- 李云;李明;吴博远;
巷道围岩稳定性是保障煤矿安全生产的关键。针对黑龙煤业2202工作面顺槽软岩易破碎、变形严重的问题,结合FLAC~(3D)数值模拟与现场试验,系统优化锚杆长度与间排距参数,提出锚网索联合支护设计方案。研究结果表明:相较于原支护方案(锚杆长度1.8 m,间排距1000 mm×800 mm),优化支护方案(锚杆长度2.4 m,间排距500 mm×800 mm)可使顶板位移减少约19.35%,塑性区深度降低约37.25%。现场监测数据显示,优化方案下顶板下沉控制在92~103 mm之间,巷道围岩整体变形得到有效抑制,支护效果显著提升,为类似地质条件下巷道支护优化设计提供了量化依据与工程参考。
2026年01期 v.44;No.305 1-8+14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1951K] [下载次数:2 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 武晋飞;
针对小庄煤矿40307工作面支架选型问题,采用载荷估算法、类比法等对支架参数进行研究。通过载荷估算法计算得到支架需要的支护强度为1.09 MPa,参考附近同类地质条件矿区开采经验,估算支架支护强度达到1.65 MPa,40205工作面实测最大工作阻力16 688 kN。小庄煤矿40307工作面最终确定ZF18000/23/42D型四柱支撑掩护式放顶煤支架,能够与矿内现有的MG500/1330-W型电牵引采煤机及SGZ1000/2×1200型刮板输送机实现高效协同作业,采用ZFG18000/25/40D反四连杆过渡支架。针对综采液压支架在松软底板条件下易出现的扎底及移架困难问题,结构设计中优化抬底机构进行适应性改造,扎底率降低45%、移架效率提升30%,应用效果良好。
2026年01期 v.44;No.305 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 牛涛;王天凯;刘亚琳;
结合哈拉沟煤矿22315工作面过巷道超高区为工程背景,采用理论分析、数值模拟和工业性试验方法对围岩稳定控制方法进行研究。研究结果表明,随着超高巷道区域与工作面距离的逐渐缩短,巷道围岩应力分布由对称形态逐步演变为“孤峰型”分布,且“孤峰”现象呈现出从煤壁正帮向副帮转移的趋势。在巷道超高区域,采取强力锚索进行补强支护,并辅以“木垛骨架+柔模袋充填体”锚索悬吊梁假顶施工,对超高区域进行有效充填。经工程实测,该超高区域巷道围岩顶板未出现明显下沉,成功确保了巷道围岩的稳定性,为类似工程提供了借鉴经验。
2026年01期 v.44;No.305 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K] [下载次数:2 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 胡海龙;
塔山煤矿601工作面回风顺槽开采深度较深,巷道围岩频繁出现顶板离层、帮部鼓出等变形破坏现象,原有锚杆+网+索联合支护方案已不能满足安全生产需求。设计应用“循环支护、分段推进”工作方式的推移式巷道超前支护装置,该装置配备实时压力监测与自动补偿系统,支护力调节精度达±15 kN,响应时间<200 ms。应用结果表明:巷道顶板下沉和两帮收敛最大值分别降低61.3%和62.2%,围岩变形速率由5.8 mm/d降至2.1 mm/d;支护成本降低25.0%,掘进效率提升30.0%。
2026年01期 v.44;No.305 20-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1542K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 刘俊旭;
为解决棋盘井煤矿I040901工作面回采过程中回风巷道底鼓问题,综合采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,研究了回风巷道底鼓形成原因和防治技术。研究结果表明:造成底鼓的关键原因在于采空区存在未完全垮落顶板,形成的悬挑结构使巷道围岩发生了应力重分布,造成底板水平应力较大,超过破坏阈值。在此基础上,提出了采空区回风巷去锚卸压治理方案,并通过ABAQUS有限元模型与现场监测数据对比验证(误差<8.5%)。现场试验表明,采空区回风巷道顶板去锚卸压后,顶板及时垮落后压力得到有效释放,卸锚前底鼓量为1.19 m,卸锚后降至0.246 m,降幅达79.33%,底鼓变形得到了有效控制。研究方法和提出的防治措施能够为类似回风巷道底鼓控制问题提供相关指导意见。
