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当期目录

2018年 第50卷 第3期 刊出日期:2018-03-20
设计技术
邹庄矿井主井生产系统设计
郝丽娅
煤炭工程. 2018, 50(3):  1-4.  doi:10.11799/ce201803001
摘要 ( 732 )   PDF (1470KB) ( 142 )  
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文章主要介绍了邹庄矿井主立井箕斗提升系统的改造问题。根据需要,提升箕斗由20t箕斗改为24t箕斗,箕斗断面不变、高度增加。由于现场井架已经按布置20t箕斗设立,在不更改井架及防撞梁高度的前提下,需要采取一定的措施来使得24t箕斗布置下。针对此技术改造问题展开研究,阐述了详细具体的设计和技术措施。经实践,现场主井改造后生产运作良好。该设计对矿井扩大主立井箕斗提升能力方面,具有较大的实用价值。
矿业城市生态建设中资源协调总体规划构思与应用
王宏,刁乃勤
煤炭工程. 2018, 50(3):  5-7.  doi:10.11799/ce201803002
摘要 ( 844 )   PDF (2194KB) ( 88 )  
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围绕城市生态建设和煤矿开采沉陷区综合利用等问题,论述了矿业城市生态规划的总体构思和生态建设中资源统筹利用,通过构建淮北市“一个绿心、二肺多园多廊道”空间生态景观网络,引领城市生态建设理念由“依山建园”向“城中筑湖、围水建园”,由“背湖”到“面湖、拥湖”转变,打造了山水生态、适宜人居的新型矿业城市,为促进矿业城市生态建设与绿色发展转型、提升生态系统质量和稳定性、建设美丽宜居园林城市提供了成功样本和重要技术支撑。
赵庄矿高抽巷层位布置及瓦斯抽放效果考察
高宏
煤炭工程. 2018, 50(3):  8-11.  doi:10.11799/ce201803003
摘要 ( 873 )   PDF (1929KB) ( 79 )  
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针对赵庄矿1307工作面3号煤层瓦斯抽采主要存在“三难一低”的问题,即打钻难、成孔难、预抽瓦斯难、抽采浓度低,前期采用“三进两回”的瓦斯治理模式,易造成掘进进度慢,采掘比例严重失调。通过FLAC3D数值模拟,分别从不同层位的高抽巷所受的应力和位移进行分析,得出高抽巷最佳布置层位。采用“U+高抽巷”的瓦斯治理模式,分别从高抽巷的层位、抽采纯量、抽采负压和抽采浓度几个方面分析高抽巷在不同回采阶段的抽采效果。结果表明,1307工作面高抽巷最佳层位为43~51m左右,抽放瓦斯纯量效果最好,对应的负压为12~15kPa,成功低降低了上隅角的瓦斯浓度。
基于负压二次降尘装置的自动降尘系统设计与应用
陈江波,曹爱霞,曾实现,岳庆超
煤炭工程. 2018, 50(3):  12-15.  doi:10.11799/ce201803004
摘要 ( 594 )   PDF (1515KB) ( 177 )  
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针对煤矿井下综采工作面作业过程中产生的高浓度粉尘问题,为改善综采工作面的作业环境,设计出液压支架自动降尘系统。系统以PLC为核心控制单元,通过布置在液压支架上的粉尘传感器和人体红外传感器进行信号采集,根据采集的信号发出相应指令到电磁阀,进而控制负压二次降尘装置的开关状态,实现综采工作面内粉尘浓度的自动控制|将设计的自动降尘系统在赵楼煤矿5302综采工作面进行了现场应用测试,测试结果表明:自动降尘系统能够大幅度降低综采工作面全部作业区域范围内的粉尘浓度,作业人员的作业环境得到明显改善。
EML340型连续采煤机水冷电机的冷却研究
李亭洁
煤炭工程. 2018, 50(3):  16-17.  doi:10.11799/ce201803005
摘要 ( 867 )   PDF (1070KB) ( 84 )  
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针对EML340型连续采煤机的性能特点及使用工况,阐述了连续采煤机用防爆电机的发热原因,并分析了防爆电机各种冷却方式的特点。重点推导了连续采煤机用防爆水冷却电机的发热量、温升的具体计算公式,对防爆电机水冷却系统的冷却系统管路进行了设计计算,给出了冷却水总流量、实际温升以及冷却水流速的计算公式,并以EML340型连续采煤机的截割机构用防爆水冷电机为例进行了实际的计算与验证,并总结得出连续采煤机用防爆水冷却电机的优点。
蒲城化工输煤系统工程设计实践
李向辉,贺克让,吴涛
煤炭工程. 2018, 50(3):  19-21.  doi:10.11799/ce201803007
摘要 ( 963 )   PDF (1341KB) ( 55 )  
