煤炭工程

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1. 能源开发条件下的强烈地质动力现象特性

巴图金·安德里安·谢尔盖耶维奇, 王志强

煤炭工程 2021, 53 (1): 1-6. doi: 10.11799/ce202101001

摘要（202）

PDF（mobile）（2028KB）（56）

为了研究冲击地压、地震的性质和特点与地壳中极限应力状态卸载区域的关联性，首先分析了煤矿冲击地压危险区的地质动力区域划分方法，认为采矿工程危险区域的形成是各个等级地壳活动板块相互影响的结果。在此基础上，提出了地壳极限应力状态的概念，认为地壳内部分岩层与煤层开采之间存在同样的极限应力平衡状态区域，如果加载速度高于其卸载速度，该区域范围会继续扩大，且在自身存在弹性状态的基础上，产生类弹性变形，从而导致技术与自然地震的发生。最后，研究了巴恰特斯露天矿开采与地震之间的关联性以及中国北票矿区冲击地压的自然性质。通过分析震中深度、震级和震源范围的联系，证明了人类资源开发会对局部岩石的极限应力状态产生影响。且认为如果构造形成的速度足够低，那么极限应力状态区域的能量来得及重新分布在岩石中，可以避免形成动力破坏条件，因此，必须综合考虑矿区的开发、开采计划，从而避免发生技术型地震。

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2. 神东矿区无煤柱开采关键技术及应用研究

高登云, 李瑞群

煤炭工程 2021, 53 (1): 7-11. doi: 10.11799/ce202101002

摘要（338）

PDF（mobile）（1608KB）（53）

为了进一步提高煤炭资源回收率，减少矿井掘进队伍数量，降低巷道掘进进尺，提高掘进率，消除由于区段煤柱留设带来的采空区遗煤自燃隐患和集中压力影响，神东矿区研究应用无煤柱开采技术，通过理论设计和现场实践应用相结合的方法，持续优化施工工艺，研究得出了适合神东矿区开采条件的柔模混凝土和切顶卸压沿空留巷工艺，研发了沿空留巷液压支架、内嵌式锚索、恒阻锚索等关键创新设备，应用结果表明在神东矿区近水平、浅埋深条件下采用沿空留巷和沿空掘巷无煤柱开采工艺是完全可行的，有限提高了掘进效率，缓解了接续紧张，保证了顶板安全。

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3. 三软厚煤层超前切顶沿空留巷充填墙稳定性与尺寸优化研究

李小鹏, 申骏超, 姜彦军, 于涛

煤炭工程 2021, 53 (1): 12-18. doi: 10.11799/ce202101003

摘要（253）

PDF（mobile）（3006KB）（26）

以赵家寨煤矿三软厚煤层大跨度回采巷道沿空留巷为工程背景，结合扩巷后工程实际，提出超前切顶卸压巷内充填留巷方案。通过理论分析及数值模拟方法，对比分析了不切顶与切顶条件下回采巷道围岩应力特征，确定了切顶条件下充填墙的留设宽度为2.2m。现场监测结果表明，超前切顶卸压条件下，充填墙宽度为2.2m时，能够有效维护回采巷道的稳定。研究成果可为类似条件下三软厚煤层大跨度回采巷道沿空留巷提供一定参考。

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4. 《煤矿安全规程》实施情况后评估与讨论

陈永冉

煤炭工程 2021, 53 (1): 19-22. doi: 10.11799/ce202101004

摘要（394）

PDF（mobile）（1188KB）（31）

为了掌握现行《煤矿安全规程》(2016版)在实施过程中对煤矿安全生产起到的积极作用和存在的主要问题，采用成立评估专家组、制定完善的评估方案、开展网络和现场调研、组织专家研讨会等方法，对《煤矿安全规程》实施情况进行后评估。结果表明，《煤矿安全规程》的实施对遏制和减少煤矿安全事故、死亡人数起到了积极的作用，但是在带压开采、放顶煤开采、内外喷雾要求、立井提升等相关条款上还存在表述不严谨、使用方理解不到位、概念界定不清、技术水平局限性、制修订滞后等问题，为此提出了加大《煤矿安全规程》宣贯力度、规范专业术语、突破技术瓶颈、及时修订《煤矿安全规程》和完善法律法规体系等建议。

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5. 基于露天煤矿剥离定额的设备选型经济性研究

孙建荣

煤炭工程 2021, 53 (1): 23-27. doi: 10.11799/ce202101005

摘要（271）

PDF（mobile）（1584KB）（28）

为了降低露天煤矿生产成本，提高市场竞争力，研究了露天矿设备型号与采剥费用之间的关系。基于《煤炭工业露天剥离工程综合预算定额》，开展了开采、运输、平整等设备的经济性分析。根据煤矿土石方硬度、运距、重车上坡、重车下坡等不同工况，编制了不同型号的电铲(或液压反铲)、自卸卡车、推土机等设备各种工况下的定额单价表，绘制价格曲线图，进而直观地反映各种型号设备的经济性，并结合露天煤矿采矿方案开展了开采、运输、平整等设备组合方案的综合价格分析，参照图表价格曲线实现设备组合方案的优选，为露天煤矿设备选型提供经济参考依据。

