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2017年 第49卷 第9期 刊出日期:2017-09-25
专题论坛
定向钻孔技术在我国煤矿地层注浆改造中的应用及发展
王桦
煤炭工程. 2017, 49(9):  1-5.  doi:10.11799/ce201709001
摘要 ( 3393 )   PDF (1472KB) ( 678 )  
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首先介绍了我国煤矿定向注浆的两种主要方式,即:小位移的 “S”形定向钻孔井筒地面预注浆、大位移的“L”形定向钻孔地层大面积注浆(包括地面常规水平定向钻孔注浆、利用已有地质钻孔的地面水平定向钻孔注浆和井下水平定向钻孔注浆),实现了煤矿立井井筒地面“S”形定向钻孔深度与地面“L”形定向钻孔水平位移均超过1000m的岩层注浆改造。其次,指出随着煤矿开采不断向深部延伸与单个工作面规模的不断增加,定向钻孔注浆技术面临的理论、工艺与装备、效果检查与评价等问题。最后,指出应加强室内动水岩层注浆模拟试验台研制与注浆模拟实验研究、深部地层注浆效果探测方法与受注地层浆液扩散规律(尤其是水平定向钻孔注浆)研究、注浆效果的探测,找出影响深部地层浆液扩散的主要因素,揭示浆液扩散的规律。可为煤矿深部地层注浆方案的制定提供参考,也为定向注浆技术的研究指出了方向。
斜井冻结技术在里必矿井筒施工中的应用与探索
李良山
煤炭工程. 2017, 49(9):  6-9.  doi:10.11799/ce201709002
摘要 ( 851 )   PDF (1325KB) ( 56 )  
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为了井筒安全、快速穿过松散层及基岩强风化带富水性强的区域,根据地表水文地质、地质探测结果,结合井筒断面、支护设计及国内斜井施工水平,以安全可靠、经济节约、冻掘配合、服务掘进为原则,分析了冻结施工的难点,提出了解决对策。采用冻结真空隔热管技术、斜井冻结衔接段处理技术、斜井竖孔冻结两帮冻结壁固定梁模型计算方法,科学制定冻结方案,并在施工中提出采用斜井掘砌断面等效冻结时间及调控技术、冻结步进式投入方法,外排孔沿井筒走向串联,中排孔横向串联运行,分段冻结,分步投入。探索优化冻掘配合,取得了降低冻结成本10%,提高掘进效率15%的良好效果,对类似斜井局部冻结施工有一定的借鉴意义。
深厚冲积层冻结法C100高强高性能混凝土井壁结构设计
张英
煤炭工程. 2017, 49(9):  10-13.  doi:10.11799/ce201709003
摘要 ( 487 )   PDF (499KB) ( 40 )  
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赵固一矿西风井井筒径净直径6.0m,井筒深度636.8m,穿过冲积层厚度502.51m,基岩风化段厚度28.69m。针对西风井穿冲积层厚、地质条件复杂的特点,为保证井筒施工的安全,设计井筒采用冻结法施工,冻结深度589m,冻结段井筒井壁采用双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁结构,内、外层井壁最大厚度分别为900mm、800mm。
杨村煤矿主井深厚钙质粘土层冻结施工技术
马茂艳,程桦,荣传新
煤炭工程. 2017, 49(9):  14-18.  doi:10.11799/ce201709004
摘要 ( 573 )   PDF (734KB) ( 29 )  
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针对深厚黏土层冻结施工过程中冻结管变形过大甚至断管事故易发的问题,介绍了杨村煤矿主井的冻结方案和冻结运行情况及其深厚钙质黏土层段的掘砌情况,重点分析了该黏土层的施工控制技术。结果表明:采用加强冻结、缩小掘砌段高及加强信息化管理等措施后,井帮温度控制在-8℃以下,井帮位移控制在50mm以内,使冻结壁强度满足安全施工要求,并减少了冻结壁的变形,从而确保了深厚钙质黏土层段的掘砌施工安全。
地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术研究
李长青,安许良,孙晓宇
煤炭工程. 2017, 49(9):  19-22.  doi:10.11799/ce201709005
摘要 ( 867 )   PDF (719KB) ( 52 )  
