煤炭科技

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1. 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（224）

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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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（220）

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. 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（219）

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. 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（214）

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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5. 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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6. 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（198）

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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7. 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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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（176）

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. 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（164）

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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10. 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（160）

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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11. 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（144）

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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12. 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（141）

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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13. 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（135）

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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14. 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（131）

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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15. 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（130）

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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16. 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（128）

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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17. 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（126）

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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18. 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（125）

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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19. 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（124）

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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20. 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（119）

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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21. 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（116）

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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22. 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（115）

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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23. 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（115）

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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24. 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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25. 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（115）

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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26. 新型凝胶阻化剂在采空区防灭火中的应用

崔晓飞

煤炭科技 2023, 44 (1): 77-.

摘要（114）

盛泰煤矿15202工作面回采期间遇构造时，沿顶回采推进缓慢，采空区内遗煤量大、漏风量大，导致采空区内出现煤层自燃现象，严重制约工作面安全高效回采。分析工作面采空区CO浓度升高原因后，应用了新型凝胶阻化剂防灭火技术。实际应用效果表明，新型凝胶阻化剂具有吸热效果好、封堵性强以及吸水倍率高等优点，应用新型凝胶阻化剂对采空区进行防灭火取得了明显的防灭火效果。

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27. 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（112）

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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28. 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（112）

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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29. 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（112）

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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30. 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（111）

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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31. 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（109）

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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32. 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（109）

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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33. 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（108）

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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34. 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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35. 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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36. 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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37. 沙曲一矿厚煤层110工法工作面地表裂缝观测及分布规律探讨

梁椿豪, 王炯, 刘义鹏

煤炭科技 2022, 43 (4): 111-.

摘要（106）

基于长壁开采切顶短壁梁理论及其110工法，取消区段煤柱，通过切顶促进覆岩冒落，增大岩石的碎胀系数，填充采空区，减小地表下沉，通过现场观测、归纳分析，对沙曲一矿厚煤层4502工作面110工法和4306工作面传统121工法的地表裂缝分布进行观测比对，验证了110工法可减少台阶下沉，减轻地表变形和对地面构筑物的影响，可供相似条件下开采参考。

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38. 煤层底板双重灰岩水害治理方案研究及效果评价体系

朱献德, 赵先鸣

煤炭科技 2022, 43 (4): 122-.

摘要（104）

泉店煤矿位于禹州煤田东南部，许禹背斜东部南翼，井田地质构造复杂程度为中等。其二1煤开采受太原组和寒武系灰岩岩溶水的双重威胁。根据《煤矿防治水细则》相关规定，要实现研究区内二1煤层的安全开采，需对底板灰岩含水层进行探查与防治。通过论证传统井下底板水害治理方法与地面区域治理方法的利弊，旨在为研究区提供高效可行、经济合理的治理方案，并对所选方案的关键工艺和预期效果评价体系提出建设性意见，实现对煤层底板含水层加固注浆改造，保障矿井安全生产，为类似工程设计提供参考。

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39. 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（104）

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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40. 单一低透气性煤层底抽巷穿层钻孔“三堵两注”封孔方法研究应用

姚学庆, 薛文涛, 赵庆红,

煤炭科技 2023, 44 (2): 54-.

摘要（104）

针对常规支护条件下，焦作矿区底抽巷成巷后以及穿层抽采钻孔(水力冲孔增透)施工前后巷道不同位置处(顶板与肩窝)围岩变形规律，在中马村煤矿3900底抽巷开展考察，分析了底抽巷围岩破坏的影响因素及裂隙发育特征，并结合不同施工参数条件下穿层钻孔抽采浓度衰减规律，确定了底板岩巷围岩变形特征与穿层钻孔抽采衰减规律的相关性。提出“三堵两注、分段注浆”囊袋注浆封孔工艺，确定合理二次注浆封孔时机，并在中马村煤矿3901中间底抽巷进行工业性试验，可延长钻孔抽采寿命、提高抽采效率，为突出矿井底板岩巷穿层钻孔抽采模式下，进一步提高瓦斯治理效果、消除薄弱环节，实现安全高效开采提供借鉴。

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41. 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（104）

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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42. 基于智慧生物模型的一种智慧矿山架构

田栋

煤炭科技 2023, 44 (1): 54-.

