主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
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煤炭工程

期刊英文名:Coal Engineering

  《煤炭工程》,月刊,創刊于1954年,是我國煤炭系統最早的雜志,現由中國煤炭科工集團有限公司主管,煤炭工業規劃設計研究院有限公司主辦的面向國內外發行的煤炭科學技術方面的綜合性學術刊物。
  • 煤炭工程
    煤炭工程
  • 作者(Author):吳建華梁躍強
    關鍵詞(KeyWords):煤炭礦產資源開發利用方案編制注意事項

    摘要:依據礦產資源開發利用方案編制相關的法規、標準等,結合近300個開發利用方案審查經驗,梳理了礦產資源開發利用方案的編制要點,總結了設計單位在編制礦產資源利用開發利用方案時遇到的問題,并以煤炭資源為例,對方案出版、概述部分、礦產品供需現狀及預測、資源概況、開拓開采方案、選礦及尾礦設施、安全篇章、環境保護和方案簡要討論共9個方面存在的問題進行了剖析,在此基礎上提出了編制方案時的注意事項、改進建議,為編好礦產資源開發利用方案提供了借鑒。
  • 作者(Author):楊英明孫健東
    關鍵詞(KeyWords):世界能源消費碳排放經濟增長脫鉤驅動因素

    摘要:利用碳排放Tapio脫鉤彈性分解模型對世界主要國家碳排放與經濟增長脫鉤關系進行研究,探討不同階段脫鉤關系特征及主要驅動因素的演變歷程。研究表明:中國碳排放與GDP脫鉤狀態整體為弱脫鉤,2014年開始,中國碳排放出現負增長,脫鉤狀態呈強脫鉤。美國脫鉤狀態整體呈較為理想的弱脫鉤,2006年以后美國碳排放實現負增長,碳排放與GDP強脫鉤,這主要歸功于美國能源結構優化升級。印度脫鉤狀態較為惡化。日本脫鉤狀態整體呈弱脫鉤。在驅動因素研究過程中發現,能源強度和經濟增長效應是影響中國、美國、印度和日本碳排放與GDP脫鉤的主要因素,除此之外,印度碳排放還受人口效應的影響較大,能源結構效應對日本的碳排放與GDP脫鉤影響較大。
  • 作者(Author):張光榮劉淑婷史發釗張月范紅真董佩黃良新
    關鍵詞(KeyWords):摩擦提升機滾筒繩槽激光位移傳感器三角測距DWIN液晶屏

    摘要:為了保證多繩摩擦提升機的安全運行,要求繩槽的直徑一致,對此提出一種基于激光測距的摩擦式提升機滾筒繩槽參數檢測儀。該測量儀通過激光位移傳感器利用三角測距原理測得繩槽的信號,實現非接觸式測量,微處理器讀取信號并做數據處理,由DWIN液晶屏實時顯示測量的結果,并以圖形的方式將各繩槽的數據變化顯示出來。該滾筒繩槽參數測量儀可以精確測量繩槽的參數,實時顯示測量結果并存儲,以便操作人員及時了解滾筒的繩槽情況,保障運輸提升的安全。
  • 作者(Author):張偉杰王繼科
    關鍵詞(KeyWords):可折疊料斗導軌模型裝載能力小型裝載機

    摘要:為了減輕小(輕)型卡車裝載散狀物料時的人工勞動強度,設計了一款料斗可折疊的小型裝載機。文中提出了總體設計方案,料斗在重載段為張開狀態,裝載量最大;在回空段為折疊狀態,有效節省了機身下的空間,降低了整機高度。建立了料斗的物理和數學模型,利用Matlab軟件確定了機身傾角和料斗張開角的最佳傾角均為60°,使整機裝載能力至少達到12. 5m3/h。設計了導軌的形狀及其位置參數,保證料斗的張開與折疊,并利用Pro/E軟件對裝載段料斗的運動軌跡進行了仿真,仿真結果表明料斗在由折疊到張開的過程中實現自動裝載功能。
  • 作者(Author):何景強
    關鍵詞(KeyWords):蓄電池支架搬運車動力學分析有限元分析結構優化輕量化設計

