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当期目录

2018年 第50卷 第7期 刊出日期:2018-07-20
设计技术
超大采高工作面回采关键技术研究
范文胜
煤炭工程. 2018, 50(7):  1-4.  doi:10.11799/ce201807001
摘要 ( 694 )   PDF (1347KB) ( 86 )  
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鉴于7m以上大采高综采工作面回采技术在国内还不太成熟,文章以神华神东煤炭集团补连塔煤矿12511(8m)大采高综采工作面为例,分析了8m大采高综采工作面设备配套情况,人员配置情况,回采过程中工作面防片帮技术及工作面两端头与巷道割煤过渡技术,工作面矿压显现情况和防止采空区自然发火等关键技术,为类似地质条件的大采高综采工作面开采提供一定的借鉴。
薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷关键参数研究与应用
王玉峰
煤炭工程. 2018, 50(7):  5-9.  doi:10.11799/ce201807002
摘要 ( 937 )   PDF (1476KB) ( 55 )  
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以南屯煤矿3602工作面巷旁充填沿空留巷为工程背景,对薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷关键参数进行研究。通过室内试验测试石灰岩顶板的物理力学性质,并分析留巷过程中石灰岩顶板垮落形式,建立巷旁充填沿空留巷切顶力学模型,确定薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷的关键参数为巷旁充填体的切顶阻力和宽度,并给出相应的切顶阻力计算式。研究结果表明:当直接顶厚度远大于煤厚时,巷旁充填体应具有足够的切顶阻力和适当的宽度,满足直接顶在采空侧被整体切落的要求。研究成果在现场实践中成功应用,对于巷旁充填沿空留巷技术在薄煤层开采中的推广应用具有重要借鉴意义。
矿用井下智能交通控制系统设计
吴畏, 唐丽均
煤炭工程. 2018, 50(7):  10-13.  doi:10.11799/ce201807003
摘要 ( 809 )   PDF (2218KB) ( 46 )  
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为了减少井下运输事故的发生,提高煤矿的安全生产效率,文章介绍了一种智能矿用井下交通控制系统的设计。该系统根据在巷道中布置的机车定位识别器,确定机车的位置和运行状态,按照制定的交通控制原则控制机车的行进。最后通过在煤矿实地测试表明,该系统能快速地对井下的机车进行交通控制,并能准确检测机车司机闯红灯的违规行为。
基于ZigBee无线传感网络的托辊卡死故障监测系统设计
苏辉,牛蔺楷,张琨
煤炭工程. 2018, 50(7):  14-17.  doi:10.11799/ce201807004
摘要 ( 699 )   PDF (1638KB) ( 38 )  
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针对当前带式输送机托辊卡死故障监测布线、通信困难、故障监测定位不准确等弊端,设计了一种基于ZigBee无线传感网络的托辊卡死故障监测系统。基于ZigBee无线传感网络实现了对托辊轴端温度的采集以及组网传输,通过串口上传到labview设计的上位机,可以实现动态实时在线监测。经过现场测试,该系统实现了故障定位准确、自动化监测的目的。
我国炼焦煤选煤技术现状及发展趋势
王宏
煤炭工程. 2018, 50(7):  18-22.  doi:10.11799/ce201807005
摘要 ( 1054 )   PDF (1292KB) ( 96 )  
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通过对我国炼焦煤资源概况、选煤工艺、设备、辅助设施、运营、管理等现状的总结分析,指出了目前我国炼焦煤资源短缺的现状及炼焦煤选煤技术取得的成就和存在的问题。为实现炼焦煤资源的保护性开发和利用,选煤工作者们应积极采用国内外先进技术、先进设计理念,高效的选煤方法、生产工艺和技术装,通过不断创新,提高煤炭加工利用水平,进一步降低能耗、节约资源。倡导绿色矿山、清洁生产、高效利用,是炼焦煤选煤技术的发展趋势。
选煤厂块煤防碎设计研究
伊钟玉
煤炭工程. 2018, 50(7):  23-25.  doi:10.11799/ce201807006
摘要 ( 745 )   PDF (1226KB) ( 135 )  
