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):趙海興
    關鍵詞(KeyWords):黨家河煤礦架空乘人裝置軌道礦車無軌膠輪車設計車型配置轉接輔助運輸

    摘要:為了提高鶴壁煤業陜西黨家河斜井開拓煤礦輔助運輸效率,研究了在斜井巷道采用架空乘人裝置運送人員或軌道礦車運輸材料和設備,在井下換裝硐室進行快速換裝后由無軌膠輪車直達運輸。詳細論述了人員、材料及綜采工作面設備的換裝運輸工藝、無軌膠輪車的設計、車型配置和車輛入井及升井方法。結果表明:無軌膠輪車載重量大、機動性強,綜采工作面設備均可實現點到點的直達運輸,安裝和拆除快速;輔助運輸人員減少50%以上,輔助運輸綜合效率提高40%以上;降低了工人勞動強度,從根本上消除了各類運輸事故的發生。
  • 作者(Author):謝益盛郝曉飛楊亞威
    關鍵詞(KeyWords):大采高無煤柱開采柔模混凝土巷旁充填體圍巖控制

    摘要:為提高晉煤集團長平煤業Ⅲ4303大采高工作面采出率,采用無煤柱開采技術,通過實驗室試驗、理論分析與工業性試驗相結合的研究方法,對大采高工作面無煤柱開采技術進行研究,根據柔模混凝土力學性能試驗結果知柔模混凝土的強度高于普通混凝土強度,標準養護28d時抗壓強度為38.3MPa,結合Ⅲ4303大采高工作面的具體情況,確定巷內采用“錨網索+波紋鋼帶”聯合支護,巷旁C30柔模混凝土寬度為1.5m,并采用理論分析驗證巷旁充填體的承載能力。通過工程實踐表明:無煤柱開采技術實施后,Ⅲ4305工作面回風巷頂底板及兩幫的最大移近量分別為220mm和240mm,保障了巷道圍巖的穩定;帶來的煤柱效益為1.02億元,提高了礦井的生產效益。
  • 作者(Author):劉成劉葉鄧東杰張曉亮
    關鍵詞(KeyWords):采區煤倉交叉巷道延伸改造煤倉設計

    摘要:為解決采區煤倉容量小、運煤路線復雜等問題,提出了穿越煤倉上口交叉巷道向上延伸煤倉的方法,并通過理論分析和計算,確定了在不破壞原有煤倉的基礎上利用“錨桿+錨索+噴射混凝土”和混凝土支護相結合的方式對煤倉進行永久支護的設計方案,并利用反井鉆機快速施工縮小工期。城峰公司二采區采區煤倉使用該方法進行改造,結果表明此方法能在短時間內通過改造增加煤倉的容量,縮小運煤路線;SCCT軟件的配筋計算能夠獲得鋼筋混凝土穿過交叉巷道影響區域的合理參數;可為類似條件的井下煤倉改造施工提供借鑒。
  • 作者(Author):談國文
    關鍵詞(KeyWords):復雜礦區煤與瓦斯突出多參量預警規范化過程管理

    摘要:以貴州水城礦區為研究對象,從模型、軟件、機制及裝備等方面建設了復雜礦井適用的瓦斯突出災害預警系統,從防突措施缺陷和客觀危險性兩大方面囊括了20多項突出危險預警指標,實現了煤與瓦斯突出災害的多參量、準確預警和及時發布。現場應用表明,預警系統可以準確評價、預警復雜礦井工作面的突出危險性。應用效果明顯,為科學預防瓦斯突出災害提供了有效手段。
  • 作者(Author):許濤
    關鍵詞(KeyWords):智慧煤礦調度指揮中心小間距LED顯示屏安全預控

