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当期目录

2018年 第50卷 第11期 刊出日期:2018-11-20
装备技术
某重型掘进机截割试验分析研究
王富强
煤炭工程. 2018, 50(11):  0-0.  doi:10.11799/ce201811037
摘要 ( 800 )   PDF (1335KB) ( 166 )  
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某重型掘进机是专门用于大断面巷道掘进的硬岩掘进机,经济截割硬度可达f8~f10。为了检验其是否达到设计水平及实际截割能力,更好地用于现场实际操作使用,对其进行了假岩壁截割试验。通过试验采集了掘进机在不同截割参数下截割电机功率、液压系统压力和流量变化曲线、整机振动数据及关键部位应力变化数据,经过对试验数据的整理分析,得到掘进机整机有关参数的表现特征,从而验证掘进机设计过程中的计算与分析过程,为掘进机的设计和研究积累实际参考数据。
工程管理
煤基产业树构建与应用研究
李跃,张瑞鑫,任一鑫,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  0-0.  doi:10.11799/ce201811041
摘要 ( 389 )   PDF (1446KB) ( 126 )  
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煤炭资源型区域产业体系是以煤炭产业为核心逐步演化形成的关联性强的煤基产业体系,煤炭产业的转型升级将对其产生强大的波及效应,全面考虑煤基产业体系的构成要素和结构因素对煤炭产业能否有效转型具有重要意义。文章在产业链和产业网络等理论基础上,提出煤基产业树概念,并通过类比分析方法构建了煤基产业树模型|然后,分析了煤基产业树结构与功能以及演化机理|最后,从理论和实证两方面分析了煤基产业树在区域煤炭产业转型方向判别中的应用价值和路径。
设计技术
鄂尔多斯地区长距离缓坡副斜井开拓适应性研究
杨俊哲,辛德林,张忠文,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  1-5.  doi:10.11799/ce201811001
摘要 ( 848 )   PDF (1304KB) ( 126 )  
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结合鄂尔多斯地区各大型矿井实际开拓情况,分析了影响井筒开拓方式的主要因素,采用投资对比及模糊决策法,通过专家打分,确定缓坡副斜井开拓方式在鄂尔多斯地区的潜在适应性。结果表明,对鄂尔多斯地区及周边矿井而言,产能小于10.0Mt/a时,副井采用缓坡斜井开拓更为经济可行;产能10.0~15.0Mt/a时,550m以浅采用缓坡副斜井开拓更为经济可行,反之应采用副立井开拓;产能大于15.0Mt/a时,470m以浅采用缓坡副斜井开拓更为经济可行,反之应采用副立井开拓或副立井、副斜井多井筒副井开拓。研究结果可为鄂尔多斯地区及其它条件适宜矿区的井筒开拓方式选择提供依据。
高家堡矿井工作面底板集中泄水巷疏排水设计
盛超
煤炭工程. 2018, 50(11):  6-9.  doi:10.11799/ce201811002
摘要 ( 719 )   PDF (1443KB) ( 129 )  
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针对高家堡煤矿工作面及采空区涌水疏排难题,介绍了工作面底板集中泄水巷疏排水技术。研究了工作面底板集中泄水巷布置方式、数量、层位、断面、坡度等内容,并总结了底板集中泄水巷的主要优点及其适用条件。结果表明,布置底板集中泄水巷是解决矿井采煤工作面及采空区涌水疏排的有效途径,对保障此类矿井安全生产具有重要实践意义。
薄煤层下短距离泵送混凝土充填沿空留巷技术研究
衡多,张九雨
煤炭工程. 2018, 50(11):  10-13.  doi:10.11799/ce201811003
摘要 ( 703 )   PDF (1376KB) ( 60 )  
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根据薄煤层坚硬顶板下沿空留巷矿压显现规律,建立了巷旁支护模型:采用柔性支护理念设计临时空间的顶板,在充填体处留有一定下沉量,避免充填材料由于强度不足而被压坏。通过对比沿空留巷方案确定:采用矸石带与短距离单体支柱支护初期顶板,并将其作为混凝土充填的内侧模板,将混凝土搅拌机放置在井下的轨道巷内,极大地简化了充填系统。实践表明,泉上煤矿16701炮采工作面沿空留巷时,在井下搅拌混凝土后直接泵送至工作面,沿空留巷效果较好,基本满足下一工作面的生产需要。
综采工作面跨废弃井筒技术探析与应用
桑宗其
煤炭工程. 2018, 50(11):  14-17.  doi:10.11799/ce201811004
摘要 ( 898 )   PDF (1764KB) ( 100 )  