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以正处于建设期的选煤厂工程项目为研究背景,通过对其工艺布置、洗选设备选型、块煤装仓防摔设备比选和装车时的二次筛分这几个方面进行针对性研究和改造实践,对一直困扰着其他煤炭生产企业的洗选过程中的块煤防碎和产品块煤限下率高的问题进行专项优化,随着该项目的建成投产,实践证明改造效果明显,产品块煤的回收率和限下率均保持了良好水平。
港口码头快速定量装车系统的研究
刘金生,刘旭
煤炭工程. 2018, 50(7):  26-29.  doi:10.11799/ce201807007
摘要 ( 991 )   PDF (1378KB) ( 46 )  
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针对港口装车物料主要以金属矿石为主,不同于煤炭装车系统,对闸门设计强度要求较高的问题,提出了新型颚式闸门代替平板闸门的设计方案,并对两种闸门在不同物料下的强度进行了对比,颚式闸门能够解决港口装车系统对闸门设计强度要求高的问题。针对粉矿粘性强,易粘壁堵仓,物料扬尘大通过改变漏斗设计形式,由矩形漏斗改为双曲线漏斗,该设计方案在港口装车系统中的应用,提高了港口码头快速定量装车系统的装车稳定性和装车效率,并为高密度矿石装车系统的研发提供了设计思路。
压滤机群控与手机移动终端远程控制设计与实现
李先送,王然风,孟巧荣
煤炭工程. 2018, 50(7):  30-33.  doi:10.11799/ce201807008
摘要 ( 739 )   PDF (1385KB) ( 101 )  
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针对寺河选煤厂尾煤车间压滤机工作过程完全由工人手动操作,现对压滤机进行升级改造。通过主站与从站的控制方式来实现压滤机的自动生产与群控。主站与从站PLC之间,PLC与上位机之间通过Datalin智能网关实现了数据的WiFi传输,工程师能对PLC进行远程调控。同时通过Android移动终端经WebService的方式实现了对远程数据库的访问。测试结果表明压滤机能自动进行工作,同时工作人员通过手机客户端能远程对压滤机进行监测与控制,系统能有效降低工人劳动强度,实现尾煤车间的减人提效。
施工技术
深部开采松散破碎全煤巷道变形特征及合理支护技术
吴德义,程建新,查亦林
煤炭工程. 2018, 50(7):  34-37.  doi:10.11799/ce201807009
摘要 ( 718 )   PDF (1412KB) ( 34 )  
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以安徽淮南地区新集二矿162302运输巷道的实际工程为例,根据工程实测结果对深部开采松散破碎全煤巷道两帮及顶板的变形特点进行了分析。结果表明:巷道两帮中部呈现为显著的不稳定塑性变形,顶板松散煤体与直接顶结构面中部产生不稳定层间离层。为保证巷道的稳定性,结合已有的数值模拟结果,在原梯形棚巷道两帮中部布置锚杆来控制巷道中部塑性变形,在巷道顶板中部布置预应力锚索保证松散顶煤离层稳定,在松散煤体浅部2.0~2.5m范围内布置导管以保证锚索顺利施工。
富水条件三软煤层沿空巷道支护设计优化
周炜光,史节涛,蔺增元
煤炭工程. 2018, 50(7):  38-41.  doi:10.11799/ce201807010
摘要 ( 623 )   PDF (2206KB) ( 25 )  
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针对小屯煤矿沿空巷道顶底板岩性松软、沿空煤柱浸水失稳、围岩持续大变形等问题,通过现场围岩变形监测和拉拔试验,分析原有支护条件下围岩的变形特征和破坏原因,并对支护方案进行优化,提出“两帮中空注浆锚杆(锚索)高强预注+顶板高强全锚+底角注浆加固”的支护方案。经现场工业试验巷道的底鼓量、顶板下沉量和两帮移近量分别减少了38%、77%、40%,优化后的支护方案有效地控制了巷道围岩的变形破坏,保证了沿空巷道的稳定性,取得了良好的支护效果。
厚煤层高煤帮回采巷道围岩破坏分析与控制
张磊,豆浩
煤炭工程. 2018, 50(7):  42-45.  doi:10.11799/ce201807011
摘要 ( 601 )   PDF (1389KB) ( 46 )  
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为解决厚煤层高煤帮回采巷道围岩控制难题,通过数值模拟研究了顶煤厚度、巷道高度对巷道围岩破坏的影响,结果表明,巷道顶煤厚度的变化对巷道顶板变形破坏影响最大|巷道高度对两帮围岩的变形破坏影响最大。基于围岩变形破坏情况和生产地质条件,提出了巷道支护的可行方案,现场实践表明锚网索联合支护方案能将巷道围岩变形量控制在较小范围内,围岩控制效果好。
深部破碎围岩开拓巷道支护技术研究
谢小平,方新秋
煤炭工程. 2018, 50(7):  46-49.  doi:10.11799/ce201807012
摘要 ( 750 )   PDF (2560KB) ( 30 )  