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针对蒲城化工输煤系统原设计中双路系统不够灵活、破碎站无旁路系统、单体工程较多、分岔溜槽存在弊端以及除尘系统较为落后等问题,分别对这些问题进行了剖析和优化,优化后的双路系统更加灵活|破碎站增加旁路系统,系统更加节能可靠|采用联合建筑,满足使用功能且投资省|分岔溜槽处采用闸门代替翻板,避免了漏料、卡料现象|除尘系统采用干雾抑尘代替布袋除尘,除尘效果更加显著。生产实践表明:以上对化工输煤系统的优化合理可行,值得借鉴推广。
黑岱沟露天煤矿深孔台阶松动爆破参数优化研究
胡存虎,张占昌
煤炭工程. 2018, 50(3):  22-26.  doi:10.11799/ce201803007
摘要 ( 665 )   PDF (1245KB) ( 292 )  
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为了降低黑岱沟露天煤矿岩石松动爆破炸药单耗,提高爆破质量,增加露天煤矿经济效益,根据黑岱沟露天煤矿爆破作业实际情况,通过调整炮孔密集系数、降低炮孔超深、连续装药结构替代分段装药结构、相邻炮区钝角衔接替代直角衔接等技术措施,对爆破参数进行调整。通过试验验证调整后的爆破参数的可行性,并通过实践证明优化后的爆破参数使炸药单耗降低176%,年均节约炸药成本1000多万元。最终确立了适合黑岱沟矿的深孔台阶松动爆破优化参数。
宝日希勒露天煤矿开拓运输系统改造与优化研究
张润廷
煤炭工程. 2018, 50(3):  27-29.  doi:10.11799/ce201803008
摘要 ( 880 )   PDF (2107KB) ( 183 )  
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为了降低宝日希勒露天煤矿原工作帮移动坑线运输系统的运输成本,通过论证提出了采用中间桥结合内排土场运输道路的运输系统。基于中间桥的二次剥离量和内排土场所滞后的排土空间这两方面对中间桥的搭建位置和参数进行了优化。应用实践表明,中间桥结合内排土场运输道路的运输系统,合理降低了原煤运输卡车和剥离物运输卡车的运距,有效避免了大型卡车与外包小型卡车作业区域的交叉,经济效益和安全效益显著。
施工技术
切顶卸压沿空留巷动压承载临时支护技术研究
王亚军,杨军,高玉兵,王二雨,付强,王建文
煤炭工程. 2018, 50(3):  30-36.  doi:10.11799/ce201803009
摘要 ( 1107 )   PDF (2185KB) ( 117 )  
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针对切顶卸压沿空留巷在一定时期内受动压影响显著的问题,提出了采用动压承载临时支护技术控制动压影响期间顶板变形的基本思路。通过理论计算和分析,探讨了动压承载临时支护的作用机理,得出临时支护对上位顶板岩层回转下沉产生的“给定变形”控制作用有限,其主要作用是控制下位顶板产生的扩容变形或离层。利用有限差分模拟软件FLAC3D对动压承载临时支护的作用机制进行了模拟和分析,提出了动压承载临时支护的设计思路,并在柠条塔煤矿进行了现场试验,试验数据表明:在动压承载临时支护技术作用下,巷道顶板变形量普遍小于89mm,围岩控制效果良好。
大采高小煤柱沿空巷道大变形机理与支护技术研究
代进,王春耀李逢祥
煤炭工程. 2018, 50(3):  37-41.  doi:10.11799/ce201803010
摘要 ( 809 )   PDF (1664KB) ( 146 )  
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基于采煤工作面上覆岩层运动规律和砌体梁平衡理论,分析了大采高工作面小煤柱沿空巷道上覆关键层顶板断块下沉运动特征,断块之间相互挤压形成的力学平衡结构及其对沿空巷道围岩产生的破坏作用,探讨了大采高条件下沿空巷道围岩的破坏特点和工程可支护性能。结果表明:沿空巷道上方关键层断块在相邻工作面回采期间已经形成了稳定的半拱形力学平衡结构,在巷道掘进期间和本工作面回采期间能对其下巷道围岩起到可靠的掩护作用,沿空巷道围岩的支护应围绕半拱形力学平衡结构来开展。提出了针对沿空巷道不同部位的围岩应采用不同的支护机理和支护参数,并在济三煤矿53下12工作面进行了试验,确保了巷道的安全使用,同时也取得了较好的经济效益。
断层破碎带冒顶巷道支护技术研究
赵仁乐,张国朋,段会玲, 李廷春
煤炭工程. 2018, 50(3):  42-46.  doi:10.11799/ce201803011
摘要 ( 760 )   PDF (1356KB) ( 82 )  
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由于断层破碎带围岩破碎程度严重,在掘进过程中,煤矿巷道冒顶事故层出不穷。为保证巷道施工和使用过程中的围岩稳定和顶板安全,文章结合暖泉煤矿10101工作面巷道冒顶事故实际情况,分析了断层破碎带的的冒顶范围,提出了有针对性的处理方案。为了解决破碎垮塌问题,提出利用高水材料注浆充填破碎区,使得冒顶区域的破碎围岩与周围岩体粘结成整体,恢复其承载力;为了解决掘进及使用过程中的安全,提出管棚超前结合U型钢支护技术加固冒顶段,共同发挥作用。工程施工后,对加固后的工作面进行监测,未出现二次冒顶事故,验证了此加固方法的合理性。
