期刊信息
煤炭科技
(双月刊, 1980年创刊)
中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会会刊
主管:江苏煤矿安全监察局
主办:徐州矿务集团有限公司
   江苏省煤炭学会
   中国矿业大学
编辑出版:徐州矿务报业传媒有限公司
地址:江苏省徐州市云龙区钱塘路7号
    邮编:221001
电话:(0516)85320746
E-mail:mtkj1234@163.com

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    1. 分层开采巷道破坏特征与围岩控制技术
    王洁, 尚延辉
    煤炭科技    2022, 43 (2): 67-.  
    摘要76)     
    为弄清肖家洼煤矿下部煤层采动对上覆煤层巷道破坏特征及围岩控制,分析了肖家洼煤矿8号煤和13号煤下行开采方法,下部13号煤工作面和上覆8号煤工作面存在压茬,下部采空区垮落对上覆巷道有应力影响,通过矿压观测和三带高度发育试验得知:将上下煤层水平错距调整到85 m,下部巷道支护参数优化为锚索梁+组合锚索+锚杆钢筋梯联合支护,可有效减小巷道形变量,降低巷道维护成本,对矿井安全生产有重要指导意义。
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    2. 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84)     
    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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    3. 东部矿井淹没式充水储水空间计算研究
    刘焕新
    煤炭科技    2022, 43 (2): 5-.  
    摘要116)     
    由于缺少实际案例,对如何准确计算关闭矿井淹没式充水储水空间在国内外研究相对较少。结合徐州东部矿区权台煤矿关闭过程,通过超前计算常规储水空间,分步关停排水系统,加强充水过程水位监测,系统开展了关闭矿井淹没式充水储水空间计算研究,发现高承压条件下淹没式矿井充水实际储水空间较常规计算采空区储水空间存在较大差异,创新性提出了淹没式矿井充水比例系数的概念,并经过计算得出1.3的经验值,丰富了煤矿关井后防治水实践研究,对类似条件下关闭矿井储水空间计算具有借鉴意义。
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    4. 穿层钻孔布孔对水力冲孔卸压范围影响研究
    黄勇
    煤炭科技    2022, 43 (2): 10-.  
    摘要129)     
    对余吾煤矿N2203底抽巷水力冲孔钻孔进行瓦斯治理效果进行实验考察,通过在现场测量冲孔钻孔的影响半径,分析不同的水力冲孔布孔方案对水力冲孔效果的影响。研究结果表明,在10 MPa水压、15 min/m冲孔条件下,余吾N2203底抽巷水力冲孔钻孔抽放10 d的影响半径为2 m,抽放18 d的影响半径为3 m,抽放27 d的影响半径达到4 m;按照4 m的影响半径,现有的方案仍有改进的空间,即第1排冲3、4号孔,第2排冲2、3、4、6号孔,循环进行。这样既对掘进面及其周围区域实现了重点卸压,也可以兼顾更远的位置。
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    5. 综采工作面过断层架前漏顶技术研究
    张云天
    煤炭科技    2022, 43 (2): 26-.  
    摘要76)     
    随着煤矿开采量逐年增加,煤矿安全问题更加突出。在我国煤矿生产事故中,顶板事故占据较大比重,给煤矿企业造成了巨大的经济损失,综采工作面是否可以快速通过断层等特殊的地质构造已经成为影响煤矿高效开采的关键。为此,以晋能控股煤业集团泰山隆安煤矿开采11号综采工作面地质条件为工程应用背景,通过对井田概况和地质特征进行分析,研究了综采工作面过断层漏顶技术方案,对工作面漏顶原因和控制方法进行了分析,同时为煤矿高效安全开采提供了合理的参考依据,并在隆安煤矿开采工作面进行了现场应用。结果表明,该套过断层漏顶方案合理可行,顶板得到有效控制,提高了煤矿在实际开采过程中过断层控制技术水平,为煤矿高效安全开采提供了经验参考。
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    6. 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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    7. 综放工作面坚硬顶板爆破放顶技术参数选择
    丁光彬
    煤炭科技    2022, 43 (2): 1-.  
    摘要136)     
    为防范工作面坚硬顶板大面积垮落致灾,进行预裂爆破放顶,通过分析优化工作面坚硬顶板爆破孔数量、长度和角度等参数,合理选择爆破材料,保证了预裂爆破效果,并在7201综放工作面应用成功,为相似条件下煤矿顶板控制提供了借鉴。
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    8. 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121)     
    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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    9. 巨厚覆岩下协调分层开采矿震活动规律研究
    解庆典, 王康康, 柴彦江, 巩思园, 葛庆
    煤炭科技    2022, 43 (2): 36-.  
