤层群的安全开采。

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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（115）

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. 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（111）

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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8. 新时期煤矿机械化与智能化发展现状及协同路径探讨

时宝, 韩浩亮, 庞博, 包若羽, 刘懿, 伦嘉云

煤炭科技 2024, 45 (3): 1-.

摘要（111）

煤矿机械化与智能化的协同发展是推进煤炭生产方式和发展模式深层次变革的重要方式。为了深入探讨我国煤矿机械化与智能化的协同发展路径，阐述了我国煤矿机械化与智能化发展现状，分析了煤矿机械化与智能化发展过程中所面临的地区机械化程度发展不均衡、智能化开采受复杂地质条件制约等问题，并提供了相应的解决方案。在此基础上，探讨了煤矿机械化与智能化协同推进路径。

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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（108）

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. 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（107）

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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11. 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（107）

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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12. 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（106）

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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13. 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（103）

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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14. 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（103）

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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15. 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（102）

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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16. 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（95）

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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17. 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（94）

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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18. 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（93）

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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19. 倾斜软煤层综放工作面初次“见方”回风巷矿压显现研究

张嘉岿, 李铁, 彭湃, 雷鸣, 李晓璐, 宁杉,

煤炭科技 2024, 45 (4): 1-.

摘要（93）

孟家窑煤业于11501工作面开展倾斜软煤层赋存条件下留设15 m区段煤柱试验，自工作面初次“见方”后，该工作面回风巷超前工作面一定范围内变形异常，且时常伴有异响。针对这一问题，以11501工作面初次“见方”期间工况为研究背景，采用3DEC数值模拟软件建立11501工作面回采数值模型，分析了11501回风巷在工作面初次“见方”前后的矿压显现规律，从矿压角度解释了工作面初次“见方”期间回风巷内异响来源。结果表明，11501工作面超前支承压力影响范围为50～70 m,在来压期间回风巷下帮、顶部、上帮变形速率明显加快，并且出现非均匀变形；工作面“见方”期间，受采动影响采空区已破断直接顶再次破裂是回风巷异响的主要原因，受其影响11501回风巷出现下帮顶角下沉、下帮外鼓变形、托盘内陷于煤体、钢带崩断等现象。针对该问题，提出了11501回风巷非均化补强支护措施，并取得较好的应用效果。研究成果为11501工作面后续回采工作中维护回风巷提供了科学依据，可为相似倾斜软煤层赋存条件矿井提供借鉴。

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20. 粉煤灰基矿用注浆材料的研制及其性能影响因素研究

司志群

煤炭科技 2024, 45 (5): 1-.

摘要（93）

为了实现煤电固废粉煤灰的就地资源化利用，以粉煤灰和水泥作为主要原材料，辅以硅粉为增强剂、水玻璃和氯化钙为活性激发剂，研制了粉煤灰基矿用注浆材料。同时，以水灰质量比、硅灰掺量、水玻璃掺量等主要因素作为变量，围绕材料注浆作业中关键的黏度、初凝时间以及早期强度性能，采用控制变量法研究了各因素对于材料各性能的影响规律。以粉煤灰基矿用注浆材料的研制为基础，深度开展该材料的性能研究工作，可以为煤基固废利用、矿山注浆材料选型及研制提供相关经验。

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21. 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（91）

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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22. 智慧矿山中无人驾驶技术发展趋势研究与总体设计

王伯君

煤炭科技 2024, 45 (5): 24-.

