煤炭科技

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1. 架空乘人装置断绳抓捕器的设计研究

李明航, 侯紫清, 宋波, 宗曙光, 刘强, 张红伟, 赵艳芳

煤炭科技 2022, 43 (3): 54-.

摘要（586）

为防止架空乘人装置断绳事故的发生，设计了一种新型断绳抓捕器。使用ANSYA软件对新型断绳抓捕器进行静力学分析，使用ADAMS进行动力学仿真。搭建了试验台，通过实验得出断绳抓捕器的抓捕距离1.2～1.6 m,远小于安全距离3 m,该断绳抓捕器具有较好的断绳保护效果。

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2. 基于CT扫描的煤岩试件破坏加载速率效应数值模拟研究

任仰辉

煤炭科技 2022, 43 (3): 1-.

摘要（295）

加载速率效应是岩石力学和地质领域的研究重点之一。非均质结构与加载速率效应的耦合，将使得煤岩体呈现更为复杂的破坏特性。基于微焦点工业CT对煤岩试件进行了微米尺度上的扫描，构建了反映试件内部结构信息的三维数值模型，并导入FLAC3D软件进行了5种不同加载速率下(2.5×10-7、5.0×10-7、2.5×10-6、5.0×10-6、10.0×10-6 mm/step)的单轴压缩实验数值模拟。结果表明，5种加载速率下，弹性阶段的应力—应变曲线基本重合，但在荷载接近试件承载极限时，不同加载速率的应力—应变曲线变化明显，加载速率增大时，峰值应力相应增大，对应的应变值也增大，在一定范围内增大加载速率使得试件的承载能力有所提高。受材料非均质性影响，塑性区分布并不对称，且峰值应力后，加载速率对塑性区的分布影响更为明显。应力达到峰值前，剪切应变率较大区域均未贯穿试件，而加载速率越大，剪切带形状越趋于不规则；应力达到峰值后，加载速率越大，试件破坏越突然，破坏形式也更复杂。

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3. 基于EW-IAHP的煤层底板突水危险性评价

冯雁飞, 吴鹏, 苏慧

煤炭科技 2023, 44 (2): 1-.

摘要（161）

在目前的煤层底板突水评价应用中，选定影响突水的主要控制因素权重值对底板突水评价及预测有着重要作用。在传统的脆弱性指数法应用中，主控因素权重通常采用单一的权重确定方法，评价结果主观随意性强，无视数据本身的客观环境；或者客观性强，不能体现决策者对不同主控因素的重视程度，都会影响评价结果的全面、客观。考虑指标数据之间内在规律的客观赋权法和专家经验对主控指标考量的主观赋权法，采用改进的层次分析法(IAHP)与熵权法(EW)综合确定权重，与脆弱性指数法进行耦合，对煤层底板突水进行危险性评价。结果表明，潘家窑井田5号煤层底板突水危险区面积占比为25.73%,研究区断层较为发育，对煤层底板突水起控制作用。评价结果有效提高了预测精度，对潘家窑井田的安全生产有较好的指导作用。

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4. 煤氧化混合气体在煤孔隙结构中的运移机制实验研究

于涛

煤炭科技 2023, 44 (2): 48-.

摘要（143）

煤自燃氧化产生的混合气体在煤体中的流动对于准确评估内因火灾风险状态具有重要意义。基于此，通过煤样自加热氧化及混合气体渗透试验系统，测试分析了煤样的氧化气体成分，并且分析了混合气体通过吸附渗透煤柱的运移效果。研究结果表明，CO2、CO及不饱和烃的浓度随着温度的升高呈规律性增大，而饱和烃浓度随着温度的升高没有规律性。吸附渗透煤柱入口和出口处的气体浓度随煤和气体分子的性质而变化，同时采用渗透率来表征气体在煤体中的运移特征。C3H6和C2H2渗透率较低(低于0.7)的原因是煤体对气体吸附过程的结果。而气体(CO和H2)临界温度越低，该气体在煤体中渗透率越高(超过0.9)。

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5. 煤矿井下注浆用高吸水材料的对比优选研究

王冕, 黄继磊, 王世杰, 周银波

煤炭科技 2022, 43 (3): 24-.

摘要（143）

煤矿井下采空区注浆防火是保障安全开采的重要工作，但在大倾角或冒落带空隙较大时浆液扩散不充分，容易发生浆液流失。为提高采空区的注浆效果，研究分析2种高吸水材料对黄泥浆的改性特点。研究结果表明，H700型吸水材料吸水能力和保水能力强，添加后黄泥浆流变性发生改变，表观黏度提升，可有效降低浆液的流动能力。H700型吸水材料较为适合在煤矿井下应用，且质量浓度为0.4%,实践应用表明高吸水材料在煤炭自燃防治工作中具有较强的应用价值。

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6. 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（135）

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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7. 小煤柱工作面低位放顶煤技术覆岩运动与变形控制研究

雷明

煤炭科技 2022, 43 (3): 29-.