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针对后堡矿综采工作面回采中遇JH废弃井筒,在分析井筒、现有巷道及顶底板等开采技术条件基础上,提出综采工作面跨废弃井筒加固技术方案,即在井筒与煤层交汇处的底部采用井型木垛、锚网梁+混凝土浇筑加强支护,顶部采用锚网梁、锚索+弧形钢梁、井型钢梁、工字钢排梁密铺护顶及混凝土浇筑加强支护,形成主动支护与被动支护相耦合的整体支护方式,并在顶部充填马丽散的综合技术方案。工程实践证明,该技术方案即能保证综采工作面高效、安全、平稳跨过井筒,又能提高资源回收率,为类似条件矿井跨废弃井筒开采或回收井筒煤柱提供技术支持及施工借鉴。
生产油气井受煤矿采动影响分析与合理煤柱留设技术研究
宋文健,王伯生,李辉,王建超,李雅阁,刘航
煤炭工程. 2018, 50(11):  17-24.  doi:10.11799/ce201811005
摘要 ( 645 )   PDF (2132KB) ( 307 )  
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针对神府煤田油气重叠开采矛盾日益突出的现状,从煤炭与油气资源分布、赋存规律出发,分析了油气井保护煤柱留设的重要性,论证了依据地表移动变形实测参数进行保护煤柱设计的必要性。以禾草沟煤矿为例,对地表移动变形实测数据进行了拟合分析,得出了地表移动变形参数,并以该参数为依据进行了油气井保护煤柱计算。工作面推采过后,采用彩色钻孔电视孔内观测的方式对煤柱留设效果进行了验证,结果表明:油气井套管完好,未受到明显的采动影响,保护煤柱留设合理,能够实现煤炭与油气的安全共采。
矿井主通风机风量及负压调节方式设计
于功江
煤炭工程. 2018, 50(11):  22-24.  doi:10.11799/ce201811006
摘要 ( 1107 )   PDF (1427KB) ( 302 )  
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矿井主通风机是矿井主要耗能设备,因此在满足提供矿井生产时需要的风量、负压的前提下,应尽量保证通风机在整个服务期内始终在高效区运行。为了很好地适应在矿井生产过程中,由于工作面数量及巷道长度的变化而引起的风量和负压需求变化,保证通风机长期运行在高效区,文中给出了矿井主通风机主要的风量、负压调节方式,并介绍了适合各种调整方式的应用工况。同时针对矿井常见的几种工况,举例说明在不同工况下应如何设计风机运行方式,从而可以更好地保证风机在整个服务期内高效运行。
露天矿液压反铲台阶全高开采工作面参数优化
袁福江,袁毓泽
煤炭工程. 2018, 50(11):  25-28.  doi:10.11799/ce201811007
摘要 ( 773 )   PDF (1708KB) ( 52 )  
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基于巴基斯坦塔尔一区块露天煤矿采用7m3液压反铲—60t自卸卡车的间断工艺及台阶高度为15m的技术要求,分析了反铲及卡车的线性参数和作业特点,总结了反铲作业多种方式的优缺点和台阶全高开采的作业循环过程,按照反铲采装的技术要点要求,借助CAD绘图软件采用图解法,通过对卡车图块的做辅助线、对齐、移动、标注的制图方法和步骤,使卡车图块与反铲挖掘卸载包络曲线图块组合成比例为1∶1000图形并标注出欲求的数值,求得了台阶全高开采工作面的各参数。求得的主要参数为:当反铲最大挖掘半径14.158m、最大卸载半径13.235m,卡车高3.50m、车厢长6.011m时,下分台阶最大高度为4.742m|当台阶高度为15m时,上分台阶高度为10.258m,采掘带最大宽度为19.233m。各个参数能够满足生产要求,设备选型合理。
煤化工项目循环水冷却系统工艺对比及技术经济分析研究
张军,任相坤
煤炭工程. 2018, 50(11):  29-32.  doi:10.11799/ce201811008
摘要 ( 735 )   PDF (1309KB) ( 78 )  
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为了加强煤化工项目循环水冷却系统选型优化,从而达到节约用水、降低成本、提高经济效益的目的,选取了6种不同循环水冷却系统,通过水耗、电耗、投资和成本等对比分析,构建了总成本费用最小化的技术经济分析与评价模型。根据分析结果,测算了在满足同一冷却效果情况下,各冷却系统的总成本费用|选取水权价格、新鲜水价作为主要影响因子进行了敏感性分析,得出了相关结论。减少系统用水量进而降低水权总量是降低总成本费用的最重要手段,建议在选择冷却系统时,既要考虑当前参数和条件下总成本费用,也要兼顾未来水权、水价上涨对不同冷却系统的影响,确保系统节水效果与项目整体效益的优化协调。
施工技术
未确知测度模型在煤矿冻结法凿井风险评估中的应用
陈玮,赵金煜
煤炭工程. 2018, 50(11):  33-37.  doi:10.11799/ce201811009
摘要 ( 639 )   PDF (1281KB) ( 42 )  
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针对冻结法凿井穿过巨厚表土层建井面临的诸多不确定性风险因素,根据未确知测度理论和信息熵理论建立风险评价模型,进行风险危害程度的分级预测。根据实际情况选取19个关键风险因素作为评价指标,建立评价指标体系,依据定性和定量数据建立单指标测度函数,计算出各指标所属评价等级的测度值,运用信息熵理论计算各评价指标权重,消除评判专家的主观性和偏好性。最终,根据多指标综合测度评价向量及置信度识别准则计算出冻结法凿井的综合风险等级。将此模型应用于山东万福煤矿中,实际应用结果表明,预测结果科学合理且与现场实际情况比较相符,说明该方法切实可行,具有较强的适应性,为煤矿冻结法凿井风险评估提供一种新思路。
