矿井智能化建设与开采生产

• 卸压-锚固协同效应多尺度能量演化机制及应力调控研究

  杨军;

  针对高应力巷道钻孔卸压后围岩存在大变形的现象，采用PFC~(3D)数值模拟，构建了孔锚组合体数值模型，探究孔锚协同作用的能量演化规律和应力场分布特征。研究发现：增加锚杆预紧力和孔锚间距可以提高锚固体的卸压-锚固协同效应，但是孔锚间距过近（20 mm）或过远（40 mm）均导致耦合效应减弱；微观应力场分析显示，锚杆预紧力增加会加剧锚杆周围应力集中，孔锚间始终处于应力松弛状态，而合理间距可形成连续低应力区，使孔锚间的应力集中区域得到有效调控。锚杆处应力集中系数K_r随锚杆预紧力增加增幅达24.68%,L=35 mm时增幅为39.42%，证实了孔锚参数对应力调控影响显著。研究结果为深部巷道冲击地压的卸压-锚固协同防治提供了理论依据。

  2025年12期 v.43;No.304 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 3725K]
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• 近距离煤层采空区下回采巷道支护优化技术研究

  胡斌;

  近距离煤层采空区下回采巷道的围岩稳定性问题是煤矿安全开采的重要挑战，通过理论分析、数值模拟和现场试验，提出了针对性的支护优化方案。研究显示，受7~#煤层底板破坏深度（17 m）远超两煤层间距（10.75 m）的影响，8~#煤层顶板5 m范围内裂隙密集发育，松动圈厚度达1.7 m，围岩稳定性评级为Ⅳ-Ⅴ类。为此，提出停采线内段/外段差异化支护方案：外侧采用“锚网索+型钢”复合支护，内侧增设工字钢棚架及注浆补强。数值模拟（FLAC~(3D)）表明，优化支护后塑性区面积缩减42%～45%，垂直位移降幅达28%～49.7%。现场监测显示，围岩变形在30 d内趋于稳定，顶板锚杆峰值荷载25～55 kN，帮部达60～100 kN，验证了支护体系的有效性，满足安全生产的需要，为类似条件的巷道围岩控制提供了技术参考和实践依据。

  2025年12期 v.43;No.304 8-14+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1925K]
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• 杜儿坪煤矿73908综采工作面支护技术分析

  乔斌;

  针对杜儿坪煤矿73908综采工作面地质条件复杂、断层发育、顶板稳定性差等问题，设计差异化支护技术方案，采用ZY7000/20/42D型液压支架作为主要支护设备，结合超前支护、正常回采支护、特殊地质条件支护和过断层带支护等技术措施，建立了完整的支护技术体系。

  2025年12期 v.43;No.304 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
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• 基于矿压监测的煤矿巷道支护设计优化研究

  王丰博;

  针对杜儿坪煤矿北一辅助运输大巷穿越断层及陷落柱时围岩变形大、支护失效风险高的问题，基于矿压动态监测数据与围岩稳定性控制理论，提出了一种支护参数动态优化方法。通过构建顶板离层、围岩位移及锚固力监测系统，结合速率差分法与动态修正模型，实时调整锚索排距、预紧力及支护滞后距离等关键参数。在构造扰动区采用“速凝-缓凝”组合锚固剂与W型钢带补强技术，优化帮部菱形网搭接工艺。数值模拟验证表明，优化后顶板离层速率降低68.9%，两帮移近速率下降66.4%，锚索拉拔力提升40.5%,30 d内巷道断面收缩率由9.6%降至3.2%。研究实现了复杂地质条件下支护参数与围岩变形的动态匹配，为深部巷道稳定性控制提供了有效解决方案。

  2025年12期 v.43;No.304 20-24+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1721K]
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• 近采空区大巷围岩破坏特征及加固技术研究

  贾星;

  针对王家岭矿邻近采空区2号煤东翼胶带大巷掘进后变形较严重的问题，采用地质雷达测试技术对大巷的围岩松动规律进行研究，基于大巷围岩的煤（岩）体强度特征、破裂程度、完整性等情况，针对性地提出“低压-浅孔”+“高压-深孔”围岩注浆加固方案，并对注浆孔布置、注浆材料、压力等关键参数进行设计。实践结果表明，注浆加固后110 d内顶板下沉量、两帮移近量为20 mm左右，底板底鼓量为43 mm，围岩变形量较小，顶板锚索载荷最大达到175～305 kN，巷道支护系统安全可靠。两阶段注浆可将大巷围岩顶板下沉量减小至原来的10%左右，实现了近采空区大巷围岩的有效控制。研究方法及结果对于相似条件下大巷的维护具有较高的借鉴意义。

