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当期目录

2018年 第50卷 第5期 刊出日期:2018-05-20
专题论坛
红柳林煤矿智能化无人值守系统的设计及应用
侯刚
煤炭工程. 2018, 50(5):  0-0.  doi:10.11799/ce201805006
摘要 ( 966 )   PDF (1268KB) ( 287 )  
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为了充分满足工业化和信息化新技术建设新型现代化数字矿山的要求,对红柳林煤矿固定岗位有人值守进行了设计改造,涉及了红柳林煤矿井下中央变电所、南一盘区2号变电所、井下主排水泵房、压风机房2台螺杆式空气压风机等多处无人值守有人巡视设计改造,实现了固定岗位无人值守有人巡视智能化管理和应用,各系统应用效果良好。
大型矿区资源与环境协调开发评价模型及应用
马英
煤炭工程. 2018, 50(5):  0-0.  doi:10.11799/ce201805007
摘要 ( 237 )   PDF (1189KB) ( 28 )  
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基于大型矿区资源与环境协调开发面临的资源可持续性差、安全生产要求高、生态环境破坏严重、投资回收期长等突出问题,提出了以矿井生命力指数、免疫力指数、适应力指数、活力指数为准则的矿井健康综合评价指标体系,运用AHP法与FCE法相结合,构建了大型矿区资源与环境协调开发评价模型,并以同煤集团塔山煤矿进行了评价实例验证。研究结果表明:该评价模型可用于大型矿区资源与环境协调开发现状的健康状况诊断,对大型矿区的资源与环境协调开发影响因素进行重要性排序,提出矿井资源、安全、环境、效益协调开发整改措施,为矿井中长期规划提供理论数据支撑。同煤塔山煤矿经评价健康状况为健康,矿井对外界环境的适应力较差,应加强生态环境保护方面的技术与资金投入。
综采成套技术与装备集成配套设计创新与实践
王国法,庞义
煤炭工程. 2018, 50(5):  1-5.  doi:10.11799/ce201805001
摘要 ( 544 )   PDF (4116KB) ( 229 )  
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基于液压支架与围岩的耦合作用原理,分析了综采工作面围岩与液压支架的 “能量积聚-耗散-释放-传递-响应”过程,通过对液压支架的内生能量与外生能量进行统一换算,可以得出基于能量原理的综采支架工作阻力计算方法。系统阐述了不同薄煤层开采方法的适用条件及薄煤层自动化集成配套关键技术与装备,分析了中厚煤层年产千万吨综采装备配套模式及关键技术,研究了厚煤层超大采高工作面综采装备关键技术及集成配套设计,论述了特厚煤层大采高综放开采技术的适用条件,分析了不同综放液压支架架型及配套方法,提出了大型矿区综采装备系列型谱及全生命周期管理系统。
落锤冲击作用下双伸缩立柱动态特性研究
张德生
煤炭工程. 2018, 50(5):  6-9.  doi:10.11799/ce201805002
摘要 ( 445 )   PDF (1487KB) ( 76 )  
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为掌握液压支架立柱内冲击压力动态规律,分析了落锤作用下立柱内能量传递和耗散途径,以Φ500mm双伸缩立柱为例,建立了落锤冲击模型。基于冲击半周相近原则确定了碰撞刚度,仿真模拟结果显示压力峰值在无安全阀条件下与理论计算结果误差在10%以内,加设安全阀条件下存在较大差异并分析了其原因。同时得出以下规律:相同冲击能量下,轻载快冲较重载缓冲模式下的立柱内压力峰值小|安全阀对于重载缓冲下的消峰作用明显,提高立柱抗冲击性能需进一步提高现有安全阀流量。论文的研究为抗冲击立柱的开发提供了参考。
大采高综放工作面煤壁片帮与顶煤冒放性影响分析
庞义辉
煤炭工程. 2018, 50(5):  10-14.  doi:10.11799/ce201805003
摘要 ( 472 )   PDF (2025KB) ( 52 )  
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针对塔山煤矿大采高综放工作面煤壁片帮防治难题,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了相同机采高度情况下大采高综放工作面煤壁片帮较大采高综采工作面煤壁片帮剧烈的原因,揭示了综放工作面抑制煤壁片帮与提高顶煤冒放性之间的矛盾,研究了液压支架结构参数对煤壁片帮的影响。研究结果表明:由于受塑性破坏区叠加及顶煤冒落放出的影响,相同机采高度情况下,大采高综放工作面煤壁片帮比大采高综采工作面更加剧烈|合理的液压支架初撑力可在缓解煤壁片帮的同时提高顶煤冒放性|整体顶梁比铰接顶梁更有利于抑制煤壁片帮,同时可以通过适当增大液压支架顶梁长度来缓解煤壁片帮与顶煤冒放性的矛盾|护帮板与伸缩梁分体结构作为大采高综放液压支架一种新的护帮结构形式,比护帮板与伸缩梁连体结构更有利于抑制煤壁片帮。
黄陵矿业中厚煤层智能化回采工艺适应性研究
刘俊峰,唐恩贤,刘新华,等.
