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
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    煤炭科技2022 Vol.43
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    1. 巨厚松散层薄基岩下煤层开采矿压显现规律研究
    翟新献, 刘勤裕, 于春生, 赵晓凡, 吕超
    煤炭科技    2022, 43 (1): 1-.  
    摘要165)     
    为了预防巨厚松散层深埋基岩下厚煤层开采工作面溃砂溃水事故,以焦作矿区东部某煤矿16011综采工作面地质采矿条件为工程背景,采用理论分析、现场观测方法,研究了煤层开采上覆基岩分类、导水裂缝带高度与覆岩岩性和采高之间的关系。通过工业性试验得到了巨厚松散层下顶分层开采采场和巷道矿压显现规律。研究结果表明,16011工作面采用顶分层开采期间,上覆基岩属于正常厚基岩;工作面年产量达到150万t实现了安全生产。综采工作面支架时间加权平均工作阻力和循环末阻力分别为支架额定工作阻力的64.26%和71.83%;初次来压和周期来压平均动载系数各为2.32和1.76。巨厚松散层下顶分层开采采场矿压显现规律与正常厚基岩煤层开采相近。工作面前方移动支承压力影响区达到90~140 m,其中剧烈影响区范围35 m。巨厚松散层下顶分层工作面前方移动支承压力影响区和剧烈影响区范围均大于正常基岩煤层开采。研究为特厚松散层下深埋基岩下厚煤层开采顶板围岩控制提供指导和参考。
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    2. 两淮矿区煤矿深部开采设计研究
    章磊
    煤炭科技    2022, 43 (1): 9-.  
    摘要152)     
    两淮矿区经过多年高强度开采,采场逐步向深部转移,安全生产面临新挑战。依据两淮矿区煤矿近年安全生产现状和深部开采条件,结合现有灾害防治关键技术,从设计源头入手,在延深方式、井筒布设、水平设置、辅助运输系统等方面提出设计思路和对策,为两淮矿区深部开采及类似矿井设计提供了技术支撑和借鉴。
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    3. 矿区生态恢复治理方案研究
    刘德林
    煤炭科技    2022, 43 (1): 13-.  
    摘要99)     
    煤炭开采带来经济效益的同时,不可避免对矿区生态环境产生消极影响,矿区生态恢复治理是煤炭生产所面临的一个亟待解决的问题。针对俄霍布拉克煤矿开采过程中对生态环境造成的不利影响,提出了湿地生态绿化和矿井废水、矸石综合利用相结合的生态恢复治理方案,解决了废水、矸石的去向问题,改善了当地的生态环境,减轻了扬尘对周围环境的污染,增加了环境效益。
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    4. 基于水力压裂技术的潞新一矿地应力分布规律研究
    田岩飞, 梁建国, 王振刚, 王永敬, 党龙
    煤炭科技    2022, 43 (1): 17-.  
    摘要88)     
    为提升潞新一矿的支护水平,解决施工过程中支护、施工工艺不规范、矿业监测不到位等问题,建立符合该矿区实际的支护体系。采用水力压裂技术,在矿井5243回风巷和450轨道下山设置2个地应力测试点进行监测,结合此次和之前所测的地应力相关数据,对潞新一矿地应力场分布规律进行了分析和研究。结果表明,潞新一矿地下应力场在量值上属于中等偏低应力值区域,水平构造应力占优势。地应力测量中,最大水平应力为最小水平应力的1.81~1.87倍,最大水平应力为垂直应力的1.45~1.82倍。5个测点中4个测点的最大水平应力方向集中在N28.7°E—N19.8°W,近N—S向。
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    5. 智慧矿山建设研究与探索
    陆小康, 张晨
    煤炭科技    2022, 43 (1): 23-.  
    摘要97)     
    分析了我国现阶段煤矿智能化发展过程中出现的问题,同时结合煤矿未来智能化发展趋势和发展目标,对煤矿智能化和信息化的整体发展思路进行了探索,提出了下一步发展方向,并指出了智慧矿山发展的前景和意义。
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    6. 原煤与氧化煤氧化自燃特性研究
    袁勇猛, 郝明跃, 龙力华
    煤炭科技    2022, 43 (1): 27-.  
    摘要60)     
    以平煤六矿32010工作面的煤样为研究对象,研究了原煤和氧化煤自燃特性变化规律。结果表明,在相同煤温下,二次氧化煤在氧化过程中表现出更快的氧气消耗现象,而且一氧化碳和二氧化碳产生速率更快,放热强度也明显高于原煤,表明二次氧化煤的氧化速度快、活性高。此外,原煤与氧化煤发生自燃的上限漏风强度随煤温的升高呈现出先降低后升高的规律,在120℃左右达到极小值;同时,下限氧浓度与最小浮煤厚度随着煤温升高先升高后降低,在120℃左右达到极大值。从煤自燃极限参数和表观活化能角度分析表明,二次氧化煤较原煤活性更强,在采空区中更容易发生氧化自燃,所以曾经发生过自燃的采空区遗煤更容易再次发生自燃。
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    7. 无煤柱开采条件下采空区上覆岩层“三带”探测及上行开采可行性研究
    王刚
    煤炭科技    2022, 43 (1): 33-.  
    摘要85)     
    通过对店坪煤矿采区范围内上行开采可行性的论证与研究,探测矿井9号煤层采空区上方"三带"的准确高度,确定上覆煤层在"三带"中的位置,分析研究煤层的破坏程度及其可采性。同时,通过分析岩石力学特性、矿压测试结果、应力场与围岩破坏关系以及"三带"高度发育规律对采场支护影响等,为矿井合理开采煤层资源,在下分层9号煤层开采后反序对上分层3、5号煤层进行开采提供理论依据,也为其他同类矿区和相关领域开展无煤柱开采条件下采空区上覆岩层"三带"探测及上行开采可行性研究提供经验和理论技术储备。
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    8. 液压支架平衡油缸的失效因素分析与研究
    马思雪
    煤炭科技    2022, 43 (1): 39-.  
    摘要92)     
    通过研究液压支架的平衡油缸在工况条件下出现的断裂和锈蚀等失效问题,经过对缸底材料的检验、化学成分的分析以及力学性能的测试,最终对测试出来的的平衡油缸数据进行对比研究,得出了引起液压油缸失效的主要影响因素,从而为下一步结构设计和使用方法提供了更好的参考依据。
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    9. 曙光煤矿2号煤自燃氧化气体指标实验研究
    杜学明, 李鹏龙, 周全超, 许慧骞, 乔磊, 杨胜强
    煤炭科技    2022, 43 (1): 43-.  
    摘要67)     
    采用程序升温方法分析不同粒径实验煤样在自燃氧化过程中的气体发生发展规律,从而确定自然堆积松散煤体(由不同粒径组成)的自燃气体指标及其临界值,为建立曙光煤矿2号煤层采空区遗煤自然发火的预测预报气体指标体系提供实验依据。实验结果表明:CO气体的出现显示煤体进入自燃氧化状态,当温度超过80℃后,CO浓度呈现指数型增长,且粒径越小CO浓度越大;C2H4、C3H8气体的出现可以作为煤体进入到快速氧化阶段的重要判定指标,CO/CO2、C2H4/CH4值可以作为煤自燃高温阶段的辅助判定指标,研究结果为曙光煤矿2号煤层采空区遗煤自燃氧化状态的预测预报及主动防控提供了理论依据。
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    10. 矿山修复选区激光成型用CoCrW粉末氧含量对流动性的影响
    唐跃跃, 叶国晨, 张柯, 魏放, 俞洋
    煤炭科技    2022, 43 (1): 49-.  
    摘要68)     
    矿山修复选区激光成型用CoCrW合金粉末,因其使用粒度区间较细(一般为14~43μm)时常会发生粉末团聚、吸潮现象而使得其没有流动性,限制了CoCrW粉末在矿山设备修复以及工程机械中的应用。采用超音速真空气雾化技术制备矿山修复用CoCrW粉末,重点研究了在不同加热温度、不同保温时间下对粉末进行烘干处理后粉末的氧化程度(即粉末氧含量对其流动性的影响),结果表明:对CoCrW合金粉末进行适当的氧化处理,粉末流动性可以得到改善。粉末氧化程度随着加热温度的升高和保温时间的延长而增加,同时粉末烘干温度过高会造成粉末结块以及严重氧化。
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    11. 顶板深孔爆破囊袋式灌浆无机封孔材料试验研究
    曹远威, 徐大连, 李兵, 刘汉磊, 沈礼明
    煤炭科技    2022, 43 (1): 53-.  
