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2017年 第49卷 第10期 刊出日期:2017-10-25
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坚硬顶板条件下极软特厚高瓦斯煤层综放开采技术研究
潘卫东
煤炭工程. 2017, 49(10): 1-6. doi:
10.11799/ce201710001
摘要
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多维度评价
针对青东煤矿82采区828综放工作面复杂的开采技术条件,提出了预采7号煤层治理8号煤层瓦斯和控制8煤坚硬顶板的开采方案。运用太沙基破坏理论分析了7号煤层底板破坏深度,利用岩梁理论分析了坚硬顶板的垮落步距,通过物理相似模拟实验分析了预采7号煤层和不事先预采情况下的覆岩运动规律,并对开采过程中的液压支架运行情况进行了现场实测。结果表明:726工作面底板破坏深度为13.8m,未破坏的剩余坚硬顶板厚度为5.3m,预采7号煤以后坚硬顶板断裂步距由24.9m减少到10.6m;相似模拟结果显示预采7号煤以后8煤老顶垮落步距由20m减小到10m;实际生产过程中,液压支架运行状态良好,初次来压步距为20.4m,周期来压步距为10.4m。实践结果表明,预采7号煤层解决了828工作面开采过程中的坚硬顶板问题和瓦斯治理问题。
急倾斜厚煤层水平分段综放覆岩破坏模式实验研究
杨胜利
煤炭工程. 2017, 49(10): 7-11. doi:
10.11799/ce201710002
摘要
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428
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多维度评价
急倾斜厚煤层水平分段综放开采覆岩破断形式不同于近水平煤层开采,以青海江仓矿为工程背景,并借助改进的相似模拟试验台和FLAC 3D数值模拟软件,系统的分析了大段高(采放比1:8)水平分段开采顶煤与采场上覆岩层的运移规律和破坏模式。研究表明:急倾斜厚煤层水平分段综放开采过程中顶板发生“倾倒-滑塌”式破坏,呈现台阶状破坏断面,底板也会产生滑移现象;随着开采分段的逐步向下延伸,覆岩破坏后向下的位移增大,对顶煤及采空区残留的矸石形成明显冲击,成为采场围岩控制的重点。
综放开采散体煤岩运移速度场分布特征研究
张锦旺
煤炭工程. 2017, 49(10): 12-15. doi:
10.11799/ce201710003
摘要
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多维度评价
为了研究综放开采散体煤岩运移速度场分布特征,基于散体介质流理论的学术思想,采用三维数值模拟和理论分析相结合的方法,重点考察了综放支架对煤岩运移速度场分布特征的影响。数值模拟结果表明,正常放煤循环时散体煤岩运移速度场演化可分为二次松散区形成阶段、稳定放出阶段、二次松散区破坏阶段;理论分析表明由于支架掩护梁摩擦系数较小导致掩护梁附近颗粒加速度增大,二次松散区呈现出向支架前方超前发育的特征。
急倾斜煤层水平分段综放开采合理巷道位置确定
魏炜杰
煤炭工程. 2017, 49(10): 16-19. doi:
10.11799/ce201710004
摘要
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多维度评价
针对急倾斜水平分段综放开采顶煤放出率低的问题,采用PFC2D离散元软件模拟了不同底板巷道位置条件下3段综放开采顶煤放出过程。模拟结果显示,顶煤放出后,残煤主要集中在工作面顶底板及中部位置,当底板距x≥2m时残煤形态变化不明显;1#支架顶煤放出率与工作面顶煤放出率呈负相关的关系,而整个模拟煤炭采出率随x的增大呈抛物线形式增加,由拟合曲线知x取4.75m时,模型煤炭采出率最高;综合考虑顶煤放出率和岩石巷道掘进率,建议将底板巷道设置在x取2m处,此时顶煤采出率约85%。
综放采场顶煤破坏机理分析
王兆会
煤炭工程. 2017, 49(10): 20-25. doi:
10.11799/ce201710005
摘要
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多维度评价
根据顶煤边界条件的不同将其破坏过程划分为煤壁前、后方两个阶段;分析煤壁前方顶煤在支承压力影响区内的受载特征,得到其应力路径历史,认为顶煤水平应力变化对其破坏危险性系数影响程度高于垂直应力;建立煤壁后方控顶范围内顶煤稳定性分析模型,得到该区域上下位顶煤分别在顶板回转和支架反复支撑下破坏危险性系数分布特征;分析顶煤危险性系数影响因素,得到开采深度愈大、煤层强度愈低、裂隙发育程度愈高、顶煤厚度愈小、顶板载荷愈大、采动影响程度愈明显,顶煤破坏危险性系数愈大。