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6. 小保当矿井企业管理网络设计

张恒

煤炭工程 2021, 53 (1): 28-32. doi: 10.11799/ce202101006

摘要（289）

PDF（mobile）（1337KB）（17）

以小保当矿井为例，介绍了矿井企业管理网络的设计方案，包括网络连接设计、IP地址及VLAN规划、路由及互联网接入配置、网络安全设计几个部分。该网络采用以太网技术、星形网络拓扑结构，为矿井安全生产管理系统、视频会议系统、办公自动化系统、企业ERP系统、Internet上网提供网络传输平台，并能实现网络的集中管理。

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7. 较大水平荷载桩基在储煤棚设计中的应用#br#

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王董平, 赵成光

煤炭工程 2021, 53 (1): 33-37. doi: 10.11799/ce202101007

摘要（233）

PDF（mobile）（1376KB）（28）

在实际应用中，桩基的水平承载力一般只有几十吨，而在储煤棚设计中，桩基的水平承载力往往可以达到数百吨。近年来，随着国家环保力度不断加强，一大批储煤棚项目纷纷批准建设，桩基在较大水平荷载作用下的受力形态分析具有一定的现实意义。通过计算不同参数影响下的单桩水平承载力特征值，并对结果进行分析比较，总结了各参数的影响范围和发展趋势，结合具体工程的单桩水平静载试验对计算结果进行复核，最后提出了具体的施工措施，使桩基水平承载力发挥更充分的前提下，产生较好的经济效益。

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8. 选煤生产过程标准数据平台建设及其关键技术

孙小路, 周春侠, 张永志, 匡亚莉

煤炭工程 2021, 53 (1): 38-42. doi: 10.11799/ce202101008

摘要（331）

PDF（mobile）（2607KB）（47）

针对智能化选煤厂建设中，现有生产系统的数据采集、存储和共享等问题，介绍了选煤生产过程标准数据平台(Coal Preparation Standard Data Platform，简称CPSDP)建设及涉及的关键技术，具体包括生产集中控制系统PLC数据的实时采集和存储于关系数据库中的离散数据采集，阐述了两种不同采集方式的数据存储规则，并通过WEB API通用接口共享给不同的智能化建设的软件需求方。选煤生产过程标准数据平台的建设，将为选煤科研人员和生产管理工作者提供海量的基础数据，为后续选煤信息的大数据平台建立和选煤过程的智能化提供服务和数据支撑。

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9. 立井井筒掘进地质条件综合探查与分析

郭立全, 张平松, 李圣林, 胡富彭

煤炭工程 2021, 53 (1): 43-46. doi: 10.11799/ce202101009

摘要（435）

PDF（mobile）（2347KB）（21）

为了探明淮南潘一煤矿主井井筒掘进前方F32断层准确位置及富水情况，针对单一地球物理方法存在认识多样性与结果多解性的问题，提出采用反射地震法和瞬变电磁法相综合的多参数综合物探方法对F32断层进行超前探测|并辅以数值模拟与物理模型试验对井筒掘进前方地质条件超前探查进行了系统研究。研究结果表明：多种物探方法进行综合超前探测可以提升对掘进前方地质条件解释的准确率，其中反射地震波法可以定位地质界面位置，瞬变电磁法基于电性特征分析可以判断构造的富水特征，并可以辅助判定地质界面位置。现场应用得出F32断层的位置在-786.8～-792.8m段，岩层整体含水性不强|探测结果为井筒设计及安全施工提供参考。

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10. 深部高应力软岩巷道变形特征及支护技术研究

江成玉, 刘勇, 韩连昌, 王沉

煤炭工程 2021, 53 (1): 47-51. doi: 10.11799/ce202101010

摘要（422）

PDF（mobile）（1660KB）（41）

以贵州土城煤矿141713运输巷为工程背景，针对该矿运输巷深部高应力软岩难支护问题，通过现场调研该巷道破坏特征、实验室用多功能粉末X射线衍射仪分析围岩成分，分析总结该巷道破坏机理，得出围岩强度低、黏土矿物占比大、支护方式不合理、采动影响、高应力和围岩渗水是该巷道变形破坏的主要原因。针对巷道破坏特征和机理提出“锚杆/索+钢筋网+注浆+U型钢棚”联合支护方案，并通过理论分析、数值模拟分析和现场实测验证。通过数值模拟支护后，巷道顶板最大下沉量和巷道最大底鼓量分别从160mm和60mm减小至45mm和40mm|巷道两帮最大移进量从60mm减小至14mm|最大主应力由24MPa增加到28MPa。现场监测结果表明，支护后巷道断面最大收敛率为9.87%，巷道围岩变形量在可控范围内，支护效果明显。