预应力锚注技术在深井高应力巷道修复中的应用
王庆牛,杨张杰,王威
煤炭工程. 2018, 50(3):  47-49.  doi:10.11799/ce201803012
摘要 ( 799 )   PDF (2762KB) ( 82 )  
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针对顾桥矿高地应力条件下13-1底板轨道大巷围岩松软破碎持续变形的问题,在现场勘察的基础上,分析其破坏特征及围岩内部结构,提出采用一套以锚杆锚索主动支护为基础的预应力锚注加固技术进行巷道修复。工程实践表明,该套巷道修复技术有效地控制了巷道围岩的变形,取得了良好的支护效果。
软岩巷道底鼓综合治理技术研究及应用
张建林
煤炭工程. 2018, 50(3):  50-52.  doi:10.11799/ce201803013
摘要 ( 783 )   PDF (1135KB) ( 132 )  
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为了解决玉溪矿巷道底鼓现象,通过深入研究与分析比较,提出了软岩巷道底鼓综合治理技术,即:采用“预应力全长注浆锚索锚固+钢筋笼+‘几’字型钢筋梯子梁+混凝土浇筑”的联合底鼓治理技术。通过现场工程实践表明,该底鼓修复技术在软岩巷道底鼓治理方面起到了很好的效果。
地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术与装备研究
孙晓宇
煤炭工程. 2018, 50(3):  53-56.  doi:10.11799/ce201803014
摘要 ( 852 )   PDF (1252KB) ( 215 )  
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为了实现煤层底板超前注浆治理的目的,对地面L型定向钻孔煤层底板注浆加固原理、钻探设备、钻孔设计及钻进工艺进行了系统的研究,形成一套完整的技术与装备。通过赵固一矿18011工作面二1煤层底板L8灰岩含水层注浆加固现场实验,表明研究的钻探装备和钻进技术稳定可靠、工艺先进、煤层底板注浆加固效果良好,不仅丰富和完善了煤层底板水害防治技术,而且实现了区域煤层底板超前注浆改造,对安全高效开采大采深矿井高承压水煤层具有重要意义。
深孔爆破切顶卸压控制沿空掘巷围岩变形技术研究
张书军,徐学锋
煤炭工程. 2018, 50(3):  57-59.  doi:10.11799/ce201803015
摘要 ( 979 )   PDF (2078KB) ( 73 )  
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为了解决九里山矿采掘接替紧张导致的沿空掘进的巷道变形严重的问题,对15071工作面运输巷进行了深孔定向爆破卸压的研究与实践工作。通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段明确了爆破切顶卸压技术对控制沿空掘巷围岩变形中的积极作用,并研究了爆破、装药等相关参数和工艺。研究结论认为15071工作面运输巷进行的深孔爆破切顶措施对相邻的15091沿空掘进的巷道起到了良好的卸压效果,与未切顶卸压巷道相比,掘进期间巷道围岩压力减小,巷道变形量得到有效控制,支护质量明显提高。
箱型井架组装技术与实践
潘亚子,李珩
煤炭工程. 2018, 50(3):  60-62.  doi:10.11799/ce201803016
摘要 ( 786 )   PDF (1213KB) ( 39 )  
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为了实现井架组装技术与现代化矿井建设密切配合,进一步提高大型箱型井架组装工艺和安装技术水平,加快箱型井架施工工期,降低成本,减少劳动强度,使组装满足安全性和合理性要求,全面介绍了淮北矿业集团工程建设公司成功采用箱型井架汽车吊翻转法施工技术,实现了工艺成熟,安全可靠,质量稳定,经济合理的成效。该技术成果可为箱型井架组装和起吊施工技术提供参考。
生产技术
高瓦斯易自燃煤层采空区自燃与瓦斯综合防治研究
曹文涛,吴超,张连昆
煤炭工程. 2018, 50(3):  63-66.  doi:10.11799/ce201803017
摘要 ( 602 )   PDF (1850KB) ( 181 )  
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阐述了高瓦斯易自燃煤层采空区自燃与瓦斯灾害难题,以N2202工作面为工程背景,通过室内实验、数值模拟和井下工业性试验等手段,研究了注入CO2气体进行防治采空区自燃发火以及提高瓦斯抽采效率综合方法技术。结果说明,CO2气体的注入使得采空区内CH4气体浓度梯度分布向采空区深部移动,采空区中窒息带范围增大,进而减小了采空区氧化自燃的可能性|同时,采空区内原吸附于煤体中的部分CH4气体被置换出来,提高了采空区内游离状态瓦斯浓度,使瓦斯抽采浓度由原平均浓度3561%增高至4925%。研究成果为高瓦斯易自燃煤层采空区综合防治提供了一定借鉴意义。
