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当期目录

2016年 第48卷 第8期 刊出日期:2016-08-10
装备技术
ZYWL-4000D经济型定向钻机研制与应用
闫保永
煤炭工程. 2016, 48(8):  132-134.  doi:10.11799/ce201608039
摘要 ( 508 )   PDF (1476KB) ( 271 )  
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为降低煤矿企业采购成本,加大定向钻机推广应用,研制了经济型定向钻机。该经济型定向钻机的关键元件孔底马达、泥浆泵采用进口,主要零部件通过提高标准化率、通用率的方法进行了国产化改造生产。通过该方法既降低成本,又保障了钻机的使用性能。重点介绍了定向钻机的结构组成及关键技术,钻机研制成功后,在多个煤矿进行了推广应用,最大孔深达到600m,经济性好,完全达到了设计要求。
设计技术
单面年产15Mt大采高综采工作面开采技术研究
张立辉
煤炭工程. 2016, 48(8):  1-3.  doi:10.11799/ce201608001
摘要 ( 403 )   PDF (1135KB) ( 273 )  
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为了解决补连塔煤矿22煤三盘区7m大采高综采工作面生产技术、一通三防等控制难题,保证单面年产突破15Mt,在采取了复杂条件下大断面切眼围岩控制技术、底鼓治理技术、回撤通道高强支护技术、柔性纤维网快速挂网技术、低氧防治技术、上覆采空区高温治理技术、工作面端头割煤工艺优化技术等多种措施后,有效地控制了各种灾害的影响,保证了工作面安全、高效生产,实现了年平均日产0.04Mt,平均月产1.25Mt,最高日产0.06Mt,最高月产1.38Mt,单面年产量达到15.02Mt。
基于长壁式和短壁式相结合的条带采煤法研究
孙庆先
煤炭工程. 2016, 48(8):  8-11.  doi:10.11799/ce201608003
摘要 ( 381 )   PDF (1570KB) ( 191 )  
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为了达到保护地表建(构)筑物和井下安全生产、提高企业经济效益的多重目的,根据地质采矿条件,提出了一种集长壁式采煤法通风系统完整、旺格维利采煤法机动高效、条带式采煤法可有效控制地表变形的优点于一体的快速采煤方法。进行了工作面斜长、留宽和采宽设计。采用3种方法对煤柱稳定性进行了验算。简要介绍了巷道布置、工作面主要设备和回采工艺流程。结果表明,留设条带煤柱是稳定的,地表变形是可控的。新的条带式采煤法技术可行、经济合理。
坚硬厚顶板采动影响下区段煤柱合理宽度的确定
裴晓建,徐金海,刘涛
煤炭工程. 2016, 48(8):  4-7.  doi:10.11799/ce201608002
摘要 ( 593 )   PDF (1334KB) ( 219 )  
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以新疆俄霍布拉克煤矿1406回风平巷在上回采工作面采动影响下掘进巷道围岩变形破坏严重为背景,对坚硬厚顶板采动影响下1406回风平巷变形破坏机理进行了分析。结果表明:采空区顶板的垮落具有垮落周期长,动压强烈,对下位煤层给定变形大,侧向实体煤破坏深度大的特点|当前10m煤柱宽度对于1406回风平巷并不能起到较好的维护作用。基于弹性核理论计算了煤柱宽度,运用数值模拟软件对坚硬厚顶板采动影响条件下侧向支承压力分布以及不同煤柱宽度垂直应力与围岩变形进行了研究,最终确定1404回采工作面与1406回风平巷区段煤柱合理宽度为18m。
唐山沟煤矿切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术
毛怀勇
煤炭工程. 2016, 48(8):  12-14.  doi:10.11799/ce201608004
摘要 ( 540 )   PDF (1305KB) ( 297 )  
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为了避免留设煤柱造成下分层应力集中、采空区漏风等安全隐患,研究了切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术,论述了切顶卸压沿空留巷工艺流程,分析设计了沿空留巷支护参数、双向聚能预裂爆破参数、周期来压期间顶板支护参数以及工作面两巷超前支护参数等,并在唐山沟煤矿进行井下应用。结果表明,工程效果良好,大幅提高了资源回收率,有效解决了资源浪费、生产接续紧张等技术难题,为在大同、府谷地区推广应用奠定了基础。
孟村煤矿主立井装备的设计与选型
孙东飞,昝东峰,王同光
煤炭工程. 2016, 48(8):  18-21.  doi:10.11799/ce201608006
