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当期目录

2020年 第52卷 第12期 刊出日期:2020-12-15
设计技术
基于五大发展理念的新街台格庙矿区总体规划研究
辛德林, 方新英, 张逸阳
煤炭工程. 2020, 52(12):  1-6.  doi:10.11799/ce202012001
摘要 ( 1538 )   PDF(mobile) (1288KB) ( 53 )  
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台格庙矿区总体规划以“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念为引领,明确了矿区定位和规划目标,提出了“以矿井群开发为依托,集约高效、智能安全、生态和谐、科学发展”的矿区开发新模式,确定了促进矿区创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展的具体方案,具有前瞻性和战略性,对类似矿区有一定的示范意义。
基于地表沉陷控制的厚松散层薄基岩下工作面开采方案优化研究
孙万明
煤炭工程. 2020, 52(12):  7-11.  doi:10.11799/ce202012002
摘要 ( 398 )   PDF(mobile) (1554KB) ( 27 )  
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针对厚松散层薄基岩下工作面开采将影响临近地表建筑物安全的问题,结合周边矿井地表沉陷实测成果,研究确定了工作面开采地表沉陷预计参数,并采用概率积分法对工作面未来开采对地表建筑物的影响进行分析,通过开采边界、局部采厚的调整确定了利于建筑物保护的工作面开采参数。结果表明:工作面全部开采或局部限厚均难以保证建筑物安全|工作面分别沿切眼方向、推进方向回缩44m、251m可满足建筑物保护要求。
分体式矿井排风余热回收井口防冻系统应用探究
熊楚超, 罗景辉, 魏莹, 刘欢, 侯立泉, 张昌建
煤炭工程. 2020, 52(12):  12-15.  doi:10.11799/ce202012003
摘要 ( 395 )   PDF(mobile) (1248KB) ( 14 )  
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矿井排风中蕴含丰富的低温热能,非极端天气条件下通常利用矿井排风中的低温余热就能够满足井口防冻的用热需求。为了利用矿井排风中的热量解决井口防冻用热问题,提出采用分体式余热回收利用系统。介绍了系统的形式,并以太原市西铭冀家沟煤矿具体的项目为例,进行了系统配置分析。该系统的初投资和运行费用较低,环境效益和经济效益良好,为解决矿井防冻问题提供了一种新方法。
高矿化度矿井水井下深度处理与浓盐水封存技术研究
郭强, 宋喜东, 虎晓龙, 高峻, 李井峰
煤炭工程. 2020, 52(12):  16-19.  doi:10.11799/ce202012004
摘要 ( 511 )   PDF(mobile) (1191KB) ( 37 )  
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高矿化度矿井水的深度处理及零排放是西部地区煤矿企业面临的严峻问题之一。文章围绕灵新煤矿高矿化度矿井水处理工程,详细论述了“直滤系统+反渗透系统”深度处理工艺和浓盐水井下封存技术。相较于地面处理系统,矿井水井下处理系统不仅实现了井下污水零升井的目标,而且大幅降低了投资和运行成本。同时,利用采空区进行浓盐废水井下封存,也为矿井水处理零排放提供了一条新的路径。
选煤厂场地低影响开发雨水系统设计
包宇, 李一龙
煤炭工程. 2020, 52(12):  20-25.  doi:10.11799/ce202012005
摘要 ( 344 )   PDF(mobile) (2251KB) ( 18 )  
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传统选煤厂雨水系统设计一般着重考虑防洪排涝方面,对于工业厂区的低影响开发和水资源循环较少涉及。为响应国家在海绵城市各项政策,推进低影响开发理念在选煤厂的应用,阐释工业厂区低影响开发设计原则,研究雨水系统的设计参数,深入剖析各类低影响开发措施的设计要点,分析总结低影响开发的效果。经过低影响开发的选煤厂,能有效实现削减雨水径流量峰值、控制雨水年径流总量、加强水生态循环、促进雨水利用等多项功能。
基于无人机航测的煤矸石山治理BIM正向设计
陈凤阁
煤炭工程. 2020, 52(12):  26-29.  doi:10.11799/ce202012006
摘要 ( 461 )   PDF(mobile) (7466KB) ( 21 )  