特厚煤层大采高综放面“远场”瓦斯治理技术研究
孙珍平,李杰
煤炭工程. 2018, 50(3):  67-70.  doi:10.11799/ce201803018
摘要 ( 716 )   PDF (1346KB) ( 103 )  
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为治理特厚煤层大采高综放面“远场”瓦斯,以塔山矿8214工作面为研究背景,运用“O”形圈理论,分析了煤层瓦斯在采空区上覆岩层裂隙中流动特征。研究发现,地面“L”型钻孔的终孔点层位位于“远场”瓦斯富集区内。因此,采用地面“L”型钻孔抽采技术治理“远场”瓦斯,对比分析了实施地面“L”型钻孔抽采“远场”瓦斯前后,顶板巷的瓦斯浓度的变化规律。研究表明,实施地面“L”型钻孔后,顶板巷的瓦斯浓度出现明显的降低,且顶板巷的瓦斯浓度趋于平缓,变化幅度不大,基本维持在25%左右。因此,地面“L”型钻孔很好的分担了顶板巷的抽采压力,保障矿井的安全生产。
基于多含水层放水试验的顶板水可疏降性评价
赵宝峰,马莲净
煤炭工程. 2018, 50(3):  71-74.  doi:10.11799/ce201803019
摘要 ( 735 )   PDF (1449KB) ( 64 )  
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为了对巷道掘进和工作面回采分别制定有针对性的防治水方案,通过对工作面顶板Ⅱ含水层和Ⅲ含水层分别开展放水试验,利用解析法计算了各含水层的水文地质参数,结合放水试验观测资料查明了Ⅱ含水层和Ⅲ含水层之间的水力联系,评价了各含水层的可疏降性。结果表明:威胁巷道掘进的Ⅲ含水层渗透性和富水性较强,同时与Ⅱ含水层的水力联系密切,巷道掘进期间Ⅲ含水层的可疏降性较差,可以采用对Ⅲ含水层注浆改造和局部疏水降压的防治水方案|与抽水试验相比,根据放水试验计算Ⅱ含水层的渗透系数较大,主要是由于钻探工艺、水跃和井损的影响,工作面在回采前可以对Ⅱ含水层采取长时间分散疏放和短时间集中疏放的防治水方案。对于顶板赋存多含水层的情况,可以利用放水试验探查工作面水害条件,评价各含水层的可疏降性,进而制定相应的防治水方案。
精准定向钻技术在煤矿水害治理应用
石浩
煤炭工程. 2018, 50(3):  75-78.  doi:10.11799/ce201803020
摘要 ( 692 )   PDF (2059KB) ( 106 )  
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为了解决煤矿水害隐患探查及治理难题,解决常规钻孔施工距离短、难以钻入探测层位等问题,基于煤矿井下螺杆马达结合随钻测量系统定向钻进技术,介绍了一套煤矿水害探查治理精准定向钻孔施工技术,通过优化钻孔设计和轨迹精确控制技术,施工轨迹精确可控长距离定向探放水孔。结果表明:对于存在突水危险的工作面,通过精准对穿钻孔代替专用排水巷道掘进,可节省大量成本,提高效率|对于富水层探测,可有效钻进至设计层位,解决煤矿水害探查难题,为煤矿安全生产提供技术保障。
变节距接链环在刮板输送机双中链中的应用研究
谢明军,白晶
煤炭工程. 2018, 50(3):  79-81.  doi:10.11799/ce201803021
摘要 ( 704 )   PDF (2091KB) ( 139 )  
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文章针对神华神东矿区目前采用“偏差干预”法(人工现场打磨来改变接链环节距)调整综采工作面刮板输送机双中链两链条张紧力不平衡所存在的问题,介绍了变节距接链环的设计,并提出应用变节距接链环调整两链条张紧力,从而能够简单,快捷的保障刮板输送机安全可靠运行的方法,通过在神东大柳塔矿12610综采工作面的应用结果表明:改进后两链条受力均匀,显著改善了工况,取得了预期的效果。为今后类似故障的排除找到了用时短、成本低,大大减轻工人劳动强度的有效途径。
七元煤矿煤层气储层特征与定量排采制度研究
高计县,王海侨,张红军,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  82-85.  doi:10.11799/ce201803022
摘要 ( 1068 )   PDF (1540KB) ( 72 )  