摘要 ( 522 )   PDF (1261KB) ( 171 )  
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以孟村煤矿主立井装备为例,对罐道、罐道梁、井梁连接、防腐设计等内容进行了详细的叙述。针对大型提升容器井筒装备中罐道梁跨度大、受力大,挠度难以控制的问题,提出了增加罐道梁支承梁的方式以减小挠度,并对此建立了力学计算模型,给出了支承梁的连接方式和计算校核方法,使此类井筒装备的设计更加安全可靠。
基于串行现场总线协议的煤矿胶带运输监控系统设计及应用
佘影
煤炭工程. 2016, 48(8):  22-24.  doi:10.11799/ce201608007
摘要 ( 591 )   PDF (1204KB) ( 287 )  
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提出了一种适用于煤矿胶带运输监控系统的串行现场总线通信协议。首先介绍了现场总线协议标准,并针对煤矿胶带运输系统的特点,对协议进行分析得出该协议应满足简洁性、可靠性、实时性等要求的结论。然后详细介绍了该协议体系结构设计,提高协议可靠性的机制、策略和协议有限状态机。该协议在煤矿胶带运输监控系统应用中取得了较好的效果,结果证明设计完全满足要求。
立井井筒排水管路支撑梁受力分析与计算
王文
煤炭工程. 2016, 48(8):  25-27.  doi:10.11799/ce201608008
摘要 ( 1056 )   PDF (1209KB) ( 393 )  
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应用流体力学的动量方程计算了水流对90°弯头的作用力,分析了立井井筒排水管路的受力|井筒管路受到的水流作用力分为静水压力、稳定运行时工况压力和水力过渡过程产生的水锤压力三种情况,受力最不利的情况为水力过渡过程产生的水锤压力。分别对导向管卡支撑梁、焊接直管座支撑梁和90°焊接带座弯头支撑梁的受力进行分析计算。在立井井筒排水管路底部使用小于90°的弯头,可以降低直管座支撑梁的受力,减小支撑梁的断面尺寸。指出在管路支撑梁的受力计算时,可以不考虑井筒温度变化的影响,但在设计中应采取措施消除温度变化引起的管路内应力。
不均匀地基沉降对钢井架的影响
路中科,马中成
煤炭工程. 2016, 48(8):  28-30.  doi:10.11799/ce201608009
摘要 ( 681 )   PDF (1168KB) ( 183 )  
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根据各设计单位和井架的使用单位对不均匀沉降对井架影响的反馈情况,在《矿山井架设计规范》修订过程中,规范编制组就地基不均匀沉降对钢井架的影响开展调研总结。通过对不均匀沉降产生的原因分析,研究不均匀沉降对不同井架类型的内力及变形影响,探讨了原《矿山井架设计规范》(GB 50385—2006)相关条文的合理性,并提出了修改意见。
Bentley三维协同软件在选煤厂设计中的应用
郑媛
煤炭工程. 2016, 48(8):  31-32.  doi:10.11799/ce201608010
摘要 ( 659 )   PDF (1242KB) ( 605 )  
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介绍了三维协同设计产生的背景,以及开展三维协同的设计与文件管理流程。并结合陕西彬长矿业集团有限公司小庄选煤厂导航项目研究了一套三维协同设计标准流程,指出了在三维协同设计中存在的不足和未来发展方向。
无轨胶轮车巷道避险车道设置方法研究
王利欣,陈云,贾彦楠
煤炭工程. 2016, 48(8):  15-17.  doi:10.11799/ce201608005
摘要 ( 614 )   PDF (1146KB) ( 225 )  
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为提高无轨胶轮车运行的安全性,减少人员伤亡,降低财产损失,将地面公路避险车道的理念应用于井下,提出在无轨胶轮车巷道内设置避险车道。同时对无轨胶轮车避险车道主要参数进行分析和研究,确定了避险车道设置的间距、避险车道的长度及避险车道驶入角,对无轨胶轮车巷道避险车道的设置具有一定的指导意义。
施工技术
大采高大断面切眼巷道快速掘进技术及应用
胡少轩
煤炭工程. 2016, 48(8):  33-36.  doi:10.11799/ce201608011
摘要 ( 578 )   PDF (1271KB) ( 253 )  
