煤炭科技

董国伟, 任小亮, 梁烜铭, 刘海洋, 唐照成

2021, 42(6): 1.

摘要 ( 240 )

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为研究含极近距离煤层和油页岩复合顶板的低瓦斯矿井瓦斯涌出异常原因,采用理论分析、数值模拟、实验室实验及现场实测等手段进行了相关研究。研究认为:贯屯煤矿开采5号煤层时,裂隙带最大范围为21 m左右,煤层上方6号煤层与油页岩均位于冒落带和裂隙带内;贯屯煤矿5号、6号煤层及油页岩瓦斯含量分别为2.71、2.40、0.09 m3/t,50109综采面、50212综采面绝对瓦斯涌出量分别为3.67、3.02 m3/min;综采面上方极近距离煤层、油页岩复合顶板厚度和上隅角瓦斯涌出异常程度呈正相关;建议上隅角瓦斯治理采取高位钻孔抽采和采空区埋管抽采。研究成果对陕北三叠纪含油页岩煤田瓦斯治理具有指导意义。

济宁三号煤矿坚硬顶板条件快速掘进支护参数优化

郭现伟, 张云宁, 白冰, 岳博

2021, 42(6): 7.

摘要 ( 182 )

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为了解决坚硬顶板条件下巷道掘进效率低的问题,以济宁三号煤矿183下05工作面回采巷道为研究对象,理论分析了该地质条件下的极限平衡拱矢高的范围,借助FLAC3D数值模拟软件,研究了不同支护参数下巷道围岩应力分布特征、围岩位移特征、塑性区分布规律,并根据数值模拟结果和现场实践,优化了巷道支护参数,在保障巷道围岩安全的前提下提高了巷道掘进速度。

薛湖煤矿底抽巷围岩松动圈演化实测分析

沈润生, 林书茂, 孙畅, 鲁岩

2021, 42(6): 15.

摘要 ( 157 )

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基于薛湖煤矿2306运输巷底抽巷实际情况,利用YTJ20型岩层钻孔探测仪对巷道围岩完整度进行探测,得到了2306运输巷底抽巷在未受采动时、采动影响一般、采动影响剧烈等不同区段的围岩松动圈空间演化状况,分析了底抽巷松动圈的空间分布规律和采动影响、抽采孔的关系。研究结果对于深井高应力底抽巷的支护结构设计以及抽采孔施工工艺优化工作具有指导意义。

杨家村井田侏罗系5煤组沉积环境探究

郭先顺

2021, 42(6): 21.

摘要 ( 129 )

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为了探讨杨家村井田预设计开采的侏罗系5煤组两煤层分叉合并原因,在系统分析井田地层、构造和两煤层赋存条件基础上,结合大量钻孔揭露资料对两煤层赋存特征及合并分叉空间展布进行了分析。发现两煤层合并位置位于井田南部,向北逐渐分开,中间局部最大,提出了未来巷道及工作面布设建议。根据煤层厚度原生变化3个主要成因类型和后生变化4个主要成因类型对比分析,推测研究的两煤层在沉积成煤时地壳不均衡沉降这一主控因素影响最大,同时还受到河流或湖泊三角洲后生冲蚀作用。

小庄矿原煤上仓栈桥及转载点钢结构施工技术探讨

王龙, 王立卫, 张沛

2021, 42(6): 25.

摘要 ( 122 )

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近年来,大跨度钢结构在矿井中被广泛应用。基于陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿井选煤厂新建产品仓栈桥及转载点工程,针对矿井中大跨度钢结构吊装过程中存在的技术难点与安全问题进行了详细论述。结构类型包括钢筋混凝土框架、钢筋混凝土支架、轻钢结构及钢桁架结构,施工范围为钢桁架、门式轻钢结构、定型走道板及彩色钢板围护结构。对于特大跨度输煤胶带栈桥,用平面程序计算并用空间程序复核,实践证明结构布置及计算结果是合理的。施工过程中充分考虑工程特点和难度,优化施工方案,强化质量管理,合理降低工程造价,缩短工期,确保了施工与生产安全。

逐巷充填开采覆岩移动破坏规律研究

石斌, 张彪

2021, 42(6): 29.