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针对新密市大磨岭煤矿深部破碎围岩回风开拓大巷变形破坏严重的问题,采用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了原支护回风开拓大巷矿压显现规律及变形破坏原因,提出了不对称“锚网索喷”二次联合支护方案。文章根据现场实际条件,确定了一次支护锚杆直径为22mm、长度为3000mm,巷道下帮、上帮肩部锚杆间排距分别为650mm×750mm、750mm×750mm,巷道两帮锚杆间排距750mm×750mm|二次支护方式采用“锚索+W型钢带”加强支护。通过现场工业性试验可知,17~49d后回风大巷围岩变形基本趋于稳定,平均变形速度约1mm/d,即优化支护设计方案应用效果较好。
强富水性砂岩含水层下煤仓施工防突水研究
柯贤栋
煤炭工程. 2018, 50(7):  50-52.  doi:10.11799/ce201807013
摘要 ( 509 )   PDF (1295KB) ( 44 )  
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为保证纳林河二号矿井一号煤仓及上仓斜巷的安全施工,计算了煤仓顶板安全隔水层厚度,并对煤仓上部2-1煤顶板和煤仓仓体周围地层含水层富水性进行了分析,研究结果表明,煤仓及其巷道顶板安全隔水层厚度和松动圈的厚度为14.18m,由于顶板含水层的可疏性不佳,决定采用降低煤仓顶板,使煤仓顶部隔水层厚度达到安全厚度,确保了一号煤仓及上仓斜巷的安全施工。
生产技术
松软煤层水力冲孔与二氧化碳爆破联合增透技术
张开加
煤炭工程. 2018, 50(7):  53-55.  doi:10.11799/ce201807014
摘要 ( 767 )   PDF (1337KB) ( 26 )  
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为有效解决松软煤层瓦斯透气性低、瓦斯抽采效果差的问题,提出一种水力冲孔与二氧化碳致裂爆破联合增透方法,即在水力冲孔基础上引入二氧化碳致裂爆破措施,加快松软煤体向孔洞移动的速度,进一步提高煤层透气性,延长高瓦斯流量抽采时间。在贵州高山煤矿9号煤层进行对比试验,抽采30d后,联合增透技术抽采钻孔瓦斯抽采量比单独使用水力冲孔措施提高45%|抽采60d后,联合增透技术采区域平均残余瓦斯含量比单独使用水力冲孔增透措施时降低了22%,为其他矿区松软煤层瓦斯抽采提供参考。
综放复采工作面过空巷支架工作阻力的确定研究
李鹏
煤炭工程. 2018, 50(7):  56-60.  doi:10.11799/ce201807015
摘要 ( 503 )   PDF (2920KB) ( 51 )  
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以石窟煤矿30106综放复采工作面为研究对象,根据其煤层的实际赋存与开采条件,在分析综放复采面过空巷基本顶破断特征的基础上,通过数值模拟、理论计算确定该工作面过空巷期间支架的最大工作阻力及支架型号,并通过数值分析与现场应用对所选型支架工作阻力的合理性进行了分析验证。研究结论如下:综放复采面推进至距空巷距离较近处,煤柱失稳破坏将导致基本顶关键块B提前回转,基本顶破断处位于空巷前方附近,发生超前断裂,此刻关键块B较周期来压步距大,形成跨越煤柱及空巷的长关键块B|30106综放复采面基本顶跨巷超前破断长关键块B长度为18m,该工况下所需液压支架阻力为9887kN/架|30106综放复采面选用ZFY10200/25/42两柱掩护式放顶煤液压支架。数值模拟和现场实践表明,所选支架能满足复采面过空巷时最大载荷的工况。
亭南煤矿综放工作面巷道超前影响范围研究
张连良,张玉军,王洪涛,陈方明,谢方鹏
煤炭工程. 2018, 50(7):  61-63.  doi:10.11799/ce201807016
摘要 ( 762 )   PDF (1268KB) ( 98 )  
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为掌握亭南煤矿302综放工作面开采对两巷的超前影响范围和强度,对超前支护方式的合理性进行评价,通过超前支护支架立柱的工作压力监测分析以及工作面巷道变形量观测分析,确定了302综放工作面超前影响范围约为25m,工作面开采对两巷距工作面10m内的巷道影响较大。现场观测巷道整体变形量比较小,最终确认302综放工作面超前支护方式合理。
近距离煤层群上保护层瓦斯抽采技术研究
石琨
煤炭工程. 2018, 50(7):  64-66.  doi:10.11799/ce201807017
摘要 ( 799 )   PDF (1332KB) ( 29 )  
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基于汪家寨煤矿多煤层群的赋存条件,探讨了8#煤层作为11#煤层上保护层开采的必要性,分析了关键上保护层8#煤层开采期间瓦斯涌出状况、特点及影响因素,研究了近距离煤层上保护层煤与瓦斯共采技术,即:底板穿层预抽下邻近层采动卸压瓦斯、顶板钻孔抽采上覆煤层裂隙瓦斯、采空区埋管抽采采空区瓦斯。现场应用结果表明,通过在X40806工作面的运输巷、回风巷对邻近层打钻预抽,有效治理了X40806工作面的瓦斯,保证了工作面正常生产,实现了煤与瓦斯共采。