煤炭工程. 2018, 50(5):  15-17.  doi:10.11799/ce201805004
摘要 ( 378 )   PDF (1143KB) ( 89 )  
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针对黄陵矿区智能化开采的现状,从智能化开采技术要求、传感器特性、可靠性要求出发,提出了区别人工开采的智能化开采回采工艺。并从破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等环节进行了智能化开采技术调整,使开采工艺更加适应智能化开采的要求。试验结果表明,自黄陵矿业一号井采用智能化开采以来,在14~22m煤层中,采用国产装备年产稳定在200万t,生产效率提高15%。
四柱大尾梁插板式放顶煤支架降架力分析与结构优化
李提建,张金虎
煤炭工程. 2018, 50(5):  18-20.  doi:10.11799/ce201805005
摘要 ( 453 )   PDF (1207KB) ( 56 )  
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针对大尾梁插板式放顶煤过渡支架空载降架困难的现象,着重分析了该型支架的降架力。首先分析放煤机构自重在顶梁铰点处产生的附加力,并进一步推导降架时各部件自重对立柱铰点力的影响。根据实算印证了具体支架降架困难的现象。文章指出,尾梁千斤顶铰点位置和尾梁的极限摆角对降架力影响较大。通过优化尾梁千斤顶铰点,限制尾梁的极限摆角两种措施,解决了具体支架降架困难的现象。
设计技术
综放孤岛工作面煤柱合理宽度研究
张立明
煤炭工程. 2018, 50(5):  29-30.  doi:10.11799/ce201805008
摘要 ( 675 )   PDF (1859KB) ( 61 )  
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为确定五阳煤矿3603综放孤岛工作面合理的煤柱宽度,保证回采期间巷道稳定,通过经验公式、辅助面积理论、弹塑性平衡理论和威尔逊公式分别计算煤柱尺寸,综合多方法的计算结果,确定煤柱宽度的范围在20~30m之间。采用三维有限差分软件FLAC3D对不同煤柱宽度条件下的铅直应力、塑性区变形特征、巷道铅直方向位移图和巷道水平方向位移图进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的煤柱宽度为25m。
麦垛山矿井2煤顶板水清污分排方案研究
冯浩
煤炭工程. 2018, 50(5):  34-36.  doi:10.11799/ce201805009
摘要 ( 496 )   PDF (1288KB) ( 64 )  
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为了减轻麦垛山矿井水处理运行压力、减少能耗,分析评价了现有排水系统现状,根据麦垛山矿井水包括清水和污水两部分的实际特点,对主水平及辅助水平排水能力进行了校核,提出对工作面顶板疏放水和受到矿井污染的矿井水进行清水与污水分开排放的理念。矿井水清污分排方案的实施将大幅减少矿井污水的排水量,对节能降耗具有重要意义,可为同类水文复杂矿井提供借鉴。
基于3DEC的露天矿内排压脚追踪距离优化分析
丁鑫品
煤炭工程. 2018, 50(5):  37-40.  doi:10.11799/ce201805010
摘要 ( 593 )   PDF (2116KB) ( 85 )  
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为解决宝日希勒露天矿南帮软岩边坡的大范围变形失稳问题,采用GeoStudio岩土环境模拟计算仿真软件与三维离散元软件3DEC分别就内排压脚对软岩边坡稳定的控制作用与内排追踪距离的优化方法进行了研究。结果表明:内排压脚方法对于端帮边坡稳定控制作用明显,当内排追踪距离为40m时,边坡变形可以得到有效控制,而且生产工作可以实现正常接续。研究成果的科学性及适用性得到了实际生产的验证,值得类似条件矿山广泛借鉴。
长距离电缆线路电容电流的限制措施
王振
煤炭工程. 2018, 50(5):  41-43.  doi:10.11799/ce201805011
摘要 ( 1889 )   PDF (1115KB) ( 253 )  
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针对长距离电缆线路的电容电流可引起的功率损耗增加、功率因数降低、隔离开关无法关合空载线路等问题,通过对电缆线路进行潮流分析,得到了空载及轻载线路的电容电流过大以致容性无功过剩是产生上述问题根源的结论。空载线路电容电流超过5A时,可在断路器线路侧使用并联电抗器限制。空载线路电容电流不超过5A,但轻载运行向电网反送无功时,可在高压母线上安装并联电抗器限制或利用主变低压侧静止无功发生器(SVG)限制。
基于比例谐振控制的煤矿井下无功补偿装置应用研究
张增强
煤炭工程. 2018, 50(5):  44-46.  doi:10.11799/ce201805012
摘要 ( 605 )   PDF (1249KB) ( 43 )  