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根据赵固一矿地质和水文地质条件,分析了巷道掘进和采煤过程中二1煤层底板L8灰岩突水危险,提出采用超前注浆解决煤层底板突水。根据以往施工经验总结了常用的井下煤层底板超前注浆防治水技术,结合目前新技术的发展,研究了地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术,并对两种注浆防治水技术进行了对比分析,阐述了其各自优缺点及适用条件。结果表明,地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术适用于煤层底板防治水,并已经取得了很好的效果。
引流慢渗注浆作用下巷道顶板围岩变形规律与控制技术
杨腾,张庆松,张霄,左金鑫,随海通
煤炭工程. 2017, 49(9):  23-26.  doi:10.11799/ce201709006
摘要 ( 607 )   PDF (1070KB) ( 33 )  
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结合山东菏泽郭屯煤矿总回上山断层涌水段注浆治理的工程实践,提出了引流慢渗注浆工艺,分析了引流泄压、浅部注浆及引流孔封堵下巷道顶板围岩变形动态规律,并提出围岩变形控制的技术要点及相应建议。基于监测结果表明,整个引流注浆施工中影响围岩变形的因素有引流泄压孔的布设、浅部注浆孔的设计及注浆参数,其中前两者为先前主要因素,后者为动态因素。在实际操作中,可合理优化两个主要因素,动态调整注浆参数,做到对顶板围岩变形的可控,消除安全隐患。应用表明,引流慢渗注浆作用下围岩监测及控制工艺达到了改善顶板围岩性质的目的,堵水率高达96%,较传统破碎带注浆堵水有了很大改善,保证了治理及加固效果。
设计技术
近距离煤层开采巷道布置与夹层临界厚度的研究
田柯,宋梓瑜,苏泽华,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  27-30.  doi:10.11799/ce201709007
摘要 ( 527 )   PDF (1164KB) ( 46 )  
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以官地矿近距离与极近距离的8#与9#煤层为研究背景,为了对其进行安全、经济的高回采率开采,采取理论计算与力学模型建立相结合的方法分析研究其回采巷道的布置方式。通过研究得出在8#煤层底板布置具有“一巷三用”的回采巷道,在此基础上,对满足合采的两层煤夹层的临界厚度进行计算,确定首采工作面采用错层位巷道布置采全厚采煤法。研究结论对官地矿及具有类似地质与开采技术情况的矿井具有一定的参考价值。
相邻露天矿无煤柱联合开采技术及其协同效应分析
王忠鑫,苏迁军,刘玲,曾祥玉
煤炭工程. 2017, 49(9):  31-35.  doi:10.11799/ce201709008
摘要 ( 652 )   PDF (720KB) ( 40 )  
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为了解决相邻露天矿相邻采区同向异步推进时的综合优化问题,以实现两矿储量、规模、空间、时间和设备等资源的最优配置和综合利用为目标,提出了相邻露天矿无煤柱联合开采技术的基本概念和适用条件,指出了相邻露天矿实施无煤柱联合开采需要解决的关键技术问题及解决思路。以黑岱沟和哈尔乌素露天矿为例进行了实证研究,分析了两矿实施无煤柱联合开采技术的协同效应。研究结果表明:黑岱沟和哈尔乌素露天矿在2018—2027年间实施无煤柱联合开采,可为两矿创造直接经济效益202673.7万元(现值),经济效益显著。
迎采动沿空掘巷窄煤柱合理宽度的研究
孟海东,田睿,徐严军
煤炭工程. 2017, 49(9):  36-39.  doi:10.11799/ce201709009
摘要 ( 641 )   PDF (819KB) ( 35 )  
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以棋盘井煤矿0913回风巷道掘进工程为背景,采用理论计算和数值模拟的方法研究了沿空掘巷窄煤柱的合理宽度。首先,通过极限平衡理论计算出窄煤柱合理宽度为5.08m。然后,利用FLAC3D数值模拟软件分析了不同的煤柱宽度对巷道围岩造成的变形影响,得出窄煤柱的合理宽度为5~6m。为了现场施工管理方便,最终确定合理的窄煤柱宽度为5m。
低浓度瓦斯热电联产工艺流程设计与优化
黄贺江,陆红娇,候
煤炭工程. 2017, 49(9):  40-42.  doi:10.11799/ce201709010
摘要 ( 503 )   PDF (949KB) ( 40 )  
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根据段王煤业集团抽采瓦斯气的特点,结合煤矿发展及煤矿自身热能需求,提出并优选了低浓度瓦斯利用方案,设计了低浓度瓦斯细水雾输送流程,介绍了瓦斯发电系统配置和余热回收利用系统,同时对低浓度瓦斯发电提出了优化建议。结果表明,低浓度瓦斯热电联产项目可以创造一定的经济效益,提高企业收入,同时带来了良好的环境效益,起到保护环境的作用。