摘要（134）

为揭示中深度埋深厚煤层低位放顶煤小煤柱工作面开采过程中覆岩运动规律，通过解读相似模拟理论，充分利用实验设备尺寸，综合现场生产流程，获得最佳模拟方案。具体做法：利用模拟理论与实际生产相互转换，运用相似材料的锚杆、锚索和护表体系等搭配组合成常规支护体系，将其应用于小煤柱巷道，发现存在的问题缺陷，并制定针对性的补强支护措施，同时在晋能控股煤业集团某矿进行生产实践。现场监测显示，巷帮峰值移近量1 188 mm,煤柱应力呈先升后降趋势，峰值近22 MPa,且浅部应力具有滞后性，充分发挥煤柱自承作用，满足生产需求。

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8. 煤矿开采区块综合评价与判识研究——以口孜东矿13-1煤层为例

李宏泽, 丁海, 詹润, 孙贵, 韩峰, 刘传泽

煤炭科技 2023, 44 (1): 1-.

摘要（134）

为有效指导煤矿安全、高效开采，建立了矿井开采区块综合判识研究方法。以淮南煤田口孜东矿13-1煤层为例，选取构造、水害与瓦斯灾害作为一级评价指标，基于GIS平台分别建立了矿井地质构造复杂程度灰色模糊模型、顶板突水脆弱性指数模型、瓦斯突出变权TOPSIS模型及其相应数据库。以上述综合评价模型为基础，采用GIS重分类与图形层次叠加功能，将13-1煤层划分为了不利、威胁、可改造、较有利与有利开采区5个等级，其判识结果可为矿井煤炭开采规划与防灾减灾工作提供科学依据。

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9. 大埋深小煤柱沿空巷道掘进期间锚杆(索)工作性能研究

杜勇, 张继华, 冯旭阳

煤炭科技 2022, 43 (3): 7-.

摘要（131）

以袁店一井煤矿大埋深小煤柱沿空掘巷为工程背景，为了解决大埋深小煤柱沿空巷道围岩剧烈变形破坏的难题，提出了以“强化沿空侧顶板支护”为核心的沿空巷道掘进支护模式，利用FLAC3D软件建立了典型沿空巷道围岩控制技术的数值模拟方案，分析了大埋深小煤柱沿空巷道变形破坏模式，研究了以“强化沿空侧顶板支护”为核心的沿空巷道掘进支护技术方案下锚杆锚索稳定性，并且在袁店一井煤矿1037工作面风巷进行了现场试验，引入锚杆锚索无损检测技术对沿空巷道锚杆锚索监测，后续监测表明支护效果良好，切实解决了大埋深小煤柱沿空巷道掘进期间锚杆锚索稳定性控制难题。研究成果对于指导大埋深小煤柱沿空巷道掘进期间锚杆锚索稳定性控制具有一定的理论与工程意义。

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10. 基于钻孔应力法的巷道卸压带宽度考察研究

姚学庆, 郭艳飞

煤炭科技 2022, 43 (3): 19-.

摘要（122）

为了进一步提高巷道卸压带宽度考察的准确性，解决瓦斯参数法测定结果差异不明显、区分卸压带范围困难的难题，基于煤层巷道围岩应力动压变化特征，提出利用钻孔应力法进行卸压带宽度测定，并在赵固二矿14030回风巷开展现场试验。实验结果表明：煤层巷道成巷后，围岩应力处于动压变化状态，在巷道不同深度处安装钻孔应力计，可观测到较为明显的应力变化，实现对巷道卸压带宽度测定的目的；利用钻孔应力法考察赵固二矿14030回风巷距巷帮15 m位置为卸压区、18 m位置进入应力集中区、21 m位置为原始应力区；采用瓦斯含量法、钻屑法同步考察，验证了该方法测定结果的可靠性，为巷道卸压带宽度考察提供借鉴。

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11. 特厚煤层综放工作面放煤工艺优化研究

杨海阁, 贺鹏,

煤炭科技 2022, 43 (3): 13-.

摘要（121）

为提高塔山煤矿特厚煤层综放工作面顶煤回收率、降低含矸率，以8310工作面为背景，采用数值模拟和现场试验相结合的方法，用CDEM离散元软件分别建立单轮顺序放煤、单轮间隔放煤、分段间隔四级放煤和分段间隔三级放煤数值模型，分析对比4种不同放煤方法的特点及放煤效果，并进行了现场验证。结果表明，采用分段间隔三级放煤法的放煤效果最好，提高了工作面顶煤回收率及精煤产出率，为类似条件综放工作面提供理论与实践依据。

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12. 浅埋深薄基岩软岩条件下工作面巷道支护优化研究

尚玉强, 许兴亮

煤炭科技 2022, 43 (3): 62-.

摘要（120）

针对浅埋深软弱破碎顶板巷道支护困难的问题，以新矿集团伊犁四矿21113工作面回风巷为例，围绕巷道特征、煤（岩）赋存、地质构造、围岩结构和地应力等进行分析，运用FLAC3D软件对围岩应力及位移演化特征进行模拟，对比分析了21113工作面回风巷顶部分别采用锚杆锚索支护和全锚索支护时的巷道围岩位移、应力变化特征及塑性破坏情况，确定采用锚杆锚索优化支护方案，取得预期效果。

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13. 白洞煤矿安全风险辨识评估及应对策略

张润涛

煤炭科技 2022, 43 (3): 94-.