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为提高供电系统电能质量,研究了采用基于比例谐振控制算法的无功补偿装置解决电网电能质量问题。详细分析了比例谐振控制算法和无功补偿装置的工作原理,通过在天地王坡煤矿掘进工作面对设备投入前后的电网功率因数、电网电压、电网电流和电网谐波进行测试对比分析,验证了该装置对于提高煤矿井下低压供电系统电能质量、提高功率因数和节能降耗的效果。
凉水井选煤厂能力提升工艺设计优化
刘丽君
煤炭工程. 2018, 50(5):  47-49.  doi:10.11799/ce201805013
摘要 ( 521 )   PDF (1119KB) ( 121 )  
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针对凉水井选煤厂目前600Mt/a的处理能力与矿井现800Mt/a提升能力不匹配、选煤厂块煤洗选系统和末煤洗选系统实际入洗能力不匹配、原煤矸石易泥化、煤泥水系统负荷饱和等生产现状,通过分析原煤煤质粒度组成等特征,充分考虑选煤厂既有生产现状和工业场地实际情况,结合产品用户对发热量等指标的要求,本着对生产影响最小,投资最少的原则,通过优化选煤厂工艺,可以充分发挥选煤厂各洗选系统处理能力,达到增加选煤厂处理能力的目的,以满足矿井生产要求。
采空区高压输电线路铁塔地基稳定性评价
曹新款
煤炭工程. 2018, 50(5):  50-52.  doi:10.11799/ce201805014
摘要 ( 632 )   PDF (1214KB) ( 88 )  
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采空区对高压输电线路铁塔地基稳定性的影响,已成为工程建设中关键问题。基于西南某500kV高压输电线路过煤矿采空区的地质采矿条件,探查了采空区的分布情况,确定了垮落裂缝带高度和建(构)筑物荷载影响深度,从而对采空区上方铁塔地基稳定性进行了分析评价|并计算了采空区残余变形,对线路安全性进行了分析。结果表明:N6铁塔荷载影响深度不会传递到垮落裂缝带,铁塔地基是稳定的,残余变形对铁塔影响轻微,高压输电线路运行是安全的。
施工技术
深部大采高超大断面切眼围岩控制技术及其应用
樊永东
煤炭工程. 2018, 50(5):  53-55.  doi:10.11799/ce201805015
摘要 ( 723 )   PDF (1319KB) ( 69 )  
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为解决深部大采高超大断面切眼在施工过程中存在顶板下沉量大、两帮变形严重等问题,以平煤股份十一矿己16-17-24030切眼为工程背景,采用理论分析与现场监测方法,提出了切眼卸压减跨控顶与应力损失补偿支护技术,确定了适合大采高超大断面切眼掘进的“二次成巷、二次拉底、二次补充支护”施工工艺,并对施工效果进行检验。结果表明:小断面掘进切眼表面位移较小|二次扩帮其位移量增大,两帮移近量为322mm,顶板下沉量为174mm,并在切眼施工45d左右趋于稳定|该技术能够有效控制深部大采高超大断面切眼围岩变形。
煤巷智能快速掘进技术发展现状与关键技术
张东宝
煤炭工程. 2018, 50(5):  56-59.  doi:10.11799/ce201805016
摘要 ( 1448 )   PDF (1121KB) ( 233 )  
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针对煤矿机械化采掘失调矛盾比较突出的问题,研究了煤巷快速掘进技术和类型。在阐述快速掘进技术发展形式的基础上,指出了传统掘进技术存在的问题。回顾了快速掘进系统智能化研究的国内外发展状况,探讨了智能快速掘进技术的关键技术和发展趋势。神东高效快速掘进系统的成功实践表明,掘进技术与装备的成套化、系统化、智能化的发展思路是正确的,指明了掘进工艺与设备由掘支运“三位一体”向掘支运辅“四位一体”的发展方向。
急倾斜坚硬顶板工作面超深孔预裂爆破技术研究
张军辉,刘洪林, 管伟明
煤炭工程. 2018, 50(5):  60-63.  doi:10.11799/ce201805017
摘要 ( 784 )   PDF (1470KB) ( 71 )  
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为了改善急倾斜工作面大面积悬顶引起的安全问题,基于新疆二一三零煤矿26221工作面,分析了采面顶板与巷道围岩压力异常增大、冒顶片帮事故频发、工作面发生滑架倒架事故的现象,重点研究了急倾斜工作面坚硬顶板管理的思路和原理,确定了超深孔超前预裂爆破技术的主要方案和参数。实际施工中运输巷老顶切断孔最大长度95m,工作面矿压活动规律及顶板垮落效果表明该方案安全可靠。
综采工作面小煤柱注浆加固工艺及效果研究
张文彬
煤炭工程. 2018, 50(5):  64-67.  doi:10.11799/ce201805018
摘要 ( 1024 )   PDF (2104KB) ( 201 )  