新型多功能巷道修复机电气控制系统设计
焦晓峰,呼守信
煤炭工程. 2017, 49(9):  43-45.  doi:10.11799/ce201709011
摘要 ( 603 )   PDF (531KB) ( 47 )  
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在介绍了新型多功能巷道修复机工作环境和电气控制系统组成的基础上,提出了一种采用分布式控制方式的新型多功能巷道修复机电气控制系统,系统间通过CAN总线相互通信,各个系统间相互配合,协调控制,分别承担系统不同的功能,提高了整个电气系统的稳定性、灵活性和可靠性。现场应用表明:整个电气控制系统结构合理、稳定、可靠,减少人工作业,提高了设备的使用效率。
基于环境监测的煤炭堆场智能洒水系统研究
王皓,林海燕,贾鹏飞
煤炭工程. 2017, 49(9):  46-49.  doi:10.11799/ce201709012
摘要 ( 630 )   PDF (898KB) ( 47 )  
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提出了一种更加高效节能的基于环境监测的采用堆栈自编码器和模糊控制模型的智能洒水系统。通过无线传感器网络将环境监测与洒水控制系统相连接,利用小型气象站实现对堆场环境的实时监测和预测分析,并依据环境中的风、温度等主要影响因素变化和趋势,智能控制洒水装置的开启、关闭以及洒水量。从实际应用效果来看,基于环境监测的智能洒水系统提高了抑尘效果,降低了用水量,粉尘控制效率达到90%,水资源利用率达到86%。
矿井小水泵群联动控制系统的研究
孙君
煤炭工程. 2017, 49(9):  50-52.  doi:10.11799/ce201709013
摘要 ( 657 )   PDF (690KB) ( 43 )  
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针对目前矿井小水仓群排水过程中自动化程度低,设备故障率高,人员劳动强度大等一系列问题,通过优化排水管路、设计模块化控制器、选型监测传感器、控制及组态软件编程,充分运用PLC、网络通讯、新型传感器、模块化软件编程等技术,研究设计出一套小水泵群联动自动控制系统。系统的研究和应用提高了矿井小水仓群排水的自动化程度和水泵的使用效率,降低了人员劳动强度和设备损耗,减少了用人成本和设备投入,促进矿井实现节能减排的目标。
建筑结构振动原因及减振措施分析
宋领法
煤炭工程. 2017, 49(9):  53-56.  doi:10.11799/ce201709014
摘要 ( 680 )   PDF (627KB) ( 50 )  
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通过系统分析建筑结构在人的活动及设备振动等使用荷载的激励下产生振动的成因及危害,指出现行建筑结构抗振设计方法的不足并提出了改进措施,对采用TMD减振技术解决结构振动问题提出了自己的看法,同时对建筑结构振动的远端传递问题进行了分析,提出了建立设备、结构整体有限元分析的解决方法,为消除结构共振问题提供了系统的解决方案。
庞庞塔选煤厂分选工艺设计
魏华
煤炭工程. 2017, 49(9):  57-59.  doi:10.11799/ce201709015
摘要 ( 859 )   PDF (454KB) ( 60 )  
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通过分析整理庞庞塔筛分和浮沉资料,对比了两种选煤方案,最终确定了“预先脱泥+无压给料三产品重介旋流器+TBS分选机+浮选”联合分选工艺。原煤预先脱泥工艺较复杂,但是可以减轻重介系统的压力,减少分流量|TBS流化床分选粗煤泥使整个工艺更加完善并且分选效果更好,在选煤成本相当的条件下,该分选工艺提高了选煤厂的经济效益。
施工技术
深部软弱围岩大断面切眼支护技术研究
周黎峰,王业征,孟宪志,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  60-63.  doi:10.11799/ce201709016
摘要 ( 659 )   PDF (912KB) ( 58 )  
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针对红庆河煤矿大采高综采工作面开切眼断面大、埋藏深、巷道围岩软弱、支护困难的情况,提出了仅采用锚网索进行支护的技术。通过数值模拟、现场试验和巷道围岩岩性分析,确定两次开切眼支护参数,锚杆预紧力不低于杆体屈服载荷的40%,采用8m锚索进行补强支护,通过高预紧力强力支护,控制切眼围岩早期的离层和变形。监测结果表明:锚网索支护可以有效地控制深部高应力、软弱围岩、大断面切眼的变形,支护效果好。