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以三交河煤矿为研究对象,针对矿井掘进巷道断面大、大采高、掘进速度相对较慢的情况,从综掘装备升级、技术参数优化、生产组织优化等方面进行优化改进。主要体现在:实现支护工作机械化,现在的CMM2-15C液压钻车代替过去的MQT-120风动锚杆钻机、MQS-45风动手持锚头,提高了效率,同时提高了施工过程的安全性|支护参数的优化,既节省了支护时间,又节省了材料|采用快速掘进技术之后,日进尺数由4.8m提高至10.2m|通过对快速掘进后的巷道顶板的连续需检测,发现该处巷道顶板稳定,无冒落风险。
复杂构造应力区流变围岩巷道控制技术
张俊敏,张伟光
煤炭工程. 2016, 48(8):  37-39.  doi:10.11799/ce201608012
摘要 ( 521 )   PDF (1664KB) ( 179 )  
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为解决西沟煤矿二采区轨道上山巷道难支护的问题,通过围岩地质力学参数测试的方法分析得出其处于复杂构造应力区、围岩具有流变性等特点。据此提出采取全长预应力锚固强力锚杆(索)组合支护方式来加固巷道围岩,并实施井下工业性试验与矿压观测。试验结果表明:锚杆初始预紧力在40~80kN之间,锚杆最大受力为230kN|锚索预紧力设计为200kN基本合理,能够减轻巷道围岩离层和破坏,大大减少锚索的长度和用量|两帮最大位移量为90mm,巷道两帮移近量同原支护方式相比降低了80%左右|有利于提高巷道单进水平,验证了该支护系统的科学性、合理性。
煤与瓦斯突出矿井大采高工作面过空巷支护技术
宋斌
煤炭工程. 2016, 48(8):  40-42.  doi:10.11799/ce201608013
摘要 ( 890 )   PDF (1269KB) ( 249 )  
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以晋煤集团寺河煤矿W1307大采高工作面为工程背景,为解决过空巷过程中的瓦斯问题和顶板问题,通过方案对比提出了采用高强度、高刚度瑞诺充填支柱支护技术,并结合现场地质生产条件与矿压规律确定相应技术方案。应用结果表明,瑞诺充填支柱设计承载能力不低于500t,可对空巷顶板形成较强的支撑作用,保持了煤壁和顶板的稳定性,未发生大范围冒顶、支架压架等恶性事故,为实现安全、高效、经济的过空巷提供有力的技术保障。
新型耐水锚固剂研发及工程应用
王正胜
煤炭工程. 2016, 48(8):  43-45.  doi:10.11799/ce201608014
摘要 ( 597 )   PDF (1258KB) ( 188 )  
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煤矿生产过程中,含水底鼓巷道治理是一大难题,新型耐水锚固剂的研发显得尤为重要。选取本身强度高,水域环境内能稳定引发固化的改性聚酯为主体,研制成功耐水锚固剂。并对耐水锚固剂抗拔力、不同孔径含水锚管内锚固力、普通锚固剂与耐水锚固剂抗拔力对比进行了试验研究。研究表明:耐水锚固剂水内锚固抗拔力达200kN以上|Φ45mm锚管内锚索锚固力均在150kN以上|Φ50mm锚管内锚索锚固力均在110kN以上|耐水锚固剂在100%积水率锚管内抗拔力平均值为196.3kN,优于普通锚固剂在积水率49%的锚固效果,高出2.86倍。新型耐水锚固剂工业性试验选取蒋家河煤矿二号采区回风大巷底鼓段,成功提高施工效率、缩短工期,减少了水对底板锚索锚固力降低的影响。
大采高工作面复用巷道二次注浆加固技术
熊祖强,张建锋
煤炭工程. 2016, 48(8):  46-49.  doi:10.11799/ce201608015
摘要 ( 581 )   PDF (1425KB) ( 127 )  
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为了解决大采高工作面复用巷道留设困难的问题,实施二次注浆加固技术。通过对矿压显现规律和巷道变形破坏规律的分析,确定了二次注浆加固的方案,使用新型注浆材料,对二次注浆加固的工艺参数进行了优化设计,并使用现场监测和FLAC3D数值模拟软件对二次注浆加固效果进行验证分析。试验结果表明:二次注浆加固后,锚固结构的支护效率和破碎煤体的整体性得到了提升,复用巷道两帮移近量减少73%,顶底板移近量减少51%,有效地解决了复用巷道的留设困难问题。
生产技术
海天煤业3#煤层蹬空开采可行性研究
刘旭锋,熊祖强
煤炭工程. 2016, 48(8):  57-60.  doi:10.11799/ce201608018
摘要 ( 548 )   PDF (2324KB) ( 330 )  
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针对海天煤业3#煤部分区域存在蹬空开采问题,首先采用了“三带”判别法、围岩平衡法等理论方法论证了3#煤蹬空开采可行性。又通过钻孔分段注水、钻孔窥视等现场实测方法以及FLAC3D数值模拟手段研究了下覆煤层开采后3#煤层及覆岩变形演化特征。综合理论分析、现场实测及数值模拟结果得出了在下覆煤层开采结束后,3#煤层及其顶板岩层并未发生剧烈程度的破坏,只是出现煤岩体的内部损伤,未出现影响3#煤正常开采的台阶下沉。实测冒落带高度距9#煤顶板2~4m,裂隙带高度距9#煤顶板19~27m,均小于理论计算最大值,3#煤处于9#及15#煤的弯曲下沉带内,最终得出3#煤蹬空开采可行。