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为了提高小煤柱回采巷道的稳定性,通常需要采用注浆加固的方式来提高煤柱的强度,进而保证回采巷道的稳定。针对晋煤长平公司Ⅲ4309工作面6m小煤柱进行了注浆加固方案设计,方案参数如下:根据回采巷道沿底掘进、沿顶掘进以及过渡区确定了不同的注浆钻孔布置方式|注浆工作分两次完成,一次选择在工作面回采期间进行,注浆工作在Ⅲ43093巷进行,注浆区域选择在工作面前方20~40m区域,二次注浆加固为留巷提供条件,注浆工作选择在Ⅲ43092巷滞后工作面50~100m区域进行|注浆材料选择联邦注浆加固材料,注浆压力确定为6~8MPa,一次注浆时,水灰比选择(1~12)∶1,二次注浆时,水灰比选择(08~1)∶1。在试验巷道内共施工46个注浆孔,钻孔窥视结果表明,围岩完整,整体性良好|临空回采巷道顶底板最大位移量为230mm,两帮最大收敛量为350mm。通过注浆加固小煤柱能够保持回采巷道的稳定,满足安全生产的需要。
深槽宽叶片螺旋钻进技术在软硬复合煤体中的应用
侯红
煤炭工程. 2018, 50(5):  68-70.  doi:10.11799/ce201805019
摘要 ( 689 )   PDF (1410KB) ( 45 )  
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为解决晋城矿区松软煤层钻进中出现的钻屑排不出、返渣量大、成孔率低等异常情况,提出深槽宽叶片螺旋钻进技术,设计出了相应的钻具组合,并通过现场实验验证其适用性。研究结果表明,深槽宽叶片结构的Φ95mm/603mm螺旋钻杆对长平矿软硬互层的煤体结构适应性较强,在成孔率方面优于Φ110mm/635mm螺旋钻杆|深槽宽叶片螺旋钻进技术在解决松软煤层高效钻进问题方面具有较大优势。
生产技术
纳林河二号矿井采动影响下强矿压显现规律研究
李树仁, 王翰秋, 王颜亮, 孔贺, 韩刚
煤炭工程. 2018, 50(5):  71-74.  doi:10.11799/ce201805020
摘要 ( 887 )   PDF (1829KB) ( 62 )  
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根据纳林河二号矿井31102工作面实际情况划分了强矿压显现的危险区域,并且实现了对31102工作面强矿压显现的动态实时监测。通过理论模型分析了工作面超前支承压力分布规律。基于微震监测系统对上覆岩层时空演化规律进行分析,确定了工作面超前支承压力的影响范围以及采场上方裂隙发育的大致情况。对微震监测系统的数据进行统计分析,探究回采速度与微震事件之间的联系,提出强矿压危险区域的合理推进速度,降低强矿压显现灾害的风险。
倾斜工作面中墩柱迎山角确定方法与应用
郭东明, 凡龙飞, 李学彬, 闫鹏洋, 王晓烨, 董宁
煤炭工程. 2018, 50(5):  75-78.  doi:10.11799/ce201805021
摘要 ( 566 )   PDF (1356KB) ( 41 )  
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可缩式墩柱是煤矿巷道支护较为新颖的巷旁支护体,其在倾斜工作面中迎山角的确定也是较为关心的问题之一,开展这方面的研究工作具有重要的理论意义与应用价值。文章以峰峰集团梧桐庄182208外工作面为研究背景,结合墩柱上下两节钢管嵌套这一特殊性结构,建立力学模型,进行受力情况分析,推导出墩柱在倾斜工作面迎山角的计算公式。计算结果表明,墩柱迎山角的大小与老顶、直接顶的厚度以及工作面倾斜角度有关,迎山角与老顶和直接顶厚度均呈指数关系,随老顶厚度的增大而减小,随直接顶厚度的增大而增大。通过现场试验结果分析得,当迎山角取24°时,能够有效控制墩柱结构的弯曲变形量,提高墩柱承载性能。
基于阀控防水锤系统的控制策略研究
寇彦飞, 李腾宇, 刘永姜, 邵延君, 王志坚, 苗苗
煤炭工程. 2018, 50(5):  79-81.  doi:10.11799/ce201805022
摘要 ( 532 )   PDF (1505KB) ( 33 )  
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针对朱家店煤矿矿井水排放关阀停泵时管路振动剧烈,水锤现象严重的问题。文章设计了基于冲击压力、管道振动、流速大小信号的反馈式阀控防水锤系统,通过控制阀的关闭速度和运动轨迹来消减水锤,并通过大量实验选取最佳关阀策略,与未采用任何控制方法的普通电动阀门和相同关阀时间内不同控制策略下管道冲击压力进行对比。实验结果表明该方法可有效防护水锤,较其他方法产生更小的冲击压力,能更有效缓解水锤现象。
小尺度范围内煤层气井产能主控因素分析
唐军, 杨兆彪, 杨艳磊, 张争光, 刘帅帅
煤炭工程. 2018, 50(5):  82-86.  doi:10.11799/ce201805023
摘要 ( 477 )   PDF (1953KB) ( 46 )  
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为探究小尺度范围内煤层气井产能的地质主控因素,采用地质分析和灰色关联分析的方法,对郑村井区26口5年以上的煤层气生产井的地质及排采资料进行了深入系统分析。结果显示:煤层气井产能与埋深呈负相关关系,随煤厚增加呈波动上升趋势,与煤储层含气量、渗透率和可疏导指数均为正相关关系,埋深、煤厚、含气量、渗透率和可疏导指数均是控产的主要因素。进一步利用灰色关联分析法确定了各控产因素对煤层气井产能影响的大小次序,结果由大到小依次为:可疏导指数、含气量、渗透率、厚度、埋深。结果表明,可疏导指数综合表征了煤层气产出过程中气水的流动能力,可更好的反映小尺度范围内煤层气井的产能潜力。同时,煤层气井产能是多种地质因素耦合控制的结果,单一地质因素对产能影响的差距并不明显。