漳村矿掘锚分离巷道围岩变形特征分析及支护技术研究
孟秀峰,赵洪亮
煤炭工程. 2017, 49(9):  64-66.  doi:10.11799/ce201709017
摘要 ( 448 )   PDF (1098KB) ( 31 )  
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为了掌握在传统掘锚分离工艺下巷道围岩的变形规律特征,结合漳村矿西下山回风巷的实际地质条件,对围岩受力、变形及破坏特征进行了数值分析,并对该巷道支护方式及参数进行了设计。结果表明,巷道掘进后变形最为剧烈的范围为掘进工作面后方10m范围内,10m范围外巷道变形逐渐趋缓|随着锚杆数量的增加,顶板下沉量减小,依据顶煤和顶板条件,掘进初期每排打4根锚杆,顶板基本均不会出现离层。
含水软弱夹层顶板煤巷梯次支护技术应用研究
谢志红,施现院,李向阳
煤炭工程. 2017, 49(9):  67-71.  doi:10.11799/ce201709018
摘要 ( 483 )   PDF (839KB) ( 34 )  
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为了研究梯次支护对煤巷软弱夹层顶板的支护效果,以许厂煤矿为工程背景,分析了梯次支护机理,开展了顶板泥岩的耐崩解性试验和膨胀性试验,重点研究了梯次支护在3315运输巷的应用效果。结果表明:泥岩耐崩解性指数平均大小为77.92%,最大膨胀应力为0.95MPa,最大膨胀率为3.5%,水对软弱夹层弱化作用较强。在巷道掘进和回采期间,巷道两帮最大收敛量分别为82mm和149mm,顶底板最大移近量分别为10mm和549mm,顶板最大离层量7mm。这充分表明梯次支护用于煤巷含水软弱夹层顶板支护是科学合理的,可以在工程中推广应用。
水力压裂技术在黄陵二矿的工程试验研究
张俭,郑凯歌,仵胜利,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  72-74.  doi:10.11799/ce201709019
摘要 ( 533 )   PDF (808KB) ( 38 )  
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为了提高煤、油气共存的黄陵二矿煤层抽采效率,加快工作面回采及掘进速度,充分分析研究区地质条件,在获取煤、油气赋存规律的基础上,以205回采工作面运输巷11号钻场为研究对象,利用可远程操作及视频监控的水力压裂设备,对黄陵二矿205工作面运输巷11号钻场底板进行水力压裂试验研究。结果表明:通过底板2个水力压裂钻孔的施工,促使煤层底板油型气富集区域与煤层形成裂隙贯通,压裂影响半径达20m以上,最高注水压力分别达到了26.8MPa 和25.2MPa,远超过了设计的23MPa的理论破压力。通过2个月的抽采监测,与未压裂施工钻孔对比瓦斯抽采浓度平均提高了19倍|瓦斯抽采纯量平均提高了22倍。研究结果为进行煤、油气共存区域的瓦斯增透抽采技术提供了技术支持。
华丰矿高应力巷道二次支护参数设计研究
郭东明,叶善德,王汉军,刘波,周宝威,李军
煤炭工程. 2017, 49(9):  75-79.  doi:10.11799/ce201709020
摘要 ( 440 )   PDF (856KB) ( 38 )  
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为了获得深部高应力巷道围岩二次支护的最佳支护参数,以山东华丰煤矿-1180m岩石集中巷为研究对象,在原有支护设计的基础上提出优化二次支护参数的方法。依据巷道围岩条件和失稳破坏原因,确定锚索长度和间排距为影响二次支护效果的敏感因素,算出锚索长度和间排距的理论值,并以此推出两者的4个初步设计参数|采用FLAC3D数值软件模拟分析了二次支护16个设计方案的顶板中心下沉量、两帮移近量与底板中心底鼓量。研究结果表明,方案9(锚索长度为8000mm,间排距为1200mm×1200mm)的顶板下沉量为338mm,两帮移近量为513.8mm,底鼓量为468.9mm,围岩变形控制效果好,且经济合理,为最优方案|在实际应用中支护效果也良好。研究结果对确定二次支护参数及改进支护设计具有较好的工程价值。
坑透技术在九里山矿构造预测中的应用
刘见宝,宋志敏,李冰,任建刚,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  80-82.  doi:10.11799/ce201709021
摘要 ( 476 )   PDF (816KB) ( 33 )  