沿空留巷关键块大跨距下充填体参数的确定
李成海,柏建彪
煤炭工程. 2018, 50(11):  38-42.  doi:10.11799/ce201811010
摘要 ( 895 )   PDF (1728KB) ( 47 )  
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针对我国煤炭开采中存在资源浪费大、利用率低等问题,分析了沿空留巷技术中关键块大跨距断裂特征,研究选择了合理充填体强度与宽度。并以山西省兴无矿为例,分析中厚煤层关键块大跨距断裂机理,理论推导充填体静载荷公式,利用UDEC2D软件模拟分析不同宽度、强度充填体的变形规律,基于横向位移、轴向位移、轴向应力和经济效益等衡量标准对不同方案进行对比分析。研究结果表明,当充填体强度为12MPa、宽度为1.2m时,巷道围岩得以稳定控制。
断层构造应力作用下的回采巷道联合支护技术研究
郑峰
煤炭工程. 2018, 50(11):  43-47.  doi:10.11799/ce201811011
摘要 ( 532 )   PDF (3123KB) ( 49 )  
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以柳树湾煤矿11041工作面运输巷为工程背景,采用FLAC3D数值模拟方法,从巷道支护结构受力稳定性和围岩控制稳定效果的角度,分析了断层构造应力作用下的“巷道锚杆+金属网+锚索+钢筋梯子梁”联合支护方案。结合数值模拟和理论计算结果,对现有支护方案及其支护参数进行了调整,确定了科学的支护方案及参数。现场监测结果表明,采用新的支护方案后,顶底板围岩的最大移近量近190mm,两帮围岩的最大移近量202mm,巷道围岩变形呈现出“阶段时递进增长”且在150d到达基本稳定状态,技术经济效益显著。
极近距离煤层下分层巷道布置方位及支护技术研究
李中伟,张剑,周建新,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  48-50.  doi:10.11799/ce201811012
摘要 ( 865 )   PDF (1419KB) ( 81 )  
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在地质生产条件调研和地质力学测试的基础上,模拟了11#煤层工作面开采后12#煤层围岩应力分布情况,确定12#煤层巷道外错11#煤煤柱距离为2m,提出了合理的巷道支护技术,并开展了现场试验。结果表明:泰安煤矿12101运输巷采用“及时支护、高预紧力、强护表”的巷道支护技术后,顶板下沉量在35mm以内,两帮移近量在80mm以内,在掘进期间巷道变形量不大,支护方案合理可靠。
乌东煤矿坚硬岩层注水软化与效果评价研究
杨长德,李金波,张伟光,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  51-53.  doi:10.11799/ce201811013
摘要 ( 802 )   PDF (1689KB) ( 55 )  
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为解决急倾斜煤层开采过程近直立顶底板岩层破坏导致冲击地压现象,针对急倾斜岩层的危险性,在其内部开凿工艺巷,采用高压注水方法对岩层进行弱化处理,并采用微震监测和PASAT-M探测手段进行弱化效果的观测和统计。结果表明:高压注水改变了岩体的内部结构,使岩体初始强度降低|微震监测发现注水后岩柱高能事件减少,低能事件增加,能量积累程度降低,减小冲击危险性|PASAT-M探测显示在高压注水的作用下岩体内部高应力区峰值降低,低应力区峰值上升,但总体应力集中系数减小。注水软化对降低直立岩层应力集中具有明显效果,能够有效地缓解或防治直立岩层冲击地压的发生。
生产技术
厚煤层综采放顶煤开采矿压显现规律研究
杨腾飞
煤炭工程. 2018, 50(11):  54-57.  doi:10.11799/ce201811014
摘要 ( 625 )   PDF (1236KB) ( 96 )  
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为了分析沁水煤田厚煤层综放开采的矿压规律,以王坡煤矿3309综放工作面为例,利用顶板压力在线监测系统,记录工作面回采过程中周期来压步距、液压支架立柱的工作阻力变化、前后立柱受力及安全阀开启情况,综合分析厚煤层综放工作面顶板周期来压规律,提出了周期来压前工作面的安全防护措施,为王坡煤矿及沁水煤田邻近矿井综放工作面开采的顶板压力控制提供了依据。
综放工作面配风量对采空区遗煤瓦斯涌出的影响研究
范涛,刘彦青,桑聪,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  58-62.  doi:10.11799/ce201811015
摘要 ( 597 )   PDF (2532KB) ( 42 )  