深部大采高高水充填开采矿压显现研究
张汉雄,黄瑜,黄肖,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  64-67.  doi:10.11799/ce201608020
摘要 ( 556 )   PDF (1494KB) ( 323 )  
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结合邢东矿1126充填工作面特殊生产地质条件,运用理论计算、数值模拟和现场实测等方法对矿压显现规律进行了研究。运用薄板理论确定了基本顶不发生断裂的临界等效充填高度,应用FLAC3D软件分析了全部垮落法和超高水充填法顶板岩层的塑性区分布和竖向位移沉降规律。现场实测数据表明:高水材料充填开采矿压显现缓和,液压支架工作阻力整体偏低,地表变形值控制在I级破坏范围之内。
近距离煤层上覆采空区积水音频电探测与治理技术
王贞海 郝万东
煤炭工程. 2016, 48(8):  68-70.  doi:10.11799/ce201608021
摘要 ( 413 )   PDF (1408KB) ( 140 )  
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介绍了矿井音频电透视技术的原理与布置方法,并采用该技术对河峪煤矿综采工作面上覆近距离煤层采空区积水进行超前探测,通过探测发现该综采工作面上覆采空区存在3个积水异常区域,在此基础上,设计采空区积水疏放工程对积水异常区域进行疏放,累计放水量达到7800m3。工程实践证明音频电透视技术可有效探测出采空区积水量和积水范围,探测结果准确可靠。
基于激光测距巷道顶底板移近量传感器的设计与应用
刘亚辉
煤炭工程. 2016, 48(8):  71-73.  doi:10.11799/ce201608022
摘要 ( 524 )   PDF (1176KB) ( 149 )  
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根据矿压分析工艺要求,以及现有顶底板移近量传感器的不足,提出一种基于激光测距原理的巷道顶底板移近量传感器,利用电池为激光测距模块供电,克服了传感器功耗大的缺点,实现了煤矿井下传感器的大量分布式布置。试验及现场应用表明,该传感器测量精度高,传输速度快,环境适应性强,能够准确、及时的反映巷道顶底板移近量的变化,为顶板动态监测及分析提供了可靠数据基础。
寺河矿大采高综采面煤壁片帮特征研究
安泽
煤炭工程. 2016, 48(8):  54-56.  doi:10.11799/ce201608017
摘要 ( 406 )   PDF (1288KB) ( 182 )  
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针对寺河矿大采高面片帮冒顶频繁,围岩控制难度大的问题,基于FLAC3D数值模拟软件,详细分析了不同开采参数条件下,煤壁前方支承压力和破坏面积的分布情况。结果显示:随着采高的增加,支承压力影响范围逐渐增加,峰值大小变化不大,但位移向煤壁深处转移。当工作面采高超过4m、宽度超过210m时片帮概率显著增加。现场实测了寺河矿2303工作面、2307工作面片帮情况,现场实测与理论分析结果相互吻合。
大采高综放工作面机械化安装与回撤技术研究
田华
煤炭工程. 2016, 48(8):  61-63.  doi:10.11799/ce201608019
摘要 ( 525 )   PDF (1179KB) ( 217 )  
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结合宽沟煤矿W1121综放工作面机械化安装与回撤设备生产实践,论述了大采高综放工作面安装与工作面回撤工艺及其液压支架安装叉车、起重装置、回撤平台、回撤叉车、液压装车装置设备性能。重点以液压支架为例研究了工作面设备的运输、对接等安装与回撤方法,分析了其相应的优缺点。
补连塔煤矿大采高综采工作面过冲刷带技术研究
迟国铭
煤炭工程. 2016, 48(8):  50-53.  doi:10.11799/ce201608016
摘要 ( 394 )   PDF (1125KB) ( 156 )  
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补连塔煤矿在五盘区12煤综采工作面巷掘进期间揭露了冲刷带,由于冲刷带分布延伸情况不明确,为了优化生产组织保障安全高效生产,保证工作面正常回采,补连塔煤矿对冲刷带进行了探测分析,并根据实际情况确定工作面最终的布置形式和生产方式。实践证明,该技术降低了生产成本及安全风险,最大限度地回收了煤炭资源。