顶煤预制裂隙定向水力压裂数值模拟研究
吕华永
煤炭工程. 2017, 49(10): 26-29. doi:
10.11799/ce201710006
摘要
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多维度评价
为提高顶煤回采率和降低煤矿井下安全事故发生率,提出了顶煤定向水力压裂技术。利用RFPA2D-Flow渗流软件,对预制裂隙角度为15°时钻孔水力压裂失稳破裂过程进行数值模拟研究。模拟结果表明:定向裂隙尖端出现应力集中现象,随着压裂进行高应力区向煤体深部转移,且钻孔和定向裂隙周围出现卸压区;钻孔和定向裂隙周围煤体始终处于高水压区,且压裂初始阶段煤体只出现了少量剪切破坏,当水压为13MPa时,煤体出现大量拉伸破坏。在压裂后期,延伸裂隙端步开始转向扩展,但转向角度对定向压裂基本无影响,说明预制裂隙定向水力压裂能起到很好的定向作用。
放顶煤工作面煤矸混合度自动识别研究进展
李良辉
煤炭工程. 2017, 49(10): 30-34. doi:
10.11799/ce201710007
摘要
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多维度评价
自动化放煤是实现自动化综放开采的关键技术,放煤过程中对于煤矸混合度的自动识别是研究的难点。本文依次论述了基于自然射线、声波信号、图像的放顶煤工作面煤矸混合度识别技术的研究进展,提出了基于图像的煤矸混合度识别技术是未来的发展方向,以及综采工作面的煤岩界面的识别技术及分选中的煤矸识别技术的研究进展,总结了为放顶煤工作面煤矸混合度识别提供的宝贵经验。提出了将深度学习理论引入到煤矸混合度识别研究中,为人工智能技术在采矿行业中的应用提供了新思路,对提高综放开采顶煤回收率、提高煤质、实现工作面自动化有重要意义。
综放工作面端头放煤研究进展与展望
张亚宁
煤炭工程. 2017, 49(10): 35-37. doi:
10.11799/ce201710008
摘要
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多维度评价
针对综放开采工作面端头区顶煤损失严重的现象,分析了综放面端头区存在的放煤设备布置、两端平巷围岩稳定性及散体煤岩自然安息角的约束等问题,总结了近年来综放工作面端头区放煤设备与工艺的研究进展。提出了应建立一套端头区顶煤可放性等级评估体系;改进端头放煤支架,研制自动化设备;优化巷道设备布置,改进端头放煤工艺,对综放面端头放煤的进一步研究具有一定借鉴意义。
设计技术
缓倾斜特厚煤层区段煤柱尺寸研究
张杰 杨涛
煤炭工程. 2017, 49(10): 38-42. doi:
10.11799/ce201710009
摘要
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参考文献
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多维度评价
王洼煤矿11采区综放工作面地质条件相对复杂,需要确定合理的区段煤柱参数以指导现场安全生产。通过对王洼煤矿区段煤柱进行应力和钻孔窥视实测表明,沿煤柱走向方向上应力峰值在工作面前方10m左右,沿倾向方向上煤柱破坏区域在3m以内,在煤柱内6m左右处应力达到峰值;并通过数值模拟得到了在该生产条件下不同煤柱尺寸的应力分布规律, 煤柱宽度增加到26m时,煤柱有一定弹性核区,随着煤柱宽度的加大弹核区的宽度也逐渐增加,煤柱宽度增加到29m和32m时,已经能够保证煤柱的稳定性,巷道变形在容许的范围内。在实测和模拟相结合的基础上,综合分析得到了该区域合理区段煤柱尺寸为30m,与以往煤柱宽度相比大幅降低了煤柱宽度,提高了资源回收率。
煤铝共生资源联合开发模式初探
李志刚,杨彦宏,姬刘亭
煤炭工程. 2017, 49(10): 43-47. doi:
10.11799/ce201710010
摘要
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多维度评价
文章针对山西吕梁地区煤铝共生资源开发利用存在的问题,依据国家矿产资源法律法规及现有企业探索情况,对于不同资源条件下,煤铝共生资源联合开发模式进行了探讨。同时对比分析煤铝资源相关指标参数以及煤铝共生资源开发采用的规程、规范的差异性,提出开采设计执行策略。根据煤铝赋存条件,提出三种开采方案,优先推荐煤铝下行开采,采用上行开采时需要综合运用多种判别方法进行分区研究,条件具备的矿山可以采用煤铝同采。煤铝共生资源联合开发需解决好安全保障、系统兼容性、组织管控模式等问题。
厚黄土层矿区建(构)筑物下条带开采合理尺度多因素设计方法
孟毅,庞振忠,张新国,闫玉岗,李飞
煤炭工程. 2017, 49(10): 48-51. doi:
10.11799/ce201710011
摘要
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多维度评价