2026年01期 v.44;No.305 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1821K] [下载次数:4 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 丁树林;
针对四季屯矿井复杂地形与地质条件,研究系统分析了井田地形地貌、煤层赋存特征、水文地质条件及地面运输系统等关键影响因素,结合工业场地选址原则提出井田西部林地(F3断层西侧,ZK12-5钻孔附近)与北部公益林地(5-7钻孔附近)两套方案,通过“地质风险-经济成本-生态扰动”三个方面进行综合比选。研究显示:方案Ⅰ采用立井开拓方式,初期投资较方案Ⅱ减少4.76亿元,建井工期缩短10个月;井筒全深冻结工艺成熟度高,有效规避井田东部强含水层对施工的影响;西部林地区域征地难度低、压煤量少,并远离黑龙江主河道,降低生态敏感区扰动风险。研究成果为寒区矿井开发提供兼具安全、经济与可持续性的决策范式,对类似复杂地质条件矿山规划具有显著借鉴价值。
2026年01期 v.44;No.305 30-35+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 马国伟;郑哲;
针对神府东胜煤田浅埋厚煤层综采工作面下穿强风化砂岩带,易发生大面积黄土冒落,导致工作面漏风及溃水溃沙等事故威胁生产安全的问题,通过分析强风化砂岩顶板破坏机理,提出了充填松散体边界+超前循环注浆加固的综合治理方案,可通过边界充填形成“人工承压拱”,主动约束围岩变形,较传统被动注浆方案缩短工期32%。并以张家峁煤矿2204工作面展开了现场应用研究,通过多轮注浆加固治理,2204综采工作面顶板强风化砂岩带得到了有效控制,减少了顶板松散体的大范围冒落,实现了工作面的正常回采。
2026年01期 v.44;No.305 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 赵宝福;
针对厚硬顶板沿空留巷巷旁支护体支承压力大、留巷围岩控制难度高的问题,采用超前切顶卸压与高水材料巷旁充填支护技术,改造厚硬顶板侧向破断结构,形成短悬臂梁结构,减少留巷巷道上方顶板小结构承载的整体压力,减小厚硬顶板传递到高水材料巷旁充填体上的载荷。经现场应用后发现,该技术能有效控顶,巷道整体成型效果较好,顶底板相对移近量445.4 mm,两帮相对移近量389.6 mm,为厚硬顶板沿空留巷提供参考。
2026年01期 v.44;No.305 41-47+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1905K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 汤涛;白云虎;杨林平;
针对袁大滩煤矿11207回风顺槽受邻近11205工作面采空区侧向支承压力及上覆岩层弧形三角块结构失稳引发的煤壁片帮、顶板沉降等围岩大变形问题,基于巷道应力场演化规律进行数值模拟分析,提出协同支护方案:煤柱侧深部采用高强螺纹钢锚杆+钢筋钢带+短锚索形成承载结构,实体煤侧浅部通过高强玻璃钢锚杆与塑钢网控制破碎。工业试验表明,实施该协同支护方案显著降低了顶板和两帮变形破坏,锚杆轴力较快稳定,轴力稳定值减小,有效激活了煤柱深部围岩自承能力。
2026年01期 v.44;No.305 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1822K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 杨毅;
为化解山西保利合盛煤业2102工作面单翼开采导致的采掘接替紧张、煤柱资源浪费等难题,基于巷道围岩力学参数测试与控制爆破成缝机理分析,提出“深浅孔爆破+D型聚能管”协同技术。通过理论计算与数值模拟,精准确定切顶高度为基本顶上边界15.3 m,采用深孔(孔深15.5 m,装药量9 kg)与浅孔(孔深8.4 m,装药量5 kg)组合爆破,配合“超前切缝+补强支护+U型钢挡矸+单体柱支护”工艺。现场应用显示,聚能爆破形成15.3 m定向断裂面,切顶效率提升30%,挡矸柱平均下沉量198.5 mm,巷道顶底板移近量280 mm、两帮移近量200 mm,均控制在安全范围内。该技术使采出率提升8%,减少掘进量1200 m,降低成本约260万元(含掘进费和支护材料费),取消5 m保护煤柱,多回收煤炭0.45万t,新增利润256.5万元,研究成果为相似条件矿井的开采技术选择提供了极具价值的参考,助力行业技术进步与高效开采。