哈拉沟选煤厂重介浅槽分选机调整入料下限的应用研究
朱子琪, 邓小伟, 周瑞通, 师亚文, 谷林, 路阳,张佳彬
煤炭工程. 2018, 50(5):  87-89.  doi:10.11799/ce201805024
摘要 ( 930 )   PDF (1188KB) ( 128 )  
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哈拉沟选煤厂平均原煤小时量3000t/h。基本流程为13mm以上块煤经三套浅槽分选,13mm以下末煤进入到末煤系统利用重介质旋流器分选或直接上仓。考虑到块煤系统吨煤成本比末煤低812元/t。将块煤入洗下限由13mm调整至6mm,块煤入洗量增加30262t/h,精煤产率8551%,提高217%|精煤灰分461%,降低023%|数量效率9462%,提高428%,每年可节省成本约四百万元。。
邢台选煤厂优化重介中煤产品的研究与实践
王宏,张力强
煤炭工程. 2018, 50(5):  90-93.  doi:10.11799/ce201805025
摘要 ( 593 )   PDF (1217KB) ( 134 )  
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为了解决邢台选煤厂重介洗选系统中煤带精煤损失高、夹矸高,无法获得最佳性价比而造成经济损失的问题,深入研究了三产品重介质旋流器特别是二段关键结构参数对分选效果的影响趋势,在现有生产系统基础上从入洗原煤、控制参数、旋流器结构等方面进行了大量的实验研究,对以三产品重介质旋流器为核心的各环节进行了系统性诊断,以此为基础结合实际生产需求对现用的传统三产品旋流器重新进行了全面系统的结构优化改造,结果表明:将理论分析与现场实际紧密结合,完全可实现三产品重介质旋流器对中间产品的精确控制,满足选煤厂的实际需求。
研究探讨
断层倾角对矿山顺倾层状边坡稳定性的影响研究
陈凤阳, 王东, 王珍
煤炭工程. 2018, 50(5):  94-96.  doi:10.11799/ce201805026
摘要 ( 611 )   PDF (2370KB) ( 60 )  
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为研究顺倾断层倾角对露天矿顺倾层状边坡稳定性的影响,以元宝山露天煤矿东帮工程为背景,应用FLAC3D对F1断层进行模拟,对比其在不同倾角条件下顺倾层状边坡的滑移模式及稳定性变化规律。研究表明,元宝山露天煤矿东帮边坡稳定性主要受④号弱层控制,同时F1断层倾角亦是影响边坡滑移模式与稳定性的重要参数|在F1断层赋存的倾角位于45°~60°之间时,该矿东帮边坡的稳定系数随着断层倾角的增加线性增大|当断层倾角超过65°时,F1断层不会再对边坡滑坡的模式与其稳定性造成影响。
煤矿井下人员二维精确定位方法
孙哲星
煤炭工程. 2018, 50(5):  97-99.  doi:10.11799/ce201805027
摘要 ( 890 )   PDF (1207KB) ( 46 )  
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目前煤矿井下人员定位系统不能二维精确定位。为满足煤矿事故应急救援和机电运输事故防治对煤矿井下人员二维精确定位的需求,提出了煤矿井下人员二维精确定位方法:在井下巷道中,间隔一定距离安装定位分站,定位分站沿巷道一侧布置,并保证定位卡可与两个邻近分站同时进行通信。任意定位卡的相邻两定位分站采用TWR或SDS-TWR测距方法,分别测得两定位分站与定位卡之间的距离。因两定位分站之间距离在定位分站安装时已知,则根据定位卡与两定位分站之间的距离和两定位分站之间的距离,计算出定位卡距定位分站巷道水平径向距离、定位卡距两定位分站巷道轴向距离,再根据两定位分站位置,计算出定位卡在巷道中二维位置。煤矿井下人员二维精确定位方法具有计算量小,定位速度快、定位精度高、定位分站用量少、定位卡和定位分站成本低等优点。
爆破震动信号在不同掏槽形式下的HHT分析
原凯, 付晓强, 张士春, 李明洋, 苏洪
煤炭工程. 2018, 50(5):  100-103.  doi:10.11799/ce201805028
摘要 ( 505 )   PDF (1657KB) ( 64 )  
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为研究钻爆法施工技术对巷道围岩稳定性的影响,减少围岩损伤,通过设计直眼和楔形两种掏槽爆破方案进行相应的爆破实验。利用HHT(Hibert-Huang Transform)法对检测到的爆破震动信号进行分析,得到信号的时频分布和能量谱图,并由此对两种掏槽形式进行比较。结果表明:直眼掏槽信号内主频较高且主频带的范围较小,高频能量的比例较大|楔形掏槽信号主频较低但频带范围较宽,信号内的低频能量比例增加,前者对围岩损伤大于后者且都保证了巷道围岩的稳定性。