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为了得到综放工作面配风量与通风方式这两个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律,以郑煤集团新郑煤电有限责任公司11208综放工作面为研究对象,建立了综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型,在验证了计算模型计算结果正确性的基础上,利用该模型对U型、U+I型、偏Y型、并列双U型四种通风方式下工作面配风量对上隅角瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、风排瓦斯巷瓦斯浓度、总风排瓦斯量的差异性进行了定量化分析,研究结果表明,U+I型、偏Y型与并列双U型通风方式有利于控制上隅角瓦斯浓度,但采空区风排瓦斯巷存在瓦斯超限隐患,研究结果对综放工作面通过配风量控制采空区遗煤瓦斯涌出措施具有重大的参考价值。
煤矿“一张图”系统开发及应用
任建刚,李瑞群
煤炭工程. 2018, 50(11):  63-66.  doi:10.11799/ce201811016
摘要 ( 1643 )   PDF (1311KB) ( 194 )  
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为了解决煤矿矿图存在的更新时效慢、交流共享困难和矿图软件多样等问题,神东煤炭集团携手科研机构研发了煤矿“一张图”系统,该系统实现了生产、机电、安全、地质、测量、一通三防等煤矿主要专业的在线协同工作,完成了煤矿各种系统矿图的集成管理以及便捷及时的更新,打破了各个不同系统矿区之间的壁垒,实现了信息共享,提高了矿井数字化水平,提升了矿井安全生产管理能力。
高压变频器和在煤矿带式输送机上的应用
蒋卫良,杨生华,芮丰华
煤炭工程. 2018, 50(11):  67-70.  doi:10.11799/ce201811017
摘要 ( 747 )   PDF (1590KB) ( 71 )  
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全面介绍了单元级联型高压变频器的设计特点、多功能型、效率、输出电能质量、可靠性、最大化可用性等,说明了这种高压变频器的优点和发展趋势。通过在大同煤矿集团公司几个千万吨煤矿主斜井大型带式输送机上的应用,介绍了高压变频传动在煤矿带式输送机上作用和优势,说明了单元级联型高压变频器国产化和煤矿专用化的必要性和重要性,同时也指出今后变频传动在煤矿带式输送机上应用的发展趋势,说明了对煤矿发展的作用与意义。
QG浅槽重介质分选机在块煤排矸中的应用研究
齐正义,郭金星,连涛
煤炭工程. 2018, 50(11):  71-73.  doi:10.11799/ce201811018
摘要 ( 442 )   PDF (1153KB) ( 160 )  
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介绍了QG浅槽重介质分选机分选块煤的优点。针对安居选煤厂动筛块煤排矸系统与末煤分选车间处理能力不配套,动筛跳汰机设备老化,分选效率低,维修成本高等现状,进行了以浅槽重介质分选机替换动筛跳汰机洗选块煤的改造,降低了块煤排矸系统的入料粒度下限,增加了块煤排矸的入洗量,提高了块煤分选精度,缓解了末煤车间的生产压力。安居选煤厂在浅槽分选机块煤分选工艺经过2个月的施工,拆除了原动筛跳汰机,安装了浅槽重介质分选机及辅助设备。现场应用效果表明该技术简单易行、可靠、分选精度高,经济效益可观。
研究探讨
煤层瓦斯强化抽采工程试验与多过程耦合渗流数值解
李志强,成墙
煤炭工程. 2018, 50(11):  74-78.  doi:10.11799/ce201811019
摘要 ( 558 )   PDF (1420KB) ( 28 )  
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为提高低渗透煤层的瓦斯抽采能力,采取了多种工程强化抽采煤层瓦斯,措施包括:高压水射流割缝卸压增渗、强化预抽、注气增压驱气、注水增湿抑制瓦斯解吸。首先在煤层底板岩巷中利用穿层钻孔实施高压水射流割缝,以提高煤体的渗透性,之后进行预抽煤层高压瓦斯|达到抽采极限时间后,采用注空气增压的方法提高瓦斯的流动能力,以增加瓦斯的抽采能力|达到注气极限时间后,采用高压注水的方式湿润煤体,达到增加煤体水分,抑制残余瓦斯解吸的目的。试验结果表明:实施强化抽采措施后,煤层渗透性提高了100倍以上,瓦斯抽采率从措施前的16.4%提高到了58.6%。多个工程实施过程中,瓦斯—注入气—水等流体的流动具有前后继承性,即后一个工程流体的渗流是在前一个工程流体渗流的终态基础上进行的。为此,提出了多过程渗流的新概念,据此建立了多过程耦合渗流力学方程,将前一个流体的渗流压力——距离终态作为后一个渗流过程的初始条件,代入后一个渗流方程进行耦合数值计算,得到了符合实际的多过程、多流体的耦合渗流数值解。计算表明:第一过程的抽采压降曲线终态为抛物线形态,可用幂函数描述,第二过程注气压力曲线初态呈现先下降后上升的波谷曲线形态,末态可用幂函数描述,第三过程的注水压力曲线为幂函数下降形态。
基于微震CT反演的冲击危险综合评价指标研究