    摘要112)     
    为了对张双楼煤矿74104工作面在正常回采期间冲击地压危险区域采取适当的预处理措施,设计了深孔预裂爆破防治冲击地压的方案。在瓦斯封孔"两堵一注"原理基础上进行改进,研制出适合张双楼煤矿深孔爆破现场使用的封孔囊袋以及封孔工艺。通过试验室材料试验配比的方法,对不同掺量主料、掺量外加剂条件下的封孔材料性能进行试验测试,确定了封孔材料的最终配比及性能参数。试验结果表明,封孔材料浆液配制完成后,0~10 min失去流动性,15~25 min完全固化;(0.5~2.0)∶1水灰比下浆体结石率可达100%;(0.6~1.3)∶1水灰比,结石体30 min强度即可达4.7~6.1 MPa, 2 h的强度可达6.4~9.9 MPa。应用效果分析表明,双囊袋式灌浆封孔技术提高了封孔效率与安全性,降低了封孔劳动强度,操作安全简便,为其他具有冲击地压危险性矿井的爆破卸压提供了技术支持。
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    12. 浅部煤层群采掘围岩应力分布规律研究
    肖青, 李南骏
    煤炭科技    2022, 43 (1): 60-.  
    摘要96)     
    对于近距离煤层群,上煤层开采后底板的变形破坏和应力分布情况是影响下煤层回采巷道布置的关键因素。矿井浅部资源回收时,通过理论分析和数值模拟,对某矿9煤巷道在掘进过程中是否受到上位7煤回采工作面产生的超前支承应力和侧向支承应力的影响展开研究,对实现矿井安全开采和经济开采具有重要意义。
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    13. 复合顺倾弱层边坡变形破坏机理研究
    Karimov Nodirbek
    煤炭科技    2022, 43 (1): 64-.  
    摘要92)     
    针对复合顺倾弱层边坡易发生破坏的工程难题,以某露天矿采场东帮为研究背景,采用理论分析与数值模拟综合分析了采场东帮的滑坡形式及破坏机理。结果表明:通过极限平衡法对东帮边坡稳定性分析后得出最危险区域的稳定系数为1.27,此数值大于确定的安全储备系数1.2,满足生产对安全的要求。顺倾弱层因生产导致剥、采工程的逐渐变化,将被陆续暴露在坡面上,演化为滑体的下部边界,致使东帮滑坡是以圆弧和弱层共同作用的组合形式;边坡岩体在重力的作用下,上部岩体会挤压下部岩体沿着顺倾弱层发生滑移。弄清边坡破坏形式和机理,能够为优化边坡的空间形态和边坡防滑提供理论依据,保证煤矿高效生产及人员生命安全。
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    14. 张双楼煤矿通风系统模拟优化研究
    姚文宇
    煤炭科技    2022, 43 (1): 70-.  
    摘要113)     
    为更好地保证张双楼煤矿通风系统满足矿井通风需求,进行了通风系统优化研究。首先,进行了矿井通风系统阻力及风流参数测定,获取通风系统基础数据;在此基础上构建了矿井通风系统模型,通过计算机模拟优化矿井通风系统。应用表明,通过计算机模拟优化后的矿井通风系统更加稳定可靠与科学合理。
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    15. 煤层注水软化工法及效果分析
    李兵, 杜伟乾, 李昱江, 马擎, 刘汉磊
    煤炭科技    2022, 43 (1): 74-.  
    摘要93)     
    随着采掘深度的增加,张双楼煤矿采取高压注水的方式对深部煤层进行卸压,以降低冲击地压灾害发生的风险。为分析张双楼煤矿深部煤层的注水效果,重点研究了74104工作面注水孔附近10 m内煤层的含水率变化规律以及注水孔处煤样由浅及深的含水率变化规律。测试结果表明,距注水孔2、4、7 m位置处由浅至深取出的煤样,其含水率随着取样位置深入而逐渐增大,且相较于煤层天然含水率提升了1.66%~3.17%,此规律也验证了张双楼煤矿深部煤层的注水效果较好。
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    16. 新庄煤矿瓦斯地质单元划分与瓦斯防治
    宋训东, 王平, 赵长闯
    煤炭科技    2022, 43 (1): 78-.  
    摘要101)     
    统计了新庄煤矿近年来瓦斯涌出量及煤层瓦斯含量基本情况,分析得出影响该矿井瓦斯含量变化的主要因素有开采标高、断层、褶曲、上覆岩层厚度等方面。在此基础上,结合矿井开采实际划分了矿井瓦斯地质单元,根据不同地质单元内瓦斯赋存情况,制定了有针对性的瓦斯治理措施,从而做到有的放矢地治理瓦斯,避免瓦斯超限和瓦斯事故的发生。
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    17. 煤层顶板原生裂缝与采前注浆工艺技术对策
    张彪, 马骥, 黄辅强, 陈庆
    煤炭科技    2022, 43 (1): 83-.  
    摘要90)     
    高家堡矿井原生裂缝带发育,水害威胁严重,防治水工程施工难度大。在利用三维地震数据完成裂缝预测的基础上,实施原生裂缝发育区采前注浆堵水减水工程。通过对施工现场试验及生产数据分析提出:原生裂缝发育区内裂缝是影响注浆参数变化的关键因素,岩性的渗透性次之;原生裂缝发育区内需根据煤层顶板注浆目的层段内裂缝的发育规模,选择不同的注浆材料或由不同的注浆材料进行科学配比形成的混合浆体;注浆方式采取充填、间歇、快速封堵或相结合的复合方式。目前针对204等工作面实施的原生裂缝发育区采前注浆堵水减水工艺效果明显,矿井涌水量下降显著。
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    18. 封闭水文地质单元条件下工作面顶板水害治理实践
    王栋任
    煤炭科技    2022, 43 (1): 90-.  
    摘要100)     
    新疆哈密大南湖五号矿井18煤顶板以上约20 m处赋存Ⅲ-1含水层,该含水层孔隙、裂隙发育,孔隙度高,渗透性能好,地下水储量丰富,因区域水文地质单元相对封闭,以净储量为主且量大,成为工作面回采时的首要威胁。为满足哈密大南湖五号井1803工作面安全回采要求,提出"疏、排"的综合治理思路,重点实施了工作面顶板Ⅲ-1下段含水层疏放方案及其他防治水辅助与保障等治理技术。通过对1803工作面水害隐患及治理过程进行分析,验证了封闭水文地质单元条件下工作面顶板水害治理方法的可行性。
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    19. 定向长钻孔瓦斯抽采防突技术在石门揭煤作业中的应用
    郭鑫
    煤炭科技    2022, 43 (1): 95-.  
    摘要83)     
    针对突出煤层在石门掘煤时突出概率大、风险高等问题,山西寺河矿3号煤层回风大巷掘进工作面进行石门揭煤时,采用了定向千米长钻孔瓦斯抽采为主的防突技术,通过利用定向千米长钻孔及密集型穿层普通钻孔对揭煤区域煤层进行有效地瓦斯抽采,消除了煤与瓦斯突出危险,不仅大大缩短了揭煤时间,而且有效地保证了揭煤期间的安全,顺利完成了石门揭煤作业,为类似石门揭煤作业提供了有益借鉴。
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    20. 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140)     
    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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    21. 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123)     
    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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    22. 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139)     
    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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    23. 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106)     
    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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    24. 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75)     
    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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    25. 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81)     
    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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    26. 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75)     
    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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    27. 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103)     
    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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    28. 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97)     
    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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    29. 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118)     
    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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    30. 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76)     
    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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    31. 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91)     
    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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    32. 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77)     
    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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    33. 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84)     
    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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    34. 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302)     
    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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    35. 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136)     
    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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    36. 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127)     
    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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    37. 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126)     
    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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    38. 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159)     
    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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    39. 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145)     
    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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    40. 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96)     
    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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    41. 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108)     
    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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    42. 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107)     
    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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    43. 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593)     
    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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    44. 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95)     
    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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    45. 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132)     
    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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    46. 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110)     
    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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    47. 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93)     
    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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    48. 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81)     
    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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    49. 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88)     
    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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    50. 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88)     
    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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    51. 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119)     
    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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    52. 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90)     
    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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    53. 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114)     
    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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    54. 底板太灰控水边界演化的动态精细评价与引流疏降治理
    孙亚军, 赵先鸣, 徐智敏, 张成行, 张金陵
    煤炭科技    2022, 43 (4): 1-.  