摘要（111）

利用作业条件危险性评价法对白洞矿井进行安全风险辨识评估，共辨识出7类69项安全风险，并有针对性地采取了应对策略，使得各类安全风险可防、可控，提升了矿井安全管理水平，促进了矿井安全生产，取得了明显的安全效果，对于其他矿井的安全管理工作具有借鉴意义。

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14. 基于蒙特卡洛算法的裂隙岩体注浆扩散模拟

孙兴平, 陈建本, 侯俊友, 罗勇, 刘靖毅, 杨战标

煤炭科技 2022, 43 (3): 68-.

摘要（102）

裂隙岩体注浆扩散过程关系到注浆加固效果以及岩体稳定性评价，研究旨在提出一个反映裂隙场对注浆扩散影响规律的数值模型。基于平煤股份八矿钻孔窥视和工程地质资料，分析裂隙场统计分布规律。采用有限元计算软件COMSOL对不同裂隙长度、裂隙间距和裂隙开度情况下的注浆进行建模计算分析，通过蒙特卡洛随机算法重构二维随机裂隙场，建立随机裂隙岩体注浆数值分析模型，对巷道裂隙围岩注浆迁移扩散过程以及胶结加固进行模拟分析。模拟结果表明，浆液的扩散距离随时间的增大而增大。但裂隙网络的非均质性对浆液的扩散速率和范围变化有决定性影响，并使得浆液在5～8 m范围内形成注浆加固区域，有效改善了围岩稳定性，这与深部破碎围岩注浆加固实际情况基本一致。因此，新模型不仅可以很好的重构围岩裂隙分布特征，还可以更真实的反映裂隙场对注浆加固影响。

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15. 张双楼煤矿延期拆除7201工作面综合防灭火技术研究

段晓平, 魏连江

煤炭科技 2022, 43 (3): 100-.

摘要（102）

张双楼煤矿7201工作面回采结束后，因工程需要矿井在未回撤工作面支架的情况下对其进行封闭，后期恢复工作面通风，进行支架拆除，但自封闭到拆除支架的时间超出了煤层自然发火期。为确保拆除工作面支架期间的采空区防灭火安全，统计了7201工作面采空区遗煤分布、水文地质、自然发火规律、煤自燃气体指标等参数，并对各个参数进行的全面分析，找出了以CO指标预警煤自然的主控因素。采取构筑挡风墙、密闭墙等通风设施，减少采空区漏风，同时采取向采空区注普瑞特I型防灭火材料、MEA-1型灭火剂等防灭火措施，在超过煤层自然发火期的情况下，杜绝了采空区遗煤氧化自燃。

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16. 不同防漏风形式下Y型通风风流场研究

王炯, 吕邦国, 宫伟力, 陈旭

煤炭科技 2022, 43 (3): 47-.

摘要（98）

为研究Y型通风采煤工作面不同防漏风形式下的风流场，以张集煤矿1613A工作面为工程背景，通过Fluent数值模拟说明了沿空留巷段在不防漏风、侧面防漏风、侧面顶板共同防漏风3种措施下，留巷侧面与顶板的漏风情况，并探究风流场的分布规律与采空区“三带”分布规律。模拟结果表明，在无防漏风措施时，留巷段前80 m漏风严重；留巷侧面的防漏风措施可以大大减小漏风速度，并阻止留巷位置的气流从水平方向渗流向采空区，但气流仍能通过顶板向采空区渗流；在留巷侧面与顶板共同防漏风情况下，留巷无漏风现象，但在进风巷和工作面交界处会形成新的漏风通道，使工作面附近采空区内漏风增大。研究成果为张集矿制定沿空留巷防漏风措施、提高风流效率提供了科学依据。

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17. 侵蚀构造影响下的煤层自然发火特性研究

姚奇龙, 吴长艳

煤炭科技 2022, 43 (3): 42-.

摘要（98）

为全面掌握大同地区开采下部石炭系煤层中经常遇到的侵蚀构造影响下煤层自然发火特性，通过综合实验研究分析了煤自燃基础特性。以马道头等矿井为研究背景，通过对其煤层中赋存原生气体的种类、含量进行分析，尤其对原生CO的产生、赋存进行了分析研究，确定了煤自然发火的标志性气体指标和相关参数；同时研究分析了煤受浸水或过火(二次氧化)影响后，煤自然发火特性的变化。研究结果为相关矿井防灭火措施的制定提供了依据。

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18. 强冲煤层临空掘巷支护技术研究及参数优化

俞卫星, 刘深, 周钰杰

煤炭科技 2023, 44 (1): 7-.