FDB型矿用轴流式通风机叶轮气动噪声的数值分析
吴柯,石宁, 代元军
煤炭工程. 2018, 50(5):  104-107.  doi:10.11799/ce201805029
摘要 ( 594 )   PDF (2623KB) ( 74 )  
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对FBD系列,额定功率55kW的矿用轴流式通风机叶轮的气动噪声进行数值分析,采用大涡模拟(LES)和FW-H声学模型进行数值计算,得到FBD型矿用轴流式通风机叶轮旋转区域各噪声计算点的频谱图。通过对比发现通风机一级叶轮的气动噪声主要由因叶片周期转动引起的旋转噪声组成,在二级叶轮处由于紊流絮乱导致涡流噪声明显从而使得二级叶轮的气动噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成。在叶轮旋转区域从叶轮的叶根到叶尖的过程中,气动噪声先增大后减小。对一级叶轮而言,叶片前缘噪声略大于后缘,而二级叶轮叶片的后缘噪声略大于前缘。
高浓度充填料浆滚筒磨损实验研究
刘志双, 孟宪锐
煤炭工程. 2018, 50(5):  108-110.  doi:10.11799/ce201805030
摘要 ( 553 )   PDF (1158KB) ( 51 )  
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在分析管道磨损影响因素的基础上,通过设计滚筒装置对料浆对管壁的磨损展开定量化研究。结果表明,在保持料浆固相质量分数80%、滚筒转速15m/s时,尾矿比沙对筒壁的磨损相对严重|当固相质量的50%由沙更换为尾砂后,Ⅰ类磨损率将在原来的基础上增加17%,Ⅱ类磨损率增加157%|全部采用尾矿制作的料浆,其对滚筒的Ⅰ类磨损率比全部使用沙制作的料浆增加111%,对筒壁的Ⅱ类磨损率比之会增加7%|使用自来水制作料浆,其对筒壁的Ⅰ类磨损率比使用矿用水时增大24%,对筒壁的Ⅱ类磨损率比之增大45%|这表明,由矿用水和自来水两者配成的充填料浆对管壁的磨损无明显差别。
低螺旋钻杆排渣流阻分析及减阻方法研究
王坤, 郭文亮
煤炭工程. 2018, 50(5):  111-113.  doi:10.11799/ce201805031
摘要 ( 414 )   PDF (1497KB) ( 56 )  
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为提高松软煤层钻孔气力排渣,改善钻孔施工工艺,基于两相流的相关理论对松软突出煤层低螺旋钻杆气力排渣钻进工艺进行了研究。具体进行了气力排渣流阻分析、钻杆腔体内部流阻计算和环形排渣空间流阻分析。通过分析和讨论影响流阻的因素,得出在钻进过程中流动阻力越大,压力损耗越大的结论,提出了降“内阻”和减“外阻”的方法。分析计算表明:增大钻杆接头内孔直径、减小接头处变径角和优化螺旋叶片的结构参数,可有效降低流阻,为低螺旋钻杆的设计生产提供参考依据。
无压三产品重介质旋流器一段结构参数对空气柱的影响
黄波, 黄国桂
煤炭工程. 2018, 50(5):  114-117.  doi:10.11799/ce201805032
摘要 ( 916 )   PDF (1751KB) ( 92 )  
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为了研究无压三产品重介质旋流器内空气柱的形态和变化规律,利用计算流体力学软件Fluent,采用非稳态的雷诺应力模型一段旋流器结构参数和操作参数对空气柱的影响,进而分析对能耗和分选的影响。结果显示旋流器内部空气柱在2167s时基本成型,二段旋流器先于一段旋流器形成空气柱|入料速度小于4m/s旋流器内部无法形成空气柱,超过临界速度后旋流器内部可以形成完整稳定的空气柱,过大的入料速度会使得一段旋流器内空气柱体积百分数减少,二段旋流器内空气柱体积百分数增加,一段旋流器内空气柱不贯通|一段旋流器溢流管直径为380mm,溢流管插入深度在410~610mm范围,旋流器内空气柱体积分数较低,空气柱摆动较小稳定性强。
基于细观结构下不同浸水时间煤岩特性对放顶煤开采的影响
鲁杰,于浩,宁掌玄,徐青云
煤炭工程. 2018, 50(5):  118-122.  doi:10.11799/ce201805033
摘要 ( 626 )   PDF (2293KB) ( 79 )  
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为研究浸水对煤岩特性的影响,提高综放效率,通过选取煤样利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱(XRF)测试进行不同浸水时间的煤岩成分分析,并通过超声波测试系统研究了浸水时间对煤岩细观结构演化特征的影响。XRF测试结果表明,随着浸水时间增加,硬质矿物方解石颗粒脱落或溶解于水中,造成其含量下降,从而使高岭石含量呈相对上升趋势。XRD测试结果表明,随着浸水时间的增加,煤体内细颗粒之间的粘结力将进一步减弱,孔隙变大、裂隙变深,水与煤之间的接触范围增大,相互作用更为强烈,如此反复,使得煤体内软弱结构面产生间隙,煤岩强度减弱,增加顶煤冒放性。超声波测试结果表明,随着浸水时间增大,煤样超声波纵波波速显示出先增后减的规律|浸水前期,孔隙逐渐被水分充填,超声波传递能力增强,波速上升|浸水时间达到4d左右,较大孔隙系统已接近吸水饱和,小孔隙吸水时产生的“水楔作用”增大了煤颗粒间距,再加上内部孔隙系统不断发育连通,纵波传播速度下降。该研究可为放顶煤开采现场确定顶煤注水的最佳时间提供理论依据。