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通过煤田钻孔和已钻煤层气参数井资料对沁水盆地北部七元煤矿首采区15#煤的煤岩、煤质类型、埋深、厚度、物性、温度和压力、含气性和等温吸附等储层特征进行了分析研究,并制定了定量排采制度。结果表明,15#煤储层厚度稳定,平均337m,埋深适中,平均730m。煤岩类型以半亮型煤为主,热演化程度较高,镜质体反射率为25%~315%,含气量402~1713m3/t,平均1350m3/t,有利于煤层气开发。但15#煤平均孔隙度585%,平均渗透率043mD,属低孔低渗储层。储层压力范围为193~538MPa,平均307MPa,储层平均压力梯度043MPa/100m,储层欠压严重,不利于煤层气开发。8口排采井见气前排采速率是见气后排采速率的38~77倍,见气前压降幅度88~105kPa/d,见气后压降幅度19~25kPa/d。根据排采井的地质特征,精确控制压降的定量排采制度是影响煤层气排采井产量的关键因素。
研究探讨
卸压巷作用效果的平面数值模拟分析
李泽民,王毅
煤炭工程. 2018, 50(3):  86-90.  doi:10.11799/ce201803023
摘要 ( 849 )   PDF (4393KB) ( 77 )  
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针对塔山煤矿开采下组煤层所面临的临空开采动压显现情况所造成的回采巷道围岩应力高、围岩变形量大的特点,分析了卸压原理和预置参数,并利用RFPA模拟软件,以煤矿开采过程中的围岩应力动态演化过程为基础,对开采过程中有无卸压巷的围岩应力变化情况进行比较分析。结果表明,卸压巷与煤柱之间合理宽度为15m|开采过程中巷道围岩剪应力在工作面推进180m时达到最大值,并在工作面超前6m范围内塑性变形发生剪切破坏|通过开掘卸压巷,煤柱所受最大压力减少了226%,最大剪应力减少近50%,巷道围岩应力和顶底板剪应力也有不同程度的减少。研究结果为特厚煤层卸压巷的布置提供了参考。
穿断层组岩巷围岩变形及控制技术研究
刘天啸,王晓东,王瑞,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  94-94.  doi:10.11799/ce201803024
摘要 ( 551 )   PDF (1543KB) ( 92 )  
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以任楼矿中六运输大巷掘进过F2断层组为背景,采用FLAC3D有限差分程序,分析了断层结构下巷道掘进应力场分布变化规律与不同位置处巷道变形破坏特征,提出了“下盘控顶、上盘控帮、底板反拱”的支护方式,并在现场成功进行了工业性试验。研究结果表明:F2断层组附近存在明显的垂直应力增高区|断层构造对巷道变形破坏的影响范围为10~20m,确定加强支护范围为F2断层构造带前后60m|在当前地质状况下,F2断层上盘巷道围岩变形大于F2断层下盘段并且两断层上下盘破坏影响区没有明显相互作用。
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吕坤,冯吉成,唐青豹,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  95-98.  doi:10.11799/ce201803025
摘要 ( 708 )   PDF (1838KB) ( 49 )  
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针对塔拉壕矿3203辅运巷围岩稳定与支护问题,通过现场实测和数值模拟分析了辅运巷的围岩变形破坏特征及其机理。结果表明:在工作面后方,巷道围岩开始出现变形破坏,随着工作面推进,破坏程度逐渐变大,当工作面推进300~400m后,巷道围岩开始趋于稳定。为防止发生冒顶事故,根据辅运巷顶板塑性破坏规律,提出了顶板分类补强支护措施,选择合理补打锚索、架棚支护等支护措施,以保证巷道安全。
基于钻孔激发极化法的井下超前探水技术与应用研究
刘春生,武强,曾一凡
煤炭工程. 2018, 50(3):  99-103.  doi:10.11799/ce201803026
摘要 ( 725 )   PDF (1489KB) ( 71 )  
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为了更好地解决煤矿超前探水预报问题,通过对目前煤矿巷道超前探水技术存在问题的分析研究,提出一种新的煤矿掘进巷道钻孔激发极化超前探水预报技术和方法,克服了巷道干扰因素的影响,同时通过钻孔观测探测把掘进面远距离探测演变成钻孔近距离观测探测方式,并系统分析了该技术的理论和分析方法。经过场地模拟试验和煤矿试验、探测和分析,总结出一套煤矿掘进巷道钻孔激发极化超前探水预报分析技术。
厚松散层矿区综放开采地表沉降规律研究
苏静,姬祥李文璐
煤炭工程. 2018, 50(3):  104-107.  doi:10.11799/ce201803027
摘要 ( 854 )   PDF (1292KB) ( 144 )  