研究探讨
断层对软岩急倾斜煤层工作面导水裂隙带发育高度的影响
张为民,杨刚帅
煤炭工程. 2016, 48(8):  74-76.  doi:10.11799/ce201608023
摘要 ( 434 )   PDF (1367KB) ( 165 )  
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以新河煤矿3#煤层工程地质条件为研究背景,采用UDEC数值模拟揭示了断层倾角与落差对软岩急倾斜煤层顶板导水裂隙发育高度的影响,并运用双端堵水器进行了现场探测。结果表明:随断层倾角及落差的增大,软岩急倾斜煤层工作面导水裂隙带高度也随之增加,高度可达采高的20倍以上。
上部煤层采动底板巷道围岩破坏特征与卸压控制技术
赵启峰,王波,郑思达,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  77-80.  doi:10.11799/ce201608024
摘要 ( 472 )   PDF (1475KB) ( 135 )  
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针对祁东煤矿开采61煤层同时要确保下部底板岩石大巷正常使用的技术难点,采用理论分析和数值模拟方法研究了上部煤层对底板巷道的动压影响,得出:该底板巷道围岩失稳的实质是其受上部采动应力在底板传递的影响,应力集中系数达1.5~1.8倍的原岩应力|其围岩稳定性控制应综合考虑围岩应力集中的诱发因素和卸压护巷原理。继而基于卸压护巷理论,提出钻孔松动爆破卸压护巷技术方案,确定钻孔爆破卸压的技术参数及卸压时机。工程实践表明:采取巷帮、底角钻孔松动爆破卸压护巷方法,使得相邻钻孔间“塑性弱化带”贯通,实现应力向围岩深部转移,能有效控制采动影响下的底板岩巷围岩变形破坏。
初采调斜工作面矿压显现特征研究
牛钦环,李冬伟,王腾,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  81-84.  doi:10.11799/ce201608025
摘要 ( 462 )   PDF (1902KB) ( 150 )  
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针对初采调斜开采的工作面矿压显现特征与正常回采不同的问题,以金桥煤矿2321工作面调斜开采为背景,采用FLAC3D及现场实测的方法研究调斜工作面推进过程中煤体中支承压力平面分布特征及走向支承压力动态演化特征。研究结果表明:调斜工作面第一次周期来压前,工作面前方支承压力分布不对称,支承压力在工作面上端大于下端。初次来压时,工作面上端支承压力峰值达最大值。现场实测验证了以上结论。
瓦斯压力对两种煤样渗流特性影响的试验研究
孙光中,郭兵兵,王公忠,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  85-88.  doi:10.11799/ce201608026
摘要 ( 423 )   PDF (1204KB) ( 110 )  
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针对不同瓦斯压力作用下煤岩渗透率的差异性,利用自行研制改造的含瓦斯煤热流固耦合三轴渗流实验装置,对构造煤及硬煤两种煤样进行了不同轴压围压条件下瓦斯压力对渗流特性的试验研究。结果表明,煤样渗透率随瓦斯压力变化出现明显的Klinkenberg效应,软煤样与硬煤样的渗透率变化均符合二次多项式函数。不同围压下,两种煤样渗透率随瓦斯压力变化差异性较大,且Klinkenberg效应拐点也不一致,其主要受煤样吸附常数影响。煤样渗透率出现先减小后增大趋势的主要原因为:Klinkenberg效应与围压及轴压作用下瓦斯吸附致使煤基质膨胀从而使煤样渗透率减小,后来孔隙压力增大导致渗透率增加。研究结果为提高煤层气抽采率提供理论参考依据。
“U+L”型通风系统条件下采空区三维流场实验研究
蔡佳文,杨胜强,焦汉林,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  89-92.  doi:10.11799/ce201608027
摘要 ( 546 )   PDF (2432KB) ( 145 )  
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基于采空区三维流场模拟实验台,进行了U型和“U+L”型通风系统模拟实验研究。通过改变进回风压力差及尾巷联络巷与工作面的距离,分析不同参数下的采空区压力场和瓦斯浓度场的分布规律。实验结果表明:采空区漏风强度与进回风压差有一定关联|高瓦斯区主要集中在偏向回风侧的压实区内,其位置及范围随通风参数的改变而变化,在现场可对此区域进行重点抽采|缩短尾巷联络巷距工作面步距,可在一定程度上控制采空区内高瓦斯区域的范围。
矿用采煤机四象限变流器的研究
邓永红,李孝平,赵立永,黄成玉