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11. 岩巷“前探梁+穿铁背板”临时支护技术研究

魏垂胜

煤炭工程 2021, 53 (1): 52-55. doi: 10.11799/ce202101011

摘要（490）

PDF（mobile）（1289KB）（35）

目前煤矿井下岩巷受机械化程度低、巷道顶板岩性差等影响，无法正常使用机载临时支护时，多采用“前探梁+木背木”或打点柱进行临时支护，这两种临时支护方式存在耗时长、过程不安全、临时支护后效果差等问题。针对车集煤矿岩巷临时支护存在的问题，提出了“前探梁+穿铁背板”的临时支护方案，同时对临时支护流程进行了规范和优化。现场试验表明，“前探梁+穿铁背板”临时支护技术耗时短、临时支护过程安全、临时支护后效果可靠，相对原临时支护，该临时支护施工效率可提高一倍。“前探梁+穿铁背板”临时支护技术保障了职工安全，提高了工效，符合矿井安全高效发展要求，在煤矿岩巷施工中具有广泛的应用前景和借鉴意义。

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12. 采空区下覆特厚易自燃煤层回采巷道支护设计及优化

张京民

煤炭工程 2021, 53 (1): 56-59. doi: 10.11799/ce202101012

摘要（209）

PDF（mobile）（1522KB）（13）

为了满足采空区下覆特厚煤层综放工作面回采巷道的支护要求，以河南能源新疆公司永宁煤化2301首采工作面回采巷道为研究对象，通过FLAC3D数值模拟软件，对比分析了巷道掘进初期、超前掘进工作面10m和50m三个开采阶段下原支护方案和优化支护方案下的巷道围岩应力状态，最终确定回采巷道的最终支护方式为“锚网索+钢筋梯”联合支护，并对锚杆和锚索的长度、直径、间排距、锚固力、锚固长度等参数进行了优化。优化后的方案完全可以满足工程需要，巷道的安全系数相对较高，为类似条件下煤层巷道支护设计积累了经验。

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13. 基于组合赋权法的回采巷道快速掘进能力评价及应用

仲淑姮, 李燕娇

煤炭工程 2021, 53 (1): 60-64. doi: 10.11799/ce202101013

摘要（296）

PDF（mobile）（1287KB）（13）

采掘失调是制约当前煤矿高效开采的一大难题。回采巷道快速掘进能力评价能够清晰直观地反映其掘进水平，是保证采掘平衡的关键。基于此论文以四个矿井(A、B、C、D)为研究对象，通过阅读相关文献并结合现场实际情况从“人、机械设备、地质环境、管理”四个方面构建了回采巷道快速掘进能力评价指标体系。基于组合赋权法建立评价模型对四个矿回采巷道快速掘进能力进行评价。评价结果为：A矿3202回采巷道、D矿2301回采巷道快速掘进能力基本满足采掘接替需要，B矿10905回采巷道、C矿11602回采巷道掘进能力有待进一步提高。并依据评价结果确定了制约煤矿回采巷道快速掘进的关键因素为“地质环境”。

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14. 厚松散层地面高压注浆参数现场试验确定方法

李存禄, 余大有, 翁洪周, 绪瑞华, 姚直书, 彭世龙, 张亮亮

煤炭工程 2021, 53 (1): 65-70. doi: 10.11799/ce202101014

摘要（326）

PDF（mobile）（1267KB）（21）

为确定深厚松散层地面高压注浆参数，以郭屯煤矿立井井筒穿越松散层为背景，采用钻孔压水试验与地面高压注浆试验，根据试验监测数据得到地层透水率和单位吸水量与深度、注浆压力的变化关系|根据各层位受注点注浆压力与静水比值和压水流量与注浆流量比值确定了注浆压力、注浆量的大小|并评价了风检3孔注浆效果。结果表明：井筒穿越深厚松散地层透水率随厚度的增加而减小，各注浆层位单位吸水量与受注点压力近似呈线性增长关系|深厚松散层地面高压注浆压力为2.0～2.5倍静水压力时，水泥浆可顺利注入拟加固地层|各注浆层位压水试验和注浆试验受注点压力相同时，注浆流量是压水流量的一半|地面高压注浆试验中各层压力注浆对井筒影响较小。

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15. 布尔台煤矿42107工作面强矿压显现规律及其防治

杨俊哲, 何江, 宋桂军, 王崧玮

煤炭工程 2021, 53 (1): 71-74. doi: 10.11799/ce202101015

摘要（403）

PDF（mobile）（2879KB）（20）

为了有效防治布尔台煤矿42107工作面强矿压显现现象，采用VB.NET软件编程技术对42107工作面液压支架工作阻力监测数据进行了系统分析，研究了强矿压显现规律，提出了强矿压防治对策。结果表明：布尔台煤矿42107工作面强矿压主要受层间坚硬岩层影响，在较宽区段煤柱的约束作用下，采空区边沿悬顶面积较大，工作面机头机尾处顶板活动不充分|在临空侧悬顶和本工作面超前支承压力影响下，超前巷道矿压显现强烈|由于工作面长度较大，同时受上覆22煤遗留煤柱影响，工作面中部矿压显现也较强烈。基于强矿压显现规律，提出了强矿压防治方法。实践表明，强矿压控制效果良好。

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16. 复合顶板大采高采场覆岩破断角实测及其演化规律研究