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针对目前煤矸石山治理设计中存在测图和设计效率低下,灭火防复燃的工艺表述不明等问题,应用无人机技术对某矿煤矸石山治理区进行了航测,获取了三维地形数据,将其导入BIM软件中进行正向设计,并制作了煤矸石山灭火防复燃工艺施工动画,用以指导施工。结果表明:采用无人机航测技术获取的三维地形可直接应用于BIM设计,代替了CAD地形图,测图效率提高了约60%|利用BIM软件进行正向协同设计,工程量计算更加准确,设计效率提高了约30%|根据BIM模型制作的灭火防复燃工艺动画,对现场施工起到了重要的指导作用。
施工技术
转龙湾煤矿副斜井底板破裂及出水携砂治理技术
赵迎春 , 钱自卫 , 徐建国 , 高树磊 , 谷云鹏
煤炭工程. 2020, 52(12):  30-33.  doi:10.11799/ce202012007
摘要 ( 489 )   PDF(mobile) (1421KB) ( 13 )  
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为了解决转龙湾煤矿副斜井底板严重破裂及出水携砂的问题,在分析副斜井现状及潜在威胁的基础上,参考相关治理经验,设计采用“底板强化加固+壁后砂层注浆加固”的总体方案对副斜井进行治理。底板强化加固主要以12#矿用工字钢为主体结构|壁后注浆孔呈排状布置,主注水泥浆液,注浆过程严格控制压力,同时进行底板监测。副斜井治理完成后治理段已无任何出水现象,目前已安全通行了两个工作面的采煤装备,未出现返渗、底板破裂现象,治理效果较好。
综采工作面末采巨厚层坚硬顶板控制技术
孙长斌
煤炭工程. 2020, 52(12):  34-37.  doi:10.11799/ce202012008
摘要 ( 205 )   PDF(mobile) (1736KB) ( 12 )  
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根据神东矿区石圪台煤矿31煤三盘区综采面末采贯通上覆超厚层单一坚硬顶板矿压显现强烈现象,提出了综采面末采贯通采用主辅通道双巷回撤工艺时的顶板控制技术。以石圪台煤矿31305综采工作面为工程实例,研究了综采面在末采贯通前对顶板进行高压水力压裂超前弱化治理,采取了增强主回撤通道支护及贯通前停采等压、控制推采速度等措施,实践表明:采取上述措施后,可以有效缩短顶板来压步距,降低来压强度,使工作面贯通和设备回撤期间处在顶板无压阶段。确保了31305工作面的优质贯通,安全回撤,能够有效防止工作面末采压架事故的发生,实现矿井安全回采。
复合顶板应力集中区巷道围岩控制技术研究
李中伟
煤炭工程. 2020, 52(12):  38-41.  doi:10.11799/ce202012009
摘要 ( 246 )   PDF(mobile) (1398KB) ( 15 )  
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为解决三交河矿临空、多层薄煤岩层复合顶板巷道11-1052巷支护难题,探测了顶板煤岩层的厚度和裂隙发育情况,模拟分析了临近工作面采空后巷道围岩的应力集中情况,提出了把厚度小、强度低的复合顶板加固为厚度大、抗变形能力强的类刚性结构顶板的巷道围岩控制技术。井下试验结果表明,巷道围岩变形量小,锚杆锚索受力稳定,解决了该巷道围岩控制难题。
水力压裂切顶技术在巷道超前支护中的应用研究
曹秀龙, 赵利安
煤炭工程. 2020, 52(12):  42-45.  doi:10.11799/ce202012010
摘要 ( 517 )   PDF(mobile) (1527KB) ( 10 )  
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为了解决干河煤矿2-2092回采巷道在临近采空区影响下巷道变形严重,超前维护量大的问题,采用水力压裂切顶技术削弱岩层的整体性和稳定性,降低集中应力,以达到使巷道处于低应力区域的目的。分析临空动压对超前段巷道的作用机理及水力压裂切顶机理,并根据2-209工作面实际条件,对水力压裂有关参数进行设计,并开展工业性试验,监测数据结果对比分析表明,水力压裂后2-2092巷的底鼓量、顶板下沉量和两帮移近量降低,减小了巷道变形对掘进和回采的影响,节约了支护成本。
分层开采中分层煤柱巷道失稳机理与控制技术研究
李国志, 孙立军
煤炭工程. 2020, 52(12):  46-50.  doi:10.11799/ce202012011
摘要 ( 362 )   PDF(mobile) (3285KB) ( 16 )  
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:针对分层开采中分层煤柱巷道大变形与控制难题,以老公营子煤矿I05〖DK〗(8〖DK〗)2轨道平巷为工程背景,分析巷道围岩大变形破坏特征及失稳机理。研究表明,中分层回采后采空区空间增大,上覆岩层关键块体再次回转下沉是造成煤柱巷道大变形的主要原因|分层开采中区段煤柱受多次采动影响,煤柱整体已发生塑性破坏,其稳定性和承载能力不断降低,无法为锚固体提供稳定的锚固基础是造成巷道大变形的内在因素。基于巷道失稳机理,提出“强化煤柱、增强锚固”的控制思路,具体控制机制为表面喷浆固结破碎煤体提高巷帮完整性,煤柱内部注浆填充粘结裂隙为锚固体提供稳定的锚固点,煤柱帮增加锚杆支护提高浅部围岩整体性,增大锚索预紧力提高煤柱的自承能力。现场实践表明,巷道围岩变形量满足安全生产要求,联合支护方案能够有效的控制巷道围岩大变形。