    摘要:基于虛擬樣機技術對某型蓄電池支架搬運車進行了多體動力學分析,獲得了車輛滿載平路、滿載爬10°坡、滿載低速通過深100mm溝壕路面三種典型工況下的運動學及動力學相關參數及各部件的受力狀態。并以最惡劣的第三種過壕溝路面工況仿真結果為載荷依據,在有限元軟件中對整車機架進行了強度分析,找出了前、中、后三段機架設計的缺陷部位,并通過增加結構性筋板、減小板材厚度、加開減重孔的方式減小了應力集中,提高了機架的結構強度,在滿足使用要求及材料許用應力的前提下三個機架總減重達22%。該車經過一年多的煤礦井下工業性試驗,機架強度完全滿足現場使用要求,為同類車型的動力學分析及結構優化設計提供了參考依據。
  • 作者(Author):王治偉王麗威
    關鍵詞(KeyWords):支架搬運車提升裝置提升臂圓環鏈輪

    摘要:針對支架搬運車臂式提升裝置存在提升鏈長度無法調節、提升過程中液壓支架橫擺以及提升臂容易斷裂等問題,提出了以圓環鏈輪替代提升臂的結構方案,通過分析提升機構工作時的運動過程及受力狀態,研究礦用圓環鏈輪用于起吊提升的嚙合行為,論證了圓環鏈輪用于重型液壓支架搬運的可行性,并設計了防止咬鏈的半切型圓環鏈輪,給出了吊裝用圓環鏈輪的加工工藝及檢驗方法,對圓環鏈輪式提升機構進行了優化設計,進一步提升了鏈輪式提升機構的吊裝性能,優化后的鏈輪式提升裝置經現場實際應用效果良好。
  • 作者(Author):李麗英
    關鍵詞(KeyWords):煉焦煤開發潛力供應需求中長期預測

    摘要:研究了我國煉焦煤供需現狀、產量變化和煤種結構,對主要煉焦煤生產省區的煉焦煤開發潛力進行了分析,分析了供給側結構性改革對煉焦煤供應的影響,綜合考慮各省區煉焦煤資源儲量、產量變化和剩余服務年限等各種影響因素,對中長期我國煉焦煤供應量進行了預測,采用GDP鋼材消費系數法對中長期我國粗鋼和生鐵需求量進行了預測,基于鋼鐵消費需求對中長期我國煉焦煤需求量進行了預測。經預測分析,我國中長期煉焦煤供應量和需求量均將呈明顯下降趨勢;從分煤種上看,中長期國內焦煤和肥煤供需缺口較大,急需加強國內煉焦煤資源的保護性開采和利用。
  • 作者(Author):靳建順劉向陽涂亞楠李凡飛顧蘇錢李峰
    關鍵詞(KeyWords):煤泥熱重燃燒水煤漿流變性

    摘要:以燕子山煤泥為研究對象,對其進行工業分析、元素分析和灰熔融行分析,通過TGDTG-DSC分析了煤泥的燃燒特性和CO2氣氛氣化特性,并選用亞甲基二萘磺酸鈉作為分散劑,研究了煤泥水煤漿的流變性。試驗結果表明,在10℃升溫速率條件下,該煤泥在氧氣氛圍中的著火點溫度為456℃,在二氧化碳還原氣氛中的解聚和分解反應起始溫度為355℃;燕子山選煤廠煤泥能制備較高濃度的水煤漿,最佳藥劑量下的定粘濃度為72. 01%,且表現為屈服假塑性流體的"剪切變稀"特性。燕子山選煤廠煤泥具有低硫、高灰熔點的特點,可以考慮以配煤方式制備為燃料型或氣化型水煤漿,實現煤泥高附加值潔凈利用。
  • 作者(Author):王新文徐廣譯朱國輝馬浩鑫
    關鍵詞(KeyWords):閘門角度EDEM仿真模擬給料機振動床面