煤炭工程. 2016, 48(8):  93-95.  doi:10.11799/ce201608028
摘要 ( 677 )   PDF (1355KB) ( 161 )  
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文章介绍了采煤机牵引四象限变流器系统主电路的设计及参数选择,基于DSP给出了系统的硬件和软件实现方案及电路结构,实现了四象限变流器的同步PI解耦电流控制。实验表明,该系统不但能够提供稳定的直流电压,而且可实现网侧低谐波正弦电流控制、功率因数高以及电能的双向传输。该控制驱动系统提高采煤机运行的可靠性和牵引性能,能够满足采煤机交流牵引变频运行的要求。
提升机驱动电机振动信号的相关差分振子阵列检测方法
李静雅,魏红
煤炭工程. 2016, 48(8):  96-99.  doi:10.11799/ce201608029
摘要 ( 465 )   PDF (1280KB) ( 166 )  
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针对提升机工作时所处环境背景嘈杂,监测得到其驱动电机振动信号中含噪声多,信噪比低,难于根据振动信号诊断电机可能存在的故障问题,提出利用相关差分振子阵列的方法检测提升机电机设备故障。该方法利用相关分析去除信号中的噪声信号,再利用差分振子阵列对提升机振动信号中可能包含的频率信号进行检测,研究结果表明相关差分振子阵列检测方法可以准确诊断出提升机驱动电机内圈和转轴不对中的故障隐患。
基于电机电流EEMD分解的煤矿设备故障诊断方法
曹向辉,张征凯,李胜利
煤炭工程. 2016, 48(8):  100-102.  doi:10.11799/ce201608030
摘要 ( 539 )   PDF (1265KB) ( 142 )  
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为了对矿山大型机电设备的运行状态进行有效的评估和诊断,利用三相电机的定子电流信号对机电设备的故障进行了分析,并采用自适应的EEMD分解方法作为特征提取方法从电流信号中提取设备的故障特征。最后通过试验结果证明了所提方法有效性。
矿用制冷系统冷凝器冷却水阻力计算研究
王雷
煤炭工程. 2016, 48(8):  103-105.  doi:10.11799/ce201608031
摘要 ( 506 )   PDF (2563KB) ( 233 )  
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采用1∶1全三维数值模型对大温差、高压力、长流道三层水循环冷凝器冷却水流动特性进行数值模拟计算,研究了冷凝器流场运动规律及流阻特性,并与设计手册理论计算结果相比较。研究表明:三层水循环冷凝器中水循环按上中下顺序流动,在横截面积突变处存在漩涡,机械能损失较大|由于冷凝管摩擦损失及漩涡存在,上中下三层中压力逐层降低,冷凝管内压降占总压降比例最大,为59.44%|模拟冷凝器水阻力为91.26kPa,与手册理论计算结果90.05kPa接近,误差仅为1.4%,证明数值模拟计算方法的正确性。利用数值模拟方法可优化冷凝器结构设计,为提高制冷效率提供技术支撑。
我国含煤层气盆地CO2地质储存潜力评价
郑长远,张徽,贾小丰,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  106-109.  doi:10.11799/ce201608032
摘要 ( 620 )   PDF (1183KB) ( 292 )  
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煤层CO2地质储存是CCS中的四种技术方案之一,是减少CO2排放的有效方式。根据最新一轮全国煤层气资源调查的含煤层气盆地煤层气可采储量结果,基于碳封存领导人论坛(CSLF)推荐的计算方法进行我国主要煤田CO2地质储存潜力评价,计算了我国埋深在1000~2000m内煤层的CO2地质储存潜力,计算结果表明全国28个含煤层气盆地煤层储存CO2总潜力为98.81×108t。其中鄂尔多斯盆地、准格尔盆地、吐哈盆地、海拉尔盆地的储存潜力都超过10×108t,这4个盆地的总储存潜力为68.45×108t,占全国总储存潜力的69.27%,将是我国进行煤田CO2地质储存的主要盆地。
细粒煤泥对粗粒煤泥浮选的抑制机理研究
侯诗宇,马力强,白云鹏,孙〓超
煤炭工程. 2016, 48(8):  110-113.  doi:10.11799/ce201608033
摘要 ( 555 )   PDF (2823KB) ( 164 )  