基于冻结器内纵向测温的冻结壁薄弱点精准定位技术
吴涛, 周晓敏, 刘书杰, 张立刚
煤炭工程. 2020, 52(12):  51-54.  doi:10.11799/ce202012012
摘要 ( 331 )   PDF(mobile) (2392KB) ( 19 )  
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人工地层冻结温度场研究是掌握冻结壁发育状况的必要手段,通常以测温孔的实测数据来推算冻土圆柱的有效冻结半径,进而预测冻结壁交圈时间,但该方法易出现局部冻结壁监测盲区。为准确判断冻结壁整体闭合情况,通过对冻结器进行纵向测温,建立了短时停冻后的单孔冻土柱瞬态数学计算模型,借助Maple数学计算软件将复杂公式数字化,揭示了冻土柱半径与回路盐水温度、停冻时间的关系。最后以中国东庞矿西庞风井作为工程案例,通过对各个冻结器内纵向温度数据的计算分析,确定了冻结壁的薄弱位置,为冻结壁“窗口”出水事故的处理提供了理论依据。
生产技术
8.8m超大采高综采工作面覆岩活动规律研究
杨俊哲
煤炭工程. 2020, 52(12):  55-60.  doi:10.11799/ce202012013
摘要 ( 274 )   PDF(mobile) (5598KB) ( 18 )  
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为了掌握浅埋深8.8m以上特厚煤层一次采全高开采覆岩活动规律,以上湾煤矿8.8m超大采高综采工作面为研究对象。利用理论计算,相似模拟以及数值模拟等方法,通过顶板位移深基点观测、微震监测、矿压监测等多种手段,将远场覆岩活动与近场矿压显现相结合,对8.8m超大采高综采工作面采场覆岩运移规律和顶板结构形式进行研究。推演得出浅埋深8.8m超大采出空间下覆岩垮落的结构模型,揭示了工作面远场顶板断裂与垮落时空演化规律,分析了8.8m超大采高综采工作面矿压机理及支架与围岩的力学关系,为类似条件下特厚煤层综采工作面支架选型及安全高效开采提供理论及技术指导。
水力压裂技术在神东矿区顶板灾害防治中的应用
杨俊彩
煤炭工程. 2020, 52(12):  61-66.  doi:10.11799/ce202012014
摘要 ( 358 )   PDF(mobile) (1453KB) ( 14 )  
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为解决神东矿区长壁与短壁回采工作面大面积悬顶隐患和坚硬顶板、集中煤柱下高强度开采引起的强矿压显现问题,对国内外顶板治理技术装备发展进行了调研研究,分析了爆破放顶、调整工作面布置、提高支护强度、切顶卸压应用中面临的技术问题,提出了常规浅孔和定向深孔压裂相结合的水力压裂顶板灾害治理方案,并对水力压裂关键装备与技术进行了介绍。应用结果表明,水力压裂可将工作面悬顶面积控制30m以内,矿压降低17%左右,解决了制约神东矿区安全、高效开采的顶板管理难题。
低浓度抽采钻孔压缩空气循环脉冲疏堵增透技术研究
吕有厂, 孙矩正, 代志旭, 张益民, 魏风清 , 高吾斌
煤炭工程. 2020, 52(12):  67-70.  doi:10.11799/ce202012015
摘要 ( 458 )   PDF(mobile) (1222KB) ( 17 )  
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针对瓦斯抽采过程中存在的透气性低、钻孔堵塞,引起瓦斯流动通道封闭造成的瓦斯抽采浓度低等问题,通过研究压缩空气循环脉冲疏堵增透机理,优化关键技术参数,研制基于压缩空气循环脉冲动力作用的抽采钻孔自动疏堵增透装置,并进行现场工业试验。研究结果表明:利用压缩空气循环脉冲装置对钻孔疏堵增透后,能将钻孔内的堵塞物破碎运出钻孔,并在抽采钻孔周围煤体中形成新的裂隙。疏堵前后,典型代表性钻孔瓦斯浓度最大变化倍数8.3,平均变化倍数5.2。纯流量最大变化倍数24.18,平均变化倍数11.6,明显提高了低浓度瓦斯钻孔的抽采效果。
高瓦斯松软煤层钻孔加固密封技术研究
杨计先, 程仁辉, 张超
煤炭工程. 2020, 52(12):  71-75.  doi:10.11799/ce202012016
摘要 ( 525 )   PDF(mobile) (1639KB) ( 13 )  
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为解决高瓦斯松软煤层瓦斯抽采钻孔孔口失稳这一重要难题,通过研究高瓦斯松软煤层中钻孔封孔段失稳机理及钻孔孔周裂隙场及位移情况,将传统技术及加固技术导致钻孔失稳的理论进行对比分析|得出了在封孔初期对封孔段实施固化能够增大周边煤体的主动支护作用的结论,基于分析结果提出了采用“大孔径”打孔护壁注浆+“小孔径”打孔的新型孔口加固密封技术|最后,在潞安集团古城煤矿S1303主运输大巷进行加固密封技术的现场验证,实验结果表明30d后单孔瓦斯浓度提升约30%,加固技术很好地解决了钻孔孔口失稳变形导致的瓦斯抽采管难以送入指定位置的问题。
自然发火矿井采空区均压防灭火技术应用