摘要（89）

近几年新兴企业与科技发展迅猛，无人驾驶技术正广泛应用在露天煤矿领域。露天开采是以剥采为核心、搬运为纽带的大型生产企业，设备使用率与生产组织水平一定程度上决定了企业效益。新一代无人驾驶技术包含无线通信技术、高精度定位技术、智能车载终端装备以及线性规划理论。智慧矿山无人驾驶技术需要进一步提升精确定位技术、物料危险源感知技术、多方无线通信技术以及协同作业技术发展趋势。分析了国内外露天矿无人驾驶技术现状，详细介绍了露天矿无人驾驶矿车关键技术，包括毫米波与激光雷达、红外超声波技术以及视觉感知、4D光场景感知分析等技术的优缺点，以多传感器高度融合车辆全天候环境感知作发展方向，通过对比惯性导航、GNSS差分感知、车联网定位、电子地图与视觉传感器融合，结合露天矿开采自身局限性，提出露天矿无人驾驶方案与矿山标准化工作流程有机结合，最终实现矿区运输矿车无人驾驶。目前，国内无人驾驶技术研究主要停留在路径跟踪、安全通行、辅助决策等具体控制方法上，不足以支撑整个矿区运输系统常态化运行。针对该问题，提出了一套工程技术解决方案，包括云控中心、边缘侧、智能终端3个方面，具体包括：车辆无人驾驶、云控调度平台、无人运输仿真、远程应急接管系统、健康管理、协同作业管理与定位通信。露天矿无人驾驶卡车可实现障碍物感知、智能决策、路径规划、高精定位、精准控制等功能。

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23. 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（86）

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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24. 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（83）

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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25. 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（82）

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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26. 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（78）

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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27. 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（75）

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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28. 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（72）

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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29. 大倾角煤层采后地下水系统状态及其修复方案

黄祥宽, 黄卫平

煤炭科技 2024, 45 (5): 6-.

摘要（71）

运用地质学、采矿学和水文地质工程技术理论，通过对大倾角煤层采后围岩扰动非对称性的认识，研究分析其采后地下水系统呈现水平顺层、倾斜顺层、水平越层、垂向越层等多种水力联系形式，尤其以垂向水力联系方式，加剧了侵蚀基准面以上的地下水往侵蚀基准面以下的流失。借鉴保水采煤和注浆截堵的技术，首次提出对大倾角煤层采后地下水系统的修复技术方案。在非关键区域优先考虑自然修复，将各水平隔离带视为重点区域实行工程修复，实现地下水系统的小区修复促进大区域的恢复。特别是平硐水平，应首先进行工程修复，以尽快促进侵蚀基准面以上的地下水系统的恢复。在工程修复方面，主要采取注(灌)浆截堵法，实行上行修复或下行修复以及2种方式的结合，对煤层采空区冒落充填段、顶底板岩层破坏扰动段，逐层逐段注(灌)浆，加固改造后，沿水平隔离煤柱带形成水平隔(阻)水带，减少地下水系统的垂向水力联系。并对今后的研究和实践方向提出了建议。

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30. 钻孔循环注热煤层巷道围岩水渗流场变化规律

李茂林

煤炭科技 2024, 45 (5): 12-.

摘要（69）

基于渗流力学、传热学等理论，建立了流热耦合数值计算模型，针对不同注热钻孔封孔深度条件下，采用单一钻孔间歇注热及相邻钻孔交替注热的2种方式进行注热时，煤层巷道围岩水渗流场变化规律开展数值模拟研究。研究表明，采用单一钻孔循环注热时，随着注热循环次数增加，煤层流体压力由钻孔向两侧逐渐传递。在抽采过程中，煤层流体压力峰值转移到钻孔两侧，在靠近巷帮的区域，高流体压力区域随着封孔深度的减小而增加。采用相邻钻孔交替注热时，巷道围岩压力峰值在两个钻孔处交替出现。随着注热次数的增加，升压范围不断扩大；注热钻孔的间距越大，煤层中流体高压力区域范围越大。随着封孔深度的减小，煤层中应力集中区内的高流体压力区域增大。巷道围岩热水泄漏风险随着注热循环周期的增长、封孔深度的增加而减小；在相同封孔深度与注热循环周期条件下，热水泄漏风险大小依次为：单一钻孔循环注热<相邻钻孔交替注热(间距2 m)<相邻钻孔交替注热(间距4 m)。

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31. 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（69）

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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32. 膏体充填工作面围岩支护强度研究

张慧军, 杨振峰, 刘丹卓, 牛丽菊

煤炭科技 2024, 45 (5): 19-.