赵晶, 张礼, 王栓林

煤炭工程 2021, 53 (1): 75-78. doi: 10.11799/ce202101016

摘要（433）

PDF（mobile）（1457KB）（13）

基于申南凹煤矿的实际工程背景，对复合顶板大采高条件下覆岩破断角的发育情况展开深入研究。通过对高位钻孔抽采数据的长期观测，对采场侧的覆岩破断角进行了计算|利用双塞压水实验研究了采空区回风巷侧覆岩破断角|最后利用UDEC模拟分析了采空区覆岩破断角的演化过程。研究结果表明：工作面推进速度3.6m/d时，采场侧的覆岩破断角为59°，工作面后方100～110m处回风巷侧覆岩破断角为58°|破断角处于一种动态变化过程，随时间的增长可由锐角向钝角转变，最大可达109°。所得研究成果可为裂隙带瓦斯抽采钻孔布置及采空区卸压瓦斯运移规律的研究提供理论基础。

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17. 特厚煤层综放采场覆岩结构及矿压规律研究

任启寒, 徐遵玉, 陈成

煤炭工程 2021, 53 (1): 79-83. doi: 10.11799/ce202101017

摘要（418）

PDF（mobile）（3161KB）（23）

华兴能源有限责任公司唐家会煤矿首采F61101工作面埋深超过500m，邻近矿井综放采场顶板周期来压期间出现支架安全阀频繁开启现象。为了保证类似条件下工作面安全高效开采，以唐家会煤矿F61101工作面为研究对象，对采场围岩应力演化规律、覆岩结构特征及矿压显现规律进行分析。针对特厚煤层综放采场开采条件，综合数值模拟、理论分析及现场工程实践，研究了综放采场围岩应力演化规律、覆岩结构特征、矿压显现规律等。结果表明：综放采场初次来压及周期来压步距分别为37.6m、9.9m，现场实测超前应力集中系数为1.8，采场超前应力集中区在工作面前方7～10.5m|采用应力拱理论分析了采场矿压总体上呈现动压小、静压大的原因，并计算了拱高及支架承受的理论静载荷，计算结果与现场实测相符。

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18. 综采工作面过陷落柱深孔预裂爆破技术优化研究#br#

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刘冲

煤炭工程 2021, 53 (1): 84-88. doi: 10.11799/ce202101018

摘要（500）

PDF（mobile）（2471KB）（14）

针对山西新元煤矿3207综采工作面过坚硬陷落柱时的开采技术难题，采用新型的PVC组合装配式扩裂弹体和铝合金管装药器，优化设计了深孔预裂爆破技术方案，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明，PVC组合装配式扩裂弹体提高了各药包间耦合程度，铝合金管装药器不仅方便安装，而且中空式的连接头设计可以有效完成对深孔的吹孔和冲洗作业|爆破完成后，除个别炮孔出现了轻微的爆破漏斗抛掷现象外，91%的炮孔的爆害程度均在可控范围之内|3207工作面在通过坚硬陷落柱深孔爆破预裂区时，截齿消耗量降低了74.5%，工作面推进速度提高了14.7%。该研究结果对于综采工作面安全、高效过坚硬陷落柱具有重要的参考意义。

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19. 沿采空区不规则回采工作面分区瓦斯治理研究

焦振华, 林卫国, 黄洪涛, 郭克宝, 袁秋鹏

煤炭工程 2021, 53 (1): 89-93. doi: 10.11799/ce202101019

摘要（364）

PDF（mobile）（1721KB）（17）

为解决沿采空区不规则回采工作面瓦斯治理问题，以金源矿23下27工作面为工程背景，通过理论分析和现场实测对采空区瓦斯运移规律进行研究。研究表明：相邻23下21采空区切眼附近瓦斯浓度为42.86%，约为采空区平均瓦斯浓度的4倍，验证了采空区瓦斯富集区的存在。结合掘进期间瓦斯涌出规律，将采空区瓦斯富集程度划分为实体煤区，采空区瓦斯富集区，采空区瓦斯不富集区三个区域，提出了分区防治瓦斯措施。重点针对采空区瓦斯富集区，采取封堵瓦斯涌出通道、上隅角抽放、采空区高位钻孔抽放瓦斯措施后，回风巷瓦斯浓度稳定在0.06%～0.12%，回风隅角瓦斯浓度稳定在0.14%～0.22%，有效地解决了沿空工作面回采期间瓦斯隐患。。

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20. 厚硬基本顶岩层切顶留巷参数优化设计方法研究

李昊城, 宋选民, 朱德福, 曹健洁

煤炭工程 2021, 53 (1): 94-99. doi: 10.11799/ce202101020

摘要（468）

PDF（mobile）（2052KB）（16）

针对薄直接顶工作面开采时垮落顶板不能有效充填采空区，进而引起厚硬基本顶形成较长悬臂结构并挤压巷道的现象。以黑龙煤业1103工作面薄直接顶、厚基本顶条件为背景，建立了下位切缝基本顶悬臂梁断裂力学模型，推导出基本顶沿切缝面扩展断裂时所需的巷旁切顶阻力计算方法，利用数值模拟确定出合理的切顶参数。研究结果表明：当顶板侧向悬臂长度及岩层载荷等参数一定时，巷旁切顶阻力随着切顶高度的增大先增加后减小|为使得上覆厚基本顶沿切缝面断裂并失稳滑落，合理的切顶参数应为切顶高度4m、切缝角度10°，此时巷旁提供的切顶阻力至少为3350kN。研究成果在现场实际工程中成功实施，可为类似条件的切顶留巷工程提供借鉴和参考。