华海洋
煤炭工程. 2020, 52(12):  76-79.  doi:10.11799/ce202012017
摘要 ( 453 )   PDF(mobile) (1607KB) ( 19 )  
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为了解决深井高地压开采条件下,工作面密闭采空区易形成微漏风,出现自然发火的问题,以朱集西煤矿11501封闭采空区为例,监测分析了密闭采空区气体成分、压力分布及温度的变化,分析认为:作用于采空区密闭的风压差形成了微漏风效应,是导致采空区遗煤出现氧化自燃的主要原因。基于此,提出应用调节通风系统与均压气室抽采调压相联合的均压防灭火技术。现场实践表明:联合均压后,密闭采空区内CO浓度降至2×10-6以下,O2浓度降至4%,两巷密闭墙均压气室内相对正压均稳定在180Pa上下波动,且两巷密闭压差值基本稳定在10Pa。该措施能有效地防控采空区漏风的系统问题,达到抑制采空区遗煤自燃的目的。
湿式振弦除尘风机在综掘工作面的应用
马胜利, 张凯铭, 张恒, 张强
煤炭工程. 2020, 52(12):  80-84.  doi:10.11799/ce202012018
摘要 ( 422 )   PDF(mobile) (4115KB) ( 9 )  
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以陕西省铜川市玉华煤矿2410综掘工作面为研究对象,通过现场测量与模拟仿真,研究了单一压入式与压、抽〖DK〗(用湿式振弦除尘风机〖DK〗(简称除尘风机〖DK〗)〖DK〗)组合式两种通风方式下风流场和粉尘场的分布规律和不同工况下〖DK〗(压风口距迎头面距离变化〖DK〗)对除尘效果的影响。依据现场数据建立了综掘面三维几何模型,应用Fluent软件对其不同工况下风流场和粉尘场进行仿真分析,并对比实测数据进行了验证。仿真与实测结果均表明,采用压、抽〖DK〗(用除尘风机〖DK〗)组合式通风方式,由于湿式振弦除尘风机良好的除尘效果,使得迎头面及巷道粉尘浓度显著降低,相较于单一压入式通风方式粉尘浓度降低了60%以上。文中还研究了压、抽〖DK〗(用除尘风机〖DK〗)组合式通风中压风口距迎头面距离的合理区间值。
研究探讨
大倾角大采高工作面煤矸互层顶板漏冒规律研究
伍永平, 杨文斌, 解盘石, 刘旺海
煤炭工程. 2020, 52(12):  85-90.  doi:10.11799/ce202012019
摘要 ( 538 )   PDF(mobile) (1812KB) ( 14 )  
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为了保证大倾角大采高综采工作面在煤矸互层顶板下的安全高效开采,解决工作面频繁发生顶板漏冒的问题。采用物理相似模拟实验与理论分析等方法对大倾角大采高工作面煤矸互层顶板应力分布与演化规律、破坏与漏冒特征进行研究。结果表明:工作面回采时,煤矸互层顶板受压在支架顶梁上方断裂|移架过程中煤矸互层出现离层、台阶下沉等现象,支架支护阻力急剧增大,断裂煤矸层因支架反复支撑作用而挤压破碎|当支架支护作用削弱时,支承应力向工作面前方煤体转移,工作面前方支承压力逐渐增大、应力集中,导致煤矸互层顶板超前断裂、煤壁片帮,破碎煤岩体从支架前方沿煤壁片帮处漏冒。通过理论分析,发现煤矸互层漏冒前,工作面顶板剧烈下沉,提出以控制顶板下沉量的方式来预防煤矸互层架前漏冒,具体防治措施为:带压移架、提高支架支护初撑力、提高煤壁稳定性。
特厚煤层煤矸互层复合顶煤体冒落特征研究
薛吉胜, 杜龙飞, 赵铁林, 张晨阳
煤炭工程. 2020, 52(12):  91-96.  doi:10.11799/ce202012020
摘要 ( 472 )   PDF(mobile) (3775KB) ( 14 )  
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为了掌握特厚煤层综放开采煤矸互层复合顶煤体冒落特征,保证放煤工艺合理性和高顶煤回收率,以特厚煤层复合顶煤体综放开采为现场实际条件,采用实验室试验、数值模拟、现场观测等方法,分析了复合煤岩体变形破坏和强度特征,揭示了含矸顶煤体放出过程架间成拱、煤矸分界、放出规律,获得了煤矸块度体积与重量分布特征,结果表明:煤岩比例变化对煤岩整体破坏形态影响明显,复合煤岩体的破坏比单一介质块度小,单架顺序放煤量与放出率低值区和高值区之比约为1∶3,复合煤岩体放出块度体积与重量符合正态分布,煤矸块体长度小于40cm的占比为66%,但其重量占比小于15%,特厚煤层含矸顶煤体提高顶煤回收率的主要方向为提高长度为40~100cm块体的放出效率。
小保当矿大采高工作面煤壁片帮的压杆稳定性分析
陈兵, 薛晓强, 张林川, 高晓君
煤炭工程. 2020, 52(12):  97-101.  doi:10.11799/ce202012021
摘要 ( 435 )   PDF(mobile) (2277KB) ( 14 )  