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为了研究厚松散层矿区特厚煤层综放开采对地表沉陷规律的影响,以坡西煤矿P1501综放工作面地表观测站观测数据为基础,研究了综放开采对厚松散层矿区地表移动变形预计参数及动态参数的影响,结果表明,相较于一般采矿地质条件,在厚松散层下特厚煤层综放开采引起的地表下沉系数与水平移动系数偏大,分别为088和069,而主要影响角正切、开采影响传播角及拐点偏移距偏小,分别为171°、542°及-003H0~011H0|地表移动初始期较短,其所占地表总移动时间的比值仅为96%,而活跃期较长,其所占总移动时间的比值为506%,同时阶段下沉量占总下沉量的比值接近973%。
圆形料场堆取料机运行速度设计的匹配研究
唐兴华
煤炭工程. 2018, 50(3):  108-111.  doi:10.11799/ce201803028
摘要 ( 666 )   PDF (1447KB) ( 37 )  
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介绍了堆料机的堆料工艺方式,研究了堆料机工作的时间分配关系,确定了堆料机回转速度,提供了回转大轴承精细化选型的依据,同时分析了堆料俯仰速度的设计原则。同时介绍了取料机的取料工艺方式,分析了取料机回转速度,刮板运行速度和取料俯仰速度之间的匹配关系,确定了取料回转速度,刮板运行速度和取料俯仰速度的匹配设计原则。最后提供了工程应用实例。该研究的方法和思路,能够合理地指导设计,为圆形料场堆取料机精细化设计提供了重要的理论参考。
深井提升钢丝绳故障分析及其可靠度仿真
寇少凯,寇子明
煤炭工程. 2018, 50(3):  112-115.  doi:10.11799/ce201803029
摘要 ( 950 )   PDF (1383KB) ( 145 )  
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为了理清深井提升钢丝绳故障类型,故障原因以及各类故障之间的逻辑关系,找出深井提升钢丝绳故障的主要影响因素,文章采用了故障树分析法建立深井提升钢丝绳故障树模型,并对其进行了定性和定量分析。基于MATLAB软件建立了深井提升钢丝绳可靠度仿真模型,得出了其可靠度及故障概率密度变化曲线。研究结果表明:钢丝绳的扭转是引起深井提升钢丝绳故障的主要原因|深井提升钢丝绳的各类故障主要发生在钢丝绳投入使用的前期。
输送机中间架智能语音交互设计型专家系统实现方法研究
宁志强,陶元芳
煤炭工程. 2018, 50(3):  116-121.  doi:10.11799/ce201803030
摘要 ( 901 )   PDF (1458KB) ( 227 )  
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针对有限元分析过程的建模复杂的问题,提出一种智能语音交互的参数化有限元专家系统。通过对有限元分析过程的参数化、智能语音交互和知识重用的研究,描述了专家系统的功能和流程。将语音识别技术、专家系统技术、参数化设计与有限元分析相结合,通过人机语音对话实现定性设计和定量设计结合,并研究了有限元分析自动调整参数。研究了专家系统开发过程中的关键技术,主要涉及到方言智能语音交互的实现方法和基于案例的推理的参数化设计方法,并提出了改进的CLIPS和VC++交互方法。以带式输送机中间架结构分析为例,给出构建智能语音交互有限元专家系统的实现方法。有限元仿真结果表明,该方法减轻了有限元分析的工作量,提高了工作效率。
煤炭快速装车系统研究现状
魏聪,鲍久圣,阴妍,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  122-125.  doi:10.11799/ce201803031
摘要 ( 1287 )   PDF (1375KB) ( 166 )  
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在介绍煤炭快速装车系统工作流程和种类的基础上,把目前煤炭快速装车系统的研究内容分为结构设计和自动控制两个方面,首先总结了结构设计中的装车站结构设计与优化、缓冲仓定量仓的应力分析、溜槽的选型与优化、液压系统的设计与优化,再总结自动控制中的监测的种类与智能控制的研究应用。最后,通过总结当前的研究重点进一步指出了装车系统未来发展的方向和趋势。
武云高速建设场地残余沉降及治理对策
俞顺,郭庆彪,车安刚,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  126-130.  doi:10.11799/ce201803032
摘要 ( 804 )   PDF (1846KB) ( 184 )  
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为了获得可靠的采空区地表残余沉降数据,准确判定采空区稳定性,以武云高速采空区段建设场地为例,利用DS05精密水准仪按一等水准测量精度进行周期监测,监测结果表明:K30+800~K31+500路段累积最大残余沉降值超过20mm,残余沉降速度具有显著的周期变化特征。K31+700~K33+000路段残余沉降值明显小于K30+800~K31+500路段,累积残余沉降小于5mm,且沉降值与采空区埋深成反比关系。以此为基础,提出了武云高速采空区段建设场地的治理对策:采用加铺土工布、土工格栅等材料,提高路基的整体稳定性,同时路面采用柔性材料,以满足采空区剩余变形要求,确保高速公路通车安全。