针对西部厚黄土层压煤矿区条带开采以维持地表建(构)筑物稳定性合理尺度设计难题,以丰裕煤矿12采区为工程背景,综合运用理论分析、工程类比及现场实测等方法,从地表允许变形值、煤柱稳定性、回采率等三方面,研究并提出建(构)筑物下条带开采合理尺度多因素的设计方法。研究结果表明:根据理论计算可得十二采区工作面最佳开采宽度为60m,最佳留设煤柱宽度为60m,所采用的开采方案对地表造成的移动变形及沉陷均较小,能够保证对地表建筑物安全使用并同时提高了采出率。研究成果在丰裕煤矿12采区成功的布置了10个回采工作面,将原条带采出率由37.5%变为50%,相关研究成果对类似条件下的煤炭开采具有一定的借鉴意义和应用价值。
《煤炭工业露天矿节能设计规范》解析
成德盈
煤炭工程. 2017, 49(10): 52-54. doi:
10.11799/ce201710012
摘要
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多维度评价
为了更好的理解和执行将于2017年7月1日起实施的《煤炭工业露天矿节能设计规范》(GB51197-2016),从规范编写目的、意义、章节构成及特点、重要条款解析、正确使用规范等方面,对首版规范进行了说明和阐述,以期能对推动露天煤矿节约能源,提高能源利用效率,统一煤炭工业露天矿节能设计标准,提高露天煤矿设计水平起到重要作用,为理解和执行首版规范提供帮助。
ZigBee技术与信息融合在煤矿安全监测中的应用与研究
吴景红,刘迅
煤炭工程. 2017, 49(10): 55-58. doi:
10.11799/ce201710013
摘要
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多维度评价
针对煤矿生产作业环境和开采过程中的灾害危险因素,设计了基于ZigBee技术与信息融合的煤矿安全监测系统。通过构建基于ZigBee协议的无线传感器网络,实现对井下环境数据的采集、传输。本文根据系统的数据分析的具体需求,提出基于模糊贴近度和灰色关联度的两级数据融合模型,其中采用模糊贴近度算法作为一级数据融合,提取环境参数特征向量。二级数据融合利用灰色关联度算法对特征向量再次进行融合,通过对现场数据分析,结果表明该算法可以准确地判定矿井的安全状况,给出煤矿安全等级决策。
振动发电式矿用无线温度传感节点的设计
郭涛,杨晓洁,贾晓寒
煤炭工程. 2017, 49(10): 59-62. doi:
10.11799/ce201710014
摘要
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多维度评价
摘 要:根据矿井下有强大机械振动源和不方便更换电源线路的特殊环境条件,设计了一个可长期服役的自供电矿下温度采集终端节点。发电部分采用磁电加压电双模式共同采集能量的方式实现自供电能,并由锂电池补充;芯片LTC3331实现能源管理给整个系统供电,以CC2530的8051内核为控制中心,控制温度传感器DS18B20进行终端数据采集以及MAX17043进行电量检测,最后通过CC2530射频模块将数据发送给上位界面。最后通过实验证明设计结构发电有效并且采集数据真实反映环境温度。提高了系统监测的寿命与准确度,能够有效地预防故障的发生。
井下机电硐室智能微气候围护结构的设计与应用
宋翔,张彬,刘畅
煤炭工程. 2017, 49(10): 63-65. doi:
10.11799/ce201710015
摘要
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多维度评价
为给高温机电硐室内作业人员提供良好的作业环境,设计出智能微气候围护结构。其主体是由隔热板组成的长方体,作用元件有:涡流管、温度传感器、PLC(可编程逻辑控制器)、电磁阀。围护结构内部降温以压缩空气为能量源,经涡流管将冷量输入结构内,经温度传感器、PLC、电磁阀联合作用对结构内温度智能控制,能够有效将内部空气温度控制在人体最舒适温度区域。实践表明,智能微气候围护结构内空气温度保持在23.6~25.2℃之间,处于人体最适温度区域,大大提高作业人员对作业环境的满意度。
提高祁东选煤厂细粒煤回收的研究
李孟婷,徐初阳,王艳芬
煤炭工程. 2017, 49(10): 66-68. doi:
10.11799/ce201710016
摘要
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698
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多维度评价
本文通过原煤性质分析,为祁东选煤厂对九层煤的合理洗选提供了可靠的依据。数据表明九层煤属于1/3焦煤偏肥煤,是稀缺煤种,具有易碎,粉煤量大,难选,易泥化的性质。通过对选煤厂工艺流程进行分析,在保证现有工艺不进行大改造的前提下,建议增加细粒煤浮选工艺和浮选尾煤压滤回收工艺。到2014年末,祁东煤矿年产原煤达到240万t。通过比较,改造后增加收入27100.8万元。