摘要 ( 162 )

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以榆林地区神木市部分典型窄条带膏体充填开采以及房柱式采煤遗留煤柱回收煤矿为研究背景,分析窄条带膏体充填开采过程中覆岩移动变形机理及其影响因素,研究各因素对覆岩移动和地表移动变形的影响。研究为"三下"压煤开采难题提供理论支持,而且对遗留煤柱回收具有重要的现实意义。

某热电厂循环水动态模拟试验研究

潘明

2021, 42(6): 33.

摘要 ( 129 )

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为了保证循环水系统安全稳定运行,最大限度节水,某电厂进行了循环冷却水系统运行模拟试验研究,选出了循环水阻垢缓蚀药剂、杀菌剂最佳加药量以及加酸量,确定了循环水最佳的控制参数,以期达到安全、经济、高效的目的。

基于遗传算法的基坑岩土参数反演优化

杨冠宇, 梅军

2021, 42(6): 37.

摘要 ( 160 )

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鉴于传统优化算法在优化求解具有高度非线性复杂函数关系时较为困难,提出使用遗传算法对岩土参数与场变量之间的关系进行处理。将遗传算法与数值模拟相结合,使用MATLAB实现遗传算法对基坑岩土参数进行反演优化,结合有限元法,建立基坑二维数值计算模型,使用python语言对ABAQUS结果进行分析和可视化处理。通过对模拟结果和实测值的对比表明,反演优化后的参数能够取得良好的效果。

工作面采动影响覆岩裂隙发育机理研究与应用

程鹏

2021, 42(6): 41.

摘要 ( 142 )

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针对色连煤矿浅埋煤层重复采动对上覆岩层裂隙带发育影响,通过开发专用软件对裂隙带发育情况进行预计与分析。根据收集的相关勘探资料,进行上覆岩层垮落、断裂及导水裂隙带的发育特征分析,从中找出裂隙带发育规律,为预计软件的编制提供依据。软件界面设计合理,尽量减少参数输入量,以提高预计效率。通过软件直接获取图纸上相应参数,根据需要输入扩展参数后,可预计分析出裂隙带发育高度、导通判断值以及防水煤岩柱留设建议等。

竹林山煤矿大采高松软煤层工作面矿压显现规律研究

张晓鹏

2021, 42(6): 45.

摘要 ( 501 )

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针对大采高松软煤层容易造成片帮和冒顶等灾害,以竹林山煤矿1405工作面为工程背景,采用现场实测对大采高松软煤层工作面矿压显现规律进行分析研究。结果表明,1405工作面综采液压支架实测工作阻力普遍小于额定工作阻力值,综采液压支架的支护能力未能充分发挥。基本顶初次来压步距为28.1 m,来压动载系数为1.8。基本顶周期来压平均步距为17.3 m,来压动载系数平均为1.62。基本顶初次来压,基本顶第2、3、4、7、10周期来压时动载系数较大,其余来压时动载系数适中。

重介质旋流器分选效果试验研究

刘莹

2021, 42(6): 49.

摘要 ( 184 )

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为进一步提升重介质旋流器在选煤厂应用的分选效果,在研究重介质旋流器工作原理和常规分选工艺流程的基础上,对同一待分选原煤在3个选煤厂中各自型号重介质旋流器和不对应参数设置下的分选效果进行对比,为今后其他选煤厂配置最佳重介质旋流器和工艺参数提供理论指导。

高压水射流割缝卸压技术在复杂地质条件矿井中的应用

白宗荣

2021, 42(6): 52.

摘要 ( 130 )

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为综合治理复杂地质条件下矿井灾害治理,特别是针对水文地质构造复杂,瓦斯、冲击地压严重的矿井,采取高压水射流割缝卸压施工技术,不仅能有效进行瓦斯抽采,同时使煤体在一定范围内得到充分卸压,实现了防冲卸压和瓦斯快速高效抽采目的。研究为复杂地质条件下瓦斯和冲击地压灾害的协同防治提供了一种新的思路。

高瓦斯矿井回采工作面瓦斯治理技术应用

樊银辉

2021, 42(6): 57.

