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当期目录

2018年 第50卷 第9期 刊出日期:2018-09-20
设计技术
特大型煤矿主井井底箕斗装载硐室设计及工程实践
仲松,张学会
煤炭工程. 2018, 50(9):  1-3.  doi:10.11799/ce201809001
摘要 ( 672 )   PDF (1636KB) ( 129 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
基于红庆河煤矿井底箕斗装载硐室围岩条件及地应力条件,分析了硐室结构优化的可能性,采用现场调研、数值模拟和现场实测等分析方法,设计提出了硐室“断面简单化、个数单一化、受力合理化”设计理念。通过工程实践表明,与传统箕斗装载硐室相比,该硐室设计理念及布置形式能大幅度降低硐室复杂程度,简化箕斗装载硐室施工程序,降低了施工难度,提高了硐室适用围岩应力变化的能力,满足特大型煤矿箕斗装载硐室对空间、安全、运行、工作环境的要求。
小保当煤矿大采高综采支架工作阻力确定
唐仁龙,李龙清,丁自伟,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  4-7.  doi:10.11799/ce201809002
摘要 ( 1158 )   PDF (1504KB) ( 120 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
为合理确定小保当煤矿大采高综采面支架工作阻力,针对小保当煤矿2-2煤层的具体情况,采用物理相似模拟、数值模拟实验和理论计算相结合的方法,对小保当5.0m大采高工作面矿压显现规律及支架工作阻力进行研究。研究得出小保当矿基本顶初次垮落步距68m,周期垮落步距为16m,增载系数为1.31,来压显现强度中等。综合分析,若选用1.75m×4.75m支架,确定大采高综采工作面支架工作阻力为14000kN。由于采高较大,基本顶岩性较坚硬,来压期间基本顶下位岩层形成“悬臂梁”结构,“悬臂梁”断裂时,其重量全部由支架承担,支架载荷大。研究结果为同类地质条件支架工作阻力选型提供了借鉴。
下峪口煤矿11#煤层带压开采可行性研究
李泽民,王毅
煤炭工程. 2018, 50(9):  8-11.  doi:10.11799/ce201809003
摘要 ( 589 )   PDF (1389KB) ( 59 )  
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针对下峪口煤矿在开采11#煤层时受到底板奥灰水突水的威胁,分析了下峪口煤矿的含水层、隔水层特征及其充水水源和充水通道,在此基础上运用突水系数法对11#煤层突水危险性进行评价。研究结果表明:11#煤层底板隔水层厚度稳定,岩性致密,阻水性能较好|11#煤层仅井田浅部一水平与以北邻近一水平边界区域煤层底板突水系数小于0.06MPa/m,为带压可采范围,井田大部分区域底板突水系数为大于0.06MPa/m的危险区与大于0.1MPa/m的极危险区,需要谨慎开采。研究结果为下峪口煤矿带压开采提供了理论指导,有利于实现安全、高效生产。
古城煤矿地面辅助风硐改造与应用
李治纬,孙凯,菅光涛,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  12-14.  doi:10.11799/ce201809004
摘要 ( 627 )   PDF (1295KB) ( 66 )  
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针对古城煤矿后期开采将面临的通风阻力增大及风硐内超风速等具体问题,通过在地面增设辅助风硐的改造方法来达到通风降阻降速的目的,其中在主井塔内安设的可拆卸式辅助风硐,既能解决箕斗更换时空间不足的问题,又能在不耽误生产的前提下满足通风降阻要求,并进一步通过具体的工程实践解决了通风问题,为具有相似问题的煤矿在通风系统改造时提供了有力的参考依据。
基于RSSI算法的井下定位方法的改进
张传伟,蔡志泉
煤炭工程. 2018, 50(9):  15-17.  doi:10.11799/ce201809005
摘要 ( 613 )   PDF (2350KB) ( 44 )  
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在介绍了几种常用无线通讯技术的基础上,提出了一种基于RSSI算法的煤矿井下无线定位方法。针对煤矿井下巷道的实际情况,指出现有算法在对于井下巷道倾斜情况下的严重误差,并提出通过对巷道中的参考节点设置参数θ来表示井下巷道的实际倾斜程度,从而实现RSSI算法斜坡测距定位。通过实验证明,该方法比常规测距定位方法更加准确,能提高井下人员及车辆的定位精度,对煤矿井下生产调度及安全生产具有重要意义。
水力分级旋流器用于粗精煤泥回收工艺探讨
郭庆江
煤炭工程. 2018, 50(9):  18-20.  doi:10.11799/ce201809006
摘要 ( 708 )   PDF (1220KB) ( 54 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