  2025年12期 v.43;No.304 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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• 大倾角综采工作面仰斜开采围岩稳定性研究

  张夏宁;高召宁;

  针对大倾角综采工作面仰斜开采时围岩稳定及煤壁片帮破坏等问题，以石台矿业Ⅱ3101综采工作面为工程背景，通过理论分析、数值模拟及现场观测方法进行研究，提出采用尤安特填充加固材料注浆加固的防片帮措施。结果表明：Ⅱ310工作面沿0.6倍采高处滑动破坏时的片帮深度为1.8 m，与现场观测煤壁平均片帮深度基本一致。由数值模拟可知，当内聚力和采高一定时，煤层倾角由15°增至27°的过程中，超前应力集中区由工作面前方约5.3 m处缩短至2.1 m处，煤壁处水平位移由208.3 mm增至253.6 mm，塑性区整体范围扩大了0.48 m，垂直应力峰值向工作面前方转移；水平位移呈增大趋势，煤壁易整体向工作面倾斜下方滑移，形成大范围煤壁片帮。研究结果为该工作面以及类似条件工作面的安全、高效开采提供现实指导价值。

  2025年12期 v.43;No.304 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
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• 阜生煤业智能化矿山系统建设与应用

  何俊杰;郑鸿彪;

  针对阜生煤业煤与瓦斯突出威胁的问题，通过理论分析结合矿井实际，提出以自动化机械设备为基础，万兆环网为数据传输通道，采用大数据等智能分析技术，集成主运输集控系统、综合保障系统、安全管控系统、地质保障系统等各子系统的阜生煤业智能化矿山系统建设方案，实现井下巷道环境综合自动监测分析、数据实时传输及预警，实现采煤、掘进、运输、通风等环节的自动控制和调整，设置电子围栏识别并处置违规及危险行为。基于2021年Q3-Q4试运行数据验证系统应用可减少约18.5%的采掘一线人员数量，人员动态定位精度提升约67%，瓦斯监测数据传递时效性提高约20%。

  2025年12期 v.43;No.304 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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• 岩巷掘进机械化作业线在乐纪重晶石矿的应用

  赵国亮;吴彪;龙福强;

  为加快镇宁县红蝶重晶石矿三盘区（牛场坡矿段）的开拓，采用现场调研与计算对比的方法，对855中段平巷掘进参数进行优化。在855中段平巷掘进施工中，采用液压钻车为主的高档机械化作业线，取代气腿式凿岩机为主的传统掘进工艺作业线，实现了工作面施工炮眼、支护、喷浆、装渣、出渣工序的机械化与连续性。应用成果表明：2025年1月至6月累计进尺810.51 m，平均综合单进135.09 m/月，是传统炮掘工艺（单进58.7 m/月）的2.3倍，该工艺具有较好的推广使用价值。

  2025年12期 v.43;No.304 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K]
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• 特厚煤层放顶煤小煤柱巷道矿压显现规律及防治措施

  王顺利;

  针对塔山煤矿30517工作面特厚煤层放顶煤开采中8 m小煤柱巷道的矿压控制难题，该巷道出现了底鼓、顶板肩窝网兜、锚杆锚索破断及支架钻底等问题。通过现场实测，包括使用锚杆索测力计、钻孔窥视、围岩观测点等手段，并结合理论分析，揭示了矿压规律。研究表明：工作面超前支承应力主要影响范围达150 m，其中0～50 m为变形剧烈区，50～100 m为变形增长区。基于此，提出了超前100 m卧底、超前段50 m改性纳米硅酸盐注浆加固、超前100 m锚索补强的综合措施。现场实践表明，注浆后顶板下沉量降幅达72%，顶板下沉速率从10 mm/d降至3 mm/d，有效控制了巷道变形，保障了工作面的安全回采。

  2025年12期 v.43;No.304 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1841K]
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• 近距离特厚煤层临空巷道不对称破坏机理及治理研究

  赵斌;