    摘要:?簡要介紹了調度指揮系統大屏顯示產品的發展過程及特點,詳細闡述了小間距LED顯示屏的性能特征優勢和技術優勢,從無視覺拼縫、色彩飽和度、色彩還原性、單位面積功耗、使用壽命、維護成本等各方面介紹了陜煤小保當煤礦調度指揮中心大屏顯示系統的特色,描述了調度大屏系統作為小保當智慧化礦山體系內可視化平臺的窗口,在井下工業視頻監控系統、礦井安全監控監測、人員定位系統、地理信息保障系統等智慧化礦山安全預控體系中的重要作用,實現對礦井全方位、全天候、全過程安全狀況的實時監測,為煤礦管理層進行生產調度、風險預判、隱患治理、安全預控提供了最直觀的決策依據,有效提高了煤礦調度管理的效率。
  • 作者(Author):吳多晉趙紅澤
    關鍵詞(KeyWords):開采程序軟巖橫采內排尾隨壓腳資源回收

    摘要:結合勝利煤田發生大型滑坡的露天礦地質賦存條件,以高大軟巖邊坡條件下松散物料壓覆的煤炭資源安全高效回收為目標,提出采用“橫采內排-尾隨壓腳”的開采程序方案將工作線從直線型變為“Π”字型。從地表水與地下水防治、邊坡安全監測等方面提出了保證工程順利實施的安全保障措施。計算分析了采用“橫采內排-尾隨壓腳”開采程序方案的可觀資源回收量及減少運距和提升高度帶來的經濟效益,同時對礦山實現可持續發展和安全開采的價值進行了預測。
  • 作者(Author):王忠鑫趙明王金金蘇遷軍曾祥玉
    關鍵詞(KeyWords):露天礦雙能源卡車MATLAB速度變化分析道路參數優化

    摘要:為了解決雙能源卡車運輸系統中架線道路參數優化的問題,通過MATLAB軟件分析雙能源卡車坡道速度變化問題,確定上坡勻速運動的速度節點、單個坡道長度和道路參數優化的設計速度;再從道路參數優化影響因素和意義入手,提出了參數的計算方法,基于雙能源卡車運行性能和行駛路面條件對參數進行優化,優化結果可發揮雙能源卡車性能優勢并保證運行安全。以伊敏三號露天礦為例進行了實證研究,研究結果表明:傳統卡車上坡平均速度15.86km/h,單個坡道長度450m。雙能源卡車上坡平均速度24.43km/h,增加54.04%,運輸效率高;單個坡道長度1050m,增加133.33%,爬坡能力強。但雙能源卡車需更大半徑保證運輸安全性。坡道坡度增大時,雙能源卡車速度減小,單個坡道長度減少,凸型豎曲線半徑和曲線半徑減小。
  • 作者(Author):沙寶銀牛一村滕靈芝
    關鍵詞(KeyWords):煤炭運輸船水尺計重自動檢測圖像識別無線通信

    摘要:?為解決水尺計重人工觀測中存在的人為誤差、效率低、糾紛多等問題,文章以水尺計重全自動計量為研究核心,運用傳感技術、無線通信、圖像處理等多學科理論知識,采用理論分析、優化算法和現場檢測相結合的方法,分析復雜環境下不同船舶水尺視頻的特點和規律,開發水尺計重便攜式設備及圖像識別系統軟件,構建水尺計重自動檢測圖像識別系統,實驗測試表明:系統運行穩定,誤差小、準確度高。徹底解決水尺計重各環節人工觀測并記錄的落后狀況,實現我國煤炭運輸船水尺計重的科學、高效、安全、公正鑒定。
  • 作者(Author):趙長紅呂兆海
    關鍵詞(KeyWords):復雜膨脹性圍巖交岔點全斷面封閉有限讓壓支撐架