高瓦斯厚煤层综放工作面初采期间瓦斯综合治理技
谭永福,刘明洋,靳维民
煤炭工程. 2018, 50(7):  67-69.  doi:10.11799/ce201807018
摘要 ( 685 )   PDF (1415KB) ( 34 )  
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为解决高瓦斯厚煤层综采放顶煤生产期间,特别是开采初期的瓦斯治理难题,在南山煤矿盆底区南翼18-2层二分段底板层综采放顶煤工作面实施综合瓦斯治理过程中,对初采期间高位巷抽采技术进行了研究与改进。结果表明,采取钻孔主动导通、封闭充填防漏、高位钻场接力等瓦斯综合治理技术,提高了瓦斯抽采效果,可以有效解决周期来压瓦斯大量涌出、旧区补给瓦斯、上隅角瓦斯超限等问题,保障了工作面安全回采。
研究探讨
孤岛采场矸石膏体充填覆岩空间结构演化规律研究
赵庆民,施现院,王恒
煤炭工程. 2018, 50(7):  70-74.  doi:10.11799/ce201807019
摘要 ( 839 )   PDF (2299KB) ( 55 )  
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为了研究孤岛充填采场覆岩空间结构和矿压显现特征,以岱庄煤矿2351工作面为工程背景,采用相似模拟实验研究了采动工况下的充填效应。结果表明,覆岩下沉曲线符合正态函数分布,充填采场覆岩只有裂隙带和弯曲下沉带,离层演化经历未发育区、扩展区和闭合区3个阶段|采动应力整体分布由“V”型分布向“U”型分布转化,分为应力恢复区、卸压区和应力集中区,空区上方测点采动前后所受应力呈“Z”型变化,最大应力集中系数为1.84|充填体显著抑制覆岩的运动,随着工作面的推进,覆岩空间结构由梁式结构向裂隙拱结构和多层拱结构演化。研究结果可为矿压的高效控制提供理论基础。
矿柱体失稳破坏载荷转移效应的数值模拟研究
李文飞,万永斌
煤炭工程. 2018, 50(7):  75-79.  doi:10.11799/ce201807020
摘要 ( 483 )   PDF (3059KB) ( 123 )  
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以房式开采过程中矿柱体失稳破坏为基础,提出了采用载荷转移率Ti来对载荷转移规律进行研究。通过数值模拟方法对比分析了矿柱体失稳破坏前后对其周围邻近矿柱体垂直应力的扰动影响。结果表明:周围邻近矿柱体极易受到中心处矿柱体失稳破坏的应力扰动影响,且Ti与Li之间存在明显的指数函数关系|宽高比W/H、开采率e、顶板刚度Er和矿柱体刚度Ep均对中心处矿柱体失稳破坏造成的载荷转移率的大小有重要的影响。
煤矿井下封闭采空区内细菌影响CO消失的实验研究
翟小伟,杨琛,陈晓坤,等
煤炭工程. 2018, 50(7):  80-83.  doi:10.11799/ce201807021
摘要 ( 745 )   PDF (1524KB) ( 42 )  
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为了揭示煤矿井下封闭采空区内细菌对CO消失的影响机理,自主研发了细菌对CO消失影响规律的实验装置,通过对比实验,分析了空气灭菌前后、煤样灭菌前后以及灭菌水分等条件下密闭空间内煤样中CO、CO2气体变化规律。实验结果表明细菌的存在会对CO的消失起到一定的作用,研究结果及思路可对封闭采空区进行精准预判提供参考依据。
寺家庄煤与瓦斯突出机制分析
张浪
煤炭工程. 2018, 50(7):  84-86.  doi:10.11799/ce201807022
摘要 ( 720 )   PDF (1297KB) ( 60 )  
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煤与瓦斯突出绝大多数发生在地质构造带,研究构造煤与原生煤的差异性对于探索煤与瓦斯突出机制意义重大。为探索阳煤集团寺家庄矿井煤与瓦斯突出事故频发的原因,对原生煤和构造煤煤样进行不同平衡压力条件下的恒温瓦斯放散试验,得到原生煤和构造煤在瓦斯放散特征方面存在显著差异,尤其在瓦斯放散初期,构造煤的瓦斯解吸速度明显高于原生煤,这一差异也体现于煤与瓦斯突出预测的现场测试结果,掘进过程中钻屑解吸指标K1值与构造煤厚度呈正相关关系,研究可知寺家庄煤矿15号煤层的煤与瓦斯突出受构造煤控制作用明显。
突出煤层瓦斯抽采钻孔有效半径与孔壁变形关系研究
魏杰,吴世跃,王飞,柴琳
煤炭工程. 2018, 50(7):  87-91.  doi:10.11799/ce201807023
摘要 ( 624 )   PDF (1442KB) ( 23 )  