介绍了水力分级旋流器在我国的引进发展历程,阐述了其在粗精煤泥回收工艺中的作用。通过对水力分级旋流器各产品指标分析,得出由于颗粒等沉比的存在,必然导致同粒级物料轻、重产品错配,俗称“反分选”作用,进而导致粗精煤泥产品易于超灰。提出采用气动击打振动翻转弧形筛替代水力分级旋流器,方可解决该工艺中粗精煤泥灰高的问题。
沉陷区建筑间距对建筑稳定性影响的研究
孙世国,魏帅颖,张玉娟
煤炭工程. 2018, 50(9):  21-23.  doi:10.11799/ce201809007
摘要 ( 736 )   PDF (2127KB) ( 63 )  
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以老虎台沉陷区工程实例为依托,利用有限元数值模拟,对不同建筑间距下建筑物、筏板基础、地基土体的变形情况进行了分析。根据分析结果确定了最小建筑间距,证明了老虎台矿煤矸石回填地基建筑物间附加荷载的叠加作用对建筑物的稳定性有较大影响。根据模拟结果显示的筏板基础和地基土体的沉降差异可知,筏板基础协调了地基将近10%的变形量,充分证明了筏板基础的变形协调作用。
施工技术
管井降水在含水厚表土层斜井明槽施工中的应用
于新锋
煤炭工程. 2018, 50(9):  24-27.  doi:10.11799/ce201809008
摘要 ( 552 )   PDF (1663KB) ( 53 )  
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为有效控制含水厚表土层斜井明槽开挖时的涌水量,防止边、仰坡塌方,结合基坑管井降水原理,通过理论计算分析,合理确定明槽开挖段管井流量、深度及布置方式。采用管井降水降低含水厚表土层水位标高,使水位线低于明槽开挖底面,减少明槽开挖时的涌水量及土体含水量,提高土体稳定性,使土体产生固结,防止边、仰坡塌方,为斜井明槽段的顺利、安全施工奠定了基础,也为类似条件下井筒施工提供了参考。
急倾斜“三软”煤层异形断面巷道锚网索梁联合支护技术
卓军
煤炭工程. 2018, 50(9):  28-30.  doi:10.11799/ce201809009
摘要 ( 709 )   PDF (1318KB) ( 54 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
基于急倾斜“三软”煤层围岩应力呈非对称分布且顶底板强度低、煤层松软易垮的特性,提出了异形断面分布切割、锚网索梁非对称联合支护方案,通过工业性试验结果表明:在异形断面非对称锚网索梁联合支护工艺合理、参数可靠、质量有保障的前提下,能够有效地控制急倾斜“三软”煤层顶板变形破坏和高帮煤体松散垮冒,能够保证巷道施工质量与安全,同时为提高巷道掘进单进水平提供保障。
付村煤矿31001材料巷破碎段支护方式优化研究
马敬龙
煤炭工程. 2018, 50(9):  31-34.  doi:10.11799/ce201809010
摘要 ( 751 )   PDF (1496KB) ( 120 )  
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以付村煤矿3下1001材料巷为研究对象,对该段巷道矿压规律、顶板及巷道帮部围岩结构进行观测,并结合巷道所处的工程地质条件,初步确定该段巷道顶板完整程度受到3上煤层的开采损伤影响。研究分析了影响3下1001材料巷稳定的影响因素,提出了3下1001材料巷的修复支护方案,现场施工取得较好效果,巷道围岩变形得到了有效控制。
中厚煤层柔模混凝土沿空留巷矿压规律与围岩控制技术
何东升,殷术明
煤炭工程. 2018, 50(9):  39-42.  doi:10.11799/ce201809011
摘要 ( 865 )   PDF (1341KB) ( 155 )  
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为提高煤炭资源回收率,延长矿井服务年限,降低回采巷道掘进率,城郊煤矿在21404工作面轨道巷实施柔模混凝土沿空留巷技术,对中厚煤层快速推进情况下沿空巷道的围岩应力分布、变形规律及围岩控制等进行研究。研究结果表明:中厚煤层采用柔模混凝土技术沿空留巷,滞后工作面45m范围为应力集中区,顶板变形剧烈|滞后工作面约25m处应力达到最大值,顶板沉降速度最快|滞后工作面80m以外,顶板沉降趋于稳定。通过对留巷顶板及煤柱帮采取补强支护措施、巷内采取临时支护措施,提高巷道顶板整体强度,可控制上覆岩层离层、减少顶板下沉量。
动压软岩巷道围岩破坏机理及强化技术研究
许兴亮,田素川,孟毅,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  39-42.  doi:10.11799/ce201809012
摘要 ( 494 )   PDF (1616KB) ( 49 )  
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针对曹村煤矿500水平大巷动压影响剧烈、变形破坏严重的问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法,分析了软岩大巷破坏的关键诱因,研究了动压影响下围岩的变形破坏机理。研究结果表明:动压打破围岩原应力平衡并增幅围岩主应力,导致弹塑性区分界面岩体强度-应力耦合失衡,分界面向岩体内部转移,围岩破坏范围增大、承载强度弱化。针对性地提出了动压软岩巷道围岩控制理念及强化方案,矿压观测表明,强化方案应用后围岩变形量及变形速度均大幅降低,动压影响期间的巷道变形明显得到控制。