    摘要53)     
    随着我国东部矿区开采水平逐步向深部转移,受构造、岩溶发育、底板高承压水等静态因素及已有的底板注浆工程、开采工程等人为动态因素扰动,深部采区的水文地质边界与充水含水层的补、径、排特征已经发生巨大改变,给矿井深部采区的安全生产造成重大威胁。以我国东部矿区的城郊煤矿为例,根据矿井内主要控水的分布特征与导水性、底板灰岩含水层的岩溶发育程度等静态因素,将矿井划分为若干个相对独立的水文地质区块,并针对各个区块的水文地质条件、开采方式和水害特征,结合采掘工程进度、底板注浆改造范围、含水层水位监测和不同时段疏降流场等时空动态演化因素,总结人为边界的形成与演化过程,提出了开采过程中矿井水文地质区块化、精细化划分与主要充水含水层富水性动态评价的模式与方法;综合分析城郊煤矿典型水文地质区块的主要控水构造的实际揭露情况、井下放水试验成果以及25个典型工作面施工的2 878个钻孔监测数据,发现了水文地质特征随着开采过程发生巨大改变的演化规律,揭示了矿区受断层边界和人为边界控制的区块化特征及其差异。研究形成了超高承压底板太灰水的“动态引流”疏水降压关键技术,达到了降低水压、平衡水量、消除突水隐患的目的。该技术通过城郊煤矿21304、22006工作面的试采获得了成功验证,取得了显著的经济效益和社会效益。 
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    55. 国内外煤炭地下气化试验及其对新疆煤炭地下气化的启示
    韦波, 李鑫, 田继军, 弓小平, 王文峰, 贾超, 张紫昭, 侯孟芮,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 27-.  
    摘要36)     
    开展新疆煤炭地下气化(UCG)工业化试验对于缓减能源供给缺口、发展洁净煤工业有重要促进作用。通过对国内外UCG试验进展进行梳理,分析了国内外UCG技术特点及其对新疆UCG技术的启示意义。结果表明:(1)国外UCG经历了初步理论研究、现场探索、浅层规模实验、控制后退注气点气化、深层煤炭地下气化等阶段。国内UCG经历了探索阶段、有井式气化和“长通道、大断面、两阶段”无井式气化、长通道钻井—压裂贯通—全生命周期监控发展等阶段;(2)新疆未来要强化特殊地质条件UCG炉址地质评价及指标体系精准构建,开展难采煤炭资源UCG试验,研发具有自主知识产权、规模化、适应新疆特殊地质条件的UCG工艺体系并重视生态环境保护与CO2利用,充分利用已有煤炭与煤层气勘探开发成果实施UCG工程;(3)新疆未来要筑牢煤气化与燃烧理论基础,加强科研基础建设,加强UCG研发组织。新疆具备开展UCG试验的资源条件,新疆UCG产业发展对保障我国能源安全具有重要的战略意义。
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    56. 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63)     
    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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    57. 基于粒子群优化随机森林的煤矿涌(突)水水源机器学习识别技术#br#
    胡友彪, 琚棋定,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 52-.  
    摘要33)     
    随着华北型煤田不断向深部开采,突水水源的威胁日益严重,涌(突)水事故不时发生。从宿南矿区的3种含水层中提取了120个水样,基于6个地下水常规离子数据,划分了100个训练集和20个测试集,采用粒子群算法对随机森林的参数进行优化,并结合随机森林建立了水源判别模型。研究结果表明,单一随机森林的测试集综合准确率为85%,粒子群优化的随机森林模型(PSO-RF)测试集水源判别综合精确度为95%。PSO-RF判别模型远高于传统的单一RF模型。因此,提出PSO-RF水源判别模型以提高识别精度有助于矿井水害精准预防与控制。
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    58. 川东地区茅口组岩溶储层地震响应特征
    赵虎, 冯艺丹, 罗鑫, 陈思锜, 韩嵩, 黄晓兵
    煤炭科技    2022, 43 (4): 61-.  
    摘要36)     
    四川盆地川东地区下二叠统茅口组岩溶储层由于岩溶发育规模较小,研究相对较少,岩溶储层地震响应特征认识不清,进而限制了茅口组的勘探工作。因此本文基于岩溶古地貌与地质背景,对典型地震剖面进行解释并建立相应模型进行波动方程正演模拟研究。概念模型表明,当岩溶储层发育距顶20 m以内时,表现为强振幅背景下的弱振幅特征,距顶大于20 m时,表现出振幅增强,“亮点”反射特征,并且这种特征随着厚度增大而变得更明显;典型剖面表明,川东地区岩溶储层发育主要表现为强振幅背景下的弱振幅特征,当断层与岩溶共同发育时,振幅减弱更加明显,有利于识别;当岩溶溶蚀作用较强时,剖面上表现为同相轴下凹,相干体上表现为弯曲、挠曲状,可能为水平层状溶洞的地震响应特征。结合岩溶古地貌及地质背景,认为该区强振幅减弱区和相干体上表现为挠曲状特征的区域为储层发育有利区。本文研究形成的岩溶地震响应特征,对于煤矿开采中岩溶水的防治同样具有参考价值,利用该方法可以预测岩溶水害潜在的区域,为预防底板茅口组灰岩岩溶水灾害提供科学依据。
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    59. 煤岩物性及地质因素对嘉乐泉煤矿8号煤层瓦斯的耦合控制
    王猛, 王继尧, 赵新卓, 张泽宇, 单雅迪, 闫一超
    煤炭科技    2022, 43 (4): 70-.  
    摘要48)     
    瓦斯突出是影响矿井安全生产的主要灾害之一,厘清其赋存规律是矿井开采的必要条件。为厘清西山煤田嘉乐泉煤矿8号煤层瓦斯地质特征及赋存规律,基于研究区钻孔录井信息绘制了瓦斯含量等值线图,并探讨了地质因素和煤岩物性对瓦斯含量的影响。结果表明:8号煤层瓦斯含量整体偏低,为低瓦斯矿井,其含量南北向呈带状分布,东西向集中连片分布,整体呈现北低南高特征;断裂不发育的宽缓单斜利于瓦斯富集;煤层埋深、上覆盖层厚度和顶底板封闭性顶底板岩性控制瓦斯含量的关键;岩溶陷落柱也为瓦斯提供了重要的富集空间。此外,煤层厚度和煤岩物性对8号煤层瓦斯含量也有一定影响,但体现的相关性较弱。研究结果对嘉乐泉煤矿8号煤层瓦斯防治工作有一定的参考意义。
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    60. 煤矿导水裂隙带高度预测的PSO-SVR法及应用
    乔伟, 韩昌民, 李连刚, 单景新, 周宇
    煤炭科技    2022, 43 (4): 77-.  
    摘要54)     
    导水裂隙带高度预测是煤矿水害防治工作中的核心内容之一。本文在分析影响导水裂隙带高度因素基础上,结合灰色关联度理论,选取煤层开采方式、覆岩结构、采高、埋深及工作面斜长5个影响因素进行关联度分析,构建了基于粒子群优化算法(PSO)——支持向量机回归(SVR)的导高预测模型,并将此模型应用于招贤煤矿1307、1304、1305三个工作面导高的预测。结果显示:通过对PSO-SVR导高预测模型与传统经验公式、基于相似条件矿井实测导高曲线拟合方法的预测效果进行综合对比,PSO-SVR导高预测模型预测结果与实测值最为接近,精度较高且准确率更高。研究可以为招贤煤矿及黄陇煤田的矿井水害防治提供理论和技术支撑。
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    61. 基于改进多元回归模型与GIS的陕北凉水井矿井工作面涌水量预测
    王档良, 房亚飞, 邓国伟, 高成跃, 司湘
    煤炭科技    2022, 43 (4): 85-.  
    摘要33)     
    工作面涌水量的准确预测是预防煤层顶板水害的关键。通过调查收集凉水井矿区14个工作面的实测涌水量数据,利用多元回归模型进行公式拟合,使用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)相结合的方式确定因素的权重,得到基于多元回归模型与层次分析法、熵权法结合的工作面涌水量预测方法。与其他涌水量预测公式(大井法、水文地质比拟法)相比,基于多元回归模型与层次分析法、熵权法结合的涌水量预测方法预测误差最小,平均误差仅为11.6%。以凉水井煤矿42201、42202、42203、42205工作面为例,进行工作面涌水量预测,取得较好的应用效果,进一步验证了公式的适用性与准确性。该方法可准确预测凉水井矿区工作面涌水量,可作为该矿区涌水量预测的一种新方法。
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    62. 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63)     
    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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    63. 彬长矿区含水层地下水水化学演化规律研究
    李超峰, 王疆霞, 刘峰, 刘基, 胡扬, 徐中华
    煤炭科技    2022, 43 (4): 102-.  