2026年01期 v.44;No.305 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K] [下载次数:2 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 王光;
为降低复杂地质条件下巷道围岩变形,提升巷道掘进效率和安全性,以不连沟煤矿F6101综掘工作面为研究对象,采用预注浆围岩加固技术,对巷道围岩进行掘进前加固。FLAC~(3D)数值模拟注浆加固前后的巷道围岩变形情况,顶板下沉量降低33.6%,两帮变形量降低37.4%。通过井下实际注浆实验,确定了注浆液在井下围岩内的扩散特性,结合施工区域地质条件确定巷道的最佳支护方案。监测表明,在支护方案相同的情况下,采用注浆加固区域的顶板下沉量比非注浆加固区域降低了62.4%,巷道两帮移近量降低了73.2%,注浆加固能够提升围岩的稳定性和承载特性。
2026年01期 v.44;No.305 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 李晓鹏;
针对山西古县兰花宝欣煤业在大倾角煤层开采过程中面临的支护难度高、顶板破碎严重等难题,构建了一套基于分布式网络架构的智能压力监测系统。该系统在一采区东部巷道群部署了42个监测点位,以深入研究应力场的分布特征。通过运用多维数据融合方法对监测数据进行处理,建立了兼顾倾角影响的应力分布理论模型,并借助FLAC~(3D)数值模拟验证,提出了差异化的支护参数方案,有效实现了对不同危险等级区域的精准支护,巷道维修频次降低75%,年度维护总成本降低44.87%,围岩完整性提高35%。
2026年01期 v.44;No.305 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 闫建武;方宁;李宏峰;
针对复杂地层中易出现的钻孔坍塌、埋钻、卡钻等问题,基于跟管冲击钻进技术原理及钻具在孔内的受力分析,提出了一种可伸缩性三翼钻头跟管冲击钻进技术,有效优化了复杂地层的冲击回转工艺参数,通过搭建地面试验平台,测试三翼钻头的穿岩能力和护管跟进能力。试验表明:三翼钻头可以顺利钻进不同硬度的岩石,且钻机的扭矩、钻压、转速及钻速等主要性能参数会发生不同的波动。采用常规钻进方法贯通试验地层耗时5小时28分钟,成孔率最高仅为31.7%。相比之下,使用三翼钻头进行跟管冲击钻进,成孔率最高可达99.1%,最短耗时仅需2小时21分钟,其钻进效率为常规钻进方法的233%。
2026年01期 v.44;No.305 70-74+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 李治纬;
针对郭屯煤矿深部厚煤层工作面留设煤柱宽度大,工作面沿空巷道存在变形量大、支护困难且回采率低的问题,以郭屯煤矿2303工作面胶带顺槽沿空掘巷为研究背景,通过理论分析、数值模拟等方法,建立沿空巷道支承压力模型,分析上区段回采支承压力分布规律与煤柱内应力规律,得出窄煤柱宽度对沿空巷道围岩稳定性的影响关系,理论计算煤柱宽度4.97~5.73 m,数值模拟验证5 m为最优解。现场工业性试验结果表明,沿空巷道采用锚网索支护方式,使煤柱留设宽度缩小至5 m,掘巷后巷道顶板最大下沉量32.1 mm,两帮最大变形量60.3 mm,巷道围岩稳定性良好。
2026年01期 v.44;No.305 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
- 汪世重;
针对煤矿空压站能效监测中气压波动、多机并联及高海拔环境干扰导致的气电数据割裂、卸载能耗量化偏差超3.2%等问题,提出基于气电双表法的动态监测体系,采用气电双表同步采集与动态关联分析技术,构建三层模块化系统架构,集成压力变送器、涡街流量计与智能电表实现气压-气量-电量同步采集;开发气压-温度联合补偿模型,引入海拔梯度修正机制降低气量计量误差至0.8%;设计滑动窗口自适应滤波算法使压力波动标准差降低53.1%。在贵州大方煤业空压站应用中,系统实现单位能耗0.119 kW·h/Nm~3,节能率21.8%,年节电量56.3万kW·h,并提前28 d预警3~#空压机冷却器结垢故障。