摘要（97）

针对矿井临空巷道掘进期间受冲击地压显现影响，巷道支护时常被破坏的问题，通过实验室实验、现场测试对煤岩扩容硬化及巷道围岩变形进行了分析计算，并采用松动圈理论和组合拱理论对锚杆(索)长度、直径及间排距、数量等支护参数进行优化设计，提高了巷道支护强度。经现场应用，巷道位移量、破坏程度及锚杆、锚索断裂数量均得到了很好的控制，巷道抗冲击能力得到显著提升。

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19. 新疆准东二矿分层开采巨厚煤层冲击危险性评价

胡云飞, 邱进伟, 薛建秋

煤炭科技 2022, 43 (6): 79-.

摘要（94）

针对新疆准东二矿B1煤层具有强冲击倾向性的特点，采用综合指数法对其冲击危险性进行了评价。结果表明，准东二矿B1煤层冲击地压危险指数范围均为0.25<Wt≤0.5,属于弱冲击危险。UDEC2D数值模拟分析表明，一分区终采线距离两侧大巷不能少于70 m,以免采动应力和煤柱峰值应力叠加诱发冲击地压，且对于一分区三条煤层大巷掘进期间应加强顶板控制，监测到冲击危险时应及时进行卸压解危。研究对于新疆准东二矿冲击地压防控具有良好的指导作用。

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20. 液压支架顶梁和掩梁检修平台设计与应用

梅瑞

煤炭科技 2022, 43 (3): 59-.

摘要（88）

液压支架在综采工作面长期使用过程中，各结构部件均存在不同程度的损坏。综采工作面开采结束后，需将液压支架升井并对液压支架各连接销轴、主要结构部件及液压系统进行维修，之后再将完好的液压支架投入到新的采煤工作面中使用。为了检修液压支架侧护板及附件，根据液压支架结构特点及现场维修的实际情况，设计出一台液压支架维修平台，可将侧护板安全拆解及安装，从而进行侧护板及附属配件的维修，并能应用于所有液压支架侧护板的维修。该平台大幅节约了作业时间，提高了工作效率，并显著降低了劳动强度。

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21. 矿井永久密闭技术现状与展望

暴晓庆, 刘笋, 马旭, 高蕾, 时国庆

煤炭科技 2022, 43 (3): 36-.

摘要（87）

总结了我国现有矿井采空区和巷道永久密闭技术，分析了常用无机材料充填密闭、有机材料充填密闭和混合材料充填密闭的特点和局限性，继而从复合新型充填材料、快速支模新工艺和轻型泵送充填新设备三方面展望了永久密闭技术的发展趋势，为相关研究提供借鉴和参考。

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22. 钢丝绳张力监测系统的图像处理功能设计研究

赵鑫, 冯敬培

煤炭科技 2022, 43 (3): 75-.

摘要（86）

为探究多绳摩擦式提升机张力监测系统中视频信号的提取和利用，根据煤矿现场情况设计多绳摩擦式提升机张力在线监测系统的图像处理功能，根据弦绳和垂绳2部分进行设计，建立弦绳振动模型，将模型输入至系统中，模块匹配利用模型对图像进行筛选和处理。在提出图像信息的过程中，伴有噪声的影响，对信息提取具有干扰性。通过图像滤波法进行降噪，提高了多绳摩擦式提升机张力监测系统图像获取的准确性，降低了提升机生产中的安全隐患。研究对矿山提升系统安全可靠运行具有重要意义。

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23. 高应力回采巷道变形特征及数值模拟

陈泽年, 徐景果, 张鹏, 郭伟,

煤炭科技 2023, 44 (2): 7-.

摘要（86）

以陕西彬长文家坡矿4106运输巷为工程研究背景，结合室内岩石力学实验、FLAC3D数值模拟、工程试验等多种研究方法，基于围岩工程力学理论，研究了支护参数优化后确定间排距下的巷道围岩应力、应变以及巷道位移量情况，并分析了支护及锚固效果。结果表明，应力增高区均发生在巷道肩窝和底脚，应力降低区则出现在巷道顶底板及两帮；竖直方向巷道最大位移量为6.46 mm,水平方向为3.62 mm,分别出现在巷道正中央和中下部；顶底板闭合量和两帮收敛量均较小，均在可控范围之内，优化后支护参数能有效控制巷道围岩变形。但是，通过工程效果检验得知，支护参数存在过度支护现象，应该对巷道予以合理性支护处理，充分发挥锚杆(索)主动支护作用。

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24. 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（84）

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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25. 定向钻孔消突技术在掘进工作面的应用

刘建华, 赵华军

煤炭科技 2022, 43 (3): 97-.

摘要（82）

榆树田煤矿下5煤层认定为煤与瓦斯突出煤层，煤巷掘进工作面采用定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施。根据对相邻下5煤层掘进工作面瓦斯赋存情况以及抽采半径考察，设计了110503运输巷顺层定向长钻孔预抽施工方案，抽采期间瓦斯平均浓度达到50%以上，钻场抽采量平均4.9 m3/min,抽采后煤层残余瓦斯含量最高4.56 m3/t,防突区域验证指标合格，保证了安全掘进，为煤层掘进工作面防止煤与瓦斯突出提供安全保障。

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26. 复杂地质工作面冲击地压原因及防治技术

陈庆国, 尹子霆, 牟宗龙, 焦建行, 王占硕, 李忠孝, 刘广建

煤炭科技 2022, 43 (3): 83-.