    摘要:為了研究給料系統中閘門角度對給料機振動床面壓力的影響規律,文章通過EDEM軟件對LDDF2330慣性振動給料系統進行仿真模擬,控制閘門開度不變,改變閘門的角度為80°、70°、60°和50°,得到了給料機振動床面在不同閘門角度下同一位置以及振動床面在同一閘門角度下不同位置的受力情況并進行分析。結果表明:隨著閘門角度的減小,給料機振動床面整體所受壓力線性遞減;給料機床面受力最大的位置逐漸向振動床面給料端移動。
  • 作者(Author):周游
    關鍵詞(KeyWords):露天煤礦溫室氣體核算模型減排策略

    摘要:針對露天煤炭開采能源消耗大、溫室氣體排放高的特點,對露天煤礦進行碳排放量的核算,從而清晰認識露天煤炭開采的碳排放源,并為露天煤礦的節能減排工作提供數據支撐。文章在識別其排放源的基礎上進行了溫室氣體核算模型的構建,并以哈爾烏素露天煤礦能源消耗情況為基礎,進行了溫室氣體排放的計算分析和研究。最后結合露天煤礦特點,對其減排策略給出了政策建議。
  • 作者(Author):張潤澤寇子明閆政成文浩
    關鍵詞(KeyWords):防爆膠輪車理論模型動力性試驗萬有特性

    摘要:針對現有礦用防爆膠輪車在巷道內運行過程中存在動力不足和燃油不充分問題,提出利用動力學理論模型和試驗相結合的方法,分析最佳動力性、油耗及其能效。首先根據實際工況進行了發動機的選型,再利用MATLAB軟件中的線性回歸法得出最理想的四階擬合曲線方程,建立了發動機的數學模型。基于該模型搭建了防爆膠輪車動力系統模型并對爬坡度、加速度和經濟性進行了分析。最后進行了動力性試驗,將試驗得出的萬有特性曲線與仿真對比研究。試驗結果表明:該型號發動機轉速1800r/min時為最佳經濟性及動力性區域,最低油耗為222g/k W·h,由此建立的發動機數學模型及膠輪車動力系統模型是準確的,為后續的發動機研究和整車動力匹配奠定了基礎。
  • 作者(Author):吳金水劉景謝衛東李伍
    關鍵詞(KeyWords):煤層厚度變化澙湖相沉積環境潮坪相淺海相

    摘要:開灤礦區是河北省主要的煤炭生產基地,礦區內石炭-二疊系煤系地層含煤豐富。為了探究礦區內14煤賦存特征,通過對開灤礦區見14煤鉆孔進行統計分析,采用沉積地層學、煤田地質學、煤巖學,深入分析開灤礦區的原始沉積環境與煤層賦存特征。研究認為14煤賦存特征主要受原始沉積環境影響,其沉積環境早期以澙湖相為主,由于水下障壁沙壩的存在,使得澙湖內水動力弱,并在沙壩向陸一側較早沉積泥炭。由于陸地不斷向海推進,研究區逐漸過渡到潮坪相最終暴露于地表,使得研究區內廣泛沉積泥炭,后期又由于海侵作用過渡到淺海相,終止了泥炭的堆積。
  • 作者(Author):李鵬張昌鎖
    關鍵詞(KeyWords):綜采工作面頂板預裂爆破爆破振動臨近村莊