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通过实验室浮选试验和理论分析,对细粒煤泥(-0.074mm)抑制粗粒煤泥(+0.074mm)浮选的机理进行了探讨。结果表明:粗粒煤泥单独浮选时具有很高的浮选产率,与细粒煤泥混合浮选时(细粒煤泥含量为27.82%),粗粒煤泥产率降低65.69%,与高岭土混合浮选时(高岭土含量27.82%),粗粒煤泥的产率不受影响|粗粒煤泥的产率随着捕收剂的增加而增大,继续增加捕收剂用量,产率变化缓慢|浮选矿浆中六偏磷酸钠的添加量为2500g/t时,粗粒煤泥产率提高18.86%,六偏磷酸钠通过降低细粒煤泥与粗粒煤泥间的作用力改善粗粒煤泥的浮选|通过偏反光显微镜观察到细粒煤泥颗粒主要是煤和矿物杂质的伴生体,兼具亲水性和疏水性表面|根据扩展DLVO理论分析得出细粒煤泥罩盖使得粗粒煤泥的疏水表面减少,抑制了粗粒煤泥的浮选。
次烟煤低温干燥特性的实验研究
白璞,许诚,徐钢,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  114-116.  doi:10.11799/ce201608034
摘要 ( 511 )   PDF (1352KB) ( 330 )  
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通过对次烟煤进行低温干燥实验,研究了干燥温度对煤粉干燥、复吸、破碎特性的影响。结果表明,50~100℃的低温干燥即可使其大部分水分以较快的速度蒸发,且干燥温度越高,干燥速率越快,平衡水分越低|低温干燥后,煤粉复吸不明显,但会随着干燥温度的增加而略有增加|干燥之后,煤粉的平均粒径小幅度下降,跟干燥温度无明显关系。
松枝与浮选尾煤共热解协同效应及动力学分析
李玉环,赵洪宇,柳树成,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  117-120.  doi:10.11799/ce201608035
摘要 ( 472 )   PDF (1212KB) ( 132 )  
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为研究松枝与浮选尾煤共热解协同效应及动力学参数,采用热分析天平研究了松枝不同添加比例与浮选尾煤共热解协同效应,并在此基础上计算分析了松枝不同添加比例下与浮选尾煤共热解的N级(n=1,2,3)热解反应模型。实验结果表明:松枝与浮选尾煤单独热解规律不同,松枝的最大热解失重速率大于浮选尾煤。当热解终温为900℃时,松枝和浮选尾煤失重率分别为74.33%和13.25%,二者主要热解阶段的温度范围有相互重叠部分,有存在发生相互协同效应的可能性。当松枝添加比例在20%~80%时,反应级数n=2时松枝不同添加比例与浮选尾煤共热解动力学方程拟合度较好,且共热解过程中所需活化能要低于浮选尾煤和松枝单独热解时所需活化能,有利于共热解反应的进行,进而导致挥发分更易析出。
煤粉工业锅炉用煤低温氧化特性的实验研究
魏琰荣,肖翠微,王乃继,等
煤炭工程. 2016, 48(8):  121-124.  doi:10.11799/ce201608036
摘要 ( 497 )   PDF (1438KB) ( 150 )  
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煤粉的自燃与其低温氧化特性有关,为研究煤粉的低温氧化特性,采用绝热氧化的方法,对三种煤粉工业锅炉常用煤粉进行了实验,获得了煤粉的温升曲线和实验过程中气体产生情况。实验结果表明:三种常用煤粉中,挥发分含量越高,低温氧化活化能越低,煤种发生自燃的倾向性越强|煤粉升温过程中产生的CO、CO2、CH4量随着温度的升高而增加,O2量则随着温度升高而降低,并且煤的挥发分越高,气体产生(消耗)量越多。综合考虑,可将CO浓度作为自燃预警主要指标,将CH4、O2浓度作为辅助指标。
掺矿渣微粉的高性能混凝土抗冻性试验研究
冯孟超,李瑞璟,张雪晴,张轩,马琳琳
煤炭工程. 2016, 48(8):  125-127.  doi:10.11799/ce201608037
摘要 ( 420 )   PDF (1173KB) ( 111 )  
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通过测定相对动弹性模量和质量损失研究掺矿渣微粉的高性能混凝土的抗冻性,分析矿渣微粉的掺量对混凝土的塌落度、强度以及抗冻性的影响并且对掺加抗冻剂和不掺抗冻剂混凝土的抗冻性能进行对比分析。结果表明:矿粉的掺加可以显著提高混凝土的塌落度|过多掺入矿粉对混凝土早期强度具有负面的影响|抗冻剂可显著提高混凝土的抗冻性能。
乌兰木伦矿区煤矸石元素特征及热解特性分析
刘玥,徐青云
煤炭工程. 2016, 48(8):  128-131.  doi:10.11799/ce201608038
摘要 ( 597 )   PDF (1249KB) ( 237 )  