夏双,汤中于,张晓春,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  79-82.  doi:10.11799/ce201811020
摘要 ( 626 )   PDF (1625KB) ( 118 )  
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首先介绍了微震CT反演的基本原理及相应的三个CT评价指标,然后基于微震CT反演结果和现场电磁辐射监测数据,分析了三个CT评价指标和电磁辐射强度之间的相关性,确定存在明显的相关关系。采用主成分分析方法得出了三个CT评价指标对应的三个主成分,通过各主成分贡献率大小确定采用第一主成分Y1可以有效的代替三个单一的CT评价指标。最后,采用第一主成分Y1重新对工作面冲击危险性进行评价,并发现新的冲击危险区,表明新的综合评价指标Y1更加全面可靠,对于工作面CT评价冲击危险具有重要意义。
多功能测风参数监测系统研究
马志鹏,田建艳,李何
煤炭工程. 2018, 50(11):  83-86.  doi:10.11799/ce201811021
摘要 ( 811 )   PDF (1364KB) ( 40 )  
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为了实现对风电场区域风资源评估,设计了一种多功能测风参数监测系统,从高可靠性、强扩展性的角度出发,采用PLC作为核心,对监测系统的硬件连接、数据采集、监测界面进行了设计。监测系统具有用户管理、实时监测、趋势图、报表显示和报警信息等功能。该系统特点在于对电压信号、电流信号、Modbus协议信号等都能实现采集监测,有工控机、触摸屏两种监测方式,采用工业上通用的OPC Server,能兼容其他系统的数据信息。实验表明:该系统功能齐全,在就地和远程均能实现监测,具有良好的可靠性和监测效果。
煤层预注阻化液防治煤自然发火的实验研究
张延松,解庆鑫,孟祥豹,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  87-90.  doi:10.11799/ce201811022
摘要 ( 618 )   PDF (1510KB) ( 42 )  
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为研究预注阻化液防治煤自然发火的可行性,以南屯煤矿3上煤层煤样为研究对象,通过阻化实验,初选出4种阻化剂,并利用自制的加压预注装置进行了阻化液预注实验,通过测试煤样的水分增量对比了4种阻化液的预注效果|利用煤自燃特性综合测试系统对预注阻化液前后煤样的实验最短自然发火期进行了测试,并对预注阻化液前后的煤质进行了分析。研究结果表明:阻化液的预注效果受阻化剂种类、阻化液浓度等的影响|预注阻化液能有效延长煤的实验最短自然发火期,4种阻化剂分别使煤的实验最短自然发火期延长了12.6%、10.7%、9.3%和8.1%|预注阻化液对煤质的影响在可接受的范围内。
毕节市煤矿瓦斯传感器报警特征统计分析
张攀,唐芬才,关金锋,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  91-94.  doi:10.11799/ce201811023
摘要 ( 681 )   PDF (1230KB) ( 1052 )  
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结合毕节市煤矿企业2017年以来瓦斯监控数据,针对瓦斯监控的时间、地点、原因进行了统计分析,结果发现:报警次数年度内集中在7、8、9、11月份、一天内集中在8~17时|掘进工作面、采煤工作面是瓦斯浓度最容易超限场所,分别占到报警总次数的49.7%、27.6%|传感器故障、井下停风是传感器报警的主要原因,现场放炮、打钻、顶板垮落等施工操作是导致传感器报警的次要原因。根据瓦斯传感器报警的时间、场所、原因特点,提出了煤矿安全监管监察和煤矿企业瓦斯监控管理工作的思路。
不同温度条件下煤体表面吸附甲烷的热力学分析
张仰强
煤炭工程. 2018, 50(11):  95-98.  doi:10.11799/ce201811024
摘要 ( 590 )   PDF (1413KB) ( 171 )  
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吸附热动力学参数是描述吸附过程中物质状态的重要参数。采用高压等温吸附仪对不同变质程度煤样进行了甲烷吸附等温线测定,并结合标准吉布斯自由能变化(ΔG°)、焓变(ΔH°)和熵变(ΔS°),研究了不同温度条件下甲烷在煤体表面的吸附状态。结果表明,甲烷在煤体表面的吸附属于放热的可逆物理过程,温度超过40℃后吸附量下降减缓,吸附过程多是热力学自发的,温度升高会导致吸附量大幅下降,而在高压条件下,压力降低时,煤体中的瓦斯更倾向于解吸成为自由气体状态。
西山煤田南部井田奥陶系峰峰组含水层水位与区域水位差异研究
周瑞,耿杰
煤炭工程. 2018, 50(11):  99-102.  doi:10.11799/ce201811025
摘要 ( 607 )   PDF (1282KB) ( 64 )  