    摘要:為了弱化堅硬頂板,減小頂板來壓劇烈程度,保證開采過程的安全,山西高平科興米山煤業有限公司選用頂板預裂爆破的方法人為破壞頂板。首先采用理論計算得出爆破所產生的振速峰值;然后利用數值模擬軟件ANSYS/Ls-Dyna建立物理模型,對切眼頂板預裂爆破破碎的全過程進行數值模擬,提取預先設置的所有爆破觀測點的爆破振動峰值;最后與理論計算值進行綜合分析比較。結果表明,理論經驗公式估算與數值模擬計算的結果基本吻合;距離居民區最近測點峰值振速不超過安全允許值,即表明按照設計的頂板預裂爆破方案進行爆破作業不會對上馮村民居的安全性產生明顯影響。
  • 作者(Author):劉貴
    關鍵詞(KeyWords):地表瓦斯瓦斯泄露同位素地下水降水漏斗

    摘要:某村莊地面出現瓦斯泄露現象,由于該村莊附近有生產煤礦,地表泄露的瓦斯有來自于開采煤層的可能性,為確認瓦斯來源,分析瓦斯泄漏原因以便采取有效措施,進行了地面泄漏氣體與井下采空區瓦斯氣體相關性取樣實驗及煤礦開采對地下水影響的分析,結果表明:地面泄漏瓦斯來源不是附近煤礦井下煤層瓦斯,但由于煤礦常年開采及該礦修建南風井時大量淺層水被疏排,導致了該區域水位下降,致使淺層瓦斯氣體泄漏到地面。可為類似條件地表瓦斯泄漏原因分析提供參考。
  • 作者(Author):喬元棟程虹銘
    關鍵詞(KeyWords):順層鉆孔流-固耦合漏氣通道主動支護封孔

    摘要:回顧了封孔效果影響因素,基于流-固耦合作用下順層鉆孔漏氣通道模型,研究了鉆孔周圍應力及主動支護封孔技術效果,結果表明:鉆孔鉆進經歷巷道前方"三帶",應力集中帶內煤體裂隙發育;隨著距鉆孔壁距離的增加,鉆孔施工的二次擾動作用逐漸減小,鉆孔卸壓松動圈與巷道卸壓松動圈疊加效應出現在孔周局部范圍內,并共同形成鉆孔漏氣主要通道;無支護力作用下,抽采負壓與巷道大氣壓在短時間內,很容易通過鉆孔卸壓松動圈裂隙與巷道壁的卸壓裂隙連通,形成漏氣通道;支護力作用下,加固了孔周煤體,愈合卸壓裂隙,減小漏氣通道,加大了有效抽采時間,且隨著支護力的增大,這種效果更明顯。進一步試驗了主動支護封孔技術,與原有普通囊袋式封孔相比,主動支護封孔單孔日平均抽采濃度提高近3倍,單孔日平均抽采純量提高近1. 6倍,主動支護封孔效果好,理論分析結果得到驗證。
  • 作者(Author):趙燦程志恒孔德中杜志峰
    關鍵詞(KeyWords):近距離煤層力學參數測試數值模擬鉆孔布置

    摘要:針對沙曲煤礦近距離突出危險煤層群開采的瓦斯防治難題,采用室內試驗、數值模擬現場試驗等研究手段對近距離煤層群下行開采底板應力分布特征與卸壓范圍及鉆孔瓦斯抽采布置有進行分析。結果表明:煤層群各頂底板巖層物理、力學性質呈現不均勻分布,表現為巖層間橫向性質相近,垂向巖性差異性較大的典型層狀分布。其中,3號、4號、5號煤層間頂底板均為密度較大、內聚力較大、抗拉、抗壓強度均較高的砂巖。4號煤層開采后采空區中部底板巖層一定范圍內出現明顯的垂直應力為0MPa的區域,底抽巷處在卸壓區范圍內,采空區中部下方底抽巷圍巖垂直應力低于5MPa。底抽巷布置在距5號煤層14m處是合適的。工程實踐表明,抽采半年后瓦斯壓力由1. 5MPa降至0. 2MPa,平均抽采率維持在80%以上,采用底抽巷抽采瓦斯效果較佳。
  • 作者(Author):張杉秦躍平劉偉高鵬
    關鍵詞(KeyWords):采空區自然發火無因次分析數值模擬