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21. 爆破荷载下近断层巷道稳定性研究

史红邈

煤炭工程 2021, 53 (1): 100-105. doi: 10.11799/ce202101021

摘要（232）

PDF（mobile）（1719KB）（18）

为研究爆破荷载对近断层巷道突水以及稳定性的影响，以屯留煤矿回风大巷为背景，采用FLAC3D对不同爆破荷载作用下近断层巷道的应力、位移、涌水量以及塑性区分布特征进行了数值模拟分析。研究结果表明：①爆炸荷载作用下近断层巷道顶板、底板、两帮以及开挖面的最大位移要比不考虑爆破荷载时分别大约5%～12%、12%～14%、89%～143%、33%～61%|②爆炸荷载作用下巷道在开挖面距断层破碎带等于7m时，巷道前方岩体塑性区就会与断层破碎带贯通形成导水裂隙通道，此时，开挖面涌水量会随开挖面距断层距离减小而逐渐增大，且增大速率越来越快|③随着爆炸峰值应力的增大，近断层巷道周边岩体最大位移、塑性区破坏深度分别呈指数递增式和指数衰减式增长|同时，巷道开挖面涌水量随开挖面推进表现出的“渐进增长”特征也会越加明显|④相同爆炸峰值时间下，巷道与断层破碎带之间水力通道被打通的时间节点大体一致，但爆炸峰值时间越大，相同进尺下巷道开挖面的涌水量也将越大。

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22. 矿用永磁偶合器离心负载调速最大发热点温度场研究

朱玉芹, 王雷, 刘昊

煤炭工程 2021, 53 (1): 106-109. doi: 10.11799/ce202101022

摘要（326）

PDF（mobile）（2924KB）（11）

采用流固耦合速度场及传热场结合的方法，对560kW矿用永磁偶合器应用于露天矿离心负载调速过程最大发热点的温度场进行了研究，可知最大发热点工况下热损耗与转差率呈3次方关系，流固耦合速度场求得散热系数139.9W/(m·k)，最高温度在热源铜盘处为107.53℃，最低温度为永磁体盘处69.3℃，虽满足行业标准要求，但高温升造成了磁场传动性能衰减。基于此种工况提出了于钢盘内圈开通风孔方式提高散热性能，最终实现铜盘最高温度降低10℃，其余温度降低4～6℃，温度分布更均匀。

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23. 反井钻机小倾角扩孔排渣泥岩下落运动学特征机理研究

彭鸣, 刘志强, 荆国业

煤炭工程 2021, 53 (1): 110-114. doi: 10.11799/ce202101023

摘要（363）

PDF（mobile）（1865KB）（20）

反井钻井法采用的是反向钻进破岩方式，钻头破碎形成的岩渣靠自重下落，不存在重复破碎现象，破岩效率高，钻进速度快。在小倾角反井施工条件下，钻头扩孔时岩渣无法像竖直或大倾角施工条件下靠自重稳定下落。论文分别应用饱和土在运动方向的平衡公式和斯氏改进公式计算与试验进行对比，结果显示了理论计算与试验结果相吻合，证明了理论的准确性。

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24. 从专利角度看我国煤矿液压支护技术发展

耿谦

煤炭工程 2021, 53 (1): 115-117. doi: 10.11799/ce202101024

摘要（350）

PDF（mobile）（1698KB）（24）

液压支护设备是煤矿开采的重要设备，液压支护相关设备的进步对于我国煤炭开采的发展具有重要意义。文章通过对液压支护专利申请数据整理与分析，从液压支护设备的技术构成、专利申请趋势的发展入手，再选取液压支架作为研究重点，通过对专利数据的研究分析获取液压支架的技术需求、功效和技术发展路线。研究表明：我国液压支架技术应该以进一步提高效率为目标，将可靠性、高强度、自动化、大型化作为发展重点，尤其要把控制系统的开发作为突破点，以促进液压支护技术的快速有效发展。

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25. 松动爆破作用下的瓦斯抽采效率研究

白志安, 吴桂义, 张开智, 钱帅

煤炭工程 2021, 53 (1): 118-122. doi: 10.11799/ce202101025

摘要（323）

PDF（mobile）（1666KB）（11）

针对象山煤矿掘进面煤层透气性差、瓦斯涌出量大难题，基于21301掘进迎头地质条件和数值模型试验，开展了松动爆破作用下煤层力学响应与瓦斯抽采效率研究。在瓦斯抽采气-固耦合理论基础上，借助有限元软件分析了爆破后煤层渗透率、瓦斯压力变化规律。数值模型结果表明：在爆破动载荷作用下，煤层的塑性破坏极大的提高了自身的渗透性能。环绕爆破钻孔所产生的高渗透性区域，促使瓦斯向抽采钻孔内快速转移，达到降低瓦斯含量的目的。与现场所收集瓦斯累计流量相对比，验证了松动爆破耦合模型的合理性，最终污风内瓦斯浓度在0.4%。