摘要（104）

为建立一种安全高效、结构紧凑、易于维护和升级的智慧矿山架构，综合分析目前智慧矿山建设所选用的架构模型，对比现有模型特点，以智慧生物为蓝本，类比生物体的系统构成及功能结构，解构其智慧活动背后的物理模型，并采用仿生设计理念，提出了一种基于智慧生物模型的智慧矿山架构。该模型架构具有更高的安全冗余度，逻辑结构更加科学，更有利于矿井后期的升级改造。从智慧生物的角度出发建立模型，更符合矿井对智慧属性的要求。

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43. 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（104）

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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44. 煤矿远程控制气动防火门的研究及应用

张永安

煤炭科技 2023, 44 (2): 70-.

摘要（103）

煤矿井下火灾会造成财产损失以及人员伤亡，火灾防控是煤矿一项重点工作。采煤工作面是煤矿火灾事故重点防范区域，防火门则是控制采煤工作面火灾事故扩大的重要设施。新型远程控制气动防火门克服了传统防火门存在的不足，可以快速关闭防火门，避免火灾事故进一步扩大，同时能够保证操作人员的安全，具有较高的安全效益和社会效益。

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45. 缓倾斜工作面顶板弱胶结富水岩层超前疏干措施

王海瑞, 曹晓源, 白柢, 钱自卫

煤炭科技 2022, 43 (5): 62-.

摘要（103）

宁夏某矿504-1工作面设计采煤厚度3.5 m,煤层倾角16°,工作面沿煤层走向布置，顶板侏罗系延安组、直罗组含水层厚、富水性强、胶结程度差，为防止发生顶板水砂灾害及离层水害事故，设计采用超前疏干措施进行顶板水砂灾害防治。根据工作面整体呈缓倾斜的构造特征，疏放钻场布置于低位巷道，疏放孔向面外及面内分别布置，起到拦截面外来水及疏放效果检验的作用；根据岩层组合特征及工作面冒裂带高度数据，疏放层位分别控制在延安组及直罗组砂岩含水层。设计超前疏放距离为500 m,通过钻孔水量、水位监测数据实时评价疏干效果，为类似地质条件顶板水害预防提供借鉴。

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46. 巨厚松散层薄基岩厚煤层采动裂隙发育抑制机理

王振伟, 苏保平, 秦建壮, 王一哲, 陈浩

煤炭科技 2022, 43 (5): 67-.

摘要（103）

针对郭屯煤矿巨厚松散层薄基岩厚煤层开采后覆岩的破坏特征，通过工作面浅部区域的地层赋存特征分析，建立与其条件相似的数值计算模型，对比分析了不同采煤工艺覆岩的破坏特征，研究了深井提限开采覆岩的变形破坏特征，分析了裂缝发育抑制作用机制。研究表明：煤层厚度为9 m,分别采用自下而上分层开采、预采顶分层网下综合机械化放顶煤开采和综合机械化放顶煤开采，导水裂缝带最大发育高度分别为40.7、45.1、70.0 m,垮落带最大高度分别为16.2、26.3、36.2 m;垮落带高度符合传统条件开采一般规律，但由于基岩薄且风化削弱岩层强度，采空区上覆岩层下沉较快，上部采动得不到充分发育且很被快压实愈合，且工作面新近系底界为巨厚粘土层，塑性强，很好地抑制冒落带和导水裂隙带的发育，从而导致巨厚松散层薄基岩区开采导水裂缝带高度较一般条件下要小。

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47. 基于PLC联网、万兆环网和组态软件的智控平台研究

孟建, 薛峰,

煤炭科技 2022, 43 (5): 103-.

摘要（102）

基于PLC联网、万兆工业以太环网、组态软件等关键技术在智能化矿山的应用，研究了“智能矿山一体化智能控制平台”建设策略和方法：在万兆环网的设计中要充分考量先进性、隔离性、便捷性、可靠性等性能指标，在接驳子系统业务时要考量接入和承载的便捷性、兼容性；在PLC联网中要充分考量先进性和兼容性；在组态集成软件选型中要充分考量软件系统智能性、易扩展、易通用、易维护性等等。通过这些关键技术在矿井综合一体化智能控制平台的应用，实现了矿山各工业子系统的智能集成控制、多业务多数据信息系统的智能融合，为建设“智能矿山”提供了思路。

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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（102）

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. 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（102）

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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50. 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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