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为了能够更加准确、合理地确定钻孔有效抽采半径,以钻孔孔壁内煤体的渗透率为主要研究对象,结合孔壁煤体应力场弹塑性分析及渗流场分析结果,构建了综合考虑有效应力变化、煤基质解吸收缩效应的渗透率动态模型。在此基础上运用多孔介质渗流的基本理论,修正了抽采钻孔的瓦斯渗流微分方程,并以沙曲矿4号煤层为例,运用Comsol Multiphysics软件进行数值模拟,得到了煤层渗透率和瓦斯压力的分布规律,并根据防突规定,以瓦斯压力0.74MPa为临界值,确定了模拟条件下180d时钻孔有效抽采半径为1.65m,该结果可为实际生产提供理论参考。
中远距离煤层群叠加开采双重卸压效应数值分析
陈亮
煤炭工程. 2018, 50(7):  92-96.  doi:10.11799/ce201807024
摘要 ( 863 )   PDF (2886KB) ( 42 )  
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煤层群开采双重卸压效应的应力分布及卸压范围是制约煤与瓦斯瓦斯高效共采效果的关键因素,为了掌握中远距离煤层群开采双重卸压效应,以朱家店煤矿为例,采用数值模拟研究了对该矿4#、6#煤层叠加开采顶底板应力、位移及塑性区分布与演化特征。结果表明:开采4#煤层时,煤壁应力集中系数为2.0,底板塑性破坏深度及卸压深度分别为20m和62m,顶、底板位移量分别为60mm和30mm|叠加开采6#煤层时,采空区侧煤壁应力集中系数降低为1.7,底板塑性破坏深度及卸压深度分别增加至21m和68m,顶、底板位移量相对减小,顶板垂直应力较小,局部区域应力趋于0,同时,6#煤层顶板竖向位移由上向下转变,且其顶板采动破坏带与4#煤层底板破坏带相沟通,裂隙较发育。最后,经过现场瓦斯抽采工程实践,很好地验证了研究所得的双重卸压强度及范围。
基于GIS的突水系数法与AHP型脆弱指数法在应用中的对比
牛鹏堃,曾一凡,李哲,刘守强,宫厚健
煤炭工程. 2018, 50(7):  97-100.  doi:10.11799/ce201807025
摘要 ( 681 )   PDF (2099KB) ( 56 )  
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为提高煤层底板水害评价精度,以四台沟矿区开采煤层底板水害评价为例,在基于GIS技术的基础上将脆弱性指数法和突水系数法进行比较分析,选择较优的评价方法。通过GIS技术,利用脆弱性指数法在承压含水层、地质构造、底板隔水层三个层次下建立了主控因素专题图,运用层次分析法确定各项权重,并进行专题图叠加生成评价分区图,利用突水系数法得出评价分区,经过对比两者的精确度,基于GIS的脆弱性指数法更接近实际情况,对煤炭的安全开采更具有指导性。
基于矿井尺度的神东矿区地表温度分布研究
刘英,岳辉
煤炭工程. 2018, 50(7):  101-106.  doi:10.11799/ce201807026
摘要 ( 593 )   PDF (3709KB) ( 19 )  
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以神东矿区为研究对象,基于1989—2013年10月Landsat TM5/OLI 8影像为数据源,采用单窗算法定量反演矿区地表温度,并在矿区和矿井尺度上深入分析地表温度的分布特征。研究结果表明,矿区尺度上,24年间神东矿区地表温度整体呈增加的趋势,地表温度上升了10K|矿井尺度上,随着采区面积逐年增大,采区和非采区的中、高温区面积所占比例逐年增大|补连塔矿采区归一化温度小于非采区,之后差异增大,2010年后差异减小|哈拉沟矿和活鸡兔矿除2007年采区温度小于非采区外,其余时间采区均大于非采区|乌兰木伦矿采区温度平均值大于非采区,且差异性逐渐下降|榆家梁矿采区与非采区差异性下降|大柳塔矿采区温度大于非采区,2007年以前差异性呈上升趋势之后差异性下降|锦界、上湾和石圪台三个矿2007年以前采区温度均大于非采区,2010年采区小于非采区。
基于激光测量技术的掘进机航向角精度研究
陈慎金,成龙,王鹏江,李瑞,刘丹,吴淼
煤炭工程. 2018, 50(7):  107-110.  doi:10.11799/ce201807027
摘要 ( 579 )   PDF (1345KB) ( 19 )  
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为实现悬臂式掘进机位姿的高精度自主测量,建立了基于激光测量技术的掘进机位姿检测系统,并对掘进机航向角精度进行研究。介绍了测量系统的组成和工作原理|由误差传递理论及掘进机航向角解算数学模型,推导出航向角误差传递方程|并应用MATLAB进行仿真分析研究。结果表明:实验仿真与实际理论分别得出的航向角在多因素条件下测量误差变化规律基本相同,此测量系统在目前的各类掘进机定位定向方法中测量精度是最高的。完全满足目前煤矿综掘工作面对悬臂式掘进机航向角测量精度的要求。
采煤废弃地景观再生与生态重建技术研究
毛旭阁
煤炭工程. 2018, 50(7):  111-114.  doi:10.11799/ce201807028
摘要 ( 712 )   PDF (3665KB) ( 55 )  