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26. 基于因子分析法的焦作矿区底板突水模型研究

盖秋凯, 黄磊, 赵霖

煤炭工程 2021, 53 (1): 123-127. doi: 10.11799/ce202101026

摘要（220）

PDF（mobile）（1439KB）（11）

为研究焦作矿区工作面底板突水的主要影响因素和防治措施，选取地质构造λ1、煤层厚度λ2，煤层倾角λ3、工作面宽度λ4、开采深度λ5、含水层水头压力λ6、隔水层平均强度λ7、隔水层平均厚度λ8作为研究变量，建立了焦作矿区工作面底板突水的因子分析模型。研究结果表明：焦作矿区底板突水的8个变量可归纳为采矿赋存因子、采矿设计因子、技术可变因子|得出了模型加权综合得分大于等于0.95时则突水危险性很大，且需采取相应的技术措施的判别标准|该因子分析模型在赵固二矿11011工作面成功应用并验证了其正确性。该研究成果对焦作矿区及类似地质条件下采掘工作面底板是否需要注浆加固或采取其他防治措施提供了一定的参考意义。

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27. 城郊煤矿二水平煤层底板突水危险性综合评价研究

段李宏, 张金陵

煤炭工程 2021, 53 (1): 128-132. doi: 10.11799/ce202101027

摘要（229）

PDF（mobile）（3144KB）（14）

为了探究城郊煤矿深部延伸二水平主采二2煤层底板突水危险性，根据矿区二水平底板地层及断层构造特征，采用突水系数法和分形分维方法对二水平底板的断层构造复杂程度及突水危险性分别进行了量化分区与综合分区评价。结果表明，虽然两种方法的计算过程和量化分区参数不同，但所进行的量化分区具有较好的一致性，断裂构造复杂程度分维值与突水系数值存在明显的正相关性，断裂构造复杂区域对应的突水系数值明显偏大，综合对比得到二水平煤层底板在东部和西部突水危险性均较大，中间区域偏安全。研究结果对城郊煤矿二水平二2煤层安全带压开采具有重要的参考价值。

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28. 国外矿井水利用现状及特点分析

李庭, 李井峰, 杜文凤, 郭奇峰, 张英, 李娜

煤炭工程 2021, 53 (1): 133-138. doi: 10.11799/ce202101028

摘要（680）

PDF（mobile）（1213KB）（135）

利用方式和处理技术是影响矿井水利用的最主要因素，因此通过大量的文献和调查研究，对国外主要矿业国家的矿井水利用方式和处理技术进行了分析总结。目前国外矿井水利用方式除了自身生产利用外，主要还包括生活饮用水、工业用水、灌溉用水、环境用水、回注地下和用于蓄热等，同时矿井水达标外排也较为普遍。国外的矿井水利用处理技术主要包括反渗透、纳滤等主动处理技术和人工湿地、可渗透反应墙等被动处理技术，更重视对低能耗、低维护的被动处理技术的开发与应用。此外，国外发达国家还普遍重视对矿井水进行分类收集，对废弃矿井排水进行处理利用等。对国外现状的研究可给我国矿井水利用提供学习和借鉴。

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29. 基于樽海鞘算法的井下3D定位方法研究

王端义, 李艾民

煤炭工程 2021, 53 (1): 139-143. doi: 10.11799/ce202101029

摘要（374）

PDF（mobile）（1372KB）（11）

针对井下工作人员定位的计算方法展开研究，引入樽海鞘算法进行位置估计。该算法结构简单，便于计算，能够有效地改进初始随机解，快速向最优解收敛。在对由四个UWB基站的测量数据得到的非线性方程组处理时，樽海鞘算法并没有像最小二乘法那样消除公共二次项变量，而是以原超定方程组寻优解算，这也是樽海鞘算法解算精度高于最小二乘法的重要原因。仿真结果表明，以目标的距离和方位角为对比参量，樽海鞘算法在3D位置解算方面相比最小二乘法表现更优。

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30. 基于“表-深”联合监测方法的露天煤矿边坡破坏模式研究

李正胜, 李刚强

煤炭工程 2021, 53 (1): 144-147. doi: 10.11799/ce202101030

摘要（354）

PDF（mobile）（1419KB）（9）

为了确定魏家峁露天矿西南帮边坡滑移的破坏模式及滑移演化机理，提出滑坡治理和灾害防治方案，通过现场查勘、滑移体地质勘察、边坡深部位移与边坡表面位移联合监测以及数值模拟等措施，确定了边坡的滑移面位置、揭示了边坡岩体破坏演化机理和边坡破坏模式，查明了此次滑坡的主要原因。结果表明：边坡潜在滑移面在孔口下27～32m处|边坡位移呈现出“急剧增长-缓慢平衡-再次调整”的“L” 型变化过程，现阶段边坡处于平衡调整的临滑状态|边坡滑移呈现出“开挖卸荷—剪切破坏”力学机理，边坡的宏观破坏模式为剪切型破坏|软弱夹层受到水润侵蚀，剥离推进后，岩体应力释放，成为此次边坡滑移的主要原因。