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为了查明太原西山煤田南部井田奥陶系岩溶水位标高与奥灰区域水位差异的原因,采用水文孔抽水试验及水质化验分析方法并结合区内构造特点对井田内峰峰组含水层水文地质特征详细研究。结果表明:区内西北部的正断层可能沟通了太灰和奥灰含水层,造成部分地段峰峰组含水层接受太原组含水层的垂向补给,从而导致部分水文孔抽水实验所获得的奥陶系灰岩岩溶水水位标高与奥灰区域水位不一致。
新安煤田矿井充水条件时空变化规律研究
李松营,杨培,申青春,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  103-107.  doi:10.11799/ce201811026
摘要 ( 421 )   PDF (2069KB) ( 39 )  
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为了科学制定防治水对策,以区域水文地质条件时空差异为基础,并利用采矿对围岩的破坏规律,研究了新安煤田矿井充水条件的时空差异与变化规律。结果表明:水库蓄水后,49.5km2煤田和库区内小煤矿直接被淹|奥灰水压最多可提高0.2~0.5MPa,奥灰突水风险有所增加。顶板砂岩水与底板太灰水在首采工作面充水作用较强,随后逐渐被疏干|奥灰含水层随着开采区域形成降落漏斗而突水风险降低。煤田东部小窑水受水库水补给,没有可疏性|而西部不受补给,具有可疏性。煤田浅部与小煤矿采空区相邻地段,小窑水威胁采掘与矿井安全|向深部,底板隔水层承受的奥灰水压增加,突水危险性增大。奥灰含水层的折向汇流区富水性强、径流集中,突水风险高、治理难度大,是奥灰水防治的重点区域。
低成本注浆材料研制及其改性试验研究
李泽荃,杜萌洲,孟秀峰,等
煤炭工程. 2018, 50(11):  108-111.  doi:10.11799/ce201811027
摘要 ( 452 )   PDF (2516KB) ( 36 )  
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为满足回采工作面通过构造带时围岩的控制问题及加固治理的需求,针对井下工作面深孔注浆的特点研制了一种高性能廉价注浆材料,通过实验室对水泥改性液浆液粘度、结石率、浆液粘结强度、抗压强度、表观脆性的测试研究,研究结果表明:改性液的引入不仅降低注浆材料成本,而且大大提高了浆液与受注物体间的粘结强度,最终确定水泥浆液水灰比0.7∶1、水泥改性液用量15%~20%为水泥浆液的最佳配比。
矿用悬浮式气动平衡器密封与摩擦特性研究
周淑芳,孙维丽,宋爱利,于艳杰
煤炭工程. 2018, 50(11):  112-115.  doi:10.11799/ce201811028
摘要 ( 527 )   PDF (1553KB) ( 40 )  
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悬浮式气动平衡器作为重要的煤矿辅助提升装备,密封圈与气缸间的密封与摩擦特性对工作安全性和平稳性有着关键的影响。为研究密封圈密封性能以及密封圈与气缸之间摩擦特性,根据O形密封圈本构方程建立不同预压缩率条件下的静密封有限元模型,得出预压缩率、工作介质压力、摩擦系数对密封性能的影响规律。针对气动平衡器的结构特点,搭建摩擦特性测试试验平台,得出工作介质压力和运动速度对摩擦特性的影响规律,对于增强煤矿运输可靠性有着重要意义。
基于AMESim的单轨吊液压制动系统的仿真分析
庞雨花
煤炭工程. 2018, 50(11):  116-118.  doi:10.11799/ce201811029
摘要 ( 650 )   PDF (1784KB) ( 199 )  
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为单轨吊机车的制动设计了一套液压制动系统,建立了制动机构的三维模型并介绍了液压制动原理,分析了全液压制动系统在单轨吊机车上的应用|运用液压机械系统建模仿真软件AMESim建立了整个液压制动回路,设置了模型元件的主要参数并对机构的行程制动和紧急制动的响应时间和作用力进行了仿真。结果表明,启动全液压系统时,行程制动力近似线性增加|机车紧急制动时,响应时间为0.65s,行程制动缸输出力为14310N,紧急制动缸输出力达到3651 N,制动性能满足规定要求。
矿用纯电动防爆车辆续驶里程影响因素的研究
任志勇
煤炭工程. 2018, 50(11):  119-123.  doi:10.11799/ce201811030
摘要 ( 569 )   PDF (1507KB) ( 52 )  
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文章着重分析了整车参数、防爆动力电池、防爆驱动系统以及传动型式对矿用纯电动防爆车辆续驶里程的影响,提出了能够使矿用纯电动防爆车辆在当前防爆动力电池比能量较低的情况下,最大限度地提升该类车辆续驶里程的措施和方法,同时基于某型号防爆纯电动防爆车辆,完成了整车试验台与VehSpy3上位机综合性能测试,计算出等速行驶工况和王家岭辅助运输大巷多工况续驶里程的大小。结果表明:该方法能够有效提升续驶里程,为矿用纯电动防爆车辆的开发研制和普及推广提供了理论基础。
低油价下煤层气开发区块优选方法
刘键烨,罗东坤,王晓宇,等.