    摘要86)     
    为研究巨厚覆岩对厚煤层协调分层开采工作面的影响,以孟加拉国Barapukuria煤矿1310工作面为研究对象,对工作面一、二、三分层回采区域的矿震活动规律进行了研究。结果表明:1310工作面一分层回采区域巨厚覆岩在剖面上为“T”型结构,在平面上为“矩形”块段垮落,对工作面的影响特征为低静载、强动载。根据微震活动分析,从一分层至三分层回采区域内103 J级矿震事件能量、频次占比依次降低,且二分层回采区域的矿震强度、活动性均弱于一分层回采区域,表明巨厚覆岩下,处于下位分层工作面的矿震能量与频次会向低能量事件转移,冲击危险性能够得到有效降低。
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    10. 高变质烟煤二次氧化条件下自燃特性研究——以平煤六矿为例
    刘付俊, 周思博
    煤炭科技    2022, 43 (2): 43-.  
    摘要90)     
    为了探究二次氧化作用对煤自燃特性的影响,降低矿井采空区遗煤复燃的风险,以平煤六矿22290工作面原始煤样和氧化煤样为二次氧化研究对象,分析气体产物产生规律,测试二次氧化前后煤样特征温度以及二次氧化前后煤样内官能团的数量变化规律。研究结果表明:二次氧化煤样的CO和C2H4产生速率较原煤更快、放热强度也高于原煤,而且氧化煤样的临界温度、干裂温度、最大增速温度、失重温度均低于原煤;微观结构分析表明,二次氧化煤样中的含氧官能团-OH、-COOH和-C=O含量与原煤相比均有明显增加,而甲基和亚甲基的含量有略微下降。二次氧化煤具有更强的低温氧化性,更容易发生氧化自燃。
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    11. 延长煤矿盾构机(TBM)刀盘刀具掘进期使用寿命探究
    昝志华
    煤炭科技    2022, 43 (2): 15-.  
    摘要88)     
    晋能控股煤业集团首台煤矿用盾构机(TBM)在井下掘进过程中多次遭遇坚硬地层,导致刀盘上各类刀具磨损异常严重。针对这一问题,对施工巷道地质环境、人员操作行为和刀盘刀具性能等因素逐一进行分析,根据现场数据分析得出刀具性能差是造成其在坚硬地层掘进期间使用寿命低的主要原因。对此采取针对性措施,提高了滚刀刀圈的硬度、刃宽和直径,同时提高铲刀刀身的厚度,解决了盾构机刀盘刀具在坚硬地层掘进期间使用寿命低的难题,有效提升了盾构机在坚硬地层的掘进效率并大幅降低了刀具成本,具有较好的推广应用价值。
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    12. 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94)     
    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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    13. 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78)     
    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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    14. 表面活性剂提高溶液与煤尘亲和度的研究
    李欣, 姚海飞
    煤炭科技    2022, 43 (2): 20-.  
    摘要68)     
    煤矿开采过程中会产生大量煤尘,其中喷雾降尘由于操作简单、效果明显被广泛使用,但是水与煤尘的亲和度差,降尘效果受限。若将喷雾溶剂中加入表面活性剂,可以大幅度提高溶液与煤尘的亲和度,提高降尘效果。就喷雾溶剂中加入表面活性剂提高溶液与煤尘亲和度方面进行了研究,通过研究发现,NaCl对表面活性剂的性能有一定程度的提高,NaCl的加入对改性煤尘和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶液的亲和度效果较为明显。
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    15. 基于灰色关联及遗传算法的工作面采煤方法智能决策
    亓玉浩, 阮琪, 靳丰田, 郑璨, 寇明仕, 孟祥军, 尹明虎
    煤炭科技    2022, 43 (2): 53-.  
    摘要71)     
    以我国多矿区工作面采煤方法的选择经验为基础,将灰色关联分析和遗传算法与相关采煤方法决策理论及工程实际相融合,借助灰色关联分析获得各因素对采煤方法决策的影响权重,基于遗传算法建立各影响因素与采煤方法之间的可靠映射关系,构建工作面采煤方法智能决策模型。多个工作面的实例验证表明,该模型具有较高的决策精度,可为相关决策提供技术参考。
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    16. 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130)     
    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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    17. 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74)     
    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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    18. 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96)     
    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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    19. 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84)     
    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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    20. 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107)     
    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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    21. 煤炭运输智能管理系统研究
    王咸洪
    煤炭科技    2022, 43 (2): 48-.  