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针对小保当矿大采高工作面回采期间煤壁片帮剧烈的问题,采用压杆稳定力学理论及MatLab数据分析软件,建立“压杆”结构模型,得到大采高煤壁挠度分布力学表达式,揭示了护帮板提供不同水平载荷及护帮长度时大采高煤壁挠度分布规律及特征,表明了增大护帮板水平载荷及护帮长度可有效控制煤壁片帮,最终论证了小保当矿不同采高〖DK〗(5.5m、6.5m及7.5m〖DK〗)条件下煤壁稳定性,为小保当矿及类似条件矿井大采高工作面防片帮提供一定理论支撑。
大采高大倾角工作面煤壁片帮机理分析
李立, 于 雷, 张世青, 张霜玉
煤炭工程. 2020, 52(12):  102-107.  doi:10.11799/ce202012022
摘要 ( 427 )   PDF(mobile) (1435KB) ( 8 )  
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:为研究大倾角大采高工作面煤壁片帮机理,控制煤壁片帮。建立大采高大倾角条件下的煤壁片帮模型,利用压杆失稳理论解释煤壁片帮现象。通过理论计算得出了大采高大倾角工作面煤壁片帮临界力以及片帮最易发生的位置,分析了倾角、采高与片帮临界力和片帮位置的关系。结果表明:煤壁片帮临界力与采高和煤体自身刚度有关,与煤层倾角无关。采高越大,煤壁片帮临界力越小,煤壁抗弯刚度越大,煤壁片帮的临界力越大。煤壁片帮发生的位置受煤壁自身刚度、顶板压力、煤层倾角、采高的影响,但主要由采高决定,煤壁最易片帮位置距离顶板约0.398倍采高处。此外,现场观测了攀枝花煤矿11073大采高大倾角工作面的煤壁片帮现象,现场观测与理论分析结果一致。现场采用提高支架工作阻力等措施,有效地控制了煤壁片帮现象。
孤岛工作面过上覆采空区采场及顶板应力演化规律研究
张茂微, 鲁健
煤炭工程. 2020, 52(12):  108-112.  doi:10.11799/ce202012023
摘要 ( 397 )   PDF(mobile) (3072KB) ( 12 )  
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基于孤岛工作面过上覆采空区采场及顶板应力演化规律,得出孤岛工作面过上覆采空区过程中顶板的重点管控区域,并以榆家梁煤矿52209综采工作面为工程背景,采用弹性薄板理论和GDEM数值模拟软件对其覆岩受力状态进行分析,结果表明:孤岛工作面过上覆采空区时,煤体受力呈现非对称分布,上覆采空区影响范围可分为应力影响区、冒落卸压区和压实稳定区。最终得出,工作面进入冒落卸压区和压实稳定区过程中,压力显现不强烈,与正常回采区域相比无明显变化,此区域为次要管控区域,进入应力影响区过程中,尤其在上覆采空区外侧20m范围内,压力显现特别强烈,此区域为重点管控区域,为工作面安全高效开采、避免顶板事故提供一定的理论依据。
高家梁煤矿2-2中煤层巷道围岩破坏因素敏感性分析研究#br#
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郝嘉伟, 宁建国
煤炭工程. 2020, 52(12):  113-117.  doi:10.11799/ce202012024
摘要 ( 419 )   PDF(mobile) (1337KB) ( 9 )  
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近距离煤层开采条件下,下煤层巷道围岩变形破坏会受到上煤层开采的影响。以高家梁煤矿2-2上和2-2中两层煤开采为背景,首先根据煤柱底板载荷传递公式,得到了2-2上煤层不同宽度区段煤柱底板应力分布情况,确定上煤层区段煤柱宽度、下煤层区段煤柱宽度、层间距和煤柱错距4个主要影响因素。然后,采用正交试验设计数值模拟方案,以下层煤巷道围岩塑性区面积为指标,研究上述因素对高家梁煤矿2-2中煤层巷道破坏的影响程度。试验结果表明,高家梁煤矿2-2中煤层巷道围岩破坏各因素的显著性次序为:层间距>煤柱错距>下煤层区段煤柱宽度>上煤层区段煤柱宽度。该研究对高家梁煤矿2-2中煤层巷道开拓布置及稳定性控制具有一定的指导意义。
冻结壁形成特性综合分析方法在深井冻结精准调控中的应用#br#
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陈道翀, 高伟, 李功洲
煤炭工程. 2020, 52(12):  118-123.  doi:10.11799/ce202012025
摘要 ( 487 )   PDF(mobile) (1398KB) ( 7 )  
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冻结壁形成特性的精准预测预报与调控技术是深井冻结法凿井的重大技术难题之一。针对赵固二矿西风井深厚冲积层冻结过程更为复杂的调控情形,为了实现冻结壁形成特性精准预测预报和调控,科学指导冻结与掘砌施工,提出应用冻结壁形成特性综合分析方法,通过细化分解每日盐水运动状态因子,使其转化为动态的分析方法|引入等效冻结时间新概念,保持了综合分析方法的快捷分段计算|通过等效冻结时间应用的不断分析、调整,使复杂调控的冻结壁形成特性分析结果更接近于工程实际。应用表明,可实现实施的冻结壁有效厚度与设计的冻结壁有效厚度偏差小于2%,实施的冻结壁有效平均温度与设计的冻结壁有效平均温度偏差小于1℃,实施的井帮温度与设计的井帮温度偏差小于2℃。形成的冻结壁形成特性动态综合分析方法可精准实施冻结调控,满足快速施工的要求,为我国深厚冲积层冻结法凿井工程冻结壁形成特性的精准预测预报与调控提供了成功的经验。