    摘要34)     
    为了研究彬长矿区主要充水水源水化学特征,系统采集雨水、泾河水、洛河组和延安组地下水样并进行水质检测,将洛河组地下水和延安组地下水按不同体积比混合后进行水质检测,进行洛河组岩样溶解于纯水、侏罗系岩样溶解于纯水和洛河组水等溶解试验。研究表明:按照雨水、泾河水、洛河组水、延安组水的顺序,随着含水层埋深增加,各水样Na+、SO42-、Cl-离子含量显著增大,矿化度和总硬度逐渐增大,反映其径流条件趋于滞缓;洛河组水和延安组水混合后,随着延安组水体积占比逐渐增大,混合水样SO42-、Cl-、Na+离子含量也随之增大,矿化度和总硬度显著增大;水岩溶解作用主要发生了硅酸盐和石膏矿物等溶解于水的化学反应。洛河组岩样溶解于纯水时,其硅酸盐和石膏溶解于水的量较大;侏罗系岩样溶解于纯水或洛河组水时,其硅酸盐和石膏溶解于水的量相对有限。
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    64. 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44)     
    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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    65. 张集煤矿厚煤层工作面底板灰岩突水监测预报研究
    方恩才, 余国锋, 赵一鸣
    煤炭科技    2022, 43 (4): 116-.  
    摘要31)     
    针对工作面底板突水灾害制约煤矿安全高效开采问题,以张集煤矿典型深部大采高工作面为工程背景,融合水文监测手段、微震监测技术和大数据智能处理预测分析平台等,构建了张集煤矿大采高工作面底板灰岩突水灾害预测预警系统,实现了工作面水文数据、微震数据和工作面地面水位观测数据信息融合分析。现场应用表明,该系统可以实现底板突水灾害的有效监测和分析预报,可为类似矿井底板突水灾害防治提供借鉴和参考。
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    66. 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47)     
    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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    67. 煤层底板双重灰岩水害治理方案研究及效果评价体系
    尹志龙, 高攀
    煤炭科技    2022, 43 (4): 127-.  
    摘要36)     
    对鸟山煤矿千米深井软岩大变形致灾破坏机理进行了分析,提出了定向聚能爆破技术进行切顶卸压的控制措施。通过理论计算和现场爆破试验确定了合理的爆破参数:切缝深度14.0 m,切缝角度70°,封孔长度3.0 m,孔间距500 mm,保证巷道顶板在预裂爆破后可以按设计切断与采空区顶板的应力传递,从而达到切顶卸压的目的。采用FLAC3D对回采后留巷巷道围岩应力情况进行数值模拟分析,结果表明,切缝侧应力增高区距实体煤帮5 m,垂直应力峰值较小;非切缝侧相比切缝侧应力增高明显,应力峰值较大,应力集中区距实体煤帮3.5 m。通过顶板定向聚能预裂爆破切顶,减少深部放顶煤开采巷道和采场应力集中,增强了巷道稳定性,降低了冲击地压发生的可能,有效减少软岩大变形问题引发的矿井地质灾害事故。
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    68. 大巷煤柱工作面巷道掘进及防治水技术
    郭向阳, 刘宏, 李军文
    煤炭科技    2022, 43 (4): 134-.  
    摘要32)     
    永红煤矿计划对3号煤层各大巷煤柱进行遗留煤体回收。大巷煤柱回收存在3方面问题:大巷煤柱所处应力环境与孤岛工作面类似,工作面与回采巷道存在复杂剧烈的矿压现象;大巷煤柱宽度较小,若留设较宽保护煤柱,煤炭资源经济可采性低;大巷煤柱三面为采空区包围,采空区中可能富集积水,若留设窄煤柱,会有从煤壁薄弱处发生透水的可能。为改善回采巷道应力环境,采用沿空掘巷回收3号煤层大巷煤柱,采用极限平衡分析、数值模拟方法确定工作面两侧保护煤柱最小宽度分别为8 m和5 m。同时根据采空区及保护煤柱分布特征,采用分段疏水降压防治措施。现场实践结果表明,巷道掘进40 d后,巷道围岩变形趋于稳定,巷道围岩变形量整体处于可控范围内;采用分段疏水降压措施,实现了将采空区积水按规定路线有效运移排放,保证了安全生产。
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    69. 井下高承压大流量奥灰长观孔套管断裂处理技术
    刘海全, 王磊, 胡东祥, 钱自卫,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 142-.  
    摘要30)     
    山东某矿井下O2-7奥灰水文长观成孔初期出水量为100 m3/h,水压5.1 MPa。安全运行7年后,在该孔周圈区域突然出现大流量的分散出水现象,水量达到75 m3/h。分析认为,其水害主要由底板破裂、底鼓造成的钻孔套管断裂引起,水源为奥灰。O2-7孔水害治理采用安装三级套管为核心的治理方式,主要工序为:扫孔→下放三级套管→固三级套管。实际施工过程判断套管断裂位置为孔深3.6 m。治理完成后,关闭O2-7孔孔口阀门,钻孔水压高达5.0 MPa,钻孔周圈区域无任何出水现象,水害治理取得成功。相关治理经验已被李唐煤矿T13奥灰水文长观孔水害治理所采用。
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    70. 彬长矿区巨厚顶板水减水思路与技术对策
    张彪
    煤炭科技    2022, 43 (4): 146-.  
    摘要43)     
    彬长矿区是我国侏罗系煤田的典型代表,受顶板巨厚砂岩水害影响,矿井涌水量居高不下,威胁煤矿安全开采的同时造成大量水资源浪费。在总结相关工程经验的基础上,从减水技术体系构建的角度出发,以水文地质条件精细探查和含水层分层研究、导水通道探测、采动裂隙发育规律研究为基础,提出了减水技术对策。研究可为彬长矿区相关煤矿顶板减水提供参考,为国内其他煤田顶板水减水试验提供借鉴。
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    71. 下组煤层工作面导水裂隙带发育特征研究
    马金飞, 范永平, 温兆翠,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 152-.  
    摘要29)     
    导水裂隙带发育高度是确定煤体开采后是否与上覆含水层及采空积水沟通的关键参数。导水裂隙带发育沟通上采空积水区,将导致采空水经由新生裂缝涌入工作面。为确定下组15号煤层2101工作面导水裂隙带发育高度,采用理论计算、现场观测方法对覆岩层导水裂隙带的发育特征进行了观测研究。结果表明,现场实测裂隙带垂直发育高度为105.0 m,裂采比为13.13,裂隙带高度不会沟通上组煤层采空区,研究为矿井水害防治及保护矿区生态潜水提供了科学决策依据和技术支持。
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    72. 张双楼煤矿井下四灰涌水减量治理与节能减排技术
    袁慧卿, 徐智敏, 罗武贤, 李南骏,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 157-.  
    摘要33)     
    在煤矿生产活动中不可避免地产生矿井涌水,为保障安全生产,巨大的排水费用给企业增加了经济负担。张双楼煤矿针对底板四灰水长期的“疏水降压”使得四灰水位有明显下降,随着部分工作面采掘完成,一些井下四灰涌水点存在减量治理的可行性。针对该问题,通过对矿井典型涌水点进行实地调查、水样分析以及理论计算等方法,对涌水点封堵可行性进行评价并制定了相应减量治理方案。
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    73. 浅析地面抽排技术在防治侏罗系特厚煤层离层水中的应用
    周宇, 乔伟, 韩昌民, 张磊, 孟祥胜,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 164-.  
    摘要48)     
    黄陇侏罗系煤田永陇矿区地层中白垩系的洛河组、宜君组,厚200~500 m,以长石石英砂岩为主,砂岩砾岩为主要含水层;其至下伏侏罗系主采延安组煤层之间为侏罗系安定组、直罗组和延安组,主要为软弱泥质岩层。工作面回采过程中,白垩系巨厚含水层与其下伏的侏罗系软弱泥质岩层易形成高位离层积水,典型矿井包括崔木煤矿、郭家河煤矿、招贤煤矿等。招贤煤矿仅2020年就先后发生3次透水事故,水害治理迫在眉睫。针对此,研究确定地面抽排技术为该矿离层水治理措施并得到现场应用。应用结果表明,该技术科学有效,含水层水位大幅降低,解除了回采工作面顶板离层水害威胁,同时也为相似地质条件矿井离层水防治提供了参考和借鉴。
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    74. 巷道破碎顶板多点渗淋水多层次注浆治理技术
    郑凯凯, 吴现帅, 钱自卫,
    煤炭科技    2022, 43 (4): 168-.  
    摘要44)     
    巷道顶板长期多点渗淋水将恶化巷道运行环境、弱化支护强度,影响巷道使用安全,治理难度较大,对注浆工艺、材料及施工技术要求较高。以柴家沟煤矿埋深370 m的轨道大巷相对破碎顶板渗淋水治理为例,分析了巷道渗淋水的现状及地质条件,设计了锚索眼专门注浆封堵、深孔帷幕注浆及注浆封堵围岩集中水点的多层次治理方案,选择超细水泥浆与化学浆组合使用,采用单孔单次注浆及二次套孔复注的施工工艺。注浆后治理段水量降低90%以上,达到淋水封堵与围岩加固的双重治理效果,治理经验可为类似井巷渗漏水害防治提供参考。
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    75. 深埋工作面断层爆破弱化防冲研究
    马壮, 朱广安, 刘海洋
    煤炭科技    2022, 43 (4): 173-.  