摘要（68）

充填开采过程中保持周边围岩稳定是煤矿安全生产的重要保障，为了探究膏体充填工作面围岩所需支护强度，以高河能源E1302上分层膏体充填工作面实际情况为例，运用理论分析结合现场实测的方法，对工作面充填开采期间回采巷道表面位移情况展开研究分析，最终得出有效的稳定膏体充填工作面周边围岩所需的支护强度数值。研究为同类充填开采项目的支护设计研究提供了依据。

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33. 条带膏体充填开采方案设计与研究

张睿, 张瑞龙, 郎鹏程,

煤炭科技 2024, 45 (4): 16-.

摘要（67）

煤矿呆滞资源的回收尤其是建(构)筑物下、铁路下、水体下的压覆煤炭资源和边角煤的解放与再回收，成为我国煤矿开采亟待解决的难题，具有支撑柱不易风化、压缩率小、充填成本较低、适用条件广、采出率高的条带膏体充填开采技术，正日益凸显其在回收“三下”呆滞资源的技术与经济优势。针对条带充填开采设计过程中面临膏体充填方法的选择、条带充填开采顶板稳定性设计、充填开采工艺设计问题；采用理论分析将条带膏体充填与综采膏体充填作对比，突出条带充填开采的工作面布置灵活等特点；采用极限强度理论、固支梁理论、比涅乌斯基公式结合赫斯特里测试验与现场强度转换原理等理论计算与分析方法，对条带开采尺寸、条带支撑强度、充填体设计强度等充填开采相关参数设计提供解法。根据现场生产经验，对条带可采工艺、条带支护、条带端头隔离等工艺流程给出解答，为条带膏体充填方案设计提供了一种解决方案。

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34. 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（67）

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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35. 综合物探在小窑巷道探查中的联合应用

王培生

煤炭科技 2024, 45 (6): 7-.

摘要（67）

小窑巷道的探查历来是工程施工的难点。由于小窑开采资料的不完整及管理的缺失，导致探查小窑巷道的成本大大增加，稍有不慎甚至会为上方承建的建筑物带来安全隐患。针对小窑巷道探查的难点，采用反磁通瞬变电磁法与地质雷达法相结合的综合物探方法，对某场地内塌陷区进行探查，通过综合物探的解译及建立三维地球物理模型，查明了小窑巷道的走向及埋深位置，并通过钻孔及孔内成像技术进行了验证，为后期场地采空区治理提供了依据。探测结果表明，综合物探方法对浅部小窑巷道的探查具有快速、高效的效果，对解决类似的地质灾害问题具有借鉴意义。

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36. 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（65）

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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37. 塔山煤矿特厚煤层综放面顶煤冒放性研究

陈晓伟

煤炭科技 2024, 45 (5): 32-.

摘要（60）

为研究特厚煤层综放工作面顶煤冒放性，结合塔山煤矿10501工作面5号煤层的开采条件，分别从埋深、煤体强度、煤体裂隙发育程度、夹矸强度和厚度、采放比等方面分析了顶煤冒放性的主要影响因素，数值模拟了2号和5号煤层采动对顶煤破碎效果的影响。根据理论分析、数值模拟结果，采取相应措施后，夹矸破碎程度高，顶煤冒放性好，达到了预期工程效果。

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38. 采空区垮落煤岩体净化效能时空演化规律研究——以凌志达煤矿为例

杨鹏飞, 刘锞锐, 王档良, 王允卿, 司湘, 杨道坤,

煤炭科技 2024, 45 (4): 9-.

摘要（58）

采空区地下水库的建设对矿井水资源的利用意义重大。随着矿井水通过垮落煤岩体，水中悬浮物会产生迁移与沉积的现象，从而影响采空区垮落煤岩体的净化效能，进而影响采空区地下水库的净水能力和使用年限。采用考虑源汇项的水动力弥散方程作为描述悬浮物在采空区垮落煤岩体中迁移与沉积过程的数学模型，研究了悬浮物浓度随采空区内流程长度的变化规律，预计了凌志达煤矿采空区地下水库的使用年限，并分析了滞留因子对采空区地下水库使用年限的影响，可为评估采空区地下水库使用年限提供理论依据。

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39. 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（57）

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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40. 深部开采超宽工作面覆岩运移破断规律研究

张乐强, 王伟, 刘晓彤, 冯昌如, 朱昊,

煤炭科技 2024, 45 (4): 26-.