2026年01期 v.44;No.305 92-95+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K] [下载次数:1 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 张昭喜;王明钦;冯宏普;
针对带式输送机传动滚筒结构在复杂周期性交变载荷作用下易出现疲劳损伤的问题,研究基于有限元方法对滚筒结构进行了力学特性和疲劳寿命的深入分析。在详细分析输送带对滚筒施加的正压力和摩擦力特征的基础上,利用Workbench软件构建了滚筒结构的有限元模型,并通过模态和静力学分析,计算得出了滚筒结构的固有频率、模态振型、等效应力及位移变形分布情况。同时,基于实测载荷谱和Gerber修正法,结合材料S-N曲线及nCode软件,对滚筒结构进行了疲劳寿命评估,结果显示在每天工作16 h的情况下,滚筒结构的疲劳寿命可达14.6 a,为滚筒结构的寿命预测提供了重要依据。
2026年01期 v.44;No.305 96-100+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1834K] [下载次数:3 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 黄尊先;梁辉;杨飞;
针对选煤厂在扩能改造过程中面临设备老化、控制精度不足等突出性问题,研究采用“集中管理、分散控制”的三层分布式架构,集成S7-1516F-3PN/DP PLC、PROFIBUS-DP与工业以太网双协议通信网络,构建自动化控制系统。系统开发327个功能块,包括重介密度调节FB实现±0.003 g/cm~3控制精度,浮选药剂控制FB基于128条模糊规则动态优化配比。工程实施后,重介旋流器E_p值从0.045 kg/L降至0.03 kg/L,分选精度提升33.3%;浮选精煤灰分降低1.77%至8.86%;设备故障间隔时间延长70%,非计划停机减少62%。系统年节电量27.8万kW·h,介质消耗降低1.2 kg/t原煤,综合经济效益达1260万元,投资回收期2.3 a。
2026年01期 v.44;No.305 101-105+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 许祥贇;
针对山西潞安郭庄煤业高瓦斯矿井供电系统存在的监测盲区、通信误码率超标、加密延迟及年均63次非计划停机等问题,基于信息物理系统理论与量子安全加密原理,提出物联云平台融合的智能监控体系,通过部署多源异构感知终端构建全息监测网络,创新设计动态分片传输算法消除数据丢包;采用国密SM4硬件加密芯片与ECC抗量子协议实现毫秒级安全传输;开发混合检测引擎集成16维特征分析。应用表明:监测盲区覆盖率提升至98.5%,通信误码率降至5.6×10~(-6),故障定位时间由28.6 s缩短至5.2 s,年非计划停机减少82.5%,节约成本820万元/年,其中设备维护费用降低24.4%,产能损失减少75.6%,为复杂工况下的煤矿供电安全提供了“感知-传输-决策”全链条解决方案。
2026年01期 v.44;No.305 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 马西广;张振;王永刚;
针对煤矿机电设备故障频发、维护滞后问题,设计构建了基于数字孪生的智能监控与诊断系统,系统采用“实体层-数据层-模型层-应用层”四层架构,融合多源传感器、虚拟建模与CNN算法,实现设备运行状态的动态感知、趋势预测与主动预警。系统在枣庄矿业集团滨湖煤矿掘进机、带式输送机与通风机等设备上部署试点,试运行3个月后,故障响应时间由3.5 h缩短至0.8 h,识别准确率由86.4%提升至96.2%,非计划停机次数下降66.7%。该研究创新在于提出了煤矿机电设备数字孪生系统架构、集成并优化了适应复杂工况的CNN智能诊断模型,并实现了矿井环境下的工程化应用,验证了技术的可行性与推广价值。
2026年01期 v.44;No.305 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1687K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 常伟;