    摘要37)     
    为探究断层区域煤体在动静载共同作用下产生滑移进而诱发冲击地压现象,提出了对断层区域进行爆破卸压的防治思路,利用连续元数值计算进行模拟爆破后断层带应力重分布情况,再与现场微震监测数据进行对比分析。结果表明,断层带顶板预裂爆破措施可有效地降低静载应力集中,增大动载的衰减,与数值计算结果较为符合,该措施在3206工作面现场应用效果良好。
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    76. 鹤煤九矿陷落柱注浆加固技术探究
    朱斌, 倪惠宁
    煤炭科技    2022, 43 (4): 178-.  
    摘要36)     
    针对鹤壁九矿3103下底板抽放巷外段掘进期间揭露的陷落柱,通过钻探取心工作来确定该陷落柱的范围、地质及水文地质的分布情况以及含水、导水特征,根据分析结果采取合理的防治水措施,以井下底板注浆加固为主,对该陷落柱进行底板注浆加固治理,综合评价对该陷落柱的研究治理效果,为下一步采区工作面的布置提供可靠的技术资料依据,为矿井及企业的防治水工作提供新的技术支持。
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    77. 宁夏王洼矿区矿井水害类型及防治对策
    罗成云, 鹿存金, 郑德志, 王创, 牛风旭
    煤炭科技    2022, 43 (4): 183-.  
    摘要43)     
    针对宁夏宁南煤田王洼矿区存在的矿井水害问题,在梳理王洼矿区地质及水文地质条件的基础上,分析了各含水层地下水对煤层开采的影响;以充水水源空间位置及水害形成条件为标准,将矿区内矿井水害类型分为大气降水、老窑及采空区积水、煤层顶板水与煤层底板承压水4大类。其中,煤层顶板水害又细分为地表水害、原生冲刷带水害、煤层顶板含水层水害以及可能的离层水害。针对不同类型水害对矿井的威胁程度及防治难易程度,提出了适合王洼矿区复合水害的防治水对策。
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    78. 倾斜长钻孔疏放上部采空区积水技术与研究
    杜志峰, 陈振江, 刘义鹏
    煤炭科技    2022, 43 (4): 191-.  
    摘要35)     
    以某矿上部工作面采空区积水疏放为工程背景,通过分析估算上部采空区积水量,采用倾斜长钻孔疏放技术,将上部采空区积水提前疏放,原计划单孔出水量119 m3/h,实际钻孔出水量达130 m3/h,加快了疏水进度,累计放水2 052 m3。防水结束后,补孔验证采空区无积水,回采过程中无渗水涌水现象,解决了下部工作面开采期间受上部积水区突水威胁问题,且通过孔口管注浆固结的方式解决了钻孔塌孔、冲蚀的问题。研究可为类似工程条件下的矿井防治水提供借鉴。
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    79. 矿井泡沫防灭火技术研究进展
    秦波涛, 冯乐乐, 蒋文婕, 陈清华, 李剑锋
    煤炭科技    2022, 43 (5): 1-.  
    摘要41)     
    煤自燃是严重威胁煤矿安全生产的典型灾害类型之一,会导致瓦斯爆炸、资源损失、环境污染等问题,严重危害矿井人员生命和财产安全。随着矿井开采规模和强度的增加,大空间采空区越来越多,漏风通道复杂、遗煤分布范围广、氧化时间长、火源位置隐蔽性强,煤自燃精准防控难度很大。泡沫防灭火材料具有优异的堆积和渗流扩散特性,有助于解决高位火源治理、复杂裂隙封堵、大空间遗煤覆盖的难题,是大空间采空区煤自燃防治的主要研究方向。归纳了矿井防灭火泡沫降温、隔氧、阻化、堵漏等作用原理,总结了矿用防灭火泡沫流量大、扩散范围广、堆积性好等特点,指出了其在大空间采空区煤自燃防治的优势。针对常见的两相泡沫、阻化泡沫、三相泡沫、凝胶泡沫、有机固化泡沫、无机固化泡沫等矿井防灭火泡沫,分别介绍了其研发历程、制备方法和现场应用情况。基于此,提出当前泡沫防灭火技术急需解决的“大空间采空区煤岩介质中防灭火泡沫渗流与扩散特性、防灭火泡沫对大范围遗煤持久覆盖阻化特性、泡沫堵漏材料低放热膨胀及快速固化特性”3个关键科学问题,并提出“绿色环保的泡沫防灭火材料、防灭火泡沫智能化制备及灌注、自修复无机泡沫堵漏技术”3个未来技术攻关方向,为今后矿井泡沫防灭火理论及技术研究提供参考,有助于防范与遏制大空间采空区煤自燃灾害,保障煤炭行业安全生产。 
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    80. 发耳煤矿+980m水平巷道围岩变形特征及修复技术研究
    曹胜根, 赵长政
    煤炭科技    2022, 43 (5): 13-.  
    摘要41)     
    为探讨多煤层重复采动影响下巷道变形破坏严重等问题,以贵州发耳煤矿+980 m水平巷道为背景,分析了该矿地质条件,+980 m水平巷道穿过多层软弱煤岩体,且邻近多个工作面受重复采动影响,导致巷道顶板破碎、底板底鼓严重、锚杆锚索变形失效等问题。采用UDEC 3.0软件分析了多煤层重复采动下巷道围岩应力演化规律以及巷道围岩破坏特征,基于此提出了联合支护技术,并在现场进行施工应用。现场监测结果表明,修复加固段巷道在50 d监测期间,顶板、底板及两帮位移量仅分别为26,56,26 mm,巷道围岩裂隙基本被浆液充填,巷道围岩变形基本得到控制。
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    81. 厚层坚硬顶板沿空巷道恒阻吸能防冲支护技术研究
    孙晓明, 张勇, 郑有雷, 张思平, 姜铭, 杨金坤,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 19-.  
    摘要43)     
    针对厚层坚硬顶板沿空巷道冲击地压频发且稳定性难控制的问题,以济三煤矿沿空巷道为工程背景,采用工程调研、室内实验、理论分析及现场工业性试验相结合的方法,对沿空巷道冲击大变形机理及防冲控制对策进行研究。结果表明,济三煤矿沿空巷道顶板以厚层坚硬砂岩为主,顶板容易聚集大量的弹性能,当其断裂、聚集的能量释放时,将形成强烈的震动,是沿空巷道易发生冲击地压的主要原因;与传统支护相比,恒阻大变形锚杆(索)能够根据冲击变形能量的大小自动产生相应的拉伸滑移,并保持恒定不变的支护阻力,从而吸收巷道围岩的冲击变形能量,控制围岩冲击大变形。现场工业性试验表明恒阻支护下围岩变形量得到有效控制,可为类似冲击倾向性沿空巷道稳定性控制提供借鉴。
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    82. 千米深井动压巷道变形破坏主控因素及切顶护巷技术研究
    郭志飚, 任长宏
    煤炭科技    2022, 43 (5): 27-.  
    摘要29)     
    为解决红阳三矿703工作面深部动压巷道支护困难问题,基于现场地质条件和动压巷道变形数据,分析了动压巷道变形破坏特征,确定了巷道变形破坏主要影响因素为巷道围岩强度低、高地应力、强开采动压,提出了切顶卸压+NPR恒阻大变形锚索支护控制技术并进行现场应用,有效控制了动压巷道的变形。现场实践表明,成巷区巷道顶板整体下沉量较小,实施切顶卸压后的巷道变形量与原支护相比,底鼓量平均减小30%,顶板下沉量平均减小33%,两帮移近量平均减小41%。
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    83. 动压影响下工作面空间布置与压力显现规律研究
    孙兴平, 陈建本, 孙涛, 侯俊友, 刘靖毅,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 33-.  
    摘要38)     
    通过理论计算、工程类比和数值模拟综合方法,找出了垂距76.6 m两煤层工作面外错120 m为最优错距,该空间布局能够避免巷道回采动压影响,有利于巷道围岩稳定性控制,为类似条件下工作面布置提供参考。计算机模拟再现了1126(1)工作面采动压力分布规律,即前支撑压力大于后支撑压力,采空区下为应力降低区,压力较小;巷道布置在采动拉伸范围内,巷道变形破坏严重;布置在采空区塌陷拉伸范围之外,则几乎不受影响。由此反演出11-2煤层采空区塌陷边界移动角约为34°,经现场验证该参数合理可靠,为后续工作面空间布置提供了理论支撑。通过计算机模拟和现场验证得出巷道最优支护参数,巷道围岩监测结果表明,巷道围岩控制效果较好。工业性试验证实下采上掘能够实现平行作业,为工作面接替准备赢得了时间,有效缓解了矿井采场接替紧张局面。
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    84. 易自燃煤层综放工作面支架回撤期间综合防灭火方法的应用
    王红亮, 陶伟
    煤炭科技    2022, 43 (5): 39-.  