摘要（81）

田陈煤矿7122工作面受到断层等地质构造影响，开采过程中经过调斜、缩面，工作面呈不规则形状，冲击危险性较高。分析了工作面主要冲击危险因素，划分了冲击危险区域，对各危险区域制定了大直径钻孔卸压、扇形深孔爆破切顶、顶板深孔爆破切顶等针对性卸压措施。回采过程中，通过微震监测对工作面回采期间的卸压效果进行检验，微震能量与频次在实施卸压措施后显著降低。结果表明，各项卸压措施有效降低了矿震强度与冲击危险性，为工作面的安全生产提供了保证。该工作面的冲击地压防治技术对类似工作面的安全开采具有借鉴意义。

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27. 基于数据流的矿山机电配套设备故障诊断模型

赵振国

煤炭科技 2022, 43 (3): 90-.

摘要（78）

矿山开采工作对于机电设备的依赖度较高，为了提高矿山机电设备的故障诊断率，保证其稳定运行，构建了基于数据流的矿山机电配套设备故障诊断模型。采用低功耗和体积小的信号处理器采集矿山机电设备故障信号，基于数据流检测故障信号，并划分普通信号和故障信号，依据划分结果建立配套设备故障诊断模型，实现矿山机电配套设备故障诊断。实验结果证明，构建的设备故障诊断模型诊断准确率较高。

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28. 千米深井硐室群支护设计研究

章磊

煤炭科技 2022, 43 (3): 79-.

摘要（75）

为确保千米埋深条件下井底车场及硐室群的稳定，在对工程地质条件进行充分分析基础上，结合煤矿巷道调研成果，对车场水平标高和巷道间距进行优化设计，并提出分区治理关键技术，对车场巷道及硐室群进行了针对性支护设计。实践表明，车场巷道及硐室维护情况很好，为类似矿井支护设计提供借鉴意义。

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29. 520106孤岛工作面覆岩空间结构分析

郭星会, 郭霁磊, 郭耀, 柴二耀, 杨晨,

煤炭科技 2023, 44 (2): 39-.

摘要（74）

针对孤岛工作面回采期间，由于煤层顶板覆岩结构失稳所释放动载与原始应力场中静载叠加诱发冲击地压问题，以沙沟岔煤矿520106孤岛工作面为工程背景。首先，开展单轴压缩试验对主采煤层煤样动态破坏时间、弹性能指数、冲击能指数等冲击倾向性指标进行测定；其次，运用覆岩空间结构OX-F-T模型结合地表下沉参数以及邻近工作面矿压监测数据，对孤岛工作面上覆顶板空间结构进行了分类；最后，根据冲击地压动静载分析理论，从载荷特性方面对工作面覆岩空间结构失稳应力进行叠加计算。结果表明，5-2煤层为Ⅱ类弱冲击倾向性煤层，520106工作面上覆顶板空间结构为短臂“T型”,工作面回采期间动静载叠加后峰值载荷为16.37～18.37 MPa,工作面回采期间冲击危险程度较低。

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30. 小半径曲线隧道盾构施工测控技术分析

赵俊, 王波, 刘锋

煤炭科技 2023, 44 (1): 50-.

摘要（73）

通过曲线始发的小半径曲线地铁盾构隧道施工测控过程，对盾构隧道曲线始发技术、施工过程管片受力情况、盾构机姿态控制方法等进行了分析。针对小半径曲线隧道盾构施工测控中出现的盾构机姿态与管片姿态出现偏差的问题，提出了盾构隧道“割线法”曲线始发技术。通过盾构机姿态的预偏量控制，管片最终稳定姿态与设计隧道中心线达到了最佳拟合，偏移量达到规范要求，为矿山、公路、市政、水电等隧道工程测控技术提供了参考。

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31. 矿用顶板无源光纤远程智能监测系统设计

田峰, 宋佳佳,

煤炭科技 2023, 44 (2): 26-.

摘要（71）

根据煤矿巷道顶板离层的监测需求及传统电传感监测系统的不足，运用光纤布拉格光栅传感技术，构建了矿用顶板无源光纤远程智能监测系统。通过监测顶板离层量、锚杆应力和钻孔应力3个参数，全面反映煤矿顶板离层量与支护(锚杆、锚索)状态。在山西阳煤一矿81404工作面进行了安装应用，获取了传感器在工作面推进影响下100 m范围内的监测数据，分析得到了该工作面顶板离层的变化规律，能够有效监测多种物理参量，表明该系统在顶板离层的监测中具有可行性。

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32. 张双楼煤矿坚硬顶板覆岩破坏电法监测研究

刘潇韩, 徐智敏, 袁慧卿

煤炭科技 2023, 44 (1): 59-.