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针对采煤废弃地带来了一系列环境问题,指出提高土地的使用率、改善废弃地的景观、创建良好的生态环境是目前比较紧迫的任务。文章以铜川市照金废弃矿区为研究对象,提出合理的采煤废弃地生态恢复重建治理方法,通过这些方法的实施,采煤废弃地生态功能和地貌单元得到有效恢复,矿区周围的环境质量明显提升,改善了当地经济发展和居住水平,也为同类采煤废弃地的恢复治理提供参考。
基于激光扫描的矿区高压线塔变形提取研究
李得军,仲崇武,查剑锋
煤炭工程. 2018, 50(7):  115-118.  doi:10.11799/ce201807029
摘要 ( 626 )   PDF (2168KB) ( 77 )  
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高压线塔属于杆状构筑物,对水平、沉降、倾斜变形非常敏感,利用三维激光扫描技术对高压线塔进行变形监测是评估其受影响程度的重要手段。试验将仿真高压线塔作为扫描对象,结合最小二乘拟合平面的试验方法,评定其三维激光扫描单点定位精度,以及分析在不同距离、密度下的单点定位精度,并给出了数据提取与倾斜分析的具体方法和步骤,为真实扫描提供一种辅助决策作用。结果表明:对高压线塔的数据采集适合将测站设在10m左右,密度设置在0.002m左右|实验以西南塔腿为例,研究得出在水平投影上变形最大。
基于EDEM振动床面振动参数的研究分析
王新文,朱国辉,于驰,徐广译,宋洁尘
煤炭工程. 2018, 50(7):  119-123.  doi:10.11799/ce201807030
摘要 ( 752 )   PDF (1687KB) ( 127 )  
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为了研究振动床面振动参数对物料质量流率的影响以及抛掷强度对颗粒群速度分层的影响,通过EDEM软件对振动床面的振动参数进行模拟分析。结果表明,物料的质量流率与振幅、频率均呈近似线性关系,与振动方向角呈非线性关系,且振幅、振动方向角和频率对物料质量流率的影响程度逐渐减小。颗粒群的速度沿高度方向呈梯度分布并且随抛掷强度的增大而增大,越靠近床面物料的返混区域受抛掷强度的影响越明显。
机械化采制样现状与发展趋势分析
赵忠辉,王阳阳
煤炭工程. 2018, 50(7):  124-128.  doi:10.11799/ce201807031
摘要 ( 903 )   PDF (5026KB) ( 67 )  
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针对目前机械化采制样装备日益多样化的现状,介绍了机械化采制样行业出现的集成化、移动化发展趋势以及新出现的煤质-采制样系统维护综合服务业务,对端部采样、采制化一体在线检测技术和智能分析实验室等新兴的采制样技术进行了阐述,同时分析了煤质-采制样系统维护综合服务业务的优点。重点阐述了集成化、移动化趋势下,目前各种机械化采制样设备的系统构成,以及采制化一体在线监测技术和智能分析实验室等新兴技术的特点。经过30多年的研究与应用,机械化采制样系统从初期的研发-销售模式,已经进入根据客户需求进行定制化的多样性发展阶段。最后,随着市场个性化需求的增加,在线检测技术、机器人技术的不断发展以及煤质-采制样系统维护综合服务业务的开展,机械化采制样行业将从系统构成、采制化一体在线检测、智能分析实验室和业务模式等各个方面得到长足发展。
煤化程度对煤样热解焦油组成特性的影响
张志刚
煤炭工程. 2018, 50(7):  129-132.  doi:10.11799/ce201807032
摘要 ( 493 )   PDF (1468KB) ( 55 )  
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为研究煤化程度对煤样热解焦油组成特性的影响,采用热分析装置对不同变质程度煤样进行热解实验。在此基础上,采用气相色谱质谱联用分析仪(GC-MS),研究了煤样热解焦油的组成特性。结果表明:随着煤样煤化程度增大,焦油中重质组分含量(沸点>360℃)逐渐降低,而烟煤S热解焦油中轻油(<170℃)、酚油和萘油(170~230℃)、洗油(230~300℃)含量略高于褐煤NM和烟煤XJ、HL。四种煤样热解焦油中含有2个和3个苯环结构的芳香化合物含量较含有1个苯环的芳香化合物含量低,且随着煤样中碳含量而逐渐增大。
马莲台煤热解过程中硫元素的迁移分析
冯盛丹,樊建江,李平,等
煤炭工程. 2018, 50(7):  133-136.  doi:10.11799/ce201807033
摘要 ( 819 )   PDF (1447KB) ( 70 )  