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以乌兰木伦矿区煤矸石为研究对象,通过X射线荧光法分析煤矸石的化学组分,消解测定煤矸石中微量元素,在N2气氛中低温慢速热解分析煤矸石中各种成分,分析煤矸石的微量元素组成特征、转化规律以及热解特性。结果表明:乌兰木伦矿区煤矸石中常量组分主要以SiO2、Al2O3为主,石英和高岭石占主要成分|煤矸石含有多种微量元素,且含量排序为Ba>Zn>B>V>Cu>Cr>Ni>Sr>Mn>Se>Cd>Hg>As,元素的聚集分布明显受地质条件、动植物遗体以及生物活动的影响|煤矸石的热解产物受温度影响较大,在不同温度区间产物CH4、H2、H2S、NH3等的生成量不同,相互之间随温度变化转换明显,反应过程满足热解反应动力学方程|对煤矸石内的微量元素相关性分析表明,Pb、Zn、Cu、Cd、Ba、Se、As、Mn、Hg、Sr、V、B、Ni、Cr中,部分元素呈现极强相关性,个别元素之间存在强相关性,部分元素之间相关性弱且呈负相关。
装备技术
基于FPGA的PWM波形发生器的设计
查国翔
煤炭工程. 2016, 48(8):  135-137.  doi:10.11799/ce201608040
摘要 ( 635 )   PDF (1800KB) ( 499 )  
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针对煤矿井下新型无工频变压器级联式多电平变换器设计了一种基于FPGA的数字PWM发生器,解决了单个DSP芯片PWM输出路数不足的问题。介绍了PWM发生器各模块的功能和实现方式,指出其具有使用灵活、占空比可调、CPU资源占用小等优点。该PWM发生器可以使系统扩展出多路复杂的PWM输出,且每路输出都可以独立工作和编程配置。最后通过多电平变换器验证了该PWM发生器的实用性。
半挂车牵引座在煤矿支架搬运拖车中的应用
姚志功,潘成杰
煤炭工程. 2016, 48(8):  138-140.  doi:10.11799/ce201608041
摘要 ( 488 )   PDF (1347KB) ( 224 )  
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针对煤矿拖车式支架搬运车在推广应用中遇到的问题,分析了支架搬运拖车的结构特点,基于路面半挂汽车牵引座的紧凑性优点,对支架搬运拖车中影响整车使用性能的三自由度铰接机构进行了改进,优化了整车参数,改善了车辆的井下巷道适应性,同时,结合煤矿井下特殊的路面条件,探讨了支架搬运拖车中牵引座的使用特点,提出了合理的牵引座维护措施,保证了其使用寿命。
工程管理
煤矿瓦斯重大危险源专业化协同管控模式研究
程建圣
煤炭工程. 2016, 48(8):  141-143.  doi:10.11799/ce201608042
摘要 ( 546 )   PDF (1269KB) ( 133 )  
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为了解决传统的煤企与科研院所合作模式在实现煤矿瓦斯重大危险源超前管控方面存在的问题,在分析了煤矿瓦斯重大危险源专业化协同管控影响因素的基础上,研究了其演化过程,创造性地提出了煤矿瓦斯重大危险源专业化协同管控模式,并建立了与该模式相匹配的工作运行体系。该模式充分重视煤企与科研院所双方需求,提供了一种煤企与科研院所产、学、研深度合作的新途径,为加快科技成果转化开辟了新道路。该模式在神华集团得到了成功运用并推广,取得了显著的经济和社会效益。
煤炭勘察设计企业工程化的班组建设探讨
崔荣
煤炭工程. 2016, 48(8):  144-145.  doi:10.11799/ce201608043
摘要 ( 664 )   PDF (1075KB) ( 121 )  
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文章指出深化煤炭勘察设计企业工程化建设,强化企业基础管理,必将成为煤炭勘察设计企业转型升级的内生动力。然后基于煤炭勘察设计企业现有发展管理模式,提出班组建设意义、目标、任务、环境、分类指导等问题,进行了分析论述,其内容既有共性化解决方案,也有基于管理模式不同的侧重方向,涵盖勘察设计、工程、生产、运营等专业化管理,具有一定的指导作用。
工程设备招标技术和商务标的编制要点探讨
李海鹰
煤炭工程. 2016, 48(8):  146-148.  doi:10.11799/ce201608044
摘要 ( 430 )   PDF (1076KB) ( 153 )  
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文章指出影响工程设备招标成败的因素重点体现在招标文件中技术标和商务标两大因素,招标文件中技术标和商务标条款的设立是体现评标公平、公正、科学、择优原则的依据,决定着工程设备招标的成败。详细介绍了技术标的编制要点包括:设备选型、设备全寿命周期费用、技术参数的设定、引用标准、标段划分、标段划分、废标条款和质量保证期等|商务标的编制要点包括:交货期、付款条件的偏差、伴随服务、报价等。
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