粗颗粒煤炭流化床浮选试验研究
王冬冬, 王怀法
煤炭工程. 2018, 50(5):  123-126.  doi:10.11799/ce201805034
摘要 ( 671 )   PDF (2417KB) ( 71 )  
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以2.0~0.5mm宽粒级煤炭粗颗粒为研究对象,用实验室流化床,对煤炭颗粒进行流化床浮选试验。采用Design-Expert 8.0软件,对窄粒级低密度级煤炭颗粒进行优化设计,对不同粒径颗粒浮选最优解进行归纳。并对全粒级全密度级进行流化床浮选,结果表明,当上升水流速度为1.39cm/s,气流表观速度为0.104cm/s,捕收剂药剂用量为72g/t时,精煤灰分为12.23%,尾煤灰分为54.94%,精煤产率为45.06%。
液态CO2处理对微粉煤性质的影响研究
张文军, 代小云, 李伟明, 罗顺发
煤炭工程. 2018, 50(5):  127-130.  doi:10.11799/ce201805035
摘要 ( 671 )   PDF (2532KB) ( 44 )  
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为了考查液态二氧化碳(CO2)对微粉煤性质的影响,利用间歇作业的搅拌混合柱开展了微粉煤表面改性试验研究,结合FTIR、XPS及微量热仪等分析仪器重点研究了经液态CO2处理改性前后微粉煤官能团和润湿热的变化情况。结果表明:采用液态CO2处理可以降低微粉煤含氧官能团含量,从而改变微粉煤的亲/疏水性官能团的比例|而由于液态CO2良好的扩散吸附特性导致无机矿物微粒夹带进入煤颗粒的内部空隙,最终使得无机矿物微粒覆盖在其内表面上而导致润湿热的增加。
煤制油污泥制备污泥煤浆的基础特性研究
封萍, 张宇星, 黄波, 徐志强
煤炭工程. 2018, 50(5):  131-134.  doi:10.11799/ce201805036
摘要 ( 668 )   PDF (1442KB) ( 306 )  
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以煤制油污泥与瘦煤混合制备的煤浆为研究对象,考察不同污泥添加量对污泥煤浆粘度、流变性和稳定性的影响。结果表明,随污泥添加量的增加,煤浆的粘度升高,最大成浆浓度降低,当污泥添加量从0%增加到15%时,最大成浆浓度由73.08%降至65.38%|污泥的加入使煤浆由胀塑性流体变为屈服假塑性流体,并且随着污泥添加量的增加,其假塑性也随之增强|此外,添加污泥能够显著提高水煤浆的稳定性。
氧化无烟煤的化学活化机理及其电化学性能研究
黄杜斌, 传秀云, 李爱军
煤炭工程. 2018, 50(5):  135-139.  doi:10.11799/ce201805037
摘要 ( 623 )   PDF (2766KB) ( 83 )  
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以无烟煤为前驱体,通过混酸预氧化,在800℃氩气氛围下使用KOH活化制备出无烟煤基活性炭。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和场发射扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,对活化机理进行了探讨。在三电极体系中使用循环伏安、恒流充放电研究了其在碱性介质中的电化学性能。结果表明:无烟煤的活化以KOH与无烟煤的反应为主,也与高温下钾蒸汽进入类石墨片层层间,扩大孔径有关。氧化煤表面引入了新的反应活性点,加剧了反应的进行,最终形成多级孔道结构。电流密度为0.2A/g时,活化后的无烟煤的比电容为99.71F/g,而经过预氧化处理的无烟煤的比电容提高到112.59F/g。电流密度为20A/g时,活化后的氧化无烟煤的比电容保持率仍在50%以上。
褐煤的中温灰化特性
曲洋, 初茉, 朱书全, 郝成亮, 张超
煤炭工程. 2018, 50(5):  140-142.  doi:10.11799/ce201805038
摘要 ( 645 )   PDF (1343KB) ( 169 )  
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应用等离子体低温灰化法(LTA)和中温氧化法(MTA)研究了宝日褐煤的灰化特性。结果表明:LTA灰化处理后剩余物含量为18.59%,其XRD矿相衍射特征峰可清晰识别|MTA灰化较LTA则随温度不同呈现差异性。温度在150~200℃时有机质氧化不完全(灰化剩余物为32.58%和21.67%)|250℃时灰化较为完全(剩余物为17.51%)且矿相衍射特征峰识别度高|温度大于300℃后灰化产物过度氧化且以氧化矿物为主。250℃中温氧化法可近似替代等离子体低温灰化法,所需灰化时间为20h。