高水压大断层时效性注浆加固技术研究
刘广超
煤炭工程. 2018, 50(9):  43-46.  doi:10.11799/ce201809013
摘要 ( 551 )   PDF (1309KB) ( 25 )  
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结合九里山矿16061底抽巷揭含水层穿F16-3断层情况,通过布置钻孔探测断层的位置及产状,并在此基础上采用分次成孔、交替注浆的方式对断层进行治理,然后采用“短注短掘、先注后掘”的方式施工巷道。研究结果表明:注浆加固后钻孔涌水量降至0.003~0.30m3/min,有效降低了巷道涌水量|含水层水压由3.5MPa降至0.6~0.8MPa之间,极大的改善了该区域水文地质条件|采用“注10m掘5m”的施工方式,未发生巷道突水事故,巷道稳定性较好。
特大型槽仓基坑桩基受力实测分析
牛鹏翔
煤炭工程. 2018, 50(9):  47-51.  doi:10.11799/ce201809014
摘要 ( 416 )   PDF (1866KB) ( 73 )  
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针对某拟建特殊地层中的选煤厂产品仓边坡工程中,提出了“半逆作法”的新型结构支护形式—采用以加筋土和土钉墙作为仓壁、以排桩作为地道侧壁的新的设计结构形式。在确定相关的技术指标之后,设计了桩基监测方案,通过在桩基上布置钢筋计来监测轴力变化规律。本文基于大量长期实测数据,系统地分析了不同施工阶段桩基的受力响应以及基坑开挖过程中桩基的安全性,获得了桩基内力演变的时空规律。
生产技术
大柳塔煤矿综放工作面端头压架机理及防治技术
高士岗
煤炭工程. 2018, 50(9):  52-55.  doi:10.11799/ce201809015
摘要 ( 688 )   PDF (3042KB) ( 101 )  
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针对神东矿区大柳塔煤矿活鸡兔井12下206工作面推过上覆区段煤柱遗留联巷时的端头压架问题,采用理论分析和相似模拟的方法,对下分层综放工作面端头压架机理展开研究,结果表明,上分层采后基本顶呈现“竖O-X”破断特征,且在回采巷道一侧形成了稳定的“弧形三角块”铰接结构|而在下分层综放工作面推过上覆遗留联巷时,联巷及其围岩塑性区的存在大大缩减了煤体对“弧形三角块”的有效支撑面积,在上覆载荷作用下,“弧形三角块”由稳定铰接的“砌体梁”结构经滑落失稳而演变为“悬臂梁”结构,与此同时上覆载荷也随之施加12下206工作面端头支架,并引发压架事故。据此采用了加强端头支护强度、加大端头拉网密度和强度、优化巷道布置等措施,有效保障了工作面的安全生产。
厚煤层综采放顶煤开采工艺参数研究
王晓飞
煤炭工程. 2018, 50(9):  56-58.  doi:10.11799/ce201809016
摘要 ( 738 )   PDF (1177KB) ( 47 )  
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结合兼并重组后的龙峰煤矿实际情况,分析了矿井的地质构造、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件等,最终确定10105工作面更适合采用综采放顶煤采煤法。研究了10105工作面综采放顶煤开采工艺参数,包括采煤机割煤高度和采放比、放煤步距与采煤机截深、初次放煤步距、放煤方式、端头放煤以及工作面末采放煤等。结果表明,综采放顶煤开采更有利于矿井的安全高效开采,有利于提高煤炭资源回收率,可为类似赋存情况煤层的开采方法提供了借鉴。
胡底煤业L型井采空区瓦斯抽采技术研究
刘毅,张晓铭
煤炭工程. 2018, 50(9):  59-62.  doi:10.11799/ce201809017
摘要 ( 958 )   PDF (1496KB) ( 40 )  
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为加强胡底煤业1301(上)采煤工作面瓦斯治理,设计并实施了一口L型井对井下采空区瓦斯进行抽采,分析和评价了L型井抽采过程及抽采效果。结果表明:L型井距离3#煤层9~12倍采高为最佳层位|L型井布置角度应与煤层倾角保持一致并尽量布置在同一岩层中时,避免穿层发生塌孔|L型井应与回风巷保持一定距离,最佳距离在40~70m|L型井能有效降低上隅角及工作面回风流中的瓦斯浓度,瓦斯抽采效果明显。研究成果为将来L型井的设计及施工提供了良好基础和借鉴。
多灾害耦合矿井强冲击灾后恢复治理技术研究
邵轩
煤炭工程. 2018, 50(9):  63-66.  doi:10.11799/ce201809018
摘要 ( 970 )   PDF (1378KB) ( 37 )  