爆破煤体模拟材料及配比筛选试验研究
王以贤
煤炭工程. 2018, 50(3):  131-133.  doi:10.11799/ce201803033
摘要 ( 816 )   PDF (1954KB) ( 282 )  
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为了找出合适的材料及材料配比分别模拟不同实验用爆破煤体,基于对典型煤体基本性质探讨的基础上,用常见建筑材料制作八组、98块试件,分别分析了试块的孔隙率、波速、密度及应力-应变曲线与典型煤体性质的相似程度,得出了不同建筑材料对煤体性质的影响程度及规律。结果表明:用常用建筑材料能够较好的模拟不同实验用煤体,并最终确定出2种相应材料组合和配比分别模拟硬煤和中硬煤,为类似实验室模拟煤体的研究提供参考。
石油焦对微波热解褐煤复吸特性影响的试验研究
郑家兴,徐志强,任阳光,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  134-139.  doi:10.11799/ce201803034
摘要 ( 942 )   PDF (1432KB) ( 122 )  
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1800W微波功率条件下,研究不同石油焦添加量对微波提质褐煤复吸特性的影响。利用X射光电子能谱研究了提质褐煤表面含氧官能团的变化;利用低温氮吸附法表征了提质褐煤孔隙结构的变化规律;在不同相对湿度环境下进行复吸试验,探索了石油焦添加量对提质褐煤复吸特性的影响。试验表明:合理的添加石油焦促进了褐煤微波热解,改善了褐煤界面特性,降低了提质褐煤对水分的重吸收水平;添加量为10 wt%时达到最佳效果。
基于TG-MS研究不同升温速率下褐煤热解气体产物析出特性及其动力学参数
王小华,赵洪宇,李玉环,等
煤炭工程. 2018, 50(3):  140-144.  doi:10.11799/ce201803035
摘要 ( 714 )   PDF (1399KB) ( 140 )  
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为研究褐煤热解特性及动力学参数分布规律,采用热重质谱联用分析仪(TG-MS)对锡林郭勒褐煤进行不同升温速率下的热解实验,研究了不同升温速率下煤样的热失重规律、CO和H2析出过程的变化规律,并对热解气体产物热值及未冷凝气体效率进行了计算。实验结果表明:煤样热解初始阶段,不同升温速率下水分析出速率相等,与热解升温速率关系不大。随着热解时间延长,煤样的质量逐渐降低。不同升温速率下热解煤样最终残留质量相差不大,平均剩余为651mg。热解转化率较小时,活化能E值较大,指前因子A较高。随着热解转化率的逐渐增大,反应活化能呈现降低趋势,这表明随着热解温度的升高,煤中分子吸收能量后克服反应势垒差值降低,热解反应速率增大。CO和H2释放过程可大致分为三个阶段,且析出峰温随着升温速率增大向高温段移动。热解气体产物热值和未冷凝气体效率呈波浪状变化趋势。
浙西早寒武世大陈岭组地震液化脉碳氧同位素特征研究
严兆彬,郭福生,孙文洁,刘礼洁
煤炭工程. 2018, 50(3):  145-148.  doi:10.11799/ce201803036
摘要 ( 894 )   PDF (2292KB) ( 175 )  
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针对浙江西部裴岭脚地区早寒武世大陈岭组中发育两套地震事件沉积,通过自下而上共采取了14块含液化脉的样品,分别对脉体和其对应的围岩进行碳氧同位素研究。研究发现:δ13CPDB-w为+001‰~-109‰,δ13CPDB-v为-007‰~-151‰,数值均属于正常海相碳酸盐岩沉积区,但每一个样品均显示δ13CPDB-w>δ13CPDB-v,研究认为这是由于地震驱动造成的泄水构造产生的同位素分馏、后期蚀变和泄水过程中δ12C优先于δ13C从沉积物中迁移所致|脉体和围岩的氧同位素值均表现受强烈的蚀变作用,因为泄水构造在形成过程中伴有热蚀变作用,形成之后,是一个构造薄弱面,易受大气降水、后期热液等作用的影响。
装备技术
基于ZigBee+WiFi的液压支架压力监测系统设计
郭涛,王思宁
煤炭工程. 2018, 50(3):  149-151.  doi:10.11799/ce201803037
摘要 ( 922 )   PDF (1352KB) ( 76 )  
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针对目前液压支架有线监测系统布线的复杂性,以及ZigBee无线技术传输距离短、穿透性差和丢包率高的缺陷,设计了一种基于ZigBee+WiFi的混合型网络液压支架压力监测系统。系统的传感器节点采用ZigBee协议发送数据,再通过ZigBee转WiFi网关将数据以WiFi协议发送到上位机,压力数据最终通过上位机监测和保存。经测试,ZigBee+WiFi混合型网络能够控制丢包率低于5%,传输距离可扩展至300m,为井下液压支架压力的监测提供了一种可靠有效的解决方案。