摘要 ( 155 )

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分析了王东煤矿瓦斯抽采现状及工程概况,应用上隅角采空区瓦斯抽采技术对25304回采工作面上隅角采空区瓦斯进行了有效抽采,治理效果明显,确保了矿井安全生产。

四川煤矿老空水防治工作思考

孙小林

2021, 42(6): 60.

摘要 ( 156 )

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近期新疆呼图壁县白杨沟丰源煤矿发生透水事故,结合四川近10年发生的两起煤矿透水事故的问题,通过对四川近几年关闭煤矿矿井水患普查报告的统计分析,反映出老空区积水部位不明的问题依然没有得到解决,部分保留煤矿甚至还有老空积水不明加重现象,加之防治水工作基础薄弱、重视程度不够、措施落实不力等原因,有针对性地提出了防治措施,对做好煤矿老空水防治工作具有一定指导意义。

利用瓦斯抽放钻孔进行煤层注水降尘效果分析

武沛武

2021, 42(6): 64.

摘要 ( 122 )

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为使用已完成抽采达标的瓦斯抽放钻孔进行煤层注水降尘,陈四楼矿在综采工作面生产期间对各地点粉尘浓度进行测试,介绍了方法内容、设施设备和实施过程,通过注水前后实测粉尘浓度数据对比,体现了用瓦斯抽放孔进行煤层注水降尘的良好效果。

鑫岩煤矿10号煤层煤自然发火标志气体指标测定研究

黄旭

2021, 42(6): 67.

摘要 ( 139 )

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煤自然发火一般都要经历从缓慢氧化到加速氧化直至激烈氧化的阶段,针对不同的阶段应采取不同的防灭火措施。作为煤自然发火的预测预报应根据实际情况优选适合于该矿防灭火工作的综合标志气体指标,对煤自然发火的不同阶段进行预测预报,以指导防灭火措施的制定和实施。通过实验室实验,得出了煤升温氧化过程中气体产物规律及特性,进行了煤样自然发火标志气体分析与优选,确定了煤自然发火的临界氧气浓度。研究为自然发火预测预报、防灭火工作等提供了技术支撑。

大采深厚煤层巷道掘进防冲治理技术研究与应用

朱彦飞, 罗武贤, 徐大连, 李兵, 曹远威, 杜伟乾

2021, 42(6): 71.

摘要 ( 129 )

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张双楼煤矿74102工作面位于-1 000 m水平延伸采区,除受采深影响外,在巷道掘进留底煤且较厚,导致大量弹性能经应力二次分布积聚在无支护的底煤中,形成高应力集中区,诱发底煤冲击。提出对顶板、煤层、底煤进行全方位综合治理技术,有效防止了冲击地压的发生,保证了巷道的安全掘进,可为类似条件下冲击地压防治提供指导。

1310工作面煤层赋存条件对冲击地压危险性影响分析

刘清洲, 曹海涛, 翟锦, 韩正灿, 周兵, 刘天文

2021, 42(6): 76.

摘要 ( 96 )

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为了研究煤层赋存条件对冲击地压危险性的影响,以郭家河煤矿1310工作面为研究对象,从开采深度、煤岩冲击倾向性、煤层厚度变化、顶板岩层结构、地质构造5个方面进行了分析。研究表明,冲击地压发生的必要条件是煤层自身具有冲击危险性;冲击地压危害经常发生在开采深度大、煤层厚度变化大、厚度越大的坚硬顶板及地质构造带位置,当煤层开采至以上区域时,更容易发生冲击地压,且次数增加、强度加大,是冲击地压防治的关键区域。

地面钻井压裂预抽煤层瓦斯技术应用

王金波

2021, 42(6): 81.

摘要 ( 198 )

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山西晋城兴唐煤业有限公司车寨煤矿为高瓦斯矿井,综合分析了该矿3号煤层瓦斯赋存状况,认为提前对该煤层进行瓦斯抽采是非常必要的。经过技术、安全和经济可行性论证后,采取了地面钻井压裂预抽煤层瓦斯技术。预抽煤层瓦斯效果表明,地面钻井压裂预抽煤层瓦斯技术可行、安全可靠、经济合理,能够对煤层瓦斯进行有效预抽,为矿井安全生产奠定了基础。

凉水井煤矿浅埋巷道掘进空顶距的确定

周虎, 刘思, 杜江, 种德雨, 张桐桐

2021, 42(6): 85.