  针对上覆煤层已开采条件下，近距离特厚煤层临空巷道因覆岩破断运动及高应力集中导致的严重不对称变形破坏问题，基于FLAC~(3D)数值模拟方法，系统研究了巷道变形破坏规律，明确指出深部煤体大变形是煤柱帮鼓的主要原因，提出并对比分析了四种锚索补强支护方案及四种煤柱侧注浆深度（2 m、3 m、4 m、5 m）的优化措施。第四种扇形布置锚索方案对煤柱侧支护效果最优，相较于原始支护而言，变形量降低20%以上；煤柱侧浅部注浆可显著提升其承载能力和稳定性，降低巷道整体变形，且2 m与5 m注浆效果差异小，差异最大处仅为0.05 m，出现在巷道煤柱侧8 m处。现场应用表明，采用扇形锚索+2 m注浆联合补强后，两帮变形量最大处由1.4 m降低至0.6 m左右，整体降低约57%，有效控制了帮鼓与底鼓，保障了矿井安全回采，为类似赋存条件巷道支护提供了技术依据。

  2025年12期 v.43;No.304 53-58+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2031K]
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• 近距离下位煤层开采回采巷道超前主动支护技术

  岳喜占;孔令哲;解成成;

  针对传统回采巷道采用单体液压支柱超前加固时，存在劳动强度大、工效低等问题，以中煤新集一矿230 805工作面为背景，采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法，首先构建回采巷道顶板力学模型，确定巷道顶板垂直方向最大塑性区半径；分别构建单体液压支柱和注浆锚索超前支护围岩力学模型，通过模拟得出单体液压支柱支护阻力6 250.0 kN/m~2，注浆锚索达9 814.2 kN/m~2。最后，根据力学模型分析结果设计注浆锚索参数，并将设计参数应用到模拟方案中，注浆锚索较单体液压支柱支承力增大57%，从而为后续超前主动支护在工程中的应用提供依据。

  2025年12期 v.43;No.304 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1987K]
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灾害防治与职业健康

• 煤矿采掘工作面热害防治技术研究

  樊智;

  为解决煤矿深部开采过程中采掘面温度过高的问题，基于《煤矿井下热害防治设计规范》（GB 50418—2017），对矿区三个主要采掘工作面进行了系统的热害调查与分析。通过专业仪器对工作面温度、湿度、风速等参数进行连续测量，详细计算了各类热源的散热量及其分布特征。研究表明：机械设备散热占总散热量的75.1%，是最主要的热源；采空区散热和围岩散热分别占11.7%和9.9%。基于焓值法计算得出总制冷负荷为4 325.0 kW，考虑20%裕度后的设计制冷量为5200 kW。针对性地提出了包括选用5台SAC-500型螺杆式制冷机组、采用双级变频调速主通风机和局部辅助通风机等综合治理措施。实践表明，该方案可有效解决采掘面热害问题，对煤矿安全高效生产具有重要指导意义。

  2025年12期 v.43;No.304 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
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• 单一厚煤层瓦斯综合治理技术实践

  胡乐天;

  针对平山煤矿31019单一厚煤层工作面在不具备保护层开采条件下瓦斯治理难题，采用顺层钻孔预抽工作面煤层瓦斯作为区域瓦斯治理措施，并通过COMSOL数值计算优化钻孔布置参数，通过理论计算和工程类比法确定抽采管径、孔口负压和钻孔预抽期，实现了工作面煤层瓦斯抽采达标，测得工作面最大残余瓦斯含量为7.30 m~3/t；采用高位钻孔和上隅角插管的方式抽采工作面在回采期间卸压瓦斯，优化通风系统，合理配置风量，回采期间卸压抽采纯量为11.6 m~3/min，有效解决了回采期间因卸压瓦斯造成工作面瓦斯超限的问题。结果表明，工作面回采期间回风流瓦斯浓度不高于0.2%，实现了工作面的安全高效开采，为矿井范围内类似条件下瓦斯综合防治提供治理模式。

  2025年12期 v.43;No.304 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1797K]
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• 工作面回采初期最优注氮方案研究

  吕晓磊;

  为了解决工作面回采初期煤自燃风险较高的难题，基于Fluent数值模拟软件对大南湖一矿1307工作面回采初期三种场景（50 m、100 m、200 m）下的注氮方案进行了研究，确定了最优注氮方案并进行了现场试验，并对试验过程中采空区气体与上隅角煤自燃指标气体浓度的变化情况进行了监测，确定了最优方案：回采至100 m内时全开切眼注氮（400 m~3/h）;100～200 m时在进风侧50 m、100 m双点注氮（各200 m~3/h）。结果表明：1307采空区同以往同翼的采空区相比，进回风侧氧化带宽度分别由50 m和27 m变化为33 m和14 m，各缩短17 m（约34%）和13 m（约48%）；且回采期间上隅角CO浓度一直在165×10~(-6)以下（中国矿业大学规定安全阈值），无其它煤自燃指标气体产生。1307回采初期的最优注氮方案取得了理想的效果，方案操作简便、安全可靠，可为类似地质条件煤矿采空区防火提供有效参考。