矿用作业车吊臂结构分析与优化设计
张平格,李向良,王新怡,谢腾宇
煤炭工程. 2018, 50(3):  152-154.  doi:10.11799/ce201803038
摘要 ( 761 )   PDF (1324KB) ( 369 )  
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伸缩臂架是作业车工作装置的主要构件,其直接影响作业车的工作性能。以吊臂质量最小为优化目标,以强度、刚度等为约束条件建立了优化的数学模型,在有限元软件ANSYS Workbench中建立作业车吊臂结构参数化模型,对各设计参数进行了响应曲面和敏感度分析,结合多目标遗传算法对吊臂截面参数进行了多目标的优化设计,得到了最优的截面形式。结果表明优化后臂架的最大应力、最大变形量和质量都有所减小,实现了在提高臂架综合性能的基础上减小自重的目的,为作业车臂架结构的设计与优化提供了思路与参考。
巷修机用破碎锤折展机构的设计及研究
焦宏章
煤炭工程. 2018, 50(3):  155-157.  doi:10.11799/ce201803039
摘要 ( 766 )   PDF (1206KB) ( 95 )  
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针对现有的破碎锤折展机构使用过程中,破碎锤钎杆的摆动角度大于5°,严重影响了破碎锤的工作效率和使用寿命的实际问题。文章基于破碎锤伸展过程中的三个特殊位置,利用作图法设计了全新的破碎锤折展机构,该机构可以使破碎锤沿直线伸出或收回,文中给出了单独调整摇臂-Ⅰ和摇臂-Ⅱ长度的具体措施。以某型号破碎锤为例,应用文章所述设计方法设计了破碎锤折展机构,破碎锤在展开的最后200mm行程内,钎杆角度变化量为024°,钎杆顶点沿钎杆径向方向的最大位移为361mm,满足破碎锤使用要求。
煤矿井下定向扩孔用PDC钻头的改型与应用
张朋
煤炭工程. 2018, 50(3):  158-160.  doi:10.11799/ce201803040
摘要 ( 866 )   PDF (1660KB) ( 95 )  
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为了解决煤矿井下高位定向钻孔二次扩孔施工过程中出现的PDC扩孔钻头寿命低的问题,分析了常规PDC扩孔钻头结构特点,研究了PDC扩孔钻头的切削机理,并从导向器、刀翼、反向切削齿、钻头等方面对PDC扩孔钻头进行了设计改型。现场试验表明,改型后的PDC扩孔钻头单只寿命达800m以上,能够很好地应用于高位定向钻孔扩孔。
工程管理
基于WEB-GIS的矿区生态监测与管理信息系统
曹志国,王瑞国,何瑞敏
煤炭工程. 2018, 50(3):  161-163.  doi:10.11799/ce201803041
摘要 ( 898 )   PDF (4140KB) ( 350 )  
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生态监测与管理信息系统对于促进矿区生态治理工作具有支持作用。针对矿区生态环境监测信息化建设的迫切需求,采用通用的B/S架构,开发了基于WEB-GIS的矿区生态监测与管理系统总体设计方案,实现了多源、海量基础空间信息资源的管理和服务,包括基础GIS分系统,遥感监测分系统,视频监测分系统,生态、灌溉水质和土壤风蚀监测分系统,数据管理分系统,用户管理分系统六个部分,实现了对矿区生态环境各类监测数据、工程数据进行存储、管理、分析、发布与展示。该系统在神东矿区应用,实现了矿区历年生态基础数据、遥感数据的动态可视化管理,验证了系统运行的可靠性,同时为矿区未来生态治理指明了方向。
大型煤炭矿井“体系成本”管控探索与实证研究
李冬嵬,陈佳鹏
煤炭工程. 2018, 50(3):  164-168.  doi:10.11799/ce201803042
摘要 ( 541 )   PDF (1867KB) ( 111 )  
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根据我国煤炭企业发展的现实情况,引入“体系成本”管理体系。首先,就煤炭企业“体系成本”管理相关理论和概念进行阐述。然后,分析了目前煤炭企业“体系成本”管控的特点,结合新形势下煤炭企业“体系成本”管控特点,构建了包括基于分级目标的成本责任体系和基于定额配置的全面预算体系的煤炭企业“体系成本”管理框架。最后,结合华北某矿业集团进行相关实证分析,证实了该方法在提高企业经济效益、控制吨煤成本和提升生产效率上取得较好的效果,夯实了成本基础管理,细化了成本管理单元细胞,健全了成本管理数据库。
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