煤炭工程. 2018, 50(11):  124-130.  doi:10.11799/ce201811031
摘要 ( 694 )   PDF (1306KB) ( 53 )  
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国际油价的持续低迷对煤层气等非常规油气开发利用冲击巨大,煤层气开发长期处于经济可行边缘,需要政府补贴才能维持运营,因此需要选择具有经济效益的区块优先开发。以往的煤层气开发区块优选研究多是针对区块地质因素进行评估,其权重划分也不够客观,并未厘清地质因素影响经济效益的传导机制,也并未重视区块的盈利能力。因此,考虑并分别量化油价对煤层气开发过程中投入产出的影响程度,结合净现值对各种投资及成本的敏感性分析,从经济角度提供客观权重确定方法,以适应低油价下煤层气开发区块优选。选取5个煤层气区块进行方法应用,验证了方法的合理性与可行性。结果表明:煤层气区块优选应更多关注经济影响因素,使用敏感性分析的客观权重确定方法更适合低油价下以收益为导向的煤层气区块优选。
正电子发射型颗粒追踪技术在矿物加工中的应用
叶贵川,马力强,黄根
煤炭工程. 2018, 50(11):  131-135.  doi:10.11799/ce201811032
摘要 ( 736 )   PDF (5210KB) ( 93 )  
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作为检测颗粒运动行为的先进手段,正电子发射型颗粒追踪技术(PEPT)近几年已在矿物加工领域有了一定的应用。本文主要就PEPT工作原理进行了简介,总结了该技术近几年在螺旋选矿、浮选、旋流器以及磨矿等工艺中的应用,就PEPT技术在矿物加工中的应用前景进行了分析。结果表明:作为一种先进的颗粒追踪技术,利用PEPT可以直观监测到颗粒在螺旋选矿机、水力旋流器以及浮选过程中的运动规律,也能对磨机运行状态以及研磨介质运动状态进行监测,这对明确设备运行机制具有重要意义。未来PEPT技术也应在TBS分选机、摇床、调浆机等设备中用于测定和表征颗粒运动状态,利用PEPT计算研究物料特性和结构参数对颗粒运动的影响,将有利于完善矿物加工理论,为设备的优化提供指导。
煤矿用锂离子蓄电池性能测试与评价
李冰晶
煤炭工程. 2018, 50(11):  136-140.  doi:10.11799/ce201811033
摘要 ( 518 )   PDF (1514KB) ( 34 )  
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锂离子蓄电池的安全性一直是锂离子电池,特别是大型锂离子电池研制、生产、使用中的关键性问题,煤矿用锂离子蓄电池是在常规锂离子蓄电池的基础上对材料及特性进行全面的安全特性改造,确保在井下危险环境下不会发生爆炸和起火。锂离子蓄电池起火等安全隐患的主因在于单体不平衡,针对锂离子蓄电池组在充放电过程中存在的单体间不平衡问题,除了自身采用安全设计,提高安全性能外,还应放置在一个特制的隔爆外壳内,确保锂离子蓄电池出现各种极端情况不会引起其它连锁事故的发生。文章以改性的60Ah锂离子蓄电池为基础,测试不同的温度和充放电倍率对锂离子蓄电池的影响以及实际使用过程中的一致性对锂离子蓄电池性能的进行测试,并对锂离子蓄电池在爆炸环境中安全性能进行大量研究和测试,分析影响锂离子蓄电池的安全性的各种因素。
煤矸石充填复垦修复区土壤有机碳空间分布研究
吴思聪,陈孝杨,邢雅珍,宋称心,吴光龙,孟凡星
煤炭工程. 2018, 50(11):  141-146.  doi:10.11799/ce201811034
摘要 ( 763 )   PDF (1798KB) ( 74 )  
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土壤有机碳(SOC)作为表征土壤质量与生态特性的关键指标,其恢复与分布状况的研究对评估重构土壤质量变化、指导重构土壤改良具有重要意义。本文以淮南市新庄孜矿煤矸石充填复垦修复区SOC为研究对象,按照不同覆土厚度与植被类型将研究区分为10种采样区,分层采集重构土壤剖面不同深度土壤样品(0~20、20~40cm),测定其容重(BD)、含水量(WC)、pH,以及有机碳(SOC),以研究不同覆土厚度、不同植被类型对SOC空间分布特征的影响,及其与土壤理化性质的相关性。结果表明:不同植被类型下的SOC含量整体上差异显著,表层土壤(0~20cm)的SOC含量由大到小依次为草地>板栗林地>黄豆地>玉米地>水杉林地|20~40cm土层中SOC含量,草地>板栗林地>玉米地>水杉林地>黄豆地;不同覆土厚度下SOC含量在20~40cm土层中差异极显著,并随上覆土层厚度的增加而增大,最高值为覆土81 ~ 100cm的采样区(4.06 ~ 5.87g/kg),随着采样深度的增加,SOC含量逐渐减少,且随上覆土层厚度的加深,整体上的降低速率加快|上覆植被类型对研究区SOC含量的影响大于覆土厚度对其的影响|在研究区现有植被类型和覆土厚度的交互作用下对SOC的含量没有显著性的差异|SOC与pH值呈显著正相关关系,与BD呈极显著地负相关系,与WC呈正相关关系(P>0.05)。
废弃煤矿环境负效应及治理研究
尚煜,戚鹏
煤炭工程. 2018, 50(11):  147-150.  doi:10.11799/ce201811035