    摘要42)     
    依据矿井防灭火理论基础,结合公司下属各矿井实际情况,对综放工作面在支架回撤期间采取的综合防灭火措施进行系统论述及比较。以工作面回撤的时间和步骤为节点,详细阐述了回采后期、铺网上绳期间、扩回撤通道期间、回撤期间采取综合防灭火方法的适用性,针对矿井实际情况做出适宜的防灭火方法,并应用于综放工作面支架回撤期间,有效防止了采空区自然发火,为工作面支架顺利回撤提供了保障。
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    85. 综放工作面切顶卸压沿空留巷矿压规律研究
    尹志龙, 高攀
    煤炭科技    2022, 43 (5): 44-.  
    摘要52)     
    鸟山煤矿在11031工作面回采过程中引进综采放顶煤切顶卸压沿空留巷技术,利用与该技术匹配的巷道围岩变形矿压监控系统实现对留巷施工中工作面矿压和巷道变形的实时监测跟踪。理论分析计算结合矿压监测研究表明,预裂切缝最佳深度14.0 m,切缝角度为20°。监测数据显示,留巷后顶底板移近量最大值79 mm,两帮移近量稳定在87 mm,巷道变形较小,110工法区(切缝侧)平均压力相对121工法区(远离切缝侧)降低25.1%,切顶卸压沿空留巷技术在鸟山煤矿工作面回采过程中有着较好的应用成效。
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    86. 深部开采巷道掘进工作面受力特征及合理空顶距分析
    张铁军, 李伟涛, 尹松阳
    煤炭科技    2022, 43 (5): 50-.  
    摘要42)     
    巷道掘进后,需要施加支护以增强围岩的稳定性,对巷道掘进后空顶距离和支护作业进行合理规划后可以有效提高巷道掘进效率。以红阳三矿1201掘进工作面为工程背景,通过FLAC3D分析了工作面围岩受力特征,以冒落拱理论为指导,计算了冒落拱的高度得出掘进工作面顶板的覆岩载荷,最终建立了掘进面顶板的力学模型,计算出合理空顶距离。实践证明,在保证工人安全和围岩稳定的基础上,合理延长空顶距离后再对围岩进行及时有效支护可以提高掘进效率。
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    87. 深井破碎软岩硐室联合加固技术研究
    张占阳, 倪惠宁
    煤炭科技    2022, 43 (5): 54-.  
    摘要46)     
    针对鹤壁九矿的地质构造背景及地应力分布规律,分析了造成巷道破坏变形的原因,采用围岩锚固加固技术,提高各部分岩体的内聚力和内摩擦角,同时封闭岩石内部裂缝,以防止岩体被水、风和其他物质侵蚀,改变岩体内部的松散结构,使破坏后的岩体重新胶结形成致密的岩体,提高了围岩整体强度,为树脂锚杆、锚索提供了坚固的锚固点,使主动支护的能力得到充分发挥。采用加固技术修复后,提高了中央泵房、变电所的围岩支护强度,巷道变形量大大减少。
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    88. 无轨胶轮车智能管理系统研究与应用
    蒋小平, 高丽君
    煤炭科技    2022, 43 (5): 58-.  
    摘要37)     
    以徐矿集团郭家河煤业有限责任公司为实例,针对现场矿井胶轮车运输智能管理系统的运行情况,对原有系统进行了优化提升,通过人、车位置实时数据准确搭建无轨胶轮车运输资源的供给方和需求方之间沟通桥梁,增强了车辆运行的规范性,提高了车辆运行效率,杜绝不安全行为,在保障安全运输的同时使得胶轮车运输资源的效能最大化。
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    89. 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49)     
    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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    90. 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55)     
    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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    91. 随钻地震探测技术在陷落柱探查中的应用
    陶明房
    煤炭科技    2022, 43 (5): 71-.  
    摘要40)     
    为探明陷落柱发育边界、柱体胶结程度及富水性等情况,采用随钻地震探测技术对巷道掘进前方发育的陷落柱进行钻探分析。通过不同钻进深度下的能量异常及频谱差异等特征,精确得出随钻岩性变化情况,同时辅以综合物探方法相互验证,查明了陷落柱基本性质,消除了采掘活动的安全隐患。
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    92. 高寒地区极低气温下胶带接头快速施工工艺研究与应用
    唐宇, 位玉红
    煤炭科技    2022, 43 (5): 75-.  
    摘要43)     
    天山矿业公司俄霍布拉克煤矿地处我国西部天山腹地高寒地区,矿区南工业广场地面多部胶带运输机安装在室外,冬季严寒气温下钉制胶带接头速度慢,影响矿井生产和销售。经现场研究和实践,现场采用暖气吹管预热胶带施工工艺,能大大提高胶带接头的压制效率,同时能够较大幅度提升产品合格率和使用寿命,为企业带来丰厚的经济效益。
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    93. 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56)     
    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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    94. 分区开采露天矿端帮变形及应力分布规律
    高志轩, 陈涛, 舒继森, 韩流
    煤炭科技    2022, 43 (5): 82-.  
    摘要37)     
    为研究分区开采露天矿端帮变形及应力分布规律,基于分区开采露天矿端帮力学特性,建立不同形态的采场模型,通过Rhino-FLAC3D建模进行数值模拟,分析了凹型、直线型及凸型端帮的变形破坏情况,以及露天矿端帮不同位置的变形及应力分布规律。研究结果表明:不同形态的端帮位移曲线都随着开采深度的增加呈现先增加再减小再增加的趋势,凹型端帮的位移值明显小于直线型和凸型,凸型端帮的位移绝对值最大;凹型端帮随着平面曲率半径的减小,其呈现位移值减小,凸型端帮的位移值正好和凹型端帮的相反,平面曲率半径越小,越不利于边坡稳定;端帮靠近内排土场一侧的位移曲线都随着开采深度的增加呈现先减小再增加再减小再增加的趋势,坡面的几何形态并不会影响端帮与内排土场交界处的位移变化情况;端帮靠近工作帮一侧的位移和应力最大值都会出现在岩性较好的岩层之下。
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    95. 基于FLAC数值模拟的工作面向采空区推进应力分布特征
    陈润合, 肖佳琦, 牛佳胜, 李成海, 吕国伟, 巩思园,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 89-.  
    摘要46)     
    为解决矿井内工作面向采空区推进期间冲击危险的难题,分析采场侧向支承应力以及采空区的冲击危险影响程度,采用数值模拟方法建立数值模型,分别对工作面开采前邻近采空区的应力分布特征、工作面开采时向采空区推进不同距离下应力分布及演化规律进行分析。研究结果表明,工作面向采空区推进距离大于175 m时,停采线两侧的应力峰值降低且趋于稳定,冲击危险程度降低。为提高煤炭回收率,在采取有效的冲击地压监测及防治的基础上,可将175 m作为工作面回采末期布置设计停采线的参考距离。
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    96. 长平井田3号煤层孔隙结构特征研究
    罗志吉
    煤炭科技    2022, 43 (5): 95-.  
    摘要43)     
    煤孔隙结构特征对煤层气赋存、吸附/解吸、运移、含气性及孔渗性等具有重要影响,是煤层气开发重要研究内容之一。采用低温液氮吸附静态容量法对长平井田3号煤孔隙结构特征开展实验研究,结果表明:井田内3号煤层中孔隙结构复杂且形态多样,煤中孔隙主要为两端开口的筒状孔、四面开放狭缝形孔、少量墨水瓶孔及少量一端开口的孔;受多地质因素及煤自身非均质性影响,煤孔径、比表面积及孔容具有一定差异且分异现象明显;煤中开放型孔隙相对发育,比表面积和孔容总体较高,显示具有良好的煤层气赋存场所和储集空间。
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    97. 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54)     
    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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    98. 大采高综采工作面初采水力预裂复合顶板技术工程实践
    王飞, 刘江伟, 于骞,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 112-.  
    摘要47)     
    为解决大采高综采工作面初采期间复合顶板难垮落、来压步距大、冲击强度高的难题,以斜沟煤矿18505综采工作面为工程背景,根据工作面覆岩结构和地应力状况,确定了水力预裂设计方案,并进行了现场实践和效果监测。结果表明,与未采用该技术的工作面相比,顶板初次来压步距缩短,工作面支架的工作阻力明显降低,验证了水力预裂技术在大采高综采工作面的作用。研究为类似条件下实施水力预裂技术借鉴。
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    99. 自燃煤层综放工作面回撤综合防灭火技术
    张磊
    煤炭科技    2022, 43 (5): 117-.  