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针对多灾害耦合矿井发生冲击地压后工作面恢复难度大的现状,在多方调研、尊重科学的基础上,制定出“分次启封、逐段锁风、注氮惰化、稳步推进”的灾后治理方案,研究了水封巷道锁风启封、大流量注氮抑爆、密闭区瓦斯预抽、压差在线监测、联合强支护技术等全负压通风前灾害治理技术以及全负压通风后调节风窗均压技术,并且详细描述了启封过程。结果表明:采用该技术顺利实现了多灾害耦合工作面灾后的快速恢复,为工作面早日安全复产提供重要保障。
松软不稳定煤层综采工作面煤壁片帮机理及防治研究
雷武林,余岚,焦彪,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  67-70.  doi:10.11799/ce201809019
摘要 ( 995 )   PDF (1435KB) ( 68 )  
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为了研究松软不稳定煤层条件下煤壁片帮严重问题,针对某矿综采面煤壁片帮和端面冒落特征,分析了煤壁片帮的现状和影响因素。研究了煤壁的受力特征,建立其力学模型,探究了煤壁片帮的机理,提出了几种煤壁片帮治理方案,综合对比分析后,采用了以煤壁注马丽散方式为主,优化综采工作面参数为辅助手段的综合防治措施。现场试验结果表明,实施煤壁片帮综合防治措施后,片帮深度超过0.7 m 的严重片帮完全消除,片帮范围由占工作面总长度约35%降低到5%,片帮发生几率明显降低,保证了工作面正常回采,经济、安全效益得到显著提高。
范各庄煤矿选煤厂精煤配煤技术研究
李海军
煤炭工程. 2018, 50(9):  71-74.  doi:10.11799/ce201809020
摘要 ( 962 )   PDF (1158KB) ( 124 )  
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为提高范各庄矿自产炼焦精煤的灰分和产率,根据自产原煤以及优选出的外来煤煤质特性、可塑性等指标的差异,以满足炼焦煤可塑性指标为前提,对配煤后的可塑性指标以及煤的岩相进行分析,结果表明,目标灰分为11%时,同煤种的混配以孟南庄肥煤效果最佳,混配可提高自产精煤产率7.88%,不同煤种的混配以外蒙4#煤效果最佳,混配可提高自产精煤产率4.90%,混后的精煤符合简单混合肥煤的指标,效果显著。
基于管道输送的CFB锅炉掺烧煤泥发电的工程实践研究
郝雪弟,周国昊,梁泽楠,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  75-78.  doi:10.11799/ce201809021
摘要 ( 839 )   PDF (1291KB) ( 54 )  
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基于管道输送的CFB锅炉掺烧煤泥发电是煤泥资源化利用的最佳途径。但管道输送煤泥阻力大、输送距离近,难以满足未来煤炭行业朝着煤电一体化发展的需要。减小煤泥管道输送阻力,增加输送距离需求迫切。掺烧煤泥对CFB锅炉性能产生影响,工程人员认识不全面、不系统的问题突出。针对上述问题,文章提出滑移层特性是影响煤泥管道输送阻力的关键因素。设计了滑移减阻效应测试装置,揭示了输送阻力与滑移层厚度之间的关系,提出了工程应用滑移层厚度的推荐值。从床温、床压、锅炉效率等八个方面归纳了掺烧煤泥对CFB锅炉运行性能的影响,为电厂应用CFB锅炉掺烧煤泥技术提供理论参考。
研究探讨
厚硬岩层控制下不规则断层煤柱冲击危险性研究
韩亮,辛崇伟,梁开山,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  79-82.  doi:10.11799/ce201809022
摘要 ( 854 )   PDF (1607KB) ( 42 )  
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根据矿压理论构建了断层构造应力及采空区转移支承压力计算模型,以典型冲击地压矿井为例,将二者耦合叠加得到了厚硬岩层控制下不规则断层煤柱应力分布情况,进而分析了冲击危险性。结果表明:应力峰值距采空区133m,达到62MPa|西侧距采空区75~239m为冲击危险区,东侧距采空区60~239m为冲击危险区,高位关键层未充分断裂是导致支承压力升高的主要原因。通过现场监测数据对计算结果进行了验证,该结果可作为冲击危险防治的理论依据。
动载诱发近直立煤层水平分段开采冲击矿压的数值模拟研究
李安宁,窦林名,王正义,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  83-87.  doi:10.11799/ce201809023
摘要 ( 720 )   PDF (2877KB) ( 45 )  
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针对近直立煤层特殊的赋存条件和水平分段开采的技术条件,建立顶底板夹持梁的力学模型,对诱发冲击的动静载力源进行简要分析。基于分析结果采用FLAC3D数值模拟方法分析了动载作用下近直立特厚煤层工作面煤体应力、位移等的动态响应特征,进而揭示了冲击显现机制。结果表明:在顶底板围岩破裂产生震动效应传播而来的冲击载荷扰动下,近直立煤层工作面底煤水平应力先升高后瞬间大幅降低,垂直位移也突然增大,煤体自身平衡状态被打破,易诱发冲击显现。基于近直立煤层冲击诱发机制,提出了煤体卸压爆破和顶、底板预裂爆破等解危措施并在现场实施,解危效果显著。