装备技术
对旋轴流风机壳体振动特性研究
杨冰冰, 梁宏达, 刘晶
煤炭工程. 2018, 50(5):  143-145.  doi:10.11799/ce201805039
摘要 ( 654 )   PDF (1709KB) ( 156 )  
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通过模态试验测得了对旋轴流风机壳体的前六阶固有频率,风机基频的四倍频与壳体第五阶固有频率相近,应通过优化风机结构避免共振产生。风机在额定工况下效率最高点处运行时,试验测得不同位置不同方向的振动情况。结果表明,风机入口和出口处的振动较小,其振动频率主要是风机基频的倍频。两级叶轮及电机处振动较大,主要是流场气动力引起的高频宽带振动。风机顶部水平方向的振动是最剧烈的,可以考虑在顶部加装减振装置减小振动。
井下净水站过滤装置液压系统设计与建模仿真研究
陈港,孟巧荣,王然风,高立志
煤炭工程. 2018, 50(5):  146-149.  doi:10.11799/ce201805040
摘要 ( 589 )   PDF (1570KB) ( 231 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
对煤矿井下净水站过滤装置进行了研究,介绍了过滤装置结构组成。设计了能使四级过滤装置在不断供水的情况下,实现正向与反向冲洗的液压系统|设计了能使液压马达在缝隙式过滤器和纤维滤料L、R罐冲洗时提供合适转速的液压油路系统。利用AMEsim软件,对所设计的液压系统和液压油路系统进行建模仿真,分析了纤维滤料L、R罐和折叠式过滤器的流量-时间曲线,分析了液压马达转速-时间曲线,结果表明,所设计的液压系统和液压油路系统满足使用要求。
大直径定向长钻孔用PDC钻头设计与应用
高晓亮, 王传留, 田宏杰
煤炭工程. 2018, 50(5):  150-152.  doi:10.11799/ce201805041
摘要 ( 621 )   PDF (2492KB) ( 69 )  
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针对煤矿井下中硬地层钻进中采用的常规单齿式PDC定向钻头和常规型扩孔钻头钻进寿命短,效率低,以及常规扩孔钻头在扩孔钻进中难以沿原孔轨迹钻进的缺陷,结合大直径定向长钻孔对三种钻头的需求,研制了两种新型PDC钻头,其中新型PDC定向钻头采用刮刀型平底结构并优化布齿,增加了切削齿数量,扩孔钻头采用圆弧形剖面,并沿切削剖面布齿,增大了切削自由面。针对两种钻头进行了现场应用,现场应用证明,新型PDC定向钻头受控性好,钻进稳定,在中硬地层钻进效率和寿命显著提高,是普通单齿式钻头的2倍,新型扩孔钻头能够沿先导孔轨迹扩孔钻进,钻头寿命是普通扩孔钻头的3倍以上。
工程管理
勘察设计企业生产计划管理问题及对策探讨
任文娟
煤炭工程. 2018, 50(5):  153-155.  doi:10.11799/ce201805042
摘要 ( 437 )   PDF (1083KB) ( 54 )  
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为解决勘察设计企业在计划管理传统模式向新型计划管理模式变化过程中存在的一系列问题,梳理了勘察设计企业生产计划管理现状及存在的问题,包括:“内部化”的生产计划管理工作,“伪动态”的计划管理工作,“非专业”的计划管理工作。并对这些问题进行了分析和思考,提出了改进和优化勘察设计企业计划管理工作的一些对策包括:借助现代信息技术,用“数据化”去“内部化”,找准理切入点,动态计划管理,提高认识转变思路,加强计划管理专业化。以期促使我国勘察设计企业的计划管理工作能更加适应新的市场环境,使其迈入一个更成熟和规范的发展阶段。
基于最优加权组合模型的煤炭消费预测分析
杨英明,李全生,方杰
煤炭工程. 2018, 50(5):  156-160.  doi:10.11799/ce201805043
摘要 ( 618 )   PDF (1284KB) ( 54 )  
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为了研究最优的煤炭消费预测模型,为我国能源结构优化提供依据,基于差分自回归移动平均(ARIMA)、灰色预测(GM)和人工神经网络(ANN)模型构建了8个组合预测模型,对我国煤炭消费量进行预测分析,应用评价指标R、MAE、MAPE和RMSE对预测模型精度进行比较,筛选出最优组合模型并预测分析未来10年我国煤炭消费趋势。研究结果表明:①最优加权组合模型均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差等参数均较小,预测效果明显优于单项和简单组合预测模型|②构建了权重为(0.73,0.09,0.18)的我国煤炭消费预测最优加权组合模型ARIMA-GM-ANN。③将煤炭消费增长趋势分为“缓慢上升期”、“急速增长期”、“下降期”和“平稳期”四个阶段,2013年煤炭消费量达峰,约43.14亿t,2020年以后,煤炭消费量稳定在35.5亿t左右。
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