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31. 煤油共炼双组分溶剂油煤浆黏温特性及液化反应性

张彦军, 舒歌平, 高山松, 贾梦婷, 王洪学

煤炭工程 2021, 53 (1): 148-154. doi: 10.11799/ce202101031

摘要（551）

PDF（mobile）（1602KB）（12）

煤油共炼技术是煤与劣质油清洁高效利用的重要途径。以循环溶剂、石油基重质油和褐煤为研究对象，考察了油煤浆浓度、溶剂性质、双组分溶剂(循环溶剂和重质油)配比对油煤浆黏温特性的影响，研究了双组分溶剂油煤浆的液化反应性。结果表明，随温度升高，油煤浆黏度迅速降低至较低值|相同条件下，浓度越大，黏度越大。双组分溶剂油煤浆流变特性优于重质油油煤浆|重质油含量越高，黏度反增温度越低，反增幅度越大|重质油含量为30%时，黏度反增温度为240℃，反增幅度最大。在煤油共炼过程，双组分溶剂可以配制更高浓度的油煤浆。双组分溶剂油煤浆煤油共炼过程中存在协同效应，循环溶剂优化了活性氢的传递转移，阻断了结焦过程。当重质油加入量小于等于20%时，可获得更高的油收率和更低的沥青产率。随重质油加入比例增加，产品油馏程升高，双环芳烃和链烷烃含量增大。

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32. 煤气化细渣载体浮选提质研究

王晓波, 符剑刚, 赵迪, 黄叶佃

煤炭工程 2021, 53 (1): 155-159. doi: 10.11799/ce202101032

摘要（549）

PDF（mobile）（2613KB）（13）

煤气化细渣是一种固体废弃物，其颗粒较小，表面多孔，对药剂的吸附量非常大，通过载体浮选可使药剂量降低30%～50%。通过接触角测量和扫描电镜，分析了气化细渣和加入载体后气化细渣的性质，并研究了载体浮选处理气化细渣的可行性。结果表明，采用载体浮选可以将气化细渣的灰分从68%降至24.62%，尾矿灰分可达96.43%，可燃物回收率高达94.61%，精矿热值6310kcal/kg，实现了气化细渣的高效回收利用。最后，分析了载体浮选的机理。

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33. 基于机器视觉的运动煤颗粒检测和遮挡追踪

朱振天, 兰媛, 胡天恩, 唐建, 乔葳, 牛蔺楷, 王杰栋

煤炭工程 2021, 53 (1): 160-165. doi: 10.11799/ce202101033

摘要（469）

PDF（mobile）（2040KB）（19）

针对煤颗粒筛分过程中被遮挡而导致其运动分析实测数据缺失的情况，应用机器视觉的方法实现了对运动煤颗粒检测和遮挡追踪。文章搭建模拟激振实验台，使用高速摄像机采集单个煤颗粒被遮挡情况下的序列图像。在MATLAB中采用引导滤波对序列图像进行去除噪声预处理，使用混合高斯模型法(GMM)有效提取了目标煤颗粒的前景掩码，并利用卡尔曼滤波器(Kalman Filter)对目标煤颗粒进行追踪。实验结果表明，文章使用的方法能有效检测出运动煤颗粒，且对运动煤颗粒被遮挡的情况，仍具有较好的追踪鲁棒性，得到煤颗粒运动过程中的形心位置信息，为煤颗粒运动的理论分析和数值模拟的相关研究提供实验验证的基础。

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34. 基于Simulink的矿用电动胶轮车整车建模与能耗分析

石轩宇, 牛志刚, 朱晓鹏

煤炭工程 2021, 53 (1): 166-171. doi: 10.11799/ce202101034

摘要（519）

PDF（mobile）（1647KB）（14）

针对国内矿用柴油机胶轮车在防爆和能耗方面的明显缺陷，基于柴油机胶轮车进行电动化改造的设计思想，利用MATLAB／Simulink搭建完整的目标电动胶轮车的整车模型，设计基于PI算法的驾驶员模型，并制定整车控制策略。以附加王家岭煤矿辅运巷道坡度工况的低速美国城市道路循环工况(LUDDS)为目标工况进行整车性能仿真，对整车模型的可靠性进行验证，对比、分析不同运行条件下的电池SOC、电耗值和续驶里程。结果表明电动胶轮车在低速、频繁启停以及附加坡度工况下配置再生制动功能可使续驶里程有明显提升，当平均坡度较小时，频繁启停是影响续驶里程的主要因素。