    摘要112)     
    煤炭作为我国火力发电的主要燃料,近年来随着电力体制改革的不断深入,对煤炭运输的智能管理提出了更高的要求,基于手工管理的传统业务模式在车辆调配、部门协调、廉洁运输等方面存在较大的局限性,利用当前先进的计算机技术及物联网技术开发了一种煤炭运输智能管理系统,该系统可实时监测煤炭来源、采样、计量、价格、运输车辆等信息,经试用,该系统能有效提高管理效率,加强廉洁风险防控,提高企业信息化管理和自动化程度,具有较高的实际应用价值。
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    22. 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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    23. 煤岩体突出下受载煤体破坏过程声电信号实验研究
    邵珠娟, 邓晓刚, 赵仁乐, 刘长富
    煤炭科技    2022, 43 (2): 59-.  
    摘要78)     
    为了研究原生煤体受载破坏过程的声电信号特征规律,采用实验研究与理论分析相结合的方法,对原生煤体进行了单轴单向加载和单轴循环加载实验研究,分析原生煤体在不同加载条件下的声电信号特征规律。研究结果表明,原生煤体在不同加载条件下声电信号随载荷的增加呈现线性增大,在破坏阶段时达到最大值。且原生煤体的破坏状与标准煤样不同,原生煤体呈现环状破裂。
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    24. 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139)     
    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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    25. 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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    26. 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96)     
    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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    27. 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114)     
    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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    28. 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118)     
    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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    29. 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584)     
    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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    30. 长距离带式输送机巡检系统研究
    高志敏
    煤炭科技    2022, 43 (2): 62-.  
    摘要75)     
    长距离带式输送机作为煤矿物料输送的关键机械设备,在煤炭长距离输送环节发挥了重要的作用,由于带式输送机工作任务较重,长时间的运行会导致带式输送机出现严重故障,甚至引起火灾等事故。根据煤矿安全管理要求,需要对带式输送机进行巡检,传统的人工巡检存在劳动强度大、巡检效率低、危险因素多、巡检质量不稳定等问题,通过对长距离带式输送机智能巡检系统进行分析,设计了一种适合长距离工况下的带式输送机实时巡检系统,采用比较先进的机器人技术和故障识别算法,代替传统的人工完成对带式输送机的巡检,大大减轻了工人的劳动强度,提高了工作效率,并具有实时报警、自动生成历史记录等功能,对于提高煤矿的安全管理水平具有积极的推动作用。
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    31. 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290)     
    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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    32. 地面预裂技术治理特厚煤层开采强矿压问题研究
    陆建忠
    煤炭科技    2022, 43 (2): 31-.  
    摘要67)     
    针对特厚煤层开采时基本顶不易垮落、孤岛工作面矿压显现明显等问题,以治理晋能控股煤业集团同忻矿8102综放工作面强矿压显现为背景,通过地面钻井复合压裂弱化坚硬顶板技术,有效解决孤岛工作面布置及特厚煤层坚硬顶板无法垮落造成工作面来压明显、临空巷道超前支护应力集中显现严重等问题,对类似条件工作面强矿压显现治理提供了可借鉴的经验,具有较高的推广价值。
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    33. 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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    34. 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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    35. 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47)     
    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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    36. 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54)     
    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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    37. 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91)     
    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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    38. 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53)     
    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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    39. 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47)     
    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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    40. 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42)     
    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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    41. 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43)     
    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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    42. 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130)     
    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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    43. 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63)     
    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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    44. 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55)     
    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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    45. 深埋破碎围岩巷道破坏机理及控制
    王明辉
    煤炭科技    2023, 44 (1): 29-.  
    摘要48)     
    针对大埋深高矿压破碎围岩巷道支护困难问题,以郭屯煤矿13下14工作面轨道巷为例,通过理论分析和现场实践相结合的方法,分析了深埋情况下巷道围岩破坏因素及特征,针对现场实际提出了“一次支护让压+二次支护补强”的综合支护对策。现场试验与矿压观测结果均表明,该支护方案通过改善破碎围岩力学特性,大大增强了围岩稳定性,有效控制了巷道顶底板和两帮围岩变形,保障了回采巷道安全。
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    46. 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60)     
    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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    47. 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51)     
    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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    48. 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65)     
    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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    49. 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58)     
    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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    50. 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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