受煤坑高挡土墙的结构设计探讨
刘健康,张振宇
煤炭工程. 2017, 49(10): 69-72. doi:
10.11799/ce201710017
摘要
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多维度评价
通过对昶旭煤矿受煤坑挡土墙进行加筋土式和扶壁式两个方案的比选,确定了采用扶壁式挡土墙的设计方案。对扶壁式挡土墙计算采用软件计算和人工复核的方法,确保了挡土墙计算分析结果的严谨性和可靠性,使计算结果更合理的指导挡土墙的结构设计。
施工技术
高应力软岩轨道下山失稳机理与支护技术研究
贾志明,康全玉
煤炭工程. 2017, 49(10): 73-76. doi:
10.11799/ce201710018
摘要
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634
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多维度评价
摘要:针对高应力软岩巷道的大量变形和破坏问题,以河南红岭煤矿14采区轨道下山巷道为例,研究和分析了变形机理和返修控制技术。该下山出现了顶板下沉、两帮内挤、拱肩和两帮砌碹开裂、底板鼓起等变形破坏形式;通过巷道围岩物理力学实验和松动圈测定,表明该巷道围岩含泥岩和砂质泥岩较多,整体强度低,松动圈范围较大。依据松动圈围岩分类以及耦合支护原理,提出锚杆(锚索)+U型钢可缩性支架+锚注耦合支护方式。通过数值模拟实验分析了该支护方式下围岩的力学特征、位移特征和破坏特征。并对其进行现场试验,返修现场应用效果:经过100d观测,巷道顶底板移近量最大值为121mm,两帮收敛量最大值为82mm,监测后期的收敛速率均小于1mm/d,处于稳定状态。
大断面煤巷巷宽效应及支护技术
张凤岩
煤炭工程. 2017, 49(10): 77-80. doi:
10.11799/ce201710019
摘要
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753
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多维度评价
针对煤巷宽度增加后的围岩控制难题,选取肖家洼煤矿10104轨道巷为研究对象,采用FLAC3D模拟研究了巷宽对围岩的影响,结果表明:①顶、底、两帮塑性区呈“半椭圆”状分布,随巷宽增加,塑性区面积和深度增加速率:顶板>两帮>底板;②顶、底、两帮深部变形呈“负指数”关系向深部降低;③同一围岩深度,表面变形量及变形增加量:顶板>两帮>底板;④帮浅部支承压力随巷宽增加而降低,且支承压力峰值向深部转移。基于:①桁架锚索可锚固在肩角稳定区,封闭结构可兜护顶板,且使顶板中性轴下移;②桁架锚索、锚杆形成的附加应力骨架结构,可提高围岩承载能力,共同抵抗变形。提出:高强高预紧力锚杆与桁架锚索联合支护技术,工程实践结果:帮移近量97mm,顶底板移近量127mm,顶板离层量3mm。
浅埋黄土隧道明挖暗做施工技术
贾立术,卢争艳,韩应军
煤炭工程. 2017, 49(10): 81-83. doi:
10.11799/ce201710020
摘要
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苏家川隧道地质情况较为复杂,隧道洞身浅埋段顶部既有乡村道路横跨而过,洞顶埋深较小;右侧临近村民居住区,且通向村庄道路采用混凝土硬化,道路仅3m宽,大型机械设备无法进入施工区,设计明挖法施工难度大,不利于保证施工进度及安全,采取施作套拱明洞暗挖的施工方法渡过。简要总结明洞段及暗洞施作套拱、明洞暗挖的施工技术。
深井软岩巷道锚网索配合钢棚喷浆复合修复技术
文建东
煤炭工程. 2017, 49(10): 84-86. doi:
10.11799/ce201710021
摘要
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针对深井软岩巷道变形情况,通过理论分析和工程实践对比,提出了适合矿井软岩巷道修复的支护方案,经过工程实践表明,锚网喷+钢棚+喷浆支护稳定可靠,在矿区具有较好的推广应用价值。
生产技术
近距离煤层综采工作面过大断面空巷安全高效开采技术
孟国胜
煤炭工程. 2017, 49(10): 87-90. doi:
10.11799/ce201710022
摘要
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465