    摘要:針對復雜膨脹性圍巖條件下交岔點高應力集中區圍巖穩定性控制和支護技術難題,通過對交岔點圍巖變形表現形式、交岔點圍巖變形機理的研究分析,提出了交岔點支護難點及重點。基于圍巖控制理論分析,提出了“有限讓壓的柔性支護+全斷面封閉抗壓的剛性支護技術”,前期柔性支護采用“高強、高預應力錨桿+錨索+噴漿”聯合支護有限度控制圍巖變形,允許圍巖在可控范圍內釋放圍巖應力;后期通過架設異形支架與支撐架組成的聯合支護體并噴射混凝土對交岔點圍巖進行全斷面封閉抗壓支護,有效控制巷道交岔點圍巖的變形。確保了交岔點圍巖變形的整體可控性、穩定性,達到了預期支護效果。
  • 作者(Author):馬力回新冬姚強嶺
    關鍵詞(KeyWords):采區巷道軌道下山快速掘進機械化作業線中深孔爆破

    摘要:為了解決恒源煤礦Ⅱ63采區軌道下山(下段)作業效率慢、打眼裝巖耗時時間長、采掘接替緊張等問題,采用中深孔光面爆破技術和CMJ2-18型液壓掘進臺車與ZWY-150/55L型挖掘式裝載機配套機械化作業線,形成鉆眼、裝巖、運輸一體化快速掘進作業模式。結果表明:打眼工效提升4~5倍,轉運矸石效率提升一倍,每日單進逐步提升至4.7m,作業工效由0.135m/工增加為0.163m/工,作業效率大幅提升,并且施工環境顯著改善,工人勞動強度降低,為巖巷機械化作業線的優化與改進以及現場勞動組織情況的管理提供了一定的依據與借鑒。
  • 作者(Author):王濤李根姜濤王向宏
    關鍵詞(KeyWords):厚煤層沖擊地壓微震監測預警參數

    摘要:崔木煤礦采深大、煤層厚且具有沖擊傾向性,留底煤掘進期間多次發生巷道動力顯現。以崔木煤礦21306工作面運輸巷掘進為工程實例,分析了微震監測系統對掘進期間微震事件的大能量事件分布特征和異常系數等,進一步確定沖擊危險性與微震預警參數的關聯性。研究結果表明:不同掘進階段的微震能量和頻次表現形式不同,但具有一定規律性。當微震能量持續升高而頻次逐漸降低時或掘進速度突然加快時會發生密集的大能量事件。統計表明,微震活動異常系數大于1.5后,將會發生大能量事件。
  • 作者(Author):洪建俊張杰劉杰
    關鍵詞(KeyWords):高位定向長鉆孔成孔技術泥漿脈沖測量系統復合鉆進

    摘要:為解決高位定向長鉆孔大深度、大摩阻、巖層復雜、排渣難等鉆進難題,通過定向鉆進裝備優選、泥漿脈沖隨鉆測量系統應用、高韌性螺旋鉆桿提高鉆桿柱強度和有效排渣、定向鉆進軌跡設計和控制技術優化、以及復合定向鉆進工藝降摩阻等方法,有效提高高位定向長鉆孔的鉆孔深度,增強了高位定向長鉆孔成孔技術的鉆具適配性和地層適應性。該技術應用在桃園礦Ⅱ8221高位定向長鉆孔施工中,成功實現最大956m的高位鉆孔深度記錄,后期鉆孔瓦斯抽采濃度高、純量大,有效解決了回采工作面的瓦斯問題,取得了良好的效果,為高位定向長鉆孔成孔技術應用研究提供了寶貴經驗。
  • 作者(Author):陳繼福
    關鍵詞(KeyWords):穿層鉆孔相變致裂抽采半徑抽采效率

    摘要:為了提高松軟、低滲煤層的瓦斯抽采效率,采用底抽巷穿層鉆孔進行了液態CO2相變致裂試驗。結果表明:煤層經歷致裂后,致裂鉆孔直徑明顯增大,瓦斯抽采影響半徑為10m左右;鉆孔瓦斯純流量和瓦斯濃度均得到大幅提升,雖然每次致裂后期呈現一定程度衰減,但依然維持較高水平;與水力沖孔措施相比,液態CO2相變致裂后的前期增透效果更佳;液態CO2致裂不僅增強了煤層瓦斯抽采效率,也提高了礦井掘進速度,具有顯著的安全和經濟效益。
  • 作者(Author):蔣向明任虎俊陳亞洲
    關鍵詞(KeyWords):區域超前探查治理技術邯邢礦區深部采煤底板水害防治