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35. 排水泵房智能巡检与诊断机器人的应用研究

任文清, 高小强, 梁占泽, 王飞

煤炭工程 2021, 53 (1): 172-176. doi: 10.11799/ce202101035

摘要（440）

PDF（mobile）（2212KB）（27）

大柳塔煤矿5-2煤五盘区排水泵房已完全实现自动化控制，但在日常运行过程中，由于排水系统中电动阀故障率较高，启动离心泵时，往往需要人员在现场观察流量、正负压仪表数据，及各类球阀、闸阀的开停状态，判断离心泵抽水是否正常。其次，还需要人员对泵房电机、缆线和泵体进行日常震动、温度、声音异常等点检，对泵房环境气体进行日常监测和巡查，造成人员投入大、工作效率低下等问题。为此，大柳塔煤矿在五盘区排水泵房引进轮式智能巡检机器人代替人工巡检，实现对泵房电机、电缆、轴承和泵体的温度检测，各类仪器仪表数值的自主识别，及离心泵异常声音诊断等功能，取得了良好的应用效果。

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36. 高管过度自信对煤炭企业创新绩效影响的实证分析

吕靖烨, 孙国宇, 王萱

煤炭工程 2021, 53 (1): 177-183. doi: 10.11799/ce202101036

摘要（274）

PDF（mobile）（1206KB）（13）

文章以2013—2017年煤炭上市公司作为研究样本，实证检验了我国煤炭企业高管过度自信与创新绩效的关系以及企业规模大小不同时企业负债的调节作用。研究得出：整体煤炭企业高管过度自信抑制创新绩效|企业负债较高时，大规模型煤炭企业高管过度自信对创新绩效的抑制得到强化，企业负债起到调节作用|小规模型煤炭企业负债和创新绩效存在倒U型关系。并提出相应对策建议，以期望促进我国煤炭企业创新发展。

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37. 基于SEM的煤矿企业应急管理能力因素研究

耿兴银, 程根银

煤炭工程 2021, 53 (1): 184-188. doi: 10.11799/ce202101037

摘要（321）

PDF（mobile）（1470KB）（20）

为正确认识影响煤矿企业应急管理能力因素，研究采用结构方程模型(SEM)对影响煤矿企业应急管理能力的主要因素进行分析。首先运用理论分析和现场调研，系统考虑并提炼出影响煤矿企业应急管理能力的4大类13个因素|然后应用SPSS19.0对调查问卷进行处理并进行信度效度分析|最后采用AMOS 21.0构建了煤矿企业应急管理能力因素与应急处置救援效果结构方程模型，进一步分析拟合、修正后得出各指标之间的因果关系和影响系数。结果表明，事后管理能力、风险管理能力、机制保障能力和应急预防能力对于突发事件应急处置救援效果存在影响|其中事后管理能力对应急处置救援效果的影响最大，主要强调对恢复生产和快速决策实施相应应急措施的行动力|其次分别是风险管理能力、机制保障能力和应急预防能力。

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38. 产业结构高级化与能源强度倒“U”型关系分析

张志强, 刘金平

煤炭工程 2021, 53 (1): 189-192. doi: 10.11799/ce202101038

摘要（301）

PDF（mobile）（1208KB）（13）

为了研究产业结构高级化与能源强度之间的关系，利用2000—2016年中国30个省的面板数据，采用固定效应面板模型对能源强度的影响因素进行了实证研究。研究表明：经济发展水平对能源强度有抑制作用，城镇化水平和能源消费结构对能源强度具有正向的促进作用，产业高级化和能源强度之间呈现倒“U”型的非线性关系。通过着重提高产业结构高级化水平低于拐点值省份的产业结构高级化水平可以降低能源强度。最后提出了减少能源强度的对策和建议。

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39. 煤仓下口设计的改进

唐德玉

煤炭工程 2021, 53 (10): 0-0.

摘要（2412）

煤仓是煤矿连续运输系统中的关键环节，为提高其使用寿命，减少停产检修时间，通过总结生产实践经验，参考煤仓中煤流研究成果，设计对煤仓下口的仓壁结构和收口位置进行了改进，既提高了其仓壁的抗冲击性能，也解决了煤仓下口被击穿影响装载硐室中设备人员安全的问题。为保证空气炮正常使用，根据仓内煤流流动特性和生产实践经验，设计对空气炮的布置方式和保护方式进行了改进，防止其出口被冲击破坏。通过不断改进完成的若干煤仓设计，经多年使用证实其结构合理，安全可靠，维修周期延长，对于煤仓设计具有指导意义。

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40. 特厚煤层坚硬顶板综放孤岛工作面安全开采技术研究

樊俊鹏童荣王亚军

煤炭工程 2021, 53 (10): 0-0.

摘要（30）

为解决特厚煤层坚硬顶板大采高综放孤岛工作面回采过程中遇到的强矿压问题，以同忻矿8102工作面为背景，模拟分析了孤岛工作面开采过程中的应力分布状况，依此为基础提出了以“小煤柱沿空掘巷+高工作阻力液压支架+坚硬岩层地面水力致裂+巷道卸压”为核心的孤岛工作面安全生产技术保障体系，并通过现场实测验证了保障体系的合理性。现场应用表明：21000kN高工作面阻力液压支架支护能力富量大，适应效果良好；巷道采用6m小煤柱沿空掘巷，回采期间顶底板最大移近量为700mm，两帮最大移近量为1020mm，巷道围岩变形可控，满足工作面实际生产需求。

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