针对在煤矿安全评价工作中,采掘装备监控系统存在覆盖不全和预警不及时的问题,研发了基于物联网的智能监控预警系统。通过评估安全风险,制定了涵盖振动、温度、气压等关键参数的监测方案,建立了面向安全评价的智能监控指标体系;结合安全评价经验,设计了设备故障风险评估模型,实现了对采煤机与掘进机等核心装备的安全状态分析。该系统整体预警准确率达到88%(其中设备故障预警准确率为77.2%,设备状态预警准确率为92.3%),故障响应时间从5.2 h缩短至0.8 h,降低了84.6%,设备可用率提升了5.8个百分点至95.0%。系统协助完成了32次设备安全评价,发现并预警潜在隐患6次,设备安全事故率同比下降15%,为煤矿安全生产提供了有效支持。
2026年01期 v.44;No.305 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 范明明;
针对海天煤业3302运输巷软弱围岩条件下掘锚施工过程中截割扰动强、支护滞后与控护缺失等问题,构建“围岩扰动响应-支护时效匹配-装备功能适应”技术体系,提出低扰动截割、空顶距控制支护、多维协同支护、钻锚一体化及煤帮喷涂控护五项关键技术,研制具备小空顶距作业能力的掘锚一体机。通过工业性试验验证,空顶距控制至0.5 m,支护周期由45 min降至27 min,效率提升40%;掘进效率由月均200 m增至410 m,提升约95%;支护事故率由0.026次/m降至0.004次/m,降低85%。该系统实现“掘支同步-快速闭合”闭环作业机制,为“三软”条件下煤巷围岩安全高效掘进提供成套技术路径和示范方案。
2026年01期 v.44;No.305 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2279K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 张宣悦;
针对矿井自备电站因采掘频繁、负荷波动剧烈及分布式电源渗透率高导致的电网动态拓扑,传统逆功率保护在谐波污染与功率反向复杂工况下存在保护盲区的问题,通过建立逆功率保护独立配置、逆功率-光纤远跳联锁及逆功率-防孤岛协同运行的三维技术方案模型,提出基于级间协同逻辑优化与多判据融合算法的协同防护体系。该体系构建了“反向功率阻断-孤岛状态识别-分布式电源联锁解列”的分层保护机制,采用屏蔽电缆分层敷设与双端接地抑制干扰,设置两段式保护逻辑,集成90°接线法与余弦算法优化方向判据。结果表明:空间适应性显著提升,防护可靠性有效增强,为高比例电力电子化矿井自备电站提供了创新的解决方案。
2026年01期 v.44;No.305 127-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 安丽薇;
针对司马矿井机电系统存在设备健康状况监测不足、运维决策缺乏量化依据、碳排放评估体系不完善等问题,基于设备健康度理论和生命周期评价方法,构建机电设备多源碳排放计量模型,提出“预测-预防-改进”三位一体低碳运维策略。通过部署183台重点设备状态监测网络,建立基于BP神经网络的故障预测系统,实现91.3%的预警准确率;开发分级维护响应机制,使设备平均健康度由0.76提升至0.89;实施变频调速、负荷优化等节能改造,系统整体能效提升12.7%;构建设备层、系统层、矿井层三级碳足迹评估体系,运用改进的模糊综合评价法实现碳足迹动态评估,使机电系统碳排放强度由21.05 kg CO_2e/t降至18.36 kg CO_2e/t。研究成果为煤矿机电系统低碳转型提供可推广的技术方案。
2026年01期 v.44;No.305 133-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
- 王森豪;
针对寿阳潞阳祥升煤业三采区采空区积水隐患分布不清、传统探测手段分辨率不足等问题,基于电磁感应理论,应用瞬变电磁法开展大面积、高密度富水异常体识别研究,结合区域断层和陷落柱密集区的空间结构,布设覆盖2.16 km~2的瞬变电磁测网,采用多通道同步采集系统获取4003组响应数据;通过指数衰减模型拟合与视电阻率反演,构建二维及主控层位切片图,实现了对含水异常体与采空区的空间精准定位,成功识别出5个主要低阻异常区,富水等级划分明确,其中I级区电阻率低于22Ω·m;通过与井下涌水数据以及钻孔抽水试验成果对比,吻合率达到87.2%。研究验证了浅层干扰抑制技术的有效性,特别是在0~50 m浅层富水带的成像精度上,通过引入宽频域诱导场增强技术,浅层异常的识别率由68%提升至92%。研究结果为煤矿水害主动防控、井下采掘接替的水源预测及灾害评估提供了定量化支撑和空间判识依据。