大采高综采工作面片帮机理及控制技术研究
张凌云
煤炭工程. 2018, 50(9):  88-90.  doi:10.11799/ce201809024
摘要 ( 810 )   PDF (1415KB) ( 40 )  
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针对三道沟煤矿85201大采高工作面片帮严重的问题,结合工作面实际条件,通过理论分析了煤壁片帮发生的力学机理,通过数值模拟研究了不同采高、支护强度、推进速度对工作面煤壁片帮的影响,研究结果表明,采高越小、支护强度越大、推进速度越快,工作面煤壁越稳定。最后,依据三道沟85201工作面的实际情况,提出了煤壁片帮控制措施,有效的保证了矿井的安全生产。
基于风险界面理论的煤与瓦斯突出风险研究
邢媛媛,张飞飞,邱黎明
煤炭工程. 2018, 50(9):  91-95.  doi:10.11799/ce201809025
摘要 ( 513 )   PDF (1636KB) ( 28 )  
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为了防止煤与瓦斯突出的发生,利用风险界面理论对煤与瓦斯突出的风险因素进行分析,得出了煤与瓦斯突出与地质构造、瓦斯、煤层性质、瓦斯放散初速度、瓦斯涌出初速度、突出征兆、发生地点、防突措施等因素之间交互作用频繁,转化为事故的概率极高,需要系统防范。并在此基础上建立煤与瓦斯突出危险因素鱼骨图,揭示了风险与事故的内在关联。
基于Aquifer Test的底板放水试验参数计算与评价研究
田增林,黄选明,曹海东,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  96-100.  doi:10.11799/ce201809026
摘要 ( 745 )   PDF (2504KB) ( 62 )  
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为了提高放水试验参数计算的精度和速度,基于地面抽水试验和井下底板放水试验在水文地质参数计算中的相似性,将抽水试验中常用的Aquifer Test求参软件用于宁东灵新煤矿底板承压含水层放水试验的参数求解中,分别采用了标准曲线对比法、直线图解法和水位恢复法对渗透系数K和贮水系数μ*进行了拟合求解,并和手工方式下的计算过程及结果进行了对比和分析。结果显示,采用手工和软件计算所得参数的平均值总体上无较大差异,但手工方式在不同方法下的拟合结果存在较大的离散性和不确定性,而Aquifer Test软件由于融合了人工拟合和机器拟合两者的优势,所得结果精度显著高于前者,同时较前者具有操作过程简易、计算结果同步等优点,适合在有多个观测孔的底板放水试验参数计算中推广应用。
人工冻结红砂岩三轴压缩特征应力试验研究
单仁亮,宋永威,杨昊,郭志明,赵伟,陈帆
煤炭工程. 2018, 50(9):  101-106.  doi:10.11799/ce201809027
摘要 ( 641 )   PDF (1729KB) ( 122 )  
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为研究不同温度、围压条件下西北人工冻结红砂岩特征应力的变化规律,采用冻三轴试验机对红砂岩进行不同温度(-15℃、-10℃、-5℃及10℃)、不同围压(4MPa、8MPa及12MPa)试验,并对应力应变曲线各特征应力阈值进行统计分析。研究发现:起裂应力随温度升高先增大后减小,扩容应力及峰值应力均随温度的增大而降低|起裂应力、扩容应力、峰值应力均随着围压的增大而增大,起裂应力、扩容应力与峰值强度比值均随着围压的增大而减小|起裂应力与峰值强度比值分布较广,最低为0.373,最大为0.721,扩容应力与峰值强度比值均集中在0.9附近|可释放弹性应变能占应变能的69.79%~98.51%,耗散能较小,峰值点后,可释放弹性应变能急剧释放,耗散能急剧增大,试样最终破坏。
深厚冲积层人工冻土力学性能试验研究
宋朝阳
煤炭工程. 2018, 50(9):  107-111.  doi:10.11799/ce201809028
摘要 ( 758 )   PDF (1701KB) ( 51 )  
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为了获得深厚冲积层的冻土物理力学参数,从施工现场获得了十个层位(-193~-624m)的原状土样,在实验室中完成了十个层位重塑土冻结后的物理力学参数测试。试验结果表明:相同冻结温度条件下,第2层冻土冻胀力最大,第8层冻土冻胀力次之,而第9层冻胀力最低|第5土层冻结后单轴抗压强度最高,地层冻结稳定性较好,相比较第8层单轴抗压强度最低,地层冻结稳定性较差|第4~6层土层的粘聚力受冻结温度影响较为敏感|-15℃的冻结土层条件下,不同恒定应力剪切时第3、4、5层黏土的剪切蠕变变形量相对较大。地层土层结构特征、含水率、温度、应力与时间是影响冻土强度的关键因素。
煤低温氧化耗氧速率影响因素及灰色关联性分析