摘要（70）

基于钻孔电法勘探手段，根据张双楼煤矿9600工作面开采条件，采用在钻孔中安设监测电法系统的技术，对该矿提高上限开采坚硬顶板覆岩破坏进行了探测。结果表明，9600工作面采空区上方垮落带高度为13 m,导水裂缝带高度为46 m,不能发育到第四系底砾层，为提高上限开采提供了依据，保证了9600工作面的安全生产，对类似条件矿井具有一定的借鉴意义。

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33. 大直径钻孔替代通风联络巷可行性研究

高占峰, 刘瑞杰

煤炭科技 2023, 44 (1): 16-.

摘要（69）

为减少掘进工程量，节约成本，提出了用大直径钻孔来替代原有的通风联络巷。以大众煤矿的12煤柱综采工作面回风巷与专用瓦斯抽采巷之间的通风联络巷为研究对象，利用Fluent模拟软件，对无钻孔无通风联络巷、一组通风联络巷、大直径钻孔替代通风联络巷3种情况下的采空区瓦斯流动状况进行数值模拟。研究发现，通过专用瓦斯抽采巷及上述通风联络巷正常进行采空区瓦斯抽采的情况下，用大直径钻孔替代通风联络巷时的采空区瓦斯抽采效果优于现有的通风联络巷施工方案，且直径大于0.6 m的大直径钻孔完全能够起到替代通风联络巷的作用。

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34. 矿井动力灾害应力在线监测适用性研究

张秉德, 魏金鹿, 连鸿全, 韩凉

煤炭科技 2023, 44 (1): 11-.

摘要（67）

为合理选用冲击地压灾害局部监测装备，实现对工作面采动影响、煤体高应力区和关键层断裂前煤体应力变化特征的准确监测，龙煤鹤岗矿业公司在具有冲击地压和矿震灾害威胁的多个工作面应用多种煤体应力在线监测系统进行了长期的检验及总结分析。应用结果表明，在线监测系统能够满足冲击地压防治监测需求，并且能够对煤体卸压的有效性进行检验；局部应力监测作为区域微震监测的补充，是冲击危险工作面必要的局部监测方法；但使用过程中存在单点监测范围的差异性和软煤中应力变化不敏感的问题。

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35. 提高激光诱导击穿光谱的在线测定煤质方法研究

张业才, 郑见云, 郝红亮, 张永, 赵上勇, 侯宗余, 王哲,

煤炭科技 2022, 43 (6): 30-.

摘要（64）

灰分和热值是影响煤炭工业生产与利用的重要因素，如何快速、精确地进行在线煤质测定也是开采和使用中亟需解决的关键问题。利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)结合偏最小二乘回归(PLSR)和极限学习机模型(K-ELM)用于在线煤炭灰分和热值分析，通过对样品中Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti、N、H等元素特征谱线进行主导因素选择(DF),进一步提高预测模型的分析精度。结果发现，利用DF方法，PLSR和K-ELM模型的预测精度均有所提高；相比于常用的PLSR预测模型，DF-K-ELM模型的煤炭灰分和热值的决定系数分别提高了3.4%和5.6%,均方根误差分别降低了0.214和0.297。所研究的煤炭灰分和热值预测模型对于提高LIBS煤质在线分析具有重要的参考价值。

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36. 候村煤矿沿空留巷巷旁及巷内支护技术研究

张利军, 景永嘉

煤炭科技 2023, 44 (1): 34-.

摘要（61）

根据候村煤矿下分层开采的3605工作面生产技术条件，分析了沿空留巷巷旁充填体的作用机理以及可行性，提出了高瓦斯条件下采用混凝土充填材料的巷旁充填沿空留巷技术，设计了合理的充填工艺。根据施工工序将原有支护划分为巷内以及巷旁支护，巷内支护过程又细分为3个阶段(留巷前、留巷时、留巷后),充分利用钢棚、木背板、Π型钢梁以及支架的支护特性，提高了巷道支护强度。该技术的应用，有效缓解了工作面接替紧张的局面，同时解决了上隅角瓦斯积聚问题。

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37. 导水裂缝带研究概述

施龙青, 曲兴玥,

煤炭科技 2022, 43 (4): 36-.

摘要（61）

通过概述国外矿井水害防治研究历史和现状，阐明国外学者很少涉及顶板水害防治的研究。在系统地阐述“上三带”理论、“上四带”理论形成的历史背景和应用条件基础上，重点论述了相关规程或规范中导水裂缝带高度预计方法的不足之处，总结了导水裂缝带高度最新理论研究成果和探测技术，指出了顶板水害防治理论体系需要在实践中不断地完善。同时提出了顶板水害防治理论有待解决的主要问题，得出了我国顶板水害防治的理论和技术处于世界领先地位的结论。

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38. 瑞隆煤矿采煤工作面采空区自燃“三带”测定

赵建波, 赵学军, 赵文斌, 罗开, 任军伟, 刘德宝,

煤炭科技 2023, 44 (1): 25-.