矿井涌(突)水源混合水识别模型研究
董东林, 张健, 林刚, 高艺轩, 刘鑫
煤炭工程. 2020, 52(12):  124-127.  doi:10.11799/ce202012026
摘要 ( 505 )   PDF(mobile) (1241KB) ( 25 )  
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根据不同含水层在水化学特征上的差异,提出基于水化学原理判别矿井涌(突)水水源的混合水判识模型。以开滦荆各庄矿为例,通过绘制Piper三线图判断待识别水样来源,运用PHREEQC软件建立矿井水源混合模型,并以6大常规离子和pH值为识别因子,提出了根据欧氏距离计算结果判断矿井混合水突水水源的模型。结果表明,通过Piper三线图与欧氏距离结合的模型判别,涌水水源的水80%来自K6—12煤砂岩裂隙含水层(Ⅲ),20%来自9煤—7煤砂岩裂隙含水层(Ⅳ),经与实际化验结果对比,该结果符合实际。
易自燃煤层静态吸氧量影响因素实验研究
周煜博, 问荣峰
煤炭工程. 2020, 52(12):  128-131.  doi:10.11799/ce202012027
摘要 ( 502 )   PDF(mobile) (1353KB) ( 8 )  
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为了控制易自燃煤层自然发火问题,采用ZRJ-1型煤自燃倾向性测定仪,分别就粒度、温度以及孔隙发育3种因素对静态吸氧量影响规律展开研究。结果表明:煤层静态吸氧量随粒度增大先增加,粒度为35~60目达到最大吸氧量,随后减小|随温度升高静态吸氧量先增加后减小,100℃时最大|大孔和中孔是煤孔隙体积主要构成,孔隙比表面积占比约10%,在升温氧化过程中对吸氧量影响较小,而过渡孔和微孔孔隙比表面积占比分别为75%和15%,对吸氧量影响大。
U型通风工作面采空区漏风规律研究
田垚, 杨成昊, 孙全吉, 常可可, 郭增乐
煤炭工程. 2020, 52(12):  132-136.  doi:10.11799/ce202012028
摘要 ( 470 )   PDF(mobile) (2733KB) ( 32 )  
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通过SF6示踪气体法对温庄煤矿15012 U型通风工作面采空区进行漏风测定。结果显示,15102工作面漏风率为16.31%,采空区内存在多条漏风通道,漏风风速为0.032~0.128m/s。数值模拟结果显示,U型通风系统采空区内漏风风流流线呈U形分布,由工作面进风侧流入,回风侧流出。工作面下隅角区域采空区上部,更易发生自燃。采空区三带呈条状分布,三带范围随高度升高而变化,氧化带随高度增加先增大后减小,散热带随高度增大而缩小,高度大于16.3m时消失。
基于EEMD与小波阈值去噪的单相接地故障选线方法
原磊明, 关瑞, 石国栋, 张俊文, 史慧文
煤炭工程. 2020, 52(12):  137-140.  doi:10.11799/ce202012029
摘要 ( 478 )   PDF(mobile) (1393KB) ( 7 )  
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矿井供电系统发生单相接地故障时,由于井下环境恶劣,采集到的信号含有大量噪声,极易发生错选、漏选等问题。为此,文章提出了一种基于EEMD与小波阈值去噪的单相接地故障选线方法。该方法首先对采集到的零序电流信号进行EEMD分解,提取分解得到的高频IMF1分量进行小波阈值去噪,对去噪后的IMF1分量进行Hilbert变换并提取瞬时幅值,根据能量占比最大原则判断故障线路。通过RTDS实时数字仿真系统搭建了35/6kV的矿井供电系统仿真模型并进行故障仿真验证,结果表明该方法在不同故障条件下均具有较好的选线准确率与可靠性。
基于Adaboost-PSO-BP模型的开采沉陷预测研究
邢垒, 原喜屯, 张沛
煤炭工程. 2020, 52(12):  141-144.  doi:10.11799/ce202012030
摘要 ( 422 )   PDF(mobile) (1250KB) ( 17 )  
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针对开采沉陷量与多影响因素复杂非线性关系问题,提出了基于粒子群算法优化BP神经网络的Adaboost强预测模型(Adaboost-PSO-BP模型)。预测结果表明,与BP模型、Adaboost-BP模型和PSO-BP模型相比,Adaboost-PSO-BP模型提高了预测精度,平均相对误差值优化到4.26%|该模型融合了Adaboost算法侧重预测误差大的样本和粒子群算法优化神经网络权值及阈值的特点,实现了强预测器“优中选优”的目的,在开采沉陷预测中具有可行性。