    摘要:?針對超前區域探查治理技術在探查治理設計、注漿改造工藝、治理效果評價方面存在的問題,通過分析邯邢礦區水文地質條件及邢東礦、辛安礦水害防治工程實例,對超前區域探查治理技術在深煤層底板高承壓水害防治中的應用進行研究。研究得出:注漿治理目的層應綜合分析研究區水文地質條件、突(涌)水方式,選擇離煤層最近、厚度適中、可注性較好的含水層進行注漿改造;水平孔布設距離應考慮研究區水文地質類型、地質構造復雜程度及發育程度確定孔間距,并設計機動孔;水平孔布置方式應考慮工程目的;治理應按“探、注、驗一體化”的思路,對鉆進過程中遇到的地質現象實施注漿治理并檢驗;治理效果應利用突水系數、含水層涌水量、礦井涌水量、構造發現率、初始奧陶系巖溶水壓等指標,通過迭代指數法組合量化后,重新評價。
  • 作者(Author):程根銀任強齊黎明徐會軍周勇
    關鍵詞(KeyWords):光纖傳感技術火區探測數值模擬老石旦煤礦

    摘要:為了預防老石旦礦16401工作面采空區遺煤自然發火現象,利用預先埋設在工作面巷道中的光纖傳感系統對空氣流動規律、氧氣濃度分布以及采空區溫度分布進行實時在線檢測。根據預先設定的FLUENT軟件數學模型構建速度場云圖、O2濃度場云圖以及溫度場云圖,并經過建立模型驗證計算值與實測值的一致性,判定16401工作面采空區“三帶”準確范圍:距離推進工作面0~54m范圍為散熱帶,54~88m為氧化自燃帶,超過88m進入到窒息帶,所測得數據為老石旦煤礦16401工作面采空區防滅火措施的可行性提供了堅實的理論基礎依據。
  • 作者(Author):陳芳
    關鍵詞(KeyWords):綜放工作面產塵特點分布規律綜合治理

    摘要:為解決綜放工作面粉塵污染問題,文章以王家嶺20106綜放工作面為工程背景,通過現場實測方法對工作面割煤產塵特性及粉塵濃度分布規律進行了分析,提出了以塵源跟蹤系統為依托、靜壓噴霧與高壓噴霧相結合的治理措施,形成了一套由多個針對性防塵子系統組合而成的綜放面智能聯控高效噴霧降塵系統,并對工作面各點產塵進行有效治理。應用表明:經綜合治理,采煤機司機及降柱移架作業人員處綜合降塵效率達到90%以上,進回兩巷粉塵濃度控制在20mg/m3左右,效果顯著,可有效緩解工作面粉塵污染問題。
  • 作者(Author):孫樂張驚宇王瑾
    關鍵詞(KeyWords):煉焦揮發性有機物逐級制冷循環凈化資源回收

    摘要:內蒙古某焦化廠揮發性有機化合物(VOCs)中含有高濃度非甲烷總烴、苯、苯并[a]芘、含氯、氟的有機化合物,同時還含有大量硫化氫、氨等無機化合物,其有機污染物濃度高、毒性大、組成復雜,目前諸多VOCs處理技術仍有大量需要改進和完善的空間。通過對揮發性有機物治理技術的開發與應用,有效解決了該焦化廠揮發性有機物中非甲烷總烴、苯、苯并[a]芘、氨含量外排濃度較高等難題。通過對機械刮渣槽排氣筒處放散口開展循環逐級制冷回收VOCs中化學組分,實現非甲烷總烴外排濃度小于10mg/m3,根據監測結果顯示VOCs減排效率達到99%以上。整個處理過程中冷凝設備處于密閉運行狀態,不需添加化學藥劑,沒有新的污染物產生,使VOCs治理做到環保零排放,為焦化廠揮發性有機物治理提供了工程示范。
  • 作者(Author):余學義張冬冬 陳輝穆馳
    關鍵詞(KeyWords):淺埋煤層導水裂隙協調開采力學模型相似模擬