    摘要44)     
    5204综放工作面回采结束后,工作面架顶及采空区留有遗煤,存在自然发火隐患。对此,通过对工作面回撤前后氧化分析,研究制定了工作面回撤前综合性堵漏、阻化防灭火措施;回撤期间采取以压注普瑞特新防灭火材料为主,同时采取遗煤阻化、堵漏、均压等为辅的综合防灭火技术,防灭火效果良好,确保了工作面的顺利回撤。
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    100. 电磁法技术在矿井工作面综合探测中的应用研究
    周宇, 韩昌民, 张磊, 孟祥胜, 赵晶,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 121-.  
    摘要40)     
    为防止工作面回采过程中发生突水事故,采用无线电波坑透和矿井瞬变电磁法综合探测技术,对招贤煤矿1302工作面进行构造及富水性的综合性探查,查明了工作面内构造及富水异常区,消除了工作面回采过程中的安全隐患,确保了工作面安全回采。结果表明,电磁法综合探测技术避免了单一物探方法探测的多解性,为煤矿安全生产提供了技术支撑。
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    101. 交叉巷道大跨度顶板减跨控制研究
    李岩
    煤炭科技    2022, 43 (5): 127-.  
    摘要35)     
    对于巷道交叉口处跨度大幅增加、顶板控制困难等问题,以某矿巷道交叉口为工程背景,采用理论分析的方法建立巷道顶板力学模型,并结合数值模拟软件探究了巷道交叉口处围岩应力应变关系,得出大跨度巷道顶板最大应力情况。模拟结果表明,原支护方案下交叉口巷道顶板最大下沉量480 mm,顶板破坏深度大、范围广。针对此,提出交叉巷道大跨度顶板减跨控制技术并开展工业性试验。技术应用结果表明,顶板最大下沉量为248 mm,交叉巷道顶板大变形问题得到有效控制。
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    102. 深部破碎顶板切顶卸压爆破参数研究及应用
    任长宏, 王程中, 尹松阳,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 132-.  
    摘要39)     
    为有效缓解接续紧张,提高煤炭回收率,同时解决深部围岩控制难题,以沈阳红阳三矿为工程背景,在切顶卸压自成巷工法中采用双向聚能爆破技术对顶板进行切顶卸压。通过理论分析、现场试验、钻孔窥视等方法,对深部破碎顶板条件下双向聚能爆破技术进行了分析研究,确定了红阳三矿沿空留巷中合理的切顶爆破参数,并进行了现场工业性试验。现场试验结果表明,根据现场工程条件合理调整切缝高度和角度,同时采用“3+2+2+1”的装药方式,切顶预裂成缝效果良好,裂缝率达到85%,爆破效果满足留巷设计要求,现场应用效果良好。
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    103. 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57)     
    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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    104. 浅埋多侧偏压小净距隧(巷)道围岩压力及稳定性控制分析
    沈英男, 徐永涛, 马峰,
    煤炭科技    2022, 43 (5): 142-.  
    摘要46)     
    为研究浅埋多侧偏压小净距隧(巷)道围岩压力的计算方法,根据极限平衡法原理推导出能够考虑隧道先行洞与后行洞施工先后的计算公式,并与既有模型对比验证了所推公式的准确性。计算参数简化后,所推公式能够简化为浅埋无偏压、浅埋单侧偏压、浅埋双侧偏压以及浅埋复杂偏压(单侧与双侧偏压组合)条件下的小净距隧道围岩压力计算公式,更具有普遍性。最后提出围岩稳定性控制可以从工程结构设计合理、施工方案编制恰当以及监控量测动态成环3个方面进行考虑,研究可为类似小净距隧道围岩压力确定与支护结构设计提供参考和借鉴。
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    105. 郭家河井田顶板突水类型分析
    曹海涛
    煤炭科技    2022, 43 (6): 1-.  
    摘要52)     
    为了研究郭家河井田厚煤层开采条件下顶板突水类型,以一盘区开采工作面为研究背景,通过理论分析及数值模拟相结合的方法,就其水文地质条件与矿井水害特点进行了分析。研究表明,郭家河井田防治水工作的重点主要是预防和治理顶板离层水害,减小洛河组含水层参与的覆岩“离层”积水对工作面生产的威胁。在煤层底板标高较低(如<+720 m)、洛河组底板低洼(<+1 020 m)且厚度较大(>160 m)、向斜轴部、断层及断层带,以及地表河流发育等地段引发离层水的可能性较大。采空区形成后,由于覆岩岩性的不同及应力空间分布的差异,覆岩破坏呈分区破裂形态,从而形成离层积水空间。
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    106. 智能化煤矿供电监控系统现状和发展趋势
    陈创举, 位玉红
    煤炭科技    2022, 43 (6): 7-.  
    摘要43)     
    针对煤矿智能化矿井建设实际情况,对当前煤矿供电监控系统的构成、功能及发展趋势进行了系统性分析,提出了煤矿供电监控系统相应的技术管理策略,可为智能化矿井供电监控系统的管理和技术体系的建立提供一定的参考。
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    107. 侏罗纪特厚煤层综放工作面初次来压研究
    申银朋
    煤炭科技    2022, 43 (6): 10-.  
    摘要45)     
    为研究侏罗纪特厚煤层综放工作面初次来压期间的压力显现情况,综合运用巷道位移、微震频次、支架载荷、钻屑和围岩应力在线监测等方法,分别对郭家河煤矿1309、1310综放工作面基本顶初次垮落范围内是否具有冲击危险及其矿压显现进行研究。结果表明,侏罗纪特厚煤层综放工作面基本顶初次来压的强度较小,冲击危险性较低。
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    108. 国内首台1000MW褐煤机组凝结水精处理智慧运行技术路线探讨
    孙正华
    煤炭科技    2022, 43 (6): 13-.  
    摘要50)     
    目前我国电力行业正在转型调整阶段,对电力系统安全稳定运行提出了更高要求,现有机组延寿和灵活性改造成为迫切需求。火电机组深度调峰和快速调峰对凝结水精处理系统的运行可靠性提出了严峻的考验,以保障机组水汽品质。针对精处理传统运行工艺存在的问题,江苏能源乌拉盖电厂新建2×1 000 WM高效超超临界燃煤机组精处理系统拟采用全过程智能监控的技术路线。该技术路线包括应用IRIC树脂界面智能识别及控制仪、混床体外再生过程智能监控系统、树脂擦洗终点智能监测仪和树脂泄漏智能检测仪等新技术形成的西安热工研究院(TPRI)的系列专利设备,实现凝结水精处理智慧运行,在节水减排、提质增效及碳减排方面都将具有显著效果,机组安全运行得以保证,经济效益和社会效益均得到显著提高。
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    109. 汽轮机高压调节阀阀杆断裂原因研究
    房大明, 任彤, 赵强, 郝锋
    煤炭科技    2022, 43 (6): 17-.  
    摘要44)     
    某电厂运行过程中,采用焊接固定的阀杆与联轴结螺纹连接处因有小幅度空行程,继而发生阀杆断裂。采用宏观形貌、外观解剖检查、金相显微组织、力学性能测试等手段分析了GV4调节阀阀杆断裂产生的原因。结果表明,连接头加工质量、热处理工艺、安装不到位是致其断裂的主要原因;而由于间隙的存在,在运行时产生晃动,是导致其焊接断裂的次要原因。
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    110. 掘进工作面空顶区域顶板变形特征研究
    曹冬利, 王领
    煤炭科技    2022, 43 (6): 21-.  
    摘要33)     
    为探究掘进工作面空顶区域顶板挠曲变形特征,根据玉华矿2212工作面回风巷条件,采用FLAC3D数值模拟软件,分析了不同空顶距离下的围岩稳定性、垂直应力分布与位移变化规律。研究发现,工作面空顶距离在一定范围内变化时对顶板垂直应力和位移的影响较小。据此限定了工作面空顶距离,并结合快速掘进工序应用于2212回风巷施工中,单进水平显著提高,取得预期效果。
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    111. 循环流化床锅炉一般工业固废掺烧综合利用研究
    胡修猛
    煤炭科技    2022, 43 (6): 25-.  
    摘要31)     
    一般工业固体废弃物种类繁多、成分复杂,焚烧法是处置一般工业固废的常规方式之一。若焚烧措施不到位,会影响锅炉正常运行、产生新的污染。基于此,研究循环流化床锅炉协同处置一般工业固废对输煤、燃烧工况、灰渣、飞灰及烟气成分的影响,论证CFD锅炉掺烧一般工业固废的安全性和可行性,对促进节能减排、提升社会环境效益具有积极的现实意义。
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    112. 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70)     
    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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    113. 煤岩卸围压破坏特征试验研究
    李敏
    煤炭科技    2022, 43 (6): 36-.  