摘要（56）

以高家堡煤矿4号煤层赋存条件为背景，采用理论分析、数值模型模拟相结合的方法，对4号煤上覆岩层中关键层位置进行了判别，明确了加长工作面的来压步距，研究了工作面长度分别为120、140、150、180、200、260 m条件下的覆岩运移特征。结果表明：工作面上覆岩层中包含6层关键层，且距4号煤上108 m处的复合岩层为主关键层，基本顶为包含粗粒砂岩、泥岩、中粒砂岩和粉砂岩在内的复合岩层1且为亚关键层，当工作面进行开采后，关键层以下所有亚关键层均发生破断。理论计算与数值模拟所得的工作面初次来压步距均在为50 m左右，周期来压步距均在20～25 m,与实际情况相符合。不同工作面长度的覆岩运移分布状态基本相同，且随着工作面长度的增加，采空区中部位移变化量最大，由7.72 m增加到7.81 m,而工作面两端覆岩运移量变化并不明显。研究结果可为工作面安全高效回采、矿井接续工作面面长设计布置提供有效借鉴，具有重要的现实生产指导意义。

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41. 低位综放工作面提高顶煤回采率的放煤方式优化

邢萌, 王鹏宇,

煤炭科技 2024, 45 (4): 21-.

摘要（53）

针对古城煤矿低位综放工作面顶煤回采率低的问题，以S1306低位综放工作面为背景，分析了现有放煤方式。首先，通过建立不同放煤方式与放煤口长度的PFC数值计算模型，分析了不同放煤口长度以及相同放煤口长度、不同放煤方式下顶煤回采率；其次，提出了双口间隔动态放煤方式，对比分析了单口顺序放煤、双口顺序放煤以及双口间隔动态放煤的顶煤回采率；最后，研究了不同采放比对3种放煤方式顶煤回采率的影响。研究表明：低位综放工作面顶煤回采率随着放煤口长度的增大而逐渐减小；放煤口长度一定时，单口顺序放煤顶煤回采率大于双口顺序放煤的顶煤回采率；双口间隔动态放煤顶煤回采率相较于单口顺序放煤提高了约8.44%,放煤时间节省了46%,且放煤均衡性优于单口顺序放煤与双口顺序放煤；双口间隔动态放煤和单口顺序放煤的顶煤回采率均随着采放比的增大而增大，当采放比小于1∶1时，双口间隔动态放煤顶煤回采率大于单口顺序放煤方式，当采放比大于1∶1时，两者之间差距明显减小，但双口间隔动态放煤的时间大大缩短。因此，双口间隔动态放煤方式结合了低位综放工作面条件下单口放煤方式顶煤回采率高和双口放煤方式放煤时间短的优势。

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42. 地质灾害工程中勘察设计工作难点探析

杨中强, 申燕

煤炭科技 2024, 45 (6): 29-.

摘要（52）

地质灾害如地震、滑坡和泥石流等对人类社会造成的威胁随城市化进程加速而日益加剧，勘察设计在防范和治理地质灾害中发挥着至关重要的作用。然而，勘察设计过程中面临的主要难点包括地质环境的多变性和复杂性，以及地质灾害预测和评估的不确定性等。这些挑战要求勘察设计人员在实地工作中综合考虑多方面因素，以确保能够在复杂地质环境中安全进行工程建设。基于实际经验，指出了地质灾害工程勘察设计中的问题，并提出了相应的改进措施，对于实际生产和行业的健康发展具有重要的意义。

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43. 核桃峪矿“三机”选型及应用实践

李晓伟, 刘程, 刘强,

煤炭科技 2024, 45 (6): 39-.