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为保证九里山矿井的安全生产,在14141工作面实施了坑透技术实验进行构造预测。通过分析工作面实际情况及井下探测频率实验,确定了坑透电磁波频率和测点布置方案。通过对比电磁波衰减系数层析成像与运输底抽巷实揭资料表明:实验进展顺利,数据可靠|无线电坑透探测结果与地质实际吻合性较好,精确度较高|坑透技术在煤矿生产中具有良好的应用效果。
生产技术
青岗坪煤矿42104综放面矿压显现规律实验研究
邵小平,蔡小林,李龙清,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  83-86.  doi:10.11799/ce201709022
摘要 ( 686 )   PDF (757KB) ( 40 )  
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针对青岗坪煤矿42104综放面的矿压显现规律进行了模拟实验研究。研究表明:老顶初次来压步距64~66m,周期来压平均步距27m|初次来压动载系数1.27,周期来压增载系数为1.36,总体来压显现程度为中等|初次来压前煤壁前方支承压力增幅较明显的区域为煤壁前方16.75m范围内,周期来压时煤壁前方支承压力增幅剧烈的区域为煤壁前方45.01m范围内,确定工作面超前支护的距离应达到煤壁前方45m范围内。
低透气性突出煤层群瓦斯综合治理技术
周波,程建圣
煤炭工程. 2017, 49(9):  87-90.  doi:10.11799/ce201709023
摘要 ( 677 )   PDF (1130KB) ( 36 )  
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针对乌兰煤矿低透气性煤层群瓦斯含量高、压力大的特点,为解决首采保护层工作面开采过程中瓦斯超限问题,提出穿层钻孔预抽首采层瓦斯、地面钻井抽采卸压瓦斯、走向高位钻孔和上隅角埋管抽采瓦斯的综合措施对突出煤层群开采下的矿井实施瓦斯灾害治理。结果表明:回采期间,抽采钻孔瓦斯浓度和流量随时间变化呈现比较稳定的规律、随工作面推进变化呈现先增加后减小的规律,工作面回风侧最大瓦斯浓度0.36%,上隅角最大瓦斯浓度0.5%,最大抽采瓦斯流量105.8m3/min,有效地解决了工作面回采期间瓦斯超限问题,实现了工作面安全高效回采。
综掘工作面帮部前探梁临时支护结构改进工艺研究
刘竞,郭现伟,白冰,鄢利
煤炭工程. 2017, 49(9):  91-93.  doi:10.11799/ce201709024
摘要 ( 445 )   PDF (1260KB) ( 39 )  
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以兖州煤田的济宁三号煤矿地质条件为背景,针对煤巷综掘迎头掘进施工中的片帮带来的安全问题,提出了综掘工作面帮部前探梁临时支护的结构设计,同时配套形成对应的安装工艺。实践表明,该技术可有效避免矿工在掘进迎头锚网作业期间片帮带来的安全隐患,提高巷道掘进效率,并在兖州矿区推广应用。
高转速螺旋钻进钻机在松软突出煤层中的应用研究
徐鹏博,姚克,张锐,方鹏,许超,李栋
煤炭工程. 2017, 49(9):  94-96.  doi:10.11799/ce201709025
摘要 ( 627 )   PDF (1122KB) ( 34 )  
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为了在有带式输送机的松软突出煤层巷道中高效抽采瓦斯,研制了具有高钻速、跨输送机施工能力、工艺适应性强等特点的ZDY2800LG型全液压钻机。文章介绍了该钻机的结构组成及主要参数,为检验钻机的性能,进行了工业性试验,通过地层摸索、寻求突破和高效钻进三个阶段详细介绍了钻机的工业性试验的整个过程,探索出了一条在松软破碎煤层中高效钻进的工艺方法。
燃用煤矸石分选提质研究
刘常春
煤炭工程. 2017, 49(9):  97-100.  doi:10.11799/ce201709026
摘要 ( 385 )   PDF (1191KB) ( 35 )  
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为了充分利用煤矸石资源,基于工业分析、灰成分分析、化学成分分析、矿物组成及嵌布分析、粒级分析和密度分析,提出了50~6mm粒级重介旋流器分选,+50mm作为废弃矸石直接丢弃,-6mm直接作为电厂燃料的煤矸石分选提质工艺,预计吨矿投资30~50元,吨矿电耗为5~7kW簚h,吨矿水耗0.10m3,吨矿加工费20~30元。
研究探讨
千米深井孤岛煤柱工作面沿空掘巷冲击地压控制技术研究
桑鹏程,王彪.