摘要 ( 138 )

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为了确定凉水井煤矿4-3煤和4-4煤回采巷道的掘进空顶距和空顶时间,首先通过理论分析计算巷道最小空顶距,然后通过数值模拟对比分析不同空顶距和不同空顶时间下巷道围岩的变形破坏规律,最终得出4-3煤和4-4煤回采巷道的掘进空顶距分别以6～8 m和6～7 m较优,空顶时间以不超过100时步为宜。并通过工程应用效果分析,验证了空顶距选择的合理性,克服了回采巷道掘进空顶距选择的盲目性,保证了回采巷道的掘进速度与安全,为凉水井煤矿的高效生产提供了指导。

大断面煤巷快速掘支锚护关键技术研究

李兵, 张永平, 宋光远

2021, 42(6): 90.

摘要 ( 182 )

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矿井掘进能力严重制约煤炭资源安全高效开采,而支护速度则是影响掘进能力的关键因素,若不能有效提升矿井的掘进能力,将会造成采掘失调。为此,采用理论分析、数值模拟、现场实测等手段研究连续自移式快速掘进支护装置作用下围岩在掘进过程中的应力及位移变化特征、锚杆(索)预紧力匹配性问题,以及掘支锚连续平行作业支护机理,确定了大断面煤巷的支护参数,优化了连续自移式掘支锚护装置,研究了掘支锚护连续平行作业新工艺,减少了设备的移动,实现了大断面煤巷快速掘支锚护,并取得了较好的应用效果,对煤炭资源的安全高效开采具有重要意义。

预应力组合型钢支撑在基坑工程中的应用研究

赵媛

2021, 42(6): 98.

摘要 ( 134 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

垂直支护结构结合水平内支撑体系具有稳定性好、安全可靠的特点,从而成为深基坑工程中常用的支护体系之一。预应力型钢组合内支撑作为一种新型的水平内支撑型式,具有刚度大、可循环使用、可显著缩短工期等优点,且能减少环境污染,有效弥补钢筋混凝土内支撑和单杆钢内支撑的不足。文章针对预应力型钢组合内支撑体系,提出基本布置原则,采用弹塑性非线性有限元法,分析了预应力型钢组合支撑刚度、水平间距以及预加应力等参数对基坑变形、稳定性的影响,为预应力组合型钢支撑在基坑工程中的推广应用提供了有益的参考。

选煤厂输煤系统轨道式巡检机器人

李涛, 于志强, 史占锋, 王永振, 张晓光

2021, 42(6): 104.

摘要 ( 113 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为替代选煤厂输煤系统的人工巡检,研发了一种轨道式巡检机器人。该机器人由内部锂电池供电,自带驱动电机,可以实现在轨道上折返运动。详细介绍了该轨道式巡检机器人的功能和组成,实地验证了其运行效果。应用结果表明,该巡检机器人可以代替人工巡检,节约人力资源,降低工人遇到危险的概率,保障工人的安全,为选煤厂输煤系统的安全提供了保障。

近距离煤层群下分层交岔点刚性支护结构优化及应用

娄立伟, 谭东升, 韩帅军, 张世杰

2021, 42(6): 109.

摘要 ( 129 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为解决近距离煤层群下分层交岔点支护难题,以平煤股份十二矿己16-17-31020工作面交岔点为工程背景,在传统"三平两扣"支护结构的基础上提出了新型刚性支护结构。采用数值模拟方法,分析了2种支护结构之间的受力变形差异,并通过工程实例探究了该新型支护结构的应用价值。应用结果表明,该新型支护结构能够实现回采巷道交岔点的长期稳定,有效解决了近距离煤层群下分层交岔点支护难题,具有较高的工程应用价值。

复杂环形料场中无极绳绞车自动化控制技术的实践

舒通

2021, 42(6): 114.