    摘要:采空區自然發火是多場耦合作用的復雜過程,研究流場及氧濃度場模型是進行采空區高溫預測預報的前提。首先建立了動坐標下流場及氧濃度場的數學模型,然后研究了模型的無因次形式,并定義了無因次壓力、無因次速度、無因次氧擴散系數、無因次耗氧速度系數等無因次準則。通過分析可得,遺煤厚度是采空區氧濃度場的重要影響因素。最后通過數值模擬得到不同遺煤厚度下氧濃度場的分布圖,進而得出隨著遺煤厚度減小氧氣在采空區的分布更廣的結論。
  • 作者(Author):韓柏青
    關鍵詞(KeyWords):堅硬頂板黃鐵礦碰撞摩擦發火

    摘要:針對新集二礦121109工作面采空區頂板巖石冒落碰撞產生火花引起采空區局部瓦斯燃燒的情況,通過理論分析、實驗室實驗、現場監測等綜合研究手段,揭示了含黃鐵礦堅硬砂巖頂板垮落碰撞摩擦發火特征。總結提出了煤層頂板中黃鐵礦、石英含量較高,是造成巖石摩擦升溫的重要因素,砂巖頂板在接觸壓力較大情況下以極低運動速度摩擦即會產生連續火花,相同接觸摩擦條件下,含黃鐵礦巖芯更易產生連續火花,且其火花強度比純砂巖巖芯的高。研究成果可為類似條件下其他煤礦的災害治理提供重要理論支持。
  • 作者(Author):郭壽松
    關鍵詞(KeyWords):斷層弱面工作面開采斷層活化沖擊地壓動載擾動

    摘要:基于臨近斷層構造區工作面開采易誘發沖擊地壓事故的工程背景,提出了建立斷層構造區工作面開采的力學模型并對其計算分析,結果表明:工作面采動對斷層弱面造成擾動影響,按距離可分為遠場和近場擾動效應;遠場采動誘發斷層活化時,斷層弱面上粘合接觸點統計上的破壞形式決定了斷層弱面是穩滑狀態還是粘滑狀態;近場采動誘發斷層構造活化時,采掘工作面位于斷層下盤巖層時,斷層巖塊發生向上、向下剪滑失穩及斷層巖塊張拉離層失穩危險性高于上盤開采方式。
  • 作者(Author):李超弓培林
    關鍵詞(KeyWords):復合巖層錨桿預應力巷道支護注漿

    摘要:為了揭示預應力在復合巖層中的擴散規律,采用數值模擬的研究方法,分別對錨桿預應力在單一巖層、"軟-硬"巖層、"硬-軟-硬"巖層中的預應力傳遞規律進行了研究。研究結果表明:三種類型巖層中的預應力分布形態顯著不同,單一巖層預應力擴散流暢,而"軟-硬"巖層在巖層交界面有阻隔現象,尤其是在"硬-軟-硬"巖層最為顯著,三種巖層中0. 04MPa預應力場面積分別為1. 955m2,1. 429m2,1. 294m2,巖層組合類型對預應力場分布明顯影響。井下試驗結果表明,復合巖層試驗巷道頂板下沉量僅7mm,兩幫收縮量160m,巷道控制效果良好。
  • 作者(Author):谷拴成李曉棟周攀胡曉開
    關鍵詞(KeyWords):錨桿錨固圓形巷道彈塑性分析圍巖控制