煤炭工程. 2017, 49(9):  101-104.  doi:10.11799/ce201709027
摘要 ( 885 )   PDF (1152KB) ( 70 )  
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以张双楼矿7121工作面为背景,分析了孤岛工作面沿空掘巷应力分布特征及冲击地压发生原因,提出了巷道控制技术,并进行了FLAC数值模拟分析。孤岛工作面应力分布基本呈“马鞍形”,应力集中系数k约为3,高静载主导-强动载诱发的动静载叠加诱冲机理|巷道采用高强锚杆内强支护体、大直径钻孔弱结构体、原岩应力外强结构体为一体的支护-卸压协同控制技术|支护-卸压协同控制时应力峰值58.66MPa、两帮收敛量57.76mm、右帮塑性区范围较大,冲击危险性小|现场巷道变形监测效果良好。研究成果为深井煤岩强动力灾害防治提供借鉴和指导。
不同侧压系数对巷道底板冲击影响与防治技术
何富连,郑铮,杨增强,杜朝阳,赵勇强,李政
煤炭工程. 2017, 49(9):  105-109.  doi:10.11799/ce201709028
摘要 ( 761 )   PDF (1533KB) ( 49 )  
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基于N2105工作面位于褶曲构造区的进风平巷发生底板冲击地压事故为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟、微震监测和井下试验等手段,对底板变形破坏机制与控制对策进行了研究。结果表明:褶曲构造区侧压系数λ值最小为1.56,最大为2.18,为强构造应力影响区|随着侧压系数的增大,底板应力集中大小和程度变大,且存在一突变点,当λ>1.5后巷道底板塑性区范围急剧扩大,底板围岩稳定性急剧恶化|巷帮大直径钻孔卸压能够有效抑制动静载组合叠加强度,对底板变形破坏有很好的防治作用。
煤矿顶板采动破坏高度模拟与实测技术研究
赵春波,赵志刚
煤炭工程. 2017, 49(9):  110-113.  doi:10.11799/ce201709029
摘要 ( 607 )   PDF (907KB) ( 38 )  
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针对工作面开采后顶板采动破坏带探测难题,为了掌握开采引起的顶板岩层裂隙发育高度,确保含水层下煤层安全开采,先采用经验公式预计、FLAC3D数值模拟等方法,对阳城煤矿实际工作面顶板采动裂隙发育高度进行计算和模拟,再运用“钻孔双端封堵测漏装置”进行现场实测,对经验公式预计和数值模拟结果进行验证,并使三者结果进行相互比对。研究表明:①顶板采动破坏带发育高度的理论公式预计值为41.3m,数值模拟结果为33.92m,现场实测结果为37.67m|数值模拟结果与现场实测所得结果基本接近,而经验公式预计的结果偏于保守,综合考虑,确定该工作面顶板岩体采动最大破坏高度为37.67m|②随着工作面推进,顶板塑性区不断增大,当工作面推进至90m时,顶板岩体裂隙发育高度已经达至上限值33.92m,此后不再增加,塑性区最大高度呈一条与煤层顶部近似平行的直线,且顶板塑性区变化与最大主应力的变化趋势一致|③从煤层倾向切面来看,顶板塑性区发育高度形状近似成“马鞍形”,这与实际相吻合。综上所述,该煤矿顶板采动破坏高度模拟与实测结果,可指导煤矿安全生产,并为矿井防治水提供重要的科学依据,具有重要的实用价值。
基于Choi-Williams分布的煤田测井解释的研究
向旻,康媛
煤炭工程. 2017, 49(9):  114-117.  doi:10.11799/ce201709030
摘要 ( 657 )   PDF (1577KB) ( 33 )  
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为了改善传统煤田测井解释忽略波数的情况,达到提高测井信息利用率的目的,提出了通过研究双侧向测井、中子测井、声波测井、密度测井以及自然伽马测井的Choi-Williams分布规律,来实现不同性质层位的识别。结果表明,对于致密性地层、泥质含量较高的干层、水层和灰分含量不同的煤层而言,上述测井等值线呈现不同的分布规律。通过利用这些规律,可以达到识别上述层位的目的,同时可以对煤层的开采价值实现初步的判断。
近距离煤层定量判定方法的探讨
程蓬,张剑,刘爱卿
煤炭工程. 2017, 49(9):  118-121.  doi:10.11799/ce201709031
摘要 ( 679 )   PDF (866KB) ( 88 )  
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在分析我国近距离煤层群开采和研究现状的基础上,以西山矿区杜儿坪矿为工程背景,以理论分析和数值计算方法为手段,重点研究不同煤层厚度、不同煤柱尺寸和不同底板深度对近距离下部煤层应力状态的影响,分析底板下部岩层垂直应力分布特征和变化规律,认为底板深度Z是影响下部岩层应力状态的关键参数,提出了一种新型“近距离煤层群”定量性判定方法,弥补近距离煤层群相关定义的空白现状,对于后续近距离煤层开采提供一定的借鉴意义。
镐型截齿不同切削厚度下破煤受力分析
贾嘉,王义亮,杨兆建,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  122-125.  doi:10.11799/ce201709032