摘要 ( 117 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为解决矿井复杂环形料场的运输难题,针对现场实际条件和工况,对无极绳绞车做合理化改进与创新设计,开发出满足多弯道车场遥控操作、任意点摘挂钩、符合安全和运输要求的无极绳绞车牵引系统。采用无极绳绞车+多个牵引钩(替代梭车)+梅花轮组(适应牵引钩尺寸)的无极绳绞车布置方案配合遥控操作技术、变频技术及视频监控技术,适应单双轨道及环形轨道的变化,满足料场运输量大的使用特点和环形料场各物料装卸地点运输物料的要求,在减人增效的基础上增强了安全性能、提高了运输效率、简化了运输环节。

厚煤层综放工作面水压致裂技术及应用

裴宗远

2021, 42(6): 118.

摘要 ( 134 )

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以陕西榆林柳巷煤矿30110综放工作面为例,介绍了30110综放工作面实施高压和脉冲注水致裂顶煤顶板控顶技术。并分析了30107工作面放炮致裂及30110工作面水压致裂的优缺点,30110工作面通过水压致裂顶板取得了较好的控制顶板效果。同时与传统爆破致裂顶板相比,水压致裂顶板有管理简单、安全高效、扰动小等优点,在煤矿顶煤顶板致裂中将拥有更广泛的应用前景。

注浆锚索和加长锚杆联合支护在沿空掘巷中的应用研究

崔非非

2021, 42(6): 122.

摘要 ( 149 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

小煤柱沿空掘巷易出现巷道变形量大、锚杆断裂、巷道翻修、维护困难等现实问题,严重影响矿井的采掘接替效率,增加了巷道支护成本。通过采用工程类比和数值模拟的方法,对注浆锚索和加长锚杆联合支护与单纯锚杆支护、加长锚杆和顶帮锚索支护2种方式进行对比,确定了联合支护的支护参数。对矿井同等条件下的小煤柱沿空掘进巷道的支护具有重要的指导意义。

锚注一体化支护在软岩巷道修护中的应用

王冠赵, 路长键, 张磊, 郭广秋, 白垣平

2021, 42(6): 126.

摘要 ( 139 )

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新安煤矿软岩地质条件增加了巷道修护难度和频率,使矿井生产成本成倍增加,为此引进一种新的锚注一体化支护工艺解决软岩巷道围岩控制难题。以+535 m轨道石门修护为背景,阐述锚注一体化支护的原理,制定了注浆锚杆+注浆锚索+注浆一体化修护设计,采用十字布点法观测巷道围岩变形,通过巷道围岩观测数据分析,表明巷道两帮变形量大于顶底板移近量,顶板下沉量大于底板底鼓量,锚注一体化支护有效控制了软岩巷道围岩变形量。

斯列萨列夫公式在采空区积水透水危险性评价中的应用

牛永强

2021, 42(6): 130.

摘要 ( 159 )

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基于斯列萨列夫公式,以新安煤矿1煤采掘实际情况为例,进行了煤柱宽度、水头安全压力等计算,得出新安煤矿1煤层30 m煤柱可承受静水压3.73 MPa,1205采空区积水对1203工作面产生透水影响的最薄弱部位为1煤向上23 m裂隙带处等结论。经工程验证,该计算合理,能够满足安全生产的需要,为煤矿相邻工作面煤柱留设,老空水安全压力评价等提供了计算依据和工程实践,对类似矿井具有一定的借鉴意义。

高瓦斯矿井强动压巷道掘进及围岩控制技术研究

姚若尧, 郑帅亮

2021, 42(6): 133.

摘要 ( 195 )

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煤炭资源跳采可有效缓解采掘接替紧张、消除应力集中,但不可避免形成孤岛工作面,孤岛煤巷开掘过程中受到强烈动压影响,巷道围岩变形量大,控制困难,采场裂隙发育异常,高瓦斯矿井易发生煤与瓦斯突出。为解决上述工程问题,可在巷道掘进面及两帮布设卸压钻场,在消除动压影响的同时超前探访瓦斯,实现煤炭资源高效生产。根据高河能源的地质生产条件,通过实验室试验、数值模拟和现场工业性试验等方法,确定卸压钻场具体参数,为高瓦斯强动压工作面巷道掘进及围岩控制提供科学依据。

永磁直驱系统在煤矿带式输送机中的应用

陆小康, 黄晓飞, 王学峰

2021, 42(6): 140.

摘要 ( 147 )

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