谭波,张飞超,孟帅,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  112-0116.  doi:10.11799/ce201809029
摘要 ( 576 )   PDF (1430KB) ( 112 )  
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煤低温氧化是一个复杂的动态过程,为准确研究煤低温氧化过程中的影响因素,通过设计对比实验,研究了温度、粒径和氧浓度对耗氧速率的影响|并通过灰色关联度分析法对实验数据进行定量分析,分别计算了温度、粒径和氧浓度三者与耗氧速率的关联度,结果表明:粒径与耗氧速率的关联度系数最大,氧浓度次之,且两者较为接近,温度与耗氧速率的关联度数值最小。
基于BP神经网络的液压支架支护位姿运动学分析
李海锋
煤炭工程. 2018, 50(9):  117-120.  doi:10.11799/ce201809030
摘要 ( 492 )   PDF (2008KB) ( 96 )  
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分析了在复杂多变的采煤工况条件下,液压支架位姿空间内变量受到驱动空间变量的耦合影响以及位姿解算应用存在的问题,设计一种基于BP神经网络的位姿空间到驱动空间的非线性转换模型,通过正向运动建立训练数据集,构造逆运动模型,能够精准快速的实现其位姿运动学计算,从而实时检测液压支架支护位姿。实验仿真结果表明,该方法控制支架位姿相对于传统方法,快速精确,提升了工作效率,为感知和调控支护位姿与跟机调控提供理论支撑。
国产煤用分级破碎设备的技术现状与发展趋势
王保强,王国法,李朋
煤炭工程. 2018, 50(9):  121-123.  doi:10.11799/ce201809031
摘要 ( 671 )   PDF (3189KB) ( 138 )  
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文章论述了我国分级破碎设备的技术现状与发展趋势,其总体结构基本成熟,耐磨材质性能大幅提高,关键零部件可靠性大幅提高,且控制系统不断完善|并从现场适应性程度、腔体结构、粒度调整、齿型结构等方面分析了国内外分级破碎装备的技术异同点,提出了颗粒破碎模拟试验和完整的研发体系建设是未来的技术研究重点。
煤矿井下探测作业机器人轨迹粒子群规划方法研究
梁玉柱 梅益 杨幸雨 罗宁康
煤炭工程. 2018, 50(9):  124-127.  doi:
摘要 ( 419 )   PDF (1294KB) ( 40 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
针对煤矿井下非结构化、不确定和复杂的未知环境作业轨迹规划问题,提出了一种基于粒子群算法的机器人轨迹规划与优化方法。建立机器人动力学模型,通过将机器人运动学约束转化为三次样条插值曲线的控制关键点约束的非线性约束优化问题,利用三次多项式插值拟合曲线,通过粒子群算法和惩罚函数法相结合,采用自适应函数控制插值收敛速度,得到一条满足实际工况要求的最优时间轨迹。研究结果表明,该方法有效地解决了煤矿井下复杂环境的机器人时间最优轨迹优化问题。
基于解析法的矿用电机车盘式制动器瞬态传热特性研究
陈继涛,宋海燕,刘纪新,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  128-131.  doi:10.11799/ce201809033
摘要 ( 366 )   PDF (2629KB) ( 46 )  
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为提升制动器瞬态温度场的计算效率和精度,采用二维瞬态传热微分方程表达动态对流换热条件下的制动器传热特性,根据制动盘结构(端面和通风槽)以及空气流动状态(层流和湍流)建立散热边界条件,相比于传统的经验法更接近真实条件。基于PDE方法求解制动器的二维传热数学模型,得出不同制动压力和运行速度下的制动器瞬态温度场特性。台架试验结果表明,该研究方案具有较高的计算精度。
坑中坑基坑变形规律相似实验与数值模拟研究
安博,王龙康
煤炭工程. 2018, 50(9):  132-135.  doi:10.11799/ce201809034
摘要 ( 471 )   PDF (3179KB) ( 48 )  
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“坑中坑”基坑支护是新时期典型工程问题,但更多依赖于工程经验。文中针对“坑中坑”基坑的工程问题,现场取样并实验室建立尺寸为1.77m×1.72m×1.35m的物理模型,分析外坑和内坑的水平竖直变形规律,基于FLAC3D数值模拟了支护条件下基坑的应力分布及位移变化。研究得出,基坑变形随深度变化,水平变形呈现“纺锤”形,竖直变形逐渐减小,A方向的变形最大,B方向次之,D方向再次之,C方向最小。内外坑土体卸荷状态叠加,增大了基坑的整体应力梯度,导致土体变形量的增大。
褐煤分子吸附水分子多聚体的机理
王桂林,周连升,赵越,周义刚
煤炭工程. 2018, 50(9):  136-140.  doi:10.11799/ce201809035