摘要 ( 534 )   PDF (1038KB) ( 39 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
为了深入研究切削厚度对截齿截割性能的影响,运用PFC3D离散元软件建立镐型截齿与煤壁模型,在同一截割速度不同切削厚度的情况下进行直线破煤仿真,记录其受力情况,并与理论计算结果对照,利用回归分析方法,验证了仿真结果的正确性,并对其频谱进行对比分析。结果表明,截齿破煤的平均截割力与切削厚度具有明显的线性关系,随切削厚度增大而增大|载荷波动性则为先减小后增大,在切削厚度为15~20mm时截割性能较好。
偏心故障下采煤机摇臂传动系统动力学仿真研究
郭凤云,庞新宇
煤炭工程. 2017, 49(9):  126-129.  doi:10.11799/ce201709033
摘要 ( 566 )   PDF (804KB) ( 41 )  
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论文以某采煤机摇臂传动系统为研究对象,在UG中建立该齿轮传动系统样机模型,利用ADAMS对齿轮传动系统进行动力学仿真分析。获得摇臂传动系统的高速齿轮在正常、几何偏心1mm和几何偏心2mm不同故障下的啮合力的时域和频域曲线,研究结果表明:随着偏心程度的增加,在时域中啮合力有明显的周期性冲击且对应幅值变大,在频域中啮合频率幅值逐渐减小,而边频带的幅值和密集程度逐渐增加,并引用边带啮合频率幅值比表征这个故障程度。
松软低渗储层煤层气水平井小型压裂测试技术应用
张永成,赵祉友
煤炭工程. 2017, 49(9):  130-133.  doi:10.11799/ce201709034
摘要 ( 495 )   PDF (1373KB) ( 33 )  
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为提高晋城矿区赵庄区块U型水平井煤层气开发效果,提出采用小型压裂测试技术来指导煤层气U型水平井分段压裂改造。利用小型压裂测试闭合后的压力数据求取相关地质参数,根据降排量测试结果求取管柱摩阻。小型压裂测试结果表明,赵庄区块煤层气水平井存在近井地带摩阻高、压裂液滤失量大、裂缝复杂等问题。利用测试结果优化了正式压裂施工设计方案,保障了压裂施工成功及压后效果,为赵庄区块煤层气水平井高效开发提供了技术支持。
全空间瞬变电磁井下干扰响应特征研究及应用
陈健强,张俊英,李宏杰,等
煤炭工程. 2017, 49(9):  134-136.  doi:10.11799/ce201709035
摘要 ( 694 )   PDF (1514KB) ( 34 )  
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为优化全空间瞬变电磁法的探测效果,针对综掘机等大型铁器、刮板输送机及锚网等井下常见的典型干扰体进行了分类现场试验研究,通过全空间瞬变电磁响应电位-时间曲线、视电阻率-深度曲线的对比分析,结合现场实际条件,总结出了各类干扰的全空间瞬变电磁响应特征,并针对性提出了干扰减弱措施。结果表明:对于综掘机等大型铁器,当距探测线框4m以上时干扰已大幅减弱|对于刮板输送机、锚网等现场难以移动的铁器,其干扰响应对于离探测线框的距离较为敏感,当刮板输送机位于线框底板投影之外、锚网距离线框不低于0.6m时,干扰能够得到显著减弱。针对以上研究,进行了现场应用,探测效果较好。
空气流量对不同粒径煤样氧化升温影响实验研
文虎,徐青峰,王秋红,李海涛
煤炭工程. 2017, 49(9):  137-141.  doi:10.11799/ce201709036
摘要 ( 746 )   PDF (1118KB) ( 31 )  
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为了确定在不同粒度条件下空气流量对煤氧化程度的影响,通过程序升温法,测定了色连3号矿五种粒径煤样在不同空气流量下O2、CO以及活化能的变化差异。结果表明,0~0.9mm的小粒径煤样耗氧量对空气流量变化反应较为敏感,且小粒径低空气流量的煤样反应活化能最低|在干裂温度120℃前后空气流量不同,CO产生速率会出现突变点。
浮选起泡剂的研究进展
程雅丽
煤炭工程. 2017, 49(9):  142-145.  doi:10.11799/ce201709037
摘要 ( 731 )   PDF (577KB) ( 73 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
介绍了起泡剂的种类以及新型起泡剂研究现状,分析了国内外对浮选起泡剂的结构以及性能的研究。对气-液两相性能研究以及气-液-固三相的性能研究做了详细地描述,同时也对药剂与矿物作用机理的研究进行了概述。最后指出了起泡剂的发展趋势:应当减少天然起泡剂以及工业副产品起泡剂的应用,并配合现代设备和测试手段,合成起泡性能好、便于使用、适应性强的环境友好型起泡剂。
山西翼城矿区采动地表植被指数时空变化分析
白宇,胡海峰,廉旭刚
煤炭工程. 2017, 49(9):  146-149.  doi:10.11799/ce201709038
摘要 ( 749 )   PDF (780KB) ( 39 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