摘要（59）

现场对山西金晖瑞隆煤矿8115采煤工作面采空区自燃“三带”进行了测定，以O2浓度作为指标，采用埋管取样测定的方法对该采煤工作面进行了自燃“三带”的划分。根据测定结果，推算了工作面极限推进速度。测定结果表明：8115采煤工作面散热带为0～51.2 m、自燃带为51.2～86.2 m、窒息带为86.2 m以里。8115工作面推进速度大于8.7 m/月时，采空区将不会有自然发火危险。

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39. 智慧矿山“电子封条”系统设计研究

陈代伟, 刘永彬, 王雷, 钱正峰

煤炭科技 2023, 44 (1): 46-.

摘要（59）

为了加强对关停煤矿的监管监察，严厉打击非法、违法组织生产行为，参照法院“电子封条”的概念，推进“互联网+监管”的管理办法，提出以AI智能视频、大数据分析、互联网共享共用等技术为基础的“电子封条”系统设计，利用远程视频监控对违法违章行为进行取证，通过互联网上传到国家级监督平台，再由省级监察部门进行现场执法，以解决关停煤矿监管薄弱的问题，进一步提高矿山的智能化安全管理水平。

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40. 屯兰矿岩溶陷落柱柱体形态及发育规律

刘威

煤炭科技 2023, 44 (2): 20-.

摘要（58）

岩溶陷落柱在西山煤田广泛发育，是一类极富有区域性特色的地质现象，其柱体形态与发育规律受区域地质构造、应力场、岩溶径流带、柱体组构压密压实胶结程度、煤岩层组成成分等多因素控制，绝大多数隐伏于地表之下，是造成矿井煤与瓦斯突出、突水、冒顶、底鼓、煤质氧化和冲击地压等影响的复杂隐蔽致灾因素。针对陷落柱形成特殊地质环境及垂向岩体结构差异性变化较大，从跟踪井下工作面现场揭露编录和上覆下伏煤层揭露叠置对比建矿至今矿区岩溶陷落柱的揭露形态、组构特征、发育大小、发育高度、含水性等特点，由逐一揭露认识到定量统计，再到整体对比、系统分析，总结了矿区内岩溶陷落柱分布规律，实现了定量分析与定性预测，有助于推动隐伏于煤系中这一特殊地质体的深入认识。研究可为未来采掘规划提供准确的地质资料，是夯实矿井安全生产的可靠地质保障。

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41. 采煤工作面煤与瓦斯突出构造物理预警指标体系研究

杨晓东

煤炭科技 2023, 44 (1): 21-.

摘要（58）

为对采煤工作面煤与瓦斯突出进行综合防治，分别从地质构造、构造应力、构造煤、瓦斯赋存4个维度分析其对突出的影响。在煤与瓦斯突出构造物理环境因素研究的基础上，选择R型系统聚类方法和专家分析法，建立工作面突出构造物理预警指标体系，针对某矿复杂的煤层地质环境，运用模糊综合评判方法建立煤与瓦斯突出构造物理预警模型，并以该矿12090工作面为研究对象，对预警模型可行性进行了验证。

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42. 综采工作面采空区注氮防灭火技术应用

史丽勃

煤炭科技 2023, 44 (1): 73-.

摘要（58）

为防止8114工作面回采期间采空区发生遗煤自燃，对采空区采取注氮防灭火技术。通过分析注氮原理以及注氮施工工艺，确定注氮口布置在滞后工作面50 m处，注氮流量为2 000 m3/h。结果表明：8114工作面采空区采取注氮防灭火技术后，CO浓度控制在0.001 7%以下，后期回采过程中未出现采空区遗煤自燃现象，采空区注氮取得了有效的防灭火效果。

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43. 巴彦高勒煤矿311101工作面矿压规律研究

王辉

煤炭科技 2023, 44 (1): 41-.

摘要（55）

以巴彦高勒矿井11盘区311101首采工作面为研究对象，对工作面矿山压力显现规律进行研究，制定了现场实时监测方案，利用KJ653煤矿顶板动态监测系统对液压支架工作阻力进行监测。研究结果表明，工作面初次来压步距平均为94.55 m,周期来压步距平均为26.5 m;工作面中部支架的工作阻力明显高于两端支架的工作阻力且中部和两端矿压显现不同步；“见方”期间工作面液压支架压力明显增加，表明矿压显现剧烈，基本顶的周期来压步距小于正常推进时期。研究结果可为该盘区其他工作面的安全高效生产提供参考依据。

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44. 丰汇煤矿煤层突出危险性预测敏感指标及临界值确定

杨献伟

煤炭科技 2023, 44 (1): 69-.

摘要（55）

通过分析丰汇煤矿15号煤层瓦斯含量和瓦斯压力与埋深的关系，初步确定煤层瓦斯含量为区域预测敏感指标，将区域预测数据标准化并利用数学分析方法，通过样本数据的极差和标准差进一步确定区域预测敏感指标为煤层瓦斯含量，以《防治煤与瓦斯突出细则》为参照，利用初始释放瓦斯膨胀能指标校准计算预测敏感指标的临界值，最终确定丰汇煤矿15号煤层的突出危险性区域预测的敏感指标为煤层瓦斯含量，其临界值为7.83 m3/t。

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45. 煤矿井下近水平定向钻进小功率装备及应用

魏宏超

煤炭科技 2023, 44 (2): 44-.