摘要 ( 801 )   PDF (2845KB) ( 197 )  
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为研究水分在褐煤中的赋存规律,应用包含色散矫正的密度泛函理论(DFT-D3)研究了水分子多聚体在褐煤分子表面的吸附机理。对褐煤分子表面吸附水分子多聚体的平衡构型进行结构优化,通过约化密度梯度(RDG)图形化显示和判断水分子多聚体在褐煤分子表面的吸附作用类型,通过AIM理论得到吸附作用的拓扑参数并判断吸附作用的类型及强度,通过能量分解分析(EDA)得到各项能量在总吸附能中所占的比重。研究结果表明:水分子多聚体主要通过氢键作用吸附在褐煤分子表面,范德华力在吸附过程中的贡献较小。褐煤分子表面的羧基和羟基官能团为水分子多聚体提供主要的吸附位点。水分子多聚体吸附在褐煤分子表面会形成多个氢键,且吸附能大于单个水分子。水分子与褐煤分子在排斥力与吸引力的共同作用下形成稳定的平衡构型,且静电作用在吸引作用中占据主导地位。
直线筛筛网的空间运动轨迹计算及仿真
汪洋,闫宏伟,马建强,彭方现,李亚杰,袁飞
煤炭工程. 2018, 50(9):  141-144.  doi:10.11799/ce201809036
摘要 ( 688 )   PDF (1613KB) ( 44 )  
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为详细了解筛网在空间中的运动轨迹,根据刚体动力学理论,推导出筛网上任意点在空间中的运动轨迹方程,基于实体建模技术和虚拟样机技术对筛网上任意点进行了运动轨迹分析。结果发现:当激振力不通过振动筛机体质心且置于机体两侧时,筛网上任意点的运动是随机体质心的平动和绕各个坐标轴转动的合成运动,通过调节偏振块与振动筛机体质心的相对位置,实现筛网上任意点在激振力的作用下做椭圆率互不相等的类似椭圆轨迹运动,实现了筛网在入料口的振幅达到2mm,有利于物料分层。
我国煤炭港口振动给料机的应用分析
史伟彬,吴蛟,于驰,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  145-149.  doi:10.11799/ce201809037
摘要 ( 690 )   PDF (1401KB) ( 175 )  
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为了研究我国煤炭港口两类常用的振动给料机的性能特点,从颗粒在振动床面上的受力分析入手,获得物料滑行、跳跃和静止的始终分界点,利用解析及几何方法,求出物料运动平均速度|根据给料机的实际结构尺寸,确定了最大给料粒度、最大给料量、几何安息角和功率效率、面积效率、体积效率。研究结果表明,在振动强度相同条件下,振动给料机床面上颗粒速度大约为活化给料机上颗粒速度的2倍之多|振动给料机的入料粒度、料层厚度、给料量均大于活化给料机,对流动性好的物料前者的自锁能力大于后者|振动给料机的功率效率、体积效率、面积效率和投资效率都比活化给料机高。
基于多种算法的火电厂配煤优化方法研究
付轩熠,茅大钧,印琪民
煤炭工程. 2018, 50(9):  150-154.  doi:10.11799/ce201809038
摘要 ( 801 )   PDF (1391KB) ( 97 )  
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针对解决火电厂目前电煤供应紧张、煤价成本居高不下的现状。文章通过对电厂的实际用煤展开最优炉前配煤研究,方案通过建立以掺烧煤成本最低为目标函数和机组对混煤的工业成分要求作为约束条件的配煤数学模型,利用粒子群算法的局部快速收敛特性优化遗传算法进行模型求解。其单混煤煤质工业成分间的非线性映射关系通过建立GA-BP神经网络预测模型进行预测。通过算例及误差结果证明该方法在煤质预测和求解配煤成本最低的可靠性,可对电厂实际配煤进行指导。
三种情景下煤化工产业碳排放量及强度分析
张凌云,沈群,汪鸣泉,等
煤炭工程. 2018, 50(9):  155-159.  doi:10.11799/ce201809039
摘要 ( 1095 )   PDF (1711KB) ( 56 )  
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为了研究煤化工产业碳排放量和排放强度,参考国内外研究中普遍采用的碳排放核算方法,选用实测排放因子,计算分析了2005—2015年煤化工行业的CO2排放量。运用情景分析法,以产品为视角,设置3种发展情景,预测了2020年煤化工行业的碳排放量及排放强度。结果表明:2005—2015年,煤化工CO2排放量年均增长8.12%|情景一、二、三下,CO2排放量及碳排放强度依次增加|到2020年,情景一的减排潜力为正,情景二、三的潜力均为负。说明单纯调整产品结构对提高煤化工行业的减排潜力非常有限。还需要综合运用多种减排措施如提高能源效率、加大清洁技术比例、配套去碳化技术等来提高行业减排潜力。
装备技术
新型带式输送机调偏装置的结构设计与分析
庞雨花
煤炭工程. 2018, 50(9):  160-162.  doi:10.11799/ce201809040
摘要 ( 684 )   PDF (1524KB) ( 73 )  