2026年01期 v.44;No.305 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1521K] [下载次数:3 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 赵康;
酸性压裂液可以有效改善煤的微孔隙结构,进而提升渗透率及瓦斯抽采效果。为了探究酸性压裂液作用时间对煤样孔隙结构改造效果影响规律,使用盐酸配制成酸性压裂液并与新田煤矿煤样开展浸泡实验。高压压汞及扫描电镜结果表明,酸性压裂液可以对煤样的孔隙结构进行有效改造,但对煤样孔隙结构的改造具有时间依赖性,前8 h孔容增幅达39.1%,24 h后趋于稳定(45.8%),主要归因于方解石和高岭石等矿物消耗趋于饱和;酸性压裂液作用后煤样的孔隙组成变化不大,仍主要为微孔、过渡孔和大孔;酸性压裂液会使煤样原有孔隙尺寸变大的同时也会将矿物质溶解并产生新的微孔隙(SEM验证),使煤样的平均孔径和渗透率表现出增加的趋势。研究结果对酸性压裂液的应用提供参考依据。
2026年01期 v.44;No.305 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K] [下载次数:1 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 王乐乐;肖静洋;宋高峰;
针对胜利东二号露天矿边坡存在的失稳问题,通过利用Phase2D有限元数值软件建立软硬互层顺倾岩质边坡计算模型,分析了黏聚力、内摩擦角和岩层倾角等条件下的稳定性和破坏模式。结果显示:随着软硬岩层黏聚力和内摩擦角的增大,边坡安全系数由1.23增加至1.62左右,剪切带呈圆弧状,主要发育于软弱岩层内部,并与软硬岩层交界面相切;随着岩层倾角的增加,边坡的总位移呈现非线性变化,当岩层倾角变化范围为0~30°时,边坡的最大总位移由11.4 cm下降至2.9 cm,当岩层倾角变化范围为50~90°时,边坡最大总位移由6.0 cm逐渐增加至83.3 cm;安全系数随岩层倾角先减小后增大。研究结果表明,软硬互层顺倾岩质边坡易在软弱层附近发生滑坡,岩层倾角对边坡稳定性影响较大,特定倾角下边坡稳定性降低明显。
2026年01期 v.44;No.305 149-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 2263K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 赵慧国;
梨园河煤矿51104工作面采空区老空积水形态复杂、探放难度大、水害威胁严重。针对传统钻探方法钻距短、轨迹不可控、难以绕障等问题,提出一种基于“U”型轨迹设计的远距离定向钻孔探放技术。该技术结合SVR轨迹预测算法、随钻测量系统及轨迹实时测控方法,构建了集轨迹规划、动态控制与风险规避于一体的钻探体系,创新性地实现了老空水区的轨迹绕障精准穿透。在实地应用中,1号钻孔累计排水量达到3.0万m~3,最大涌水量为123 m~3/h,成功将积水水位从54.1 m降低至17.6 m,且钻孔穿透误差控制在1 m以内。研究结果表明,该技术在复杂地质条件下展现出高效性、安全性,并具备推广价值。
2026年01期 v.44;No.305 155-159+165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 宋宗超;赵元强;
济宁煤田新河煤矿范围内存在由石炭二叠纪三灰与十下灰之间的软弱层面为主滑面,以及含煤地层中3砂与三灰间软弱地层次级滑面组成的多级滑脱体系,鲁西南各煤田类似构造普遍发育。为解决该滑脱构造对煤层开采带来的影响问题,研究融合高分辨率三维地震勘探与岩石力学数值模拟,构建多因素耦合地质模型,提出“地震-钻孔-力学”三维耦合分析方法,结合Mohr-Coulomb准则建立滑脱构造定量模型,对不同滑面区域采用差异化开采技术,实现煤层厚度损失率精准预测。研究结果明确了滑脱构造对煤层的具体影响,基于3301工作面实测数据,滑脱构造导致3煤层平均厚度减少26%(4.15~10.15 m→3.04~7.45 m),有效降低了开采过程中的安全风险,提高了煤炭资源的开采效率与安全性。