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针对马莲台煤热解过程中硫元素的迁移规律进行研究,利用中低温热解试验获得了不同热解终温时原煤中硫元素的迁移去向和迁移比例,并研究了热解终温对硫元素迁移比例的影响和不同形态硫在产物中的转化。结果表明:热解终温在400~800℃,原煤中53%~63%的硫被固定在固态煤焦中|随着热解终温的升高,煤中硫元素向气、液相热解产物中的迁移比例有所升高,650℃时迁移比例达到约46%|经分析表征,煤焦中的硫元素主要以有机硫的形式存在,其中噻吩含量最高。
酸处理对蒙东褐煤结构的影响
朱小倩,田军鹏,刘越,等
煤炭工程. 2018, 50(7):  137-141.  doi:10.11799/ce201807034
摘要 ( 727 )   PDF (2660KB) ( 62 )  
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为探究褐煤吸附处理有机废水中酸处理对煤质特性的影响,以蒙东褐煤为研究对象,采用了不同浓度的盐酸、硝酸溶液对煤样进行处理,并利用全自动氮气吸附仪(BET)、电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对原煤及酸处理煤进行了结构表征,分析了酸处理前后褐煤的孔结构、表面官能团以及表面形貌三方面的变化规律。结果表明随着酸浓度的提高褐煤比表面积、总孔容先稍有增加,随后逐渐降低|较高浓度盐酸处理煤平均孔径相较原煤有所增大,而硝酸处理煤平均孔径普遍有所减小。酸处理后的褐煤,C—C与C—O基团所占比例减少,C=O基团则增加,且硝酸处理变化更为明显。室温酸处理使褐煤的粒径均一性得到改善,褶皱有所减少,在一定程度上改变了煤的物理化学结构,且硝酸较盐酸作用更为明显。
基于主成分-线性回归分析的煤炭热值预测模型研究
李祥,杜政烨,刘翠茹,茌方,袁翠翠
煤炭工程. 2018, 50(7):  142-146.  doi:10.11799/ce201807035
摘要 ( 837 )   PDF (1532KB) ( 85 )  
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以163组煤质分析数据为研究对象,利用主成分分析法获得煤的工业分析和元素分析数据的前三个主成分。采用线性回归法研究这三个与煤炭热值的关系,进而建立煤炭热值预测模型,并检验其适应性。结果表明基于主成分-线性回归分析提出的煤炭热值预测模型具有较好的适应性。
煤层气藏储层形状因子的推导与论证
蔡龙,夏日桂
煤炭工程. 2018, 50(7):  147-151.  doi:10.11799/ce201807036
摘要 ( 743 )   PDF (1880KB) ( 148 )  
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目前广泛使用于双孔隙模型中的形状因子主要是基于常规油气藏储层条件的,并不完全适用于煤层气藏的模拟。文章以双孔隙模型的基础单元为模型,即一个二维或者三维的基质网格被高导流能力裂缝环绕的模型,同时考虑达西渗流、分子扩散运动、气体解吸附效应、滑脱效应等多种渗流机理,推导适合煤层气藏双孔隙模型的形状因子,并且使用精细网格数值模拟的方法对该形状因子进行验证。通过假设在二维/三维矩形网格中的流动近似为柱状径向流和球状球向流流动和通过线性化处理部分系数,求得模型的解析解从而得出二维/三维模型的形状因子分别为18.17/L2和25.67/L2。使用精细化网格模拟方法,将本文推导的形状因子对比目前广泛使用的形状因子(Warren and Root,Lim and Aziz,Kazemi et al.),精确度都有了明显的提升。
装备技术
大倾角液压支架防倒防滑机构及安全防护装置研究
孙建和,张国志,赵琪,解宏林
煤炭工程. 2018, 50(7):  152-154.  doi:10.11799/ce201807037
摘要 ( 748 )   PDF (1360KB) ( 74 )  
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为解决倾斜及急倾斜煤层工作面综采设备稳定性和工作人员安全防护难题,在全面总结多年来大倾角综采工作面工程装备应用实践的基础上,开展倾斜综采工作面装备技术系统性研究,完整地开发出了倾斜煤层综合机械化开采工艺的安全可靠技术装备。采用了大倾角液压支架的防倒防滑机构,探讨了安全防护装置在倾斜综采工作面的研究设计及应用。有效解决了该条件下综采设备使用中稳定性控制,实现了在倾斜煤层条件下安全高效开采。
带式输送机新型张紧装置的分析与设计
宰守香,申俊
煤炭工程. 2018, 50(7):  155-157.  doi:10.11799/ce201807038
摘要 ( 631 )   PDF (1283KB) ( 111 )  
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为提高带式输送机张紧装置的使用性能,在分析目前带式输送机张紧装置常见形式及其特点的基础上,文章介绍了一种新型长距离、大运量和高带速带式输送带的张紧装置。该张紧装置以电动式张紧装置为基础,将永磁同步电机和减速器集成到张紧滚筒内部,实现张紧装置一体化。该一体化自动式张紧装置的创新设计主要包括:执行机构的新型设计|电机的选型|张紧滚筒的设计及验证。并在设定钢丝绳最大静力为100kN的基础上,建立张紧滚筒模型并进行有限元分析,验证了滚筒设计的可行性。最后指出张紧装置的智能化是未来的发展方向。