摘要（50）

随着综采放顶煤工艺的发展，工作面液压支架、采煤机、刮板输送机“三机”设备的成套化、智能化供给成了业内共识，这可以有效解决单机配套性不合理及通信协议不统一的矛盾。为此，通过研究“三机”设备的选型理论，结合核桃峪煤矿的周边矿井配套数据，确定了2804工作面“三机”设备型号及设备配置参数；单一厂家供货，可提升配套效率，也便于统一通信协议。同时，通过对开采过程中一些影响开采效率问题的解决及智能化应用的探索，稳定生产达到6刀/d。

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44. 不同温度变化下海测滩煤矿岩体物理力学特性分析

李波, 汪隆,

煤炭科技 2024, 45 (6): 20-.

摘要（45）

冻结状态下岩石的物理力学性能指标是冻结法设计的主要依据。以海测滩井田主、副井筒所穿岩层为研究对象，通过单轴、三轴压缩试验，研究了在-5、-10和-15℃3种不同温度下，中粒砂岩、泥岩以及粗粒砂岩的力学特性及破坏特征。研究结果表明，3类岩石的弹性模量和单轴抗压强度与温度呈负相关关系，泊松比与温度呈正相关关系；岩性较硬的中粒砂岩和粗粒砂岩三轴抗压强度随着温度的降低呈现出先增大后减小的趋势，而岩性较软的泥岩呈现出增大趋势；低温条件下，岩石三轴压缩试验的破坏特征主要是以斜向剪切为主。

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45. 烟气提水技术探究

杨金宝, 宋伟, 采有林, 秦省军, 霍兴甲

煤炭科技 2024, 45 (6): 25-.

摘要（44）

冷凝法烟气水回收技术包括直接冷凝法及换热器间接冷凝法。直接冷凝法的核心装置为喷淋塔及填料塔，在电厂中得到广泛应用，具有良好的社会效益和经济效益；换热器间接冷凝技术受酸露点的影响，主要采用氟塑料换热器。其他烟气提水技术还有TMC膜法、热泵法等工艺技术，因能同时提取烟气中的热量也获得了较为广泛的研究，但目前还没有在电厂中得到规模应用。

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46. 基于围岩变形破坏机理的巷道支护设计

袁立, 白伟, 冯磊,

煤炭科技 2024, 45 (6): 13-.

摘要（40）

由于近距离煤层开采影响，使得相邻煤层掘进期间顶板以及两帮的围岩变形严重。以韩城矿区下峪口煤矿21320工作面为背景，通过理论分析、数值模拟及现场实测对近距离煤层综采工作面顶底板及两帮破断特征进行研究。研究结果表明，上覆采空区压实区域底板13 m处垂直应力约为14.1 MPa,水平应力约为14.2 MPa,采空区边缘底板破坏深度最大为39.8 m,采空区底板沿水平面方向的最大破坏长度为102.27 m; 10 m煤柱在上保护层采空区和21320进风巷掘进的影响下，导致煤柱应力集中程度增大，采空区底板破坏深度为5～7 m; 21320工作面进风巷掘进后，与21318工作面采空区之间留设的10 m煤柱内大部分已被塑性区贯通。基于此，对原有方案进行优化，通过现场试验得到顶底板及两帮移近量均小于200 mm,大多时间内两帮移近量小于100 mm,说明21320进风巷在对巷道锚杆索支护排距进行放大后，对巷道不会产生较大影响，且可以缩短巷道的支护时间，增加巷道月进尺量。

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47. 立库式智能老化检测线的研究与应用

徐征, 陆亚青, 李龙

煤炭科技 2024, 45 (6): 34-.

摘要（37）

矿用隔爆兼本安型电源属于爆炸性气体环境用防爆电气设备，在国家标准GB3836中要求老化时间不小于48 h。由于隔爆电源质量较大，长期处于在地面铺开放置，由人工进行老化和检验。针对检验工作量大、检验效率低、自动化程度差等问题，设计一条立库式智能老化检测线，通过PAD扫码绑定、AGV产线转运、堆垛机进出库、上位机管理程控仪器检验，实现整条产线的全自动无人化。其中，堆垛机采用超薄叉齿设计，提高了空间利用率，解决了电源出入仓位的问题；托盘兼容性设计、探针式对接设计解决了柔性化检验的问题。检测数据的结构化和可追溯化提高了产线的信息化水平。

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