天然气管道建设场地房采采空区稳定性评价方法
孙庆先, 陈凯, 游超
煤炭工程. 2020, 52(12):  145-149.  doi:10.11799/ce202012031
摘要 ( 524 )   PDF(mobile) (1193KB) ( 9 )  
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为了准确评估天然气管道建设场地房柱式开采工艺遗留采空区的稳定性,在分析采空区地质条件的基础上,根据有关规范要求,完成了开采沉陷区地表残余影响的移动变形计算、覆岩破坏高度与建设工程影响深度的安全性分析、煤柱的长期稳定性分析。综合分析结果表明,天然气管道建设场地房采采空区不稳定。论文还提出了处理不稳定采空区的措施建议,可为房柱式开采工艺遗留的采空区地表建设提供参考。
煤炭企业人力资源配置效率研究
苏文曦, 李修
煤炭工程. 2020, 52(12):  150-156.  doi:10.11799/ce202012032
摘要 ( 276 )   PDF(mobile) (1277KB) ( 10 )  
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运用EBM模型与Malmquist生产率指数,分别从静态与动态两个维度考察了2011—2018年中国14家煤炭企业的人力资源配置效率|并通过构建“效率-生产率”矩阵,分析了各企业人力资源配置效率提升的优势与不足。研究发现:2011—2018年,所选取的14家煤炭上市企业整体的人力资源配置效率平均值为0.382,内蒙古霍林河露天煤业实现了人力资源配置效率高于其他煤炭企业|而煤炭上市企业人力资源配置全要素生产率平均值为0.953,年均下降4.67%|14家煤炭企业中,不同企业人力资源配置效率提升的优势与不足存在差异,可以据此制定有针对性的对策与措施。
基于环境制约的现代煤化工项目效益评估方法研究
李振涛, 付楚芮
煤炭工程. 2020, 52(12):  157-162.  doi:10.11799/ce202012033
摘要 ( 350 )   PDF(mobile) (1212KB) ( 10 )  
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现代煤化工是煤炭清洁利用的重要方向,属于技术、资金、资源密集型产业,面临资源因素、技术成熟度、投资规模、产品市场、财税政策、环境制约等诸多问题和挑战。为了有针对性地对基于环境制约的现代煤化工项目进行整体效益评估,开展了效益影响因子的筛选识别研究,就环境制约下现代煤化工项目效益的影响类型、影响因子及影响程度进行展开,尤其针对潜在的水污染、大气污染、固废污染、碳排放等环境问题,量化分析了污染物和二氧化碳排放可能造成的土地、大气等环境损失。针对现代煤化工环境风险大、水资源消耗大等产业特点,采用费用效益分析理论,构建了基于环境制约的现代煤化工项目效益评估体系,确定了费用及效益类别,建立了基于环境制约的现代煤化工项目效益评价方法与模型。
新疆高惰质组煤基活性炭制备与表征
吴凡, 叶传珍, 王敏辉
煤炭工程. 2020, 52(12):  163-167.  doi:10.11799/ce202012034
摘要 ( 490 )   PDF(mobile) (3282KB) ( 10 )  
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以高惰质组准东不粘煤为原料制备活性炭,基于Box-Behnken响应曲面法,采用水蒸气活化制备了煤基活性炭,并测定了其碘吸附量,使用扫描电镜(SEM)观察了活性炭表面形貌,通过低温氮气吸附法得到了活性炭比表面积、总孔体积和孔径分布等物理结构特征。结果表明,最佳活化水平为活化温度900℃,活化时间90min,水蒸气流量6mL/min。活化时间、活化温度和水蒸气流量对碘吸附量均有影响,其中活化时间影响程度最大,活化温度次之,水蒸气流量最小,且因素之间交互作用不显著。比表面积、总孔体积和微孔数量均会影响碘吸附量,其中微孔数量起主要作用。
装备技术
高效快速掘进系统现状及支护设备发展#br#
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丁永成
煤炭工程. 2020, 52(12):  168-171.  doi:10.11799/ce202012035
摘要 ( 423 )   PDF(mobile) (1685KB) ( 19 )  
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近年来随着国家对煤炭产业的调整,各大矿务局都在努力提高巷道的掘进速度,因此对煤巷的快速掘进后配套设备提出更高的要求。针对不同的巷道掘进方式陆续开发中多种类型的锚杆支护设备,针对不同的地质条件先后开发出配套掘进机的两臂锚杆钻车,配套连采机的四臂锚杆钻车和配套掘锚机组的锚杆转载机组,三种配套方式各有优点但相互之间又不能取代,需根据具体的地质条件选择合理的掘进方式。
神东液压支架减重优化设计研究
原长锁
煤炭工程. 2020, 52(12):  172-174.  doi:10.11799/ce202012036