    摘要:為研究錨桿支護機理及控制巷道圍巖穩定,基于錨桿加固效應,將錨桿的支承作用考慮成作用于錨固區圍巖的體積力,將錨桿的加固作用視為增強了錨固區圍巖的強度參數;建立巷道計算模型,并進行彈塑性分析,導出了巷道圍巖應力、位移解析解。結合算例,將理論計算值與實際監測值進行了對比,比較了錨桿支護與未支護時圍巖應力,同時進行了圍巖變形的影響參數分析。結果表明:錨桿支護改善了塑性區圍巖應力狀態,提高了圍巖自承載能力;錨桿長度、間排距的參數設計遵循"長而疏、短而密"原則。文中理論解析解考慮了錨桿加固效應,為認識錨桿支護機理提供了理論參考,也能為巷道圍巖控制提供合理的錨桿支護方案。
  • 作者(Author):趙勇綱楊傳博冀樹春胡小平
    關鍵詞(KeyWords):高能脈沖激光在線檢測煤質比對動態精密度

    摘要:在對目前常用煤質在線檢測技術及設備優劣勢比較分析的基礎上,選用國際領先的高能脈沖激光全元素在線檢測技術,篩選煤中主要元素特征光譜,開發建立灰分和發熱量煤質指標與元素間的關系模型,實現對煤中灰分和發熱量的精確測量。通過有源精確定位技術,實現物料實時動態檢測,在線分析儀的檢測動態精密度滿足并優于國標GB/T 29161的要求。
  • 作者(Author):常永強
    關鍵詞(KeyWords):范各莊井田巖溶陷落柱地質構造發育特征

    摘要:為了預防巖溶陷落柱引發礦井水害的發生,以開灤礦區范各莊礦發育的巖溶陷落柱為研究對象,基于野外勘測、采掘生產資料和鉆孔資料數據,分析了研究區巖溶陷落柱的發育特征及分布規律,提出了巖溶陷落柱的井下預測方法,討論了陷落柱發育的地質主控因素。研究表明:該區陷落柱發育形態多樣,剖面上呈大小不一的圓柱狀或圓錐狀。研究區巖溶陷落柱主要分布于構造復雜的褶曲地帶,明顯受控于構造特征,分布規律與斷層和節理發育密切相關。奧陶紀灰巖頂部長期風化剝蝕為陷落柱的形成提供了物質基礎,研究區地下水動力條件對陷落柱發育規模與分布控制作用明顯。
  • 作者(Author):李志杰
    關鍵詞(KeyWords):近距離煤層綜采工作面倒回支架聯合支護卸壓護巷

    摘要:針對戊9-10-22180工作面收尾時支架不能按常規回撤,且近距離煤層頂板失穩,從工作面開始上網到最終設備回撤,提出了倒回支架回撤方案,并采用回撤通道"錨網+錨索"聯合支護和"非錨區無坑木支護"工藝,優化抹角施工參數等成套技術。結果表明,倒回支架技術合理,回撤通道聯合支護和抹角施工參數能夠滿足設備回撤,卸壓護巷省時省料,確保工作面安全快速回收,可為同類型條件工作面回撤提供參考。
  • 作者(Author):孔祥義陳全秋崔凱
    關鍵詞(KeyWords):松軟厚煤層大采高工作面片幫誘因片幫危險區片幫防治

    摘要:為解決松軟煤層大采高工作面煤壁片幫問題,以三元中能煤業3#煤層大采高工作面為例,基于片幫觀測、實驗室試驗、現場條件勘查、PASAT高應力區探測等手段,對片幫誘因進行分析,得出導致煤壁片幫的主要地質因素和開采技術因素。根據片幫原因,將工作面片幫危險區域分為高應力片幫危險區、地質構造片幫危險區、強來壓片幫危險區、仰采片幫危險區四類。從降低超前擾動、提升煤體自承載能力的目的出發,針對不同類型片幫危險區提出了優化回采參數、改善支架工況、優化移架方式等具體防片幫技術措施。結果表明,采用防片幫措施后,大采高工作面煤壁片幫面積和深度明顯降低,工作面作業環境得到改善,為本礦及周邊礦井類似條件工作面安全回采提供借鑒。

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