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摘 要:针对马脊梁煤矿近距离煤层14-3号煤层305盘区8505综采工作面过大断面空巷实际,从8507面实践经验反思分析,理论结合实际,重点利用比对法,利用细节推理及实践反推,得出合理的空巷掘进支护及空巷加固支护支护优化方案;得出具体调斜方案:工作面距空巷前50米开使调斜,头部先过,头部比尾部超前5~10m,头部割通空巷尾部距空巷20~25m,割煤采用“长”、“短”刀结合;研究确定过空巷期间合理推进速度,正常每天割5-8刀;提出过空巷前5点管控措施及过空巷期间6点管控措施,实现全程管控;通过掘进支护优化、加固支护优化、调斜开采、推进速度控制及全程管控措施5项综合技术,8505面过空巷仅用37小时,实现了安全高效过空巷。同时,为同类条件综采面过大断面空巷提供理论基础及借鉴经验。
浅埋藏工作面漏风特征及堵漏效果检验
李世雄,卢斌,褚廷湘
煤炭工程. 2017, 49(10): 91-93. doi:
10.11799/ce201710023
摘要
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基于浅埋藏煤层采空区受地表裂隙诱导漏风的影响,从采空区煤自燃防治为出发点,以磁窑沟煤矿 10-2号煤层 10202 工作面为研究对象,通过示踪气体,得到了浅埋藏工作面漏风特征。此外,通过堵漏技术措施前后漏风对比分析,验证了工作面堵漏效果。研究结果表明:1)进风巷至工作面倾向30m左右范围内为漏入段,倾向30m至回风侧为漏出段,且地表漏风通道存在;2)进风风流漏入采空区风量为161.2m3/min,地表漏出风量90 m3/min;3)实施封堵措施后,进风风流漏入采空区降低到76.1 m3/min,地表漏风降低到24m3/min。整体漏风量与堵漏技术实践前后降低了85.1 m3/min,堵漏效果比较显著。通过对漏风及堵漏实践的分析,识别了工作面漏风特征及堵漏效果,对指导矿井的防灭火实践具有重要的现实意义。
综放采空区自燃“三带”分布影响因素研究
刘忠全,郝宇
煤炭工程. 2017, 49(10): 94-96. doi:
10.11799/ce201710024
摘要
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综放工作面采用放顶煤开采煤工艺,采空区遗煤较多,处于综放工作面采空区氧化自燃带是采空区容易自燃的危险区域。通过对塔山煤矿8102综放工作面配风量、注氮气防灭火、工作面推进速度等因素的效果考察,分析其对采空区自燃三带分布的影响情况,从而为矿井综放开采安全开采优化相关工艺参数和技术措施有着积极的作用,同时也为类似工作面的自燃防治提供参考。
回坡底矿选煤厂粗煤泥工艺优化研究
段福山
煤炭工程. 2017, 49(10): 97-100. doi:
10.11799/ce201710025
摘要
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摘要:回坡底矿选煤厂精煤磁尾直接回收作为粗精煤泥,产品灰分高。原生粗煤泥可选性为中等可选,在实验室三种粗煤泥分选机上进行了分选可行性研究。结果表明:煤泥重介旋流器和TBS均具有较高分选效果,结合设备特点和现场厂房布置,粗煤泥系统改造采用TBS最优。通过改造前后总精煤产率的估算,预测通过改造选煤厂销售收入可显著提高。
“点”、“线”、“面”安全风险管控模式在现场安全生产中的应用
史红梅,高战
煤炭工程. 2017, 49(10): 101-104. doi:
10.11799/ce201710026
摘要
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安全风险预控管理已在煤炭企业中兴起实施,风险辨识、风险评估、风险管控的通用风险管理流程已在各煤炭企业中建立,但如何使风险预控管理方式更加切合工作实际,使应用效果更加显著有效,是全体煤炭人致力研究的永恒课题。神华集团杭锦能源有限责任公司积极开展风险管控方法研究,深化了岗位危险源辨识成果,将岗位危险源与标准化作业流程整合,改进了系统性危险源辨识方法,新增了区域性危险源辨识方法和成果。同时,用岗位、系统、区域危险源辨识与控制的三维管理方法,构建起了“点”、“线”、“面”安全风险预控管理模式,创新了安全风险预控管理思路,拓宽了安全风险预控管理途径,为煤炭企业进一步实现安全风险预控管理体系落地应用提供了经验和借鉴。
香蕉筛改弛张筛深度筛分的研究与实践
刘利波,周永利
煤炭工程. 2017, 49(10): 105-108. doi:
10.11799/ce201710027
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为适应煤炭市场的变化形势,实现-3mm以下的深度筛选,提高原煤洗选比例,优化商品煤结构,准能哈尔乌素选煤厂开展了香蕉筛改造弛张筛深度筛分的研究,并在两台香蕉筛上进行试验;试验结果表明:传统香蕉筛能够改造成弛张筛,实现6mm深度筛分,增加商品煤热值,提高准2优质煤产率;在目前的煤炭市场形势下,优质煤销售空间更大,对于提升企业经济效益具有明显的积极作用。
干煤粉气化炉煤粉输送问题的分析和解决方案探讨
刘臻,管 清亮,张建胜,李文华