基于自适应算法驱动器的矿用机器人运动控制
赵建伟,项远城,张冬顺,于鹏,杨思宇
煤炭工程. 2018, 50(7):  158-162.  doi:10.11799/ce201807039
摘要 ( 737 )   PDF (1891KB) ( 39 )  
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为了使机器人能够更好地适应矿山的工作环境,代替人类执行地质探测、安全巡检等任务,设计一种矿用智能机器人运动控制系统。该系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统指的是作为运动控制载体的纵臂式弹性悬挂系统,它包括机械结构和伺服驱动系统两部分。软件系统主要是基于伺服驱动器的HD控制算法采用软件编程实现对机器人的运动控制。为了验证机器人运动控制的可行性,笔者对该系统进行了数学建模以及MATLAB仿真实验。为了检测该运动控制系统的实用性,笔者对伺服电机分别做了扭矩校核和速度仿真实验。实验结果表明,该系统结构简便,性能平稳可靠,适宜在矿山实际环境中工作应用。
防爆铅酸蓄电池铲运机的优化改进设计
郝志军
煤炭工程. 2018, 50(7):  163-167.  doi:10.11799/ce201807040
摘要 ( 590 )   PDF (1569KB) ( 39 )  
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铲运机的工作机构往往影响着清理浮煤的效率,文章针对在前期工业性试验期间铲运机工作时的突出问题进行分析,并进行了技术改进和设计计算。详细介绍了改进后的铲运机的工作机构和部分重要器件的工作原理,并进行了铲运机铲斗装载阻力计算和倾翻油缸的浮动作用校核。经神东大柳塔煤矿使用验证得知改进工作机构后的铲运机能很好地满足井下清理浮煤和搬运货物的需要,为生产提供了极大的便利,提高了工作效率。
工程管理
我国煤炭市场运行趋势研究与展望
朱吉茂,李瑞峰
煤炭工程. 2018, 50(7):  168-172.  doi:10.11799/ce201807041
摘要 ( 907 )   PDF (1357KB) ( 47 )  
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煤炭在我国能源结构中占有重要地位,为研究未来一段时间煤炭市场运行趋势、促进煤炭行业健康发展,文章对2001年以来我国煤炭市场运行情况进行了回顾,认为历史上煤炭市场波动幅度大|详细阐述了导致煤炭市场剧烈波动的原因,分析了煤炭市场波动带来的危害|对影响未来煤炭市场走势六大主要因素进行了详细分析和预测,研究认为有利于我国煤炭市场平稳运行的因素在增强、煤炭市场波动幅度有望下降,建议在继续坚定不移推动去产能、进一步提高产业集中度、加快推进煤电联营、继续动进煤炭销售长期协议、加强进口煤研究等方面仍需努力。
基于大数据分析的煤矿安全风险预测系统研究
郜彤,刘传安
煤炭工程. 2018, 50(7):  173-176.  doi:10.11799/ce201807042
摘要 ( 758 )   PDF (1249KB) ( 152 )  
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为了进一步提高煤炭企业对重特大事故的预测预警能力,加快企业的风险管理向事前预防型转变,统筹国家层面煤矿安全监管及巡检稽查工作,通过对煤矿安全风险预测和大数据分析技术的深入研究,基于大数据分析平台构建了煤矿安全风险预测系统。该系统可对煤矿安全生产态势进行动态展现,对煤矿事故规律进行挖掘展现,对煤矿事故风险进行预测展现,对事故网络舆情进行监控展现以及预测数据的综合管理展现等,与同类系统相比,基于大数据分析构建的预测系统在事故规律挖掘、舆情监测监控、生产调度指挥决策等方面具有一定的优势,能够有效的提高安监部门和煤炭企业的风险防控能力和决策效率。
环境规制、低碳技术创新与煤炭消费碳减排的动态关系研究
项露,王聪
煤炭工程. 2018, 50(7):  177-180.  doi:10.11799/ce201807043
摘要 ( 525 )   PDF (1266KB) ( 52 )  
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基于低碳背景运用VAR模型研究环境规制、低碳技术创新和煤炭消费碳减排的动态关系。结果表明:我国环境规制和低碳技术创新促进煤炭消费碳减排是循序渐进的过程,其中,环境规制发挥作用有延迟,低碳技术创新的作用更显著,但二者的促进作用均存在可以上升的空间。煤炭消费碳减排亦能反向影响环境规制强度和低碳技术创新,但其反向驱动低碳技术创新动力稍弱。
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