    摘要:王家溝煤礦為陜北典型淺埋煤層礦井,地下煤炭資源開采有可能破壞薩拉烏蘇組潛水含水層。為有效的控制導水裂隙發育,最大限度保護地表含水層,基于協調開采的原理,結合力學模型和相似材料模擬試驗,對比研究了一次采全高和限高留煤柱兩種開采方法導水裂隙發育規律。研究表明,一次采全高條件下導水裂隙呈間歇式變速發育最大高度94m,穿過含水層;限高留煤柱協調開采導水裂隙發育平緩,最大高度60m;關鍵層的穩定決定著含水層的穩定,限高留煤柱能夠顯著的控制協調關鍵層撓曲下沉,有效的抑制導水裂隙發育,實現含水層下綠色保水開采。
  • 作者(Author):魏大勇孫亞楠閆奮前吳俊達
    關鍵詞(KeyWords):承壓水隱伏構造底板突水應力分布致災機理

    摘要:以昌恒煤礦9102工作面實際地質資料為基礎,借助數值模擬與現場測試等手段,從底板應力分布特征與塑性區發育特征兩方面分析了該工作面下隱伏構造對工作面推采的影響。研究結果表明:陷落柱等地質構造的存在,使得工作面回采時在地質構造前出現應力集中現象;工作面回采引發的底板巖體破壞形式主要以剪切破壞為主,且塑性區與陷落柱頂部靠近工作面一側邊界塑性區首先連通形成突水通道,進而引起底板突水;利用底板應變計監測工作面回采引發的煤層底板破壞情況,最終得出工作面回采引發的含隱伏構造底板的破壞深度與經驗及理論公式的計算結果能保持一致,驗證了現場測試方法的可行性及科學性,為承壓水上底板含隱伏構造煤層的安全生產提供借鑒。
  • 作者(Author):丁紅
    關鍵詞(KeyWords):瓦斯抽采瓦斯濃度瓦斯流量衰減系數透氣性系數

    摘要:針對順煤層鉆孔瓦斯預抽時間無法合理確定的難題,基于煤巖體力學和滲流力學理論分析順煤層鉆孔瓦斯流動特性并確定瓦斯抽采控制因素,對不同抽采時間和復合作用區域的順煤層鉆孔瓦斯濃度和瓦斯流量進行對比。結果表明:單孔瓦斯濃度在上覆煤層采空區-遺留煤柱和斷層帶復合作用下具有明顯的區域差異特性,在不同區域內呈現相似的不穩定升降、大幅度衰減和趨于穩定階段演化規律;連續鉆孔瓦斯流量均呈負指數衰減規律,初始流量和衰減系數在主控因素是透氣性系數時不穩定變化,在主控因素是有效應力時趨于穩定,在預抽時間60~120d內抽采效果最優;同時鉆孔瓦斯抽采衰減系數可以作為煤層抽放難易程度的一個輔助判斷指標。
  • 作者(Author):李思乾
    關鍵詞(KeyWords):區域預測瓦斯含量瓦斯賦存精準防突

    摘要:以朱集西礦11-2煤層首采工作面為工程背景,分析了其瓦斯賦存的影響因素及賦存特征;通過對瓦斯含量組分及煤層解吸特征實驗室測試結果分析,論證了采用瓦斯含量為指標進行區域突出危險性預測的合理性,并研究確定了7.23m3/t為指標臨界值。采用瓦斯含量法將工作面劃分出4個突出危險區,僅對突出危險區采取了順層長鉆孔預抽的區域防突措施及防突措施效果檢驗。經現場應用,無突出危險區執行區域驗證期間未出現鉆孔瓦斯動力現象,且回采期間回風流瓦斯濃度維持在0.45%以下,未出現瓦斯超限事故,實現了工作面的安全回采,驗證了區域預測結果的準確性,為類似條件下煤層突出危險性預測提供了理論支撐。
  • 作者(Author):靳磊劉見中姚海飛張思睿
    關鍵詞(KeyWords):高瓦斯礦井自然發火標志氣體程序升溫臨界溫度