煤炭工程. 2017, 49(10): 109-112. doi:
10.11799/ce201710028
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煤粉加压密相输送系统是干煤粉气流床煤气化装置的关键单元技术之一。目前,干煤粉气化装置的煤粉输送系统普遍存在着煤粉下料不畅、设备故障、煤粉流量波动大等问题,严重制约煤气化装置的长期稳定运行。文章在总结这些问题的基础上,分析了影响煤粉加压密相输送系统稳定运行的问题原因。分析表明:出现上述问题的主要原因在于对煤粉性质不达标、关键设备选型不合理及工艺参数和控制方案有待优化。对这些问题的解决方案进行了探讨,建议结合近年来高压浓相煤粉气力输送领域的研究成果,利用准工业规模的实验平台模拟工业煤粉加压密相输送系统,获得管道各部分压降分布,摸索合理的操作窗口和控制规律,改善干煤粉煤气化装置煤粉输送系统的稳定性。
矿用水力作业机排管装置的设计及应用
陈东海,李玉龙,等
煤炭工程. 2017, 49(10): 113-114. doi:
10.11799/ce201710029
摘要
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在煤矿瓦斯治理过程中,随着瓦斯抽采孔深度的增加,矿用水力作业机滚筒储管量随之增加。若挠性管不能在滚筒上多层有序的排列,则影响绕管长度及挠性管的使用寿命并给挠性管的注入作业造成困难,针对此问题提出并设计矿用水力作业机排管装置。优选排管装置方案,介绍排管装置工作原理,设计排管装置机械机构。经生产实践证明矿用水力作业机排管装置使挠性管在滚筒上多层有序排列,有效提高了挠性管的使用寿命。
研究探讨
基于突变理论的冲击地压危险性预测研究
郭延华,乔趁
煤炭工程. 2017, 49(10): 115-118. doi:
10.11799/ce201710030
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深部煤岩开采改变了原岩状态,围岩自稳调整过程中产生应力集中,极易发生冲击地压,给矿山安全生产带来极大威胁。本文以某煤矿工程为例,在现场取样、实验室常规试验鉴定煤层冲击倾向的基础上,从能量转换的角度出发,通过功能平衡关系建立了煤岩系统发生冲击地压危险的折迭突变模型,导出了预测冲击地压发生的判据准则。结果表明,该煤矿具有强冲击倾向性,当煤岩系统参数K<1时,有发生冲击地压的危险。
密实充填面双沿空留巷矿压及围岩变形规律研究
曲华,高琳,高鑫,等
煤炭工程. 2017, 49(10): 119-121. doi:
10.11799/ce201710031
摘要
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为探明双沿空留巷密实充填工作面的巷道及覆岩运动及应力的演化规律,对充填体工作面超前支承应力显现及沿空留巷围岩变形进行了现场实测和数据分析。研究表明:相较于垮落法,充填工作面超前支承应力影响范围明显减小,矿山压力显现较弱;充填体内部应力变化分为初始应力区、应力增高区和应力平稳区,与采空区顶板运动的小变形区、剧烈变形区、变形稳定区相对应;沿空留巷围岩变形较显著,前期顶底板变形量大于两帮变形,应加强顶板支护,后期围岩稳定后的移近速度仍大于2.4mm/d,仍需定期维护。
沁水盆地里必区块L型水平井产能预测及经济评价
王聪,张庆辉,屈晓荣,等
煤炭工程. 2017, 49(10): 122-125. doi:
10.11799/ce201710032
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里必区块直井产气量较低,不能满足产能建设任务,通过分析里必区块的地质、储层特征以及周边区块不同井型的排采数据,建议采用L型水平井作为生产气井。通过相关预测软件对L型水平井进行了产能预测,结果表明:L型水平井产气量较好,产气量为3133.23~22499.7m3/d,平均8415.35m3/d,生产期结束后,L型水平井单井累计产气量为45.4×106m3。L型水平井投资成本比直井多1570万元,但L型水平井的累积产气量要远远高于直井气量,总收入大,获得的经济效益更高。对比表明:L型水平井平均单位操作成本反而低于直井,相差0.01元/m3。根据相关现金流量表计算出各项税后财务评价指标,投资L型水平井盈利能力更强,投资回收期时间更短,更能取得较好的经济效益。
基于EDEM-FEM耦合方法的电铲铲斗强度分析
高耀东,严鹏贺,陆家山,吕丰伟
煤炭工程. 2017, 49(10): 126-128. doi:
10.11799/ce201710033