    摘要36)     
    煤矿开采等大型地下工程施工活动可视为卸围压的过程,以明确煤样加载进程中其强度、形变的变化为目标,采用伪三轴试验台开展卸围压试验。研究得出:当卸围压速率增大的时候,样品最大偏应力和偏应力最大时刻轴向应变均减小,且随着卸围压速率逐渐升高,样品失效围压值逐渐降低;与此同时,样品的卸围压平衡时间与卸围压速率负相关,即低卸围压速率下煤样的稳定性优于高卸围压速率。在实验过程中,煤样的AE振铃计数率经历3次跳跃式增长,分别为塑性开始阶段、卸围压开始阶段和煤样破坏阶段。
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    114. 常村煤矿本煤层瓦斯抽采钻孔轨迹偏移规律研究
    张慧峰
    煤炭科技    2022, 43 (6): 40-.  
    摘要49)     
    钻孔抽采瓦斯是预防瓦斯灾害、保证煤矿安全生产的重要手段。为了预防本煤层瓦斯抽采钻孔偏移,采用无线钻孔轨迹仪对潞安集团常村煤矿2102工作面本煤层钻孔进行动态跟踪,分析钻孔轨迹偏移规律,超前预判钻孔偏移量,为后期钻孔施工减少抽采空白带提供理论支撑。研究表明,本煤层瓦斯抽采钻孔向左下偏移概率大,右上偏移概率小;在钻孔20 m位置处易发生轨迹偏移。
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    115. 同忻煤矿综放工作面沿空掘巷小煤柱参数确定
    王星瑶, 都书禹
    煤炭科技    2022, 43 (6): 44-.  
    摘要30)     
    为探究同忻煤矿综放工作面沿空掘巷小煤柱宽度的合理参考值,以同忻煤矿8210工作面为例,基于极限平衡理论,结合8210综放工作面工程与地质条件,计算得到小煤柱宽度的理论参考值应小于6.00 m;采用FLAC3D模拟揭示了4.0、5.0、6.0 m煤柱下8210运输巷应力变形规律,确定了工作面小煤柱留设宽度最优值约为5.0 m。现场验证表明,留设5.0 m小煤柱可较好地控制巷道变形及稳定性,同时可以大幅度减少地下煤炭遗留,避免资源浪费。
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    116. 东峡煤矿通风系统改造优化研究
    丁小敏, 董昊福, 史建设, 张玮, 李文涛, 魏宗康,
    煤炭科技    2022, 43 (6): 49-.  
    摘要56)     
    东峡煤矿总回风量3 855 m3/min,矿井通风阻力为2 218 Pa,通风阻力大于《煤矿井工开采通风技术条件》(AQ 1028—2006)规定,矿井通风系统需要进行优化与改造。通过通风系统数据实测、仿真模型构建、通风网络解算,制定通风系统优化方案并进行仿真模拟,确定最佳通风系统优化方案,使矿井通风阻力符合规定,主要通风机的风量满足安全生产需要。
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    117. 面向智能化开采的加强型橡套牵引电缆设计与研发
    刘雪峰, 吴中伟
    煤炭科技    2022, 43 (6): 53-.  
    摘要37)     
    煤矿智能化开采技术的发展对工作面采掘装备的连续稳定运行提出了更高要求,牵引电缆的安全可靠是采掘装备安全高效运行和高产稳产的重要保障。采掘工作面复杂的工作环境和特殊的工作模式,使得采掘装备牵引电缆受机械应力影响,其内部芯线打折断裂现象频发,严重影响了采掘装备的安全生产效率。为此,提出一种针对采掘装备的金属屏蔽编织加强型橡套软电缆设计方案,研发了“镀锡铜线芯+高强纤维”动力线芯、可伸缩波浪形控制线芯、高弹性高强度高绝缘电阻的乙丙橡胶线芯绝缘、“内护套+编织层+外护套”的硫化一体的新型护套,解决了控制线芯断裂和电缆护套易撕裂的问题。这种新型电缆具有抗扭转耐弯曲、抗撕裂耐冲击、抗拉抗压及阻燃等优异特性,保障了采掘装备安全可靠运行,有效地提高了电缆服役寿命、缩短了停产时间,达到了降本增效的目的。
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    118. 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60)     
    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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    119. 基于新型监测技术工作面来压规律研究
    吴宏斌
    煤炭科技    2022, 43 (6): 65-.  
    摘要53)     
    随着煤矿开采深度的不断加深,采场工作面应力变化影响越来越大,为保证矿山生产安全,需对工作面支架压力进行实时监测与分析。以某矿八采区某工作面为例,引进YHY60L矿用本安型蓝牙压力计新型监测技术对该工作面支架工作阻力进行连续监测,数据化分析支架受力实时变化情况、支架接顶初撑力及工作面来压规律。研究数据表明,工作面整面初撑力合格率23.46%,整面工作面阻力合格率116.76%,工作面顶板压力呈弧线分布,且平均周期来压步距为24.3 m。该新型监测技术性能稳定,数据采集方便,采用无线通信传输速率更快,对采场异常来压能够进行准确监测预警,为工作面安全生产和后续工作面布置提供了基础。
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    120. 基于支持向量回归的污泥发热量预测模型设计
    胡远丰
    煤炭科技    2022, 43 (6): 71-.  
    摘要49)     
    针对污泥发热量测定过程中出现的设备腐蚀问题,以污泥的工业分析数据为基础,分别选择线性核函数、多项式核函数及径向基核函数建立基于支持向量回归的污泥发热量预测模型,并比较了不同模型的预测效果及评价参数。结果表明,基于径向基核函数建立的污泥发热量预测模型预测效果较好,其预测结果偏差值在允许范围内,可以满足对污泥发热量进行估算的要求。
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    121. 高碱煤燃烧结渣和沾污试验及锅炉针对性运行措施研究
    宋伟, 黎懋亮,
    煤炭科技    2022, 43 (6): 75-.  
    摘要53)     
    锅炉燃煤过程中,煤的含钠量直接影响锅炉受热面的积灰特性。燃用高碱煤过程中,易导致锅炉产生黏结性积灰,给锅炉的正常运行带来安全隐患。为改善锅炉燃用高碱煤的积灰特性,东方锅炉依托国内最早投运的、兆瓦级工业性热态试验台,与国内知名高校和研究机构合作,针对高碱煤的燃烧特性展开研究,通过一系列试烧试验掌握了准东煤的燃烧特性和沾污结渣机理,得出了锅炉黏结性积灰防控方法,总结了燃烧高碱煤锅炉选型方法及针对性措施,现场应用效果良好。
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    122. 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100)     
    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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    123. 屯兰煤矿地面井压裂抽采瓦斯效果及影响范围
    龙红军
    煤炭科技    2022, 43 (6): 86-.  
    摘要35)     
    以屯兰煤矿南五盘区XST-012和XST-010地面井为研究对象,考察了地面井附近区域12513轨道巷掘进工作面瓦斯浓度、风排瓦斯涌出量、残余瓦斯含量、地面井附近现场裂隙范围等相关参数。结果表明,屯兰煤矿地面井最大影响半径为80~100 m,在其范围内,距离地面井越近压裂抽采效果越好,地面井压裂抽采瓦斯可以作为治理采掘工作面瓦斯的一项有效措施,能显著提高瓦斯抽采效果,降低工作面瓦斯浓度、风排瓦斯涌出量及残余瓦斯含量。
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    124. 钻孔快速封堵在涌水减量治理中的应用
    徐成海
    煤炭科技    2022, 43 (6): 91-.  
    摘要40)     
    随着浅部采掘活动的结束,在有效保障现有采掘工程安全生产的前提下,以及对张双楼煤矿井下四灰涌水点封堵或减量治理可行性评价的基础上,利用现有水文地质参数并采用定流量注水承压完整井非稳定流模型对典型出水点不同减量治理后的水位恢复情况进行了预测,开展相应减量治理工程技术措施,在保障生产安全的前提下降低矿井排水费用。
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    125. 麦地掌煤矿2号煤层瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究
    陈明, 温玉珠, 周长山
    煤炭科技    2022, 43 (6): 96-.  
    摘要25)     
    为提高麦地掌煤矿2号煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率,采用“两堵两注”封孔工艺,保证钻孔封孔段两端的封堵效果,提高耐压强度。通过对比不同注浆压力下钻孔瓦斯抽采浓度分布、浓度衰减以及稳定情况,确定麦地掌煤矿2号煤层顺层钻孔注浆压力在1.0 MPa以上,能大幅度提高瓦斯抽采浓度,延长钻孔抽采衰减周期,为2号煤层长时间瓦斯预抽提供技术支撑。
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