    摘要:為了探究琿春地區高瓦斯礦井煤自然發火情況,選取該地區板石煤礦22、23a和八連城煤礦18#、26#共4個煤層進行程序升溫特性實驗,分析了CO及烴類氣體產生量隨溫度的變化規律,優選自然發火標志氣體,測算煤自燃臨界溫度。結果表明,板石22、23a和八連城18#、26#四個煤層的自燃臨界溫度分別為101.0℃、97.6℃、121.0℃、169.1℃。CO和C2H4的初現溫度大約在30℃與80~120℃,且產生量隨溫度單調遞增,可作為煤自燃預測預報的主要參考指標;而同時,為了保證檢測的全面與準確,還可以將規律性良好的其他烴類氣體、烯烷比和鏈烷比進行輔助參考。
  • 作者(Author):高厚陳衛忠邢天海鄭有雷賈曉東程文武
    關鍵詞(KeyWords):水力致裂現場試驗頂板巖層三向應力

    摘要:煤層頂板水力致裂是處理堅硬頂板和防治沖擊地壓的重要技術手段之一,為了研究水力致裂技術對煤層頂板三向應力的影響,通過現場開展煤層頂板定向水力致裂試驗,采用光纖光柵三向應力傳感器得到了致裂前后頂板巖層的三向應力。結果表明:水力致裂之后,監測斷面處頂板巖層三個主應力均有所降低,最大降幅約為20%,而主應力方向變化很小;在工作面坐標系下,致裂部位處各應力分量的降幅受致裂面方位的影響。頂板水力致裂能夠顯著降低或者轉移頂板巖層三向應力,對致裂部位具有良好的卸壓效果。研究成果可為現場水力致裂鉆孔布置提供參考,并可用于沖擊地壓防治研究。
  • 作者(Author):王文才 李雨萌
    關鍵詞(KeyWords):采空區壩體滲透系數孔隙率應變

    摘要:為分析地下水庫人工壩體構筑材料適用性,將滲透性作為衡量標準,以李家壕煤礦為研究背景,通過實驗室相似模擬實驗,使用電液伺服巖石力學試驗機對實驗試樣進行應變-滲透系數研究,分析了不同巖性體在外界應力變化的情況下滲透系數的變化情況。研究得出不同巖性體在變形破壞過程中滲透系數的變化規律:孔隙度越大,其滲透系數越大,呈對數關系;且外界應力會改變巖體裂痕和孔隙的尺寸和數量:當外界應力使得巖體裂痕孔隙更加緊密時,滲透系數減小,反之,滲透系數增大。對相同巖性體而言,隨著外界圍壓和水壓的降低,滲透系數均減小。
  • 作者(Author):柳寧 趙曉光 周文富 袁治程
    關鍵詞(KeyWords):井工開采坡面形態坡面侵蝕黃土層厚度不規則坡

    摘要:井工煤礦開采會引起圍巖移動、地表形態改變,間接造成坡面侵蝕。基于大佛寺煤礦采采礦條件和土壤侵蝕特點,研究了黃土層厚度對采煤沉陷區不同坡形坡面形態及侵蝕的影響。利用FLAC3D 數值模擬軟件對采煤引起的地表變形進行仿真模擬計算,結果表明井下采煤必然會引起坡面坡度增加、坡長減小,坡面侵蝕模數及徑流模數增大,大于100m的黃土層厚度能有效控制坡面坡度增加、坡長的減小、坡面侵蝕模數和徑流模數的增大。增大黃土層厚度,坡面侵蝕增大量由大到小對應的自然坡型排序為:直線坡、凸坡、凹坡、混合坡,且增大黃土層厚度,對于控制直線坡坡面形態和坡面侵蝕的影響更為有效。

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