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电铲铲斗设计主要采用传统的力学计算,外力多采用均布载荷方式施加,在挖掘阻力方面主要采用了挖掘阻力计算公式,这种方法容易导致铲斗强度及结构产生设计缺陷。以WK-20电铲铲斗为研究对象,利用Solidworks对铲斗建模,将模型导入Hypermesh进行前处理,然后利用离散元软件EDEM对铲斗的挖掘过程进行模拟,得到更逼近实际工况的外载荷,结合有限元软件Patran,将仿真结果加载到铲斗对应单元上,利用Nastran求解器求解,得到铲斗的受力云图和变形量,为铲斗的结构设计及优化提供可靠数据,同时也为其他构件及机械提供了很好的设计及优化方案。
吸附势理论在夹矸型黏土矿物吸附甲烷中的应用
程宏飞,李凯华,孙义高,艾博
煤炭工程. 2017, 49(10): 129-131. doi:
10.11799/ce201710034
摘要
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吸附势能可定量描述吸附量与温度和压力的关系,故由已知温度下的吸附数据,预测任意温度、压力下的吸附量,为预测不同深度及温压储层条件下的吸附特征提供了新的途径。本文通过两种不同方法对实验条件下夹矸型及非煤型黏土矿物甲烷吸附的相关曲线进行了推导,通过拟合计算分别推得各样品对应的不同温度下吸附量与压力关系式。结果表明,在吸附量相同时,吸附势大小顺序为:NH4-I> Kao-I >Ill>Phl;表明运用吸附势理论推导出的各样品甲烷吸附能力大小顺序和实测的结果一致,该方法存在一定的可行性,为预测不同埋深温压下的甲烷吸附状态提供了一种极为有限的方法手段,为探索深部煤储层气体吸附提供了依据。
基于TD-LTE技术的井下防爆车辆运行状态实时监测系统
贾云,周旭,李文军
煤炭工程. 2017, 49(10): 133-136. doi:
10.11799/ce201710035
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鉴于目前一些矿井已经布设了基于TD-LTE的4G无线通信网络,针对现有防爆柴油机无轨胶轮车监控仪或保护装置存在诸多不足,开发了于TD-LTE技术的井下防爆车辆运行状态实时监测系统。文章详细对比了采用TD-LTE技术的4G专网在胶轮车应用的优势,并对系统的原理结构及试验测试进行了介绍。应用结果表明,该系统能够稳定的对井下车辆运行数据、视频、语音进行稳定传输,从而加强无轨胶轮车运营的监管和调度,保障辅助运输安全、提高运输效率。
DG接入配电网的通信式自适应电流保护研究
马草原,孙婉婉,杨乐
煤炭工程. 2017, 49(10): 137-140. doi:
10.11799/ce201710036
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分布式电源(DG)并入配电网后,传统的接线结构由单电源供电网络变为了多电源供电网络,改变了系统的潮流分布,继而配电网继电保护出现不协调。针对DG并网后带来的误动、拒动和灵敏度降低等一系列问题,提出了一种通信式自适应电流保护方法,采用GOOSE over UDP实现信息传输并和自适应电流整定方法相结合,解决了DG接入配电网带来的问题。
厚松散层矿区倾向多工作面回采对地表沉降特征的影响
赵忠义,陈昕昕,梁华杰
煤炭工程. 2017, 49(10): 141-144. doi:
10.11799/ce201710037
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为了研究厚松散层矿区倾向采动程度对地表沉降特征的影响,以涵盖红岭煤矿多工作面地表移动观测数据为基础,着重研究厚松散层地质采矿条件下倾向采动程度对地表下沉率、主要影响角正切以及拐点偏移距的影响,结果表明,在厚松散层条件下,随着倾向采动程度的增加,地表在由极不充分采动过渡到非充分采动时,地表下沉率由0.21增加到0.45,增大近114.3%,之后随着倾向采动程度的继续增加,地表下沉率变化平缓;随着倾向采动程度的增加,走向主要影响角正切减小速度要明显快于倾向主要影响角正切,并且依据红岭煤矿地质采矿条件,分别拟合出了倾向采动程度与地表下沉率和主要影响角正切的经验公式。
探地雷达在矿山地质环境调查中的应用探讨
余洋,许献磊,等
煤炭工程. 2017, 49(10): 145-148. doi:
10.11799/ce201710038
摘要
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矿山地质环境调查是一项事关矿山地质环境恢复治理和保护的重要工作,与之相关的动态发展、理论研究、科技创新等前沿探索十分普遍。本文通过对矿山地质环境调查内容和探地雷达施测原理进行综合讨论,系统阐述了探地雷达在矿山地质环境调查中的探测对象,详细探讨了探地雷达在断层、溶洞、采空区、地裂缝等矿山地质环境问题实际探测过程中的施测流程和结果解释,并结合探地雷达在矿山地质环境调查中的实际应用提出技术总结和建议。研究表明:根据矿山地质环境中不同对象间存在的电性差异,借助探地雷达科学获取目标对象的特征信息,可以实现对矿山地质环境问题对象的科学解释。