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介绍了目前常见的调偏装置有:自动调心托辊调偏装置、连杆式自动调偏装置、液压调偏装置、气动调偏装置,在分析上述调偏装置的基础上,为纠正输送带的跑偏提出了一种新型的调偏装置。建立了调偏装置的三维模型并介绍了调偏原理,说明了该调偏系统可以分两级进行调偏的创新性|在带宽为1000mm,线载荷为250kg/m的输送线上,利用ANSYS软件验证了调偏装置关键元件的强度,为其优化设计提供参考。
开槽导体盘式矿用永磁耦合器的研究
张娜,赵远
煤炭工程. 2018, 50(9):  163-166.  doi:10.11799/ce201809041
摘要 ( 702 )   PDF (2778KB) ( 77 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
矿用永磁耦合器的铜导体盘结构通常是无槽的,从无槽导体盘中径向路径的涡电流对转矩传递起主导作用的事实出发,文章提出一种将导体盘开槽、开槽处填充轭铁的新型耦合器结构,旨在进一步提高传动性能。在原有40kW永磁耦合器的结构基础上,将导体盘结构做开槽处理,通过Ansoft Maxwell建模并仿真,发现轭铁位置的磁感应强度明显增大,气隙之间的磁场得到了加强。进一步针对不同的开槽角度、开槽数量、槽长度来得到相应条件下的磁通密度、涡流分布、涡流损耗密度图,得出槽尺寸大小与传递转矩的关系,最终得出导体盘开槽、并在开槽处填充轭铁的结构比无槽导体盘结构获得的传递转矩较大。
防爆电控柴油机的技术特点及应用现状
范江鹏
煤炭工程. 2018, 50(9):  167-169.  doi:10.11799/ce201809042
摘要 ( 609 )   PDF (1826KB) ( 35 )  
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
随着煤矿机械化程度的不断提高,原有机械式防爆柴油机已不能满足煤矿使用的要求,防爆电控柴油机在此种背景下应运而生。文章阐述了防爆电控柴油机控制形式的选择以及其自身的一些优势|通过煤矿井下的推广应用,分析了防爆电控柴油机在井下应用时产生的一些问题,并采取了相应的改进措施|提出了防爆电控柴油机的适用条件以及在我国的应用前景。
工程管理
煤炭设计企业EPC项目的组织结构思考
张星笃
煤炭工程. 2018, 50(9):  170-172.  doi:10.11799/ce201809043
摘要 ( 663 )   PDF (1205KB) ( 120 )  
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针对煤炭设计企业转型EPC工程承包商过程中存在的诸多项目管理问题,从项目管理目标、管理内容、原组织结构等三方面论证了居于项目管理核心地位的设计企业组织结构调整的必要性|对比三种常用设计组织结构模式的优缺点,发现矩阵式结构相较职能式和项目式的设计组织优势|最后,从组织结构灵活性、权责分配、信息传递、人才管理等多方面对矩阵式设计组织结构执行过程中的若干问题给出了对策和建议。结论表明:矩阵式既考虑工程管理现实,又兼顾企业的长远发展,通过对矩阵式执行过程中问题的改进,可建立权责明确、流转顺畅的组织结构,组织优势十分明显。
煤炭企业税收负担公平性的行业比较研究
侯运炳,孙琦,樊静丽
煤炭工程. 2018, 50(9):  173-176.  doi:10.11799/ce201809044
摘要 ( 535 )   PDF (1150KB) ( 36 )  
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煤炭行业的税收公平性,直接影响该行业能否健康发展。因此,文章通过数据收集、整理与分析,探究我国煤炭采选业与国内矿采和能源相关工业行业的经营亏损情况、流转税综合税率情况、税负结构,进而分析我国煤炭企业税负公平性问题。结果发现,目前我国煤炭行业承担着较其他行业过高的税负,煤炭工业在发展过程中存在不平等竞争问题。因此,坚持税收公平性原则,降低煤炭行业税负,减轻煤炭行业的税负负担,调整税负结构,才能使煤炭企业健康有序发展。
煤炭资源税政策对煤炭企业及社会经济影响研究
樊静丽,侯运炳,孔令斯
煤炭工程. 2018, 50(9):  177-180.  doi:10.11799/ce201809045
摘要 ( 445 )   PDF (1351KB) ( 68 )  
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2014年,国家对煤炭资源税进行了由从量计税到从价计税的改革,因此对于资源税从量计征到从价计征对煤炭企业及宏观经济有何影响等问题需要开展定量研究。文章利用递归动态可计算一般均衡模型,模拟不同税率情景下社会经济受到的影响。结果表明:从宏观经济整体来看,煤炭资源税从价征收会对GDP产生负面影响,而且这种负面影响随着税率增加而以更快速度加强。从各部门的模拟结果来看,无论是产量还是利润,煤炭采选业本身都是损失最大的部门,尤其是高税率情景下对煤炭冲击非常剧烈。因此,煤炭资源税从价计征后不宜一次性设置过高税率,需同时采取配套措施来保护煤炭行业及高耗煤行业的经营。
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