摘要 ( 166 )   PDF(mobile) (1850KB) ( 14 )  
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为实现神东矿区使用的ZY12000/20/40D液压支架减重3t的目标,对液压支架的各主要部件进行了安全系数计算,确定了各部件的重量优化方案,并据此对减重后的液压支架进行了虚拟计算,确定了液压支架最薄弱处——顶梁柱窝后盖板和内主筋焊接处的安全系数为1.2,并进行了4万次压架试验和工业应用,结果证明该重量优化方案和焊接工艺保障措施是可行的,以上研究成果也为重型液压支架的轻型化积累了经验。
超大采高采煤机摇臂润滑及冷却系统研究
卜闯, 高宏伟
煤炭工程. 2020, 52(12):  175-178.  doi:10.11799/ce202012038
摘要 ( 366 )   PDF(mobile) (1441KB) ( 18 )  
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针对超大采高大仰角状态下采煤机摇臂因存在润滑、冷却不良等,导致摇臂齿轮、轴承损坏的情况。对超大采高采煤机摇臂进行了优化设计,采用润滑腔多单元分隔结构的革命性设计,降低了油液飞溅高度|冷却器布置方式的创新升级及冷却水精准控制,保证了摇臂良好的润滑及冷却效果,提升采煤机摇臂在大采高工况条件下运行适应性、可靠性。
工程管理
煤炭高质量发展背景下新型总承包模式REPC探索与实践
郑忠友, 高涵
煤炭工程. 2020, 52(12):  179-183.  doi:10.11799/ce202012038
摘要 ( 589 )   PDF(mobile) (1235KB) ( 22 )  
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基于新时代煤炭行业高质量发展对建设安全、绿色、智能、高效的新型矿山提出的新要求,结合行业传统EPC的发展现状和“两院融合、三位一体”发展模式,提出了以“研究”为主导的煤炭行业总承包模式REPC,论述了REPC模式的内涵和优势及应用范围和实施架构。并以内蒙古自治区鄂尔多斯某煤矿矸石充填总承包项目为例,具体分析了REPC模式对提高项目科学性、创新性、可靠性的积极作用。
基于“四大控制”的106煤矿项目安全高效建设探讨
包晓波
煤炭工程. 2020, 52(12):  184-187.  doi:10.11799/ce202012039
摘要 ( 409 )   PDF(mobile) (1125KB) ( 9 )  
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为了加快推进煤矿项目建设,实现“安全好、质量高、工期短、投资省、效益佳”的建设目标,以新疆区域106煤矿项目建设为案例,分析了106煤矿项目建设从“投资、进度、质量、安全”四个主要方面采取的针对性措施和经验,通过采取这些措施,106煤矿在各方面均较为成功,结果表明基于“四大控制”可以促进煤矿项目更加安全高效建设。
强环境约束下煤炭企业环境绩效对财务绩效的影响
吕靖烨, 韩珂
煤炭工程. 2020, 52(12):  188-192.  doi:10.11799/ce202012040
摘要 ( 481 )   PDF(mobile) (1204KB) ( 10 )  
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为了研究我国各地环境措施和法律法规约束力的不同情况下,企业环境绩效对财务绩效的影响,选择2011—2018年煤炭上市企业数据,以短期和长期财务绩效指标值为因变量,以环境绩效为自变量,运用双重差分(DID)模型检验不同环境约束下企业环境绩效分别对短期和长期财务绩效的影响。结果表明:在强环境约束下,煤炭企业环境绩效对长期财务绩效呈正相关,对短期财务绩效呈负相关|强环境政策约束的短期效果不佳,而长期来看有效。最终提出了在政府与企业协同合作下实现环境绩效与财务绩效双赢的相关策略。
煤炭资源税的税收转嫁效应研究
韩丽萍, 张茜, 张勃阳, 陈玉宏, 刘俊华
煤炭工程. 2020, 52(12):  193-198.  doi:10.11799/ce202012041
摘要 ( 455 )   PDF(mobile) (1272KB) ( 12 )  
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选取煤炭资源税为研究对象,以煤炭企业和燃煤电力企业为载体,在分析煤电市场结构的基础上,通过扩展型线性支出系统和柯布-道格拉斯生产函数分别构建需求弹性和供给弹性测量模型,结合煤炭资源税的税收政策和实际征收情况,分析煤炭资源税的税收转嫁效应,进而对煤电企业的发展提出相关建议。研究发现,价格变动是煤炭资源税转嫁产生的最直接效应,煤炭资源税每增加1元,煤炭价格要上涨0.69元,电力价格要上涨0.55元|由于煤炭企业不能将税收全部转嫁出去,无法转嫁的税收必然会影响到煤炭企业的产出,使得煤炭供给量下降。
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