摘要（54）

矿井地质是煤矿安全生产的前提条件和基础。作为地质情况呈现的直观手段，井下钻探技术与装备已经广泛应用于矿井边界勘探、井下治水、瓦斯治理等领域。根据井下钻探施工发展与技术现状，分析了煤矿井下钻探技术面临的主要挑战，介绍了定向钻进技术与装备在煤矿井下的应用与前景，以期为矿井建设提供参考。

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46. 基于改进WOA-SVM的导水裂隙带高度预测

栾洲, 王义昌, 张西步

煤炭科技 2022, 43 (6): 58-.

摘要（54）

鉴于支持向量机(SVM)预测导水裂隙带高度时，存在参数选取困难、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题，提出一种基于全局搜索策略的鲸鱼算法(GS-WOA)优化SVM的导水裂隙带高度预测模型。首先，通过加入自适应权重、使用变螺旋位置更新策略、引入最优邻域扰动策略提升WOA算法的收敛速度、全局搜索能力和跳出局部最优能力；其次，采用改进后的WOA算法对SVM的参数进行寻优；最后，利用优化后的SVM对导水裂隙带高度进行预测，并与未改进的鲸鱼算法优化的SVM、遗传算法优化的SVM模型进行对比。结果表明，在多种评价指标下，改进的WOA-SVM模型具有较高的预测精度。

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47. 衰老矿区松散含水层下提高残煤资源开采上限研究

徐智敏, 陈天赐, 李剑锋, 陈忠胜, 罗武贤, 何也

煤炭科技 2022, 43 (4): 93-.

摘要（53）

我国东部衰老矿区浅部松散层普遍发育较厚，为避免松散层水害事故，矿井在煤层露头区普遍留设了防水煤柱，滞留了大量优质煤炭资源。各矿区经过长期开采，浅部松散含水层的水文地质条件发生了重大变化，为回收浅部块段大量残煤资源提供了可行性。针对衰老矿区长期开采条件下水文地质条件发生重大改变的实际条件，通过系统研究并揭示长期开采扰动下松散层水文地质条件全生命周期的演化过程及规律、松散层下—近距离煤层—重复采动条件下覆岩变形破坏过程及规律，在此基础上，提出了松散含水层下开采水文地质条件发生重大改变后残煤资源安全回收的评价方法体系：首先，通过数值模拟精确刻画研究区松散含水层“富水性弱化”的演变过程与规律，系统评价残煤资源回收的水文地质条件；其次，通过数值模拟、相似材料模拟、现场实测及实测数据拟合对比等水文地质决策与综合探查验证的手段分析煤层开采条件下覆岩变形破坏特征及“两带”发育高度，多种方法互相验证以确保评价结果的准确性；最后，利用数据拟合获取的垮落带计算新公式进行煤柱留设优化计算与可行性评价，确保残煤资源的安全回收。利用该评价方法，已在徐州、两淮及鲁西南矿区5座煤矿、13个工作面取得了成功试采并得到工程验证，累计安全回收煤柱资源458万t,经济与社会效益显著，证明衰老矿区松散含水层下提高残煤资源安全开采上限研究方法可行。

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48. 冲击地压智能应力感知和精准卸压调控技术

徐景果, 朱东旭, 王桂峰, 陈星, 曹安业, 刘阳

煤炭科技 2022, 43 (5): 137-.

摘要（52）

在对冲击地压防控技术开展大量调研工作的基础上，梳理出煤矿冲击地压卸压治理工程中普遍存在的问题，探讨了该领域未来研究的落脚点，提出了卸压钻孔钻进过程中及时感知施工区域应力状态变化、修正卸压参数、实现卸压钻孔参数智能动态调整的治理手段和方法，阐述了智能应力感知和精准卸压的原理、核心技术及应用前景，研究有利于保障我国煤炭资源的安全高效开采。

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49. 煤粉钻屑监测钻机智能化改造与应用

白宗荣

煤炭科技 2022, 43 (5): 78-.

摘要（51）

为提高冲击地压矿井钻屑监测智能化水平，张双楼煤矿联合河北冀煤机械制造有限公司研制推出一款自动化程度较高、适用于采区巷道的煤粉智能钻屑监测钻机。该监测钻机已成功应用于张双楼煤矿，实现了钻屑监测智能化采样，为冲击地压矿井钻屑监测提供了新方法，为其他矿井提供了借鉴和参考。

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50. 煤矿机电设备实时监测故障诊断技术研究应用

马梁

煤炭科技 2023, 44 (1): 64-.

摘要（50）

建设现代智能化煤矿是煤矿发展的必然趋势，实现安全是现代智能化煤矿管理的根本要求。以某矿提升系统机电设备管理为例，对机电设备实时监测现状进行了分析，指出了存在的问题，研究了状态监测与故障诊断平台搭建方法，并应用到煤矿机电设备管理工作中。通过对关键部件特征指标、故障诊断等现场数据进行分析，多方验证了故障诊断技术的可行性，为煤矿机电装备故障在线监测诊断提供了参考。

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