以山西翼城矿区2008年釆动影响范围为对象,研究地下开采对地表植被指数NDVI变化的影响。对2008年前后8个时相的Landsat TM卫星遥感数据进行几何校正、辐射定标、大气校正及波段运算,提取工作面开采影响范围的NDVI平均值|建立各个工作面NDVI值随时间变化的曲线,研究开采前后若干年时段范围内地表植被指数的变化规律。结果表明:开采前区域植被变化主要受降雨条件影响,并与区域植被类型有关|采动过程中区域植被变化主要受采动影响,并有滞后性|采动后地表形成沉陷盆地,产生裂缝、台阶,地下水系被破坏,区域植被指数降低。
装备技术
气泡发生器的改进设计及优化模拟研究
孙国斌,鄢曙光,刘玮寅
煤炭工程. 2017, 49(9):  150-153.  doi:10.11799/ce201709039
摘要 ( 556 )   PDF (1226KB) ( 30 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
对于矿浆充气和气泡矿化,气泡发生器的性能将会影响矿物分选的效果,所以气泡发生器的结构设计及优化显得尤其重要。通过对气泡发生器结构及原理的研究,文章运用射流卷吸空气、伴随紊动搅拌有利于提高流体气含率的特征,并结合卡门涡街湍流形式,改进并模拟优化了一种气泡发生器,即“卡门涡街型气泡发生器”。经过实验模拟,相较于原始气泡发生器,改进结构对于气泡发生器喉管段湍流强度的提高具有较为明显的效果。
偏心载荷作用下掩护式液压支架后连杆的疲劳寿命分析
高琳,董红娟
煤炭工程. 2017, 49(9):  154-157.  doi:10.11799/ce201709040
摘要 ( 526 )   PDF (812KB) ( 38 )  
相关文章 | 多维度评价
针对液压支架连杆实际使用中的疲劳寿命问题,以掩护式液压支架后连杆为研究对象,在偏心加载试验条件下,推导出后连杆所受拉、压力和扭矩,在此基础上分析连杆的静强度和疲劳强度,得到连杆的疲劳寿命云图,之后进一步分析了表面光洁度对疲劳寿命的影响和疲劳失效的载荷灵敏度。计算结果表明,连杆的表面光洁度以及所受扭矩均对连杆的疲劳寿命有显著影响。所提出的疲劳寿命研究方法可为同类别液压支架后连杆的优化设计、制造和维护提供基本理论依据和有价值的参考。
ERD矿用电传动辊轮式推土机设计方案
薛二江
煤炭工程. 2017, 49(9):  158-161.  doi:10.11799/ce201709041
摘要 ( 567 )   PDF (1358KB) ( 31 )  
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针对目前采用机械传动的履带推土机和轮胎式推土机的缺点,结合大型露天矿山的实际需求,提出了采用电传动系统、辊轮行走机构的思路,设计开发新型结构的ERD矿用电传动辊轮式推土机,文章详细分析和描述了新型推土机的结构设计,介绍了新型推土机的功能,并进行了经济技术分析。指出与传统推土机相比,新型推土机的总运行成本可降低三分之一。
基于ANSYS Workbench的ZKB振动筛的模态分析与优化
柴保明,史朋波,张娴,张江涛
煤炭工程. 2017, 49(9):  162-165.  doi:10.11799/ce201709042
摘要 ( 724 )   PDF (896KB) ( 52 )  
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为了提高直线振动筛的使用寿命和改善运行过程中出现的一些问题,例如侧板开裂,筛梁和激振器大梁疲劳断裂等故障,以ZKB1548直线振动筛为研究对象,利用Solidworks软件建立三维实体模型,运用ANSYS Workbench软件进行模态分析,发现该直线振动筛结构固有频率与工作频率接近,易发生疲劳破坏。利用ANSYS对该振动筛进行了结构的优化设计,使筛机工作频率与其结构固有频率有一定的安全距离,从而保证筛机的可靠运转。
工程管理
新形势下煤炭企业转型升级研究
余晋彬
煤炭工程. 2017, 49(9):  166-168.  doi:10.11799/ce201709043
摘要 ( 640 )   PDF (1399KB) ( 51 )  
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首先明确了煤炭企业面临的新形势,然后分析了煤炭企业现在的转型环境为:我国经济进入新常态、煤炭行业是供给侧改革的重点、煤炭企业是国家治理环境的重点,并详细介绍了煤炭企业转型的外部市场环境和企业内部环境。分析了国外和国内个别优秀企业成功转型的案例,提出了煤炭企业实现转型升级的策略及建议,以期为目前处于困境的煤炭企业提供一些启示及帮助。
煤炭行业全要素协同创新模式类型选择方法的研究
袁宝伦,王新华,王怡源
煤炭工程. 2017, 49(9):  169-172.  doi:10.11799/ce201709044
摘要 ( 738 )   PDF (533KB) ( 39 )  
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协同创新模式是协同创新所有科研创新活动的总体指导方略。此研究,在煤炭行业科研项目特性分析的基础上,认为煤炭行业的协同创新应该是政、产、学、研、用、金融、中介等多主体组成的全要素协同创新|主张以参与主体的责任和作用来区分煤炭行业协同创新的模式类型|并通过实证分析,验证了科研项目特性是模式类型选择的主要依据和团队组建对二者关系起到调节作用的模式选择方法。
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