摘要 ( 655 )   PDF (1482KB) ( 43 )  
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我国煤矿资源大多处于中西部地区,随着煤炭矿区资源的不断开发,由废弃煤矿带来的各种环境问题及其引发的其他社会矛盾日益突出。文章通过分析诱发废弃煤矿各种环境问题的原因,将废弃煤矿环境负效应归为五大类,包括岩土体环境负效应、水资源与水环境负效应、土地资源环境负效应、地貌景观负效应和大气环境负效应,并给出每种负效应的典型图形,提出了针对环境负效应的治理措施,分别为工程治理模式、生物修复模式和生态恢复模式。
装备技术
基于一维化梁理论的提升机天轮轴力学分析
陆英
煤炭工程. 2018, 50(11):  151-154.  doi:10.11799/ce201811036
摘要 ( 805 )   PDF (1566KB) ( 56 )  
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天轮轴作为矿井提升机天轮装置的核心部件,其力学分析及计算结果的精度关系到整个提升机乃至矿井的安全生产。运用一维化理论对天轮轴进行力学特性分析:首先基于Carrera统一格式构建了轴段单元的二阶位移场,然后运用虚位移原理建立了天轮轴的力学模型,最后通过与ANSYS Solid模型仿真结果的对比验证一维高阶模型的精确性以及可用性。该方法相对于传统的梁理论有着明显的优越性,可为天轮轴等轴类零件的设计提供理论支持。
转载溜槽结构对粉尘浓度影响因素的研究
侯红伟,秦翥
煤炭工程. 2018, 50(11):  159-163.  doi:10.11799/ce201811038
摘要 ( 765 )   PDF (1521KB) ( 202 )  
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为解决带式输送机转运卸料时粉尘浓度较高的问题,以矩形直线型溜槽结构为例,结合粉尘的析出机理与气流特性,分析煤料在转载时的受力情况,得出影响粉尘扩散转载溜槽的结构参数。以转龙湾煤矿选煤厂为背景,采用FLUENT软件及欧拉-拉格朗日法进行气固两相流耦合仿真,得出煤料在不同溜槽结构参数下的运行轨迹。结果表明:当溜槽倾角越大时,引起的诱导风越大|当溜槽的截面面积相同、长宽比不同时,截面宽度与溜槽内气固两相作用面积、作用颗粒数目、颗粒与溜槽表面间的摩擦阻力成正比。
双向变流器在煤矿架线供电系统中的关键技术研究
郭志俊
煤炭工程. 2018, 50(11):  164-166.  doi:10.11799/ce201811039
摘要 ( 691 )   PDF (1374KB) ( 41 )  
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煤矿井下受架线电网电压波动范围大的影响,架线车往往不能高效安全运行。通过利用双向变流器的牵引和回馈双向运行特性,并结合其结构、控制策略,实现与二极管整流器的配合使用,达到稳定直流网压的目的,有效解决了此问题。研究结果表明,双向变流器的使用可将架线车辆电制动产生的多余能量快速的回馈到高压电网,抑制线网电压抬升过高,保障车辆变频器的安全,同时可以补偿系统无功,提高功率因素,从而使架线车辆安全高效运行。
工程管理
基于语义分析的我国煤炭行业政策趋势研究
孙春升
煤炭工程. 2018, 50(11):  167-171.  doi:10.11799/ce201811040
摘要 ( 702 )   PDF (1865KB) ( 74 )  
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在“十三五”规划的第三年,煤炭行业的控产能、调结构也在逐步深入。文章梳理了我国煤炭政策的历史发展,重点从2010至2017年出台的煤炭行业政策文本分析入手,掌握了近年来煤炭行业政策的主要变化趋势:在始终保持安全生产的重要地位的同时,政策倾向由促生产变为控产能,由重生产到注重环保,由生产技术提升到互联网、大数据的加入,政策的变化也反映了时代变迁对行业的影响。最后,基于语义分析研究了对未来我国煤炭行业的政策趋势和行业发展方向,并提出了相应的建议。
建筑业"营改增“工作中存在的问题与对策探析
刘玉平
煤炭工程. 2018, 50(11):  177-180.  doi:10.11799/ce201811042
摘要 ( 792 )   PDF (1155KB) ( 59 )  
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营改增是我国近年来最重要的一次税制改革。建筑业作为我国国民经济中的支柱产业,其营改增能否达到设计的目标,意义重大。文章从营改增的背景和增值税的主要制度要点入手,阐述了建筑业增值税在专用发票取得、甲供工程、劳务外包、纳税义务发生时间等方面存在的问题,并结合建筑业的行业特点,提出了要借鉴农产品增值税的有关政策,准予抵扣部分进项税额,允许建筑企业抵扣一定比例的贷款利息支出,同时在甲供工程中采取有效措施,消除因材料采购方不同而形成的税收差异等建议。
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