Gemini表面活性剂对高灰氧化煤浮选行为影响及机理研究
董佳伟,栗褒,刘生玉,郭建英
煤炭工程. 2017, 49(10): 149-153. doi:
10.11799/ce201710039
摘要
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为提高高灰氧化煤表面疏水性,改善浮选效果,进行了Gemini表面活性剂在高灰氧化煤表面吸附和脱附后的浮选试验。通过红外光谱、微量热等分析技术测定研究了Gemini表面活性剂在氧化煤有机质和矿物质表面的吸附及脱附差异。氧化煤吸附表面活性剂后,煤表面疏水性增强,精煤产率随表面活性剂的浓度增大而提高,同时表面活性剂使煤系矿物质表面的疏水性提高,精煤灰分显著提高。水浴脱附后浮选试验结果表明,表面活性剂在煤中有机质和矿物质表面的脱附存在差异,使用水浴处理吸附表面活性剂的煤样,浮选精煤降灰效果显著。
装备技术
矿井提升机制动系统故障诊断研究综述
李娟娟,张伟,孟国营,等
煤炭工程. 2017, 49(10): 154-157. doi:
10.11799/ce201710040
摘要
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本文对我国提升机制动系统的状态监测及故障诊断研究现状进行了研究,分析总结了不同科研单位和企业的研究方法与成果,指出了状态监测不完善、多故障诊断能力不足以及不具备制动性能总体评价能力等缺陷,为研究具有日常设备管理、在线监控、故障模拟、预知性维护四位一体的综合管控功能的制动系统健康评价与智能维护体系提供技术支持。
掘进机实际截割载荷获取方法及动力学仿真研究
郝雪弟,曹森,吴淼
煤炭工程. 2017, 49(10): 158-161. doi:
10.11799/ce201710041
摘要
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鉴于我国掘进机实际载荷等基础研究的不足,本文利用机载大容量数据记录仪,测取实际工作条件下EBZ-160型掘进机升降油缸和回转油缸的载荷信号,提出从油缸载荷换算到截割头载荷的方法,并建立截割机构仿真模型,得到升降油缸和回转油缸的计算载荷。通过对比分析,验证了该掘进机载荷获取方法和仿真模型的有效性,从而为后续研究实际载荷条件下掘进机各部件及整机可靠性奠定了基础。
带式输送机新型变频自动张紧装置的动态仿真
杨俊宙,廉自生,袁红兵,吴波
煤炭工程. 2017, 49(10): 162-165. doi:
10.11799/ce201710042
摘要
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多维度评价
针对带式输送机液压自动张紧装置存在液压设备故障率高、张紧调节缓慢等诸多问题,提出了一套新型变频自动张紧系统方案,该系统全部由机电元件构成,大大简化了结构。将空间矢量脉宽调制技术应用于永磁同步电机调速系统,控制张紧绞车的转速和转向,进而调节输送带张力。建立系统的数学模型和仿真模型,采用AMESim/Matlab联合仿真的方式,对带式输送机的动态特性进行仿真分析。仿真结果表明,该新型变频自动张紧装置能够保证驱动滚筒奔离点张力在受控启动阶段维持在75KN左右,稳定运行、机尾移动阶段维持在52KN左右,响应速度快,可满足带式输送机在几种不同工况下对输送带张力的需求。
工程管理
环境规制对煤炭行业绿色技术创新的影响分析
凤亚红,张慕原
煤炭工程. 2017, 49(10): 166-168. doi:
10.11799/ce201710043
摘要
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近年来,环境规制政策日趋从严,煤炭行业作为高污染排放的典型行业之一,研究环境规制对煤炭行业的影响具有重要意义。利用2001~2016年我国煤炭行业大中型工业企业的面板数据,实证研究环境规制对煤炭行业绿色技术创新的影响。研究结果表明,环境规制对煤炭行业绿色技术创新会产生一定的激励作用,对研发投入的影响较显著,对专利授权数量影响不大。
基于博弈视角的煤炭企业绿色矿山建设研究
赵开功,张瑞
煤炭工程. 2017, 49(10): 169-172. doi:
10.11799/ce201710044
摘要
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煤炭企业推行绿色矿山建设进展缓慢的主要原因在于煤炭企业的总部机构、所属子机构与政府三者之间存在委托代理关系。首先,通过构建四阶段博弈模型,解释了这种委托代理模式中存在的主要矛盾;其次,分析博弈过程中影响三者行为的主要因素以及这些因素在绿色矿山建设过程中的影响和关系;最后分析得出结论,解释了煤炭绿色矿山建设进展缓慢和低效率的原因。
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