2026年01期 v.44;No.305 160-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 程豪杰;
针对煤岩体抗拉强度(R_t)与点荷载强度指数(I_s)的关联性展开研究,通过实验、数值模拟与理论分析相结合的方法,建立了两者的转换关系式,并验证其可靠性。实验选取煤、泥岩、砂岩和石灰岩四类煤岩试样,分别进行巴西劈裂试验与点荷载试验,获得单轴抗拉强度及点荷载强度数据。结果表明:R_t与I_s呈高度线性正相关,拟合方程为R_t=1.093I_s+1.014(R~2=0.992),通过有限元分析模拟点荷载作用下煤岩体的应力分布,发现数值模拟结果与实验破坏模式高度吻合(误差<5%);基于弹性力学理论推导的应力集中系数与实验方程高度一致,验证了理论模型的准确性。Mohr-Coulomb准则分析表明,煤岩体点荷载破坏机制符合最大拉应力失效判据,为煤矿巷道支护设计提供了快速估算抗拉强度的理论依据,但样本类型有限,未来需扩展至更多岩类及环境条件研究。
2026年01期 v.44;No.305 166-171+176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1897K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 马原;
针对晋普山煤业公司90218孤岛工作面开采安全性等问题,基于地质影响因素和开采技术条件的影响,进行冲击危险性评价。研究结果表明,90218工作面属于无冲击危险等级,指数为0.24;通过静载分析,工作面静载应力最大值为22.78 MPa,未突破临界应力,不会发生冲击地压;动载分析与静载应力叠加后,同样不具备发生冲击地压的可能性;采用多因素耦合法,综合考虑初次来压、断层分布、巷道交叉及煤柱尺寸四大因素,对工作面的应力集中区域进行了细致划分,识别出强应力集中区域2个、中等应力集中区域7个、一般应力集中区域2个。对应力集中区域采取补强等措施,并进行多方位监测,结果显示顶板下沉量从150 mm降至30 mm,降幅达80%。在整个开采过程中,未发生冲击地压,有效保障了工作面的安全回采。
2026年01期 v.44;No.305 172-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K] [下载次数:1 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 李治东;
针对漳村煤矿北部发育文王山南正断层,为强含水导水断层,煤层开采过程中易发生突水问题,通过煤样浸水软化试验,分析断层带附近煤体力学特征的衰减规律,并结合FLAC~(3D)数值模拟结果,创新性地构建了一种考虑断层落差及导水性的防水煤岩柱宽度设计方法;引入导水性修正系数β,根据断层导水性强弱确定煤岩柱宽度修正值;提出采用“二序一补”分区分段注浆工艺对断层破碎带进行加固处理。工程应用表明,注浆后断层带岩心采取率由48%~55%提升至85%~89%,较传统单序注浆工艺充填密实度提高35%,地层弹性模量显著提高,位移量控制在设计范围内,应力分布趋于均匀,为断层破碎带治理提供了可靠的技术支撑。
2026年01期 v.44;No.305 177-181+190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1848K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 李荣悦;郑元忠;
沉积环境是影响煤层厚度变化、煤层分布、煤层顶板稳定性以及煤质变化的根本因素。通过对转龙湾井田内67个勘探钻孔揭露的含煤地层五个岩段的岩性、结构及煤层进行统计分析,采用含煤地层各岩段砂岩厚度与岩段总厚度含量的百分比、沉积厚度变化等与沉积直接相关的主要因素,研究含煤地层各岩段的沉积环境。根据沉积环境分析,研究了井田内煤层分布规律及煤层夹矸变化规律,并基于砂岩含量作为控制聚煤的关键参数,将井田南部砂岩含量小于40%的区域圈定为有利成煤区,预测了井田煤层厚度由北至南逐渐增加的变化规律,并划定了煤层夹矸分布区,对矿井生产具有重要的实际指导意义。
2026年01期 v.44;No.305 182-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2029K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]