  2025年12期 v.43;No.304 77-82+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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机械电气与自动化

• 煤矿可伸缩带式输送机传动装置设计与应用

  罗佳;

  针对煤矿带式输送机故障率高、驱动故障占比高等问题，研究提出一种融合机电液协同控制的可伸缩传动方案。核心技术包括：双驱动对称布置与行星齿轮非对称修形技术降低接触应力；液压-机械协同张力补偿系统结合双自由度铰接储带仓，提升复杂工况适应性；表面硫化陶瓷衬垫滚筒与轻量化QT600-3球墨铸铁减速器壳体。工业试验表明：新系统运输能力达605 t/h，较原系统数据580 t/h提升25 t/h，吨煤电耗0.58 kW·h/t，输送带磨损率降低35%，设备可用率提升至98.5%，维护周期延长至4500 h，故障率下降75%。研究验证了机电液协同控制技术在煤矿运输装备中的适用性，为井下智能运输系统升级提供模块化设计范式。

  2025年12期 v.43;No.304 83-86+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K]
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• 莲盛煤矿局部通风智能管控系统研究

  宫锦秀;

  为提高煤矿掘进巷道局部通风系统的智能化调控水平与运行安全性，以莲盛煤矿9105运顺巷道为研究对象，对局部通风进行智能管控研究与应用。该系统基于KFAQ02中央处理器，集成多参数传感器网络、模糊PID控制算法、PBP型变频装置及远程HMI可视化平台，构建“感知-监控-反馈-控制”闭环控制结构，设计了多参数采集布置方案与“一键启动/主备风机自动切换”等智能控制程序，并在工业性试验中验证了性能。实验结果表明：系统具备良好的运行稳定性与智能适应能力，响应速度≤5s，调风精度达±0.02 m/s，误报率<0.5%，能耗降低20%，自动运行占比超93%，人工干预频次下降85%。

  2025年12期 v.43;No.304 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K]
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• 基于VMD-MCKD的掘进机电设备轴承故障诊断研究

  董健男;牛陈猛;于新阁;

  针对掘进机械设备轴承早期故障信号冲击成分能量低且特征不易提取的问题，提出一种基于W(W=方差贡献率×相关系数)优化的VMD-MCKD的故障诊断方法，利用变分模态分解（VMD）对原始序列信号进行降噪处理并产生一系列固有模态函数（Intrinsic Mode Functions, IMF）；利用双维度指标W对IMF进行选择性重构组成新的序列，去除虚假特征分量；利用最大相关峭度解卷积（Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution, MCKD）提取和增强非平稳信号中的冲击成分，突出信号的故障特征信息；采用包络谱实现轴承的故障诊断，并通过掘进机械设备内置的振动信号采集设备进行可行性和有效性验证。在利用数据集的算法验证实验中故障识别准确率达到了99%，实际测试中的准确率达到了94.35%。结果表明，基于W优化的VMD-MCKD故障诊断方法可以更加有效突出包络谱的幅值和倍频成分，从而可以有效对掘进机械设备轴承进行故障诊断。

  2025年12期 v.43;No.304 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 2010K]
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• 矿用移动电源两级结构燃料电池并网系统控制策略研究

  林奕含;朱迎怡;

  固体氧化物燃料电池作为矿用移动电源的核心发电装置，需借助两级结构并网系统实现稳定供电。针对DC/DC变换器运行效率受电容电压过冲及动态响应能力不足制约的问题，提出了基于Boost变换器的控制策略，通过电感电流内环与电压外环双闭环设计，结合软启动机制抑制过冲，完成Boost主电路参数设计，包括功率开关管、二极管及滤波电感电容的选择；采用前馈补偿策略优化电流内环抗扰性，并将电流环穿越频率设为开关频率的1/10(2 kHz)；针对启动过冲问题，提出通过软启动逐渐增加占空比来控制开关管的导通时间，使输出电压和电流缓慢上升，避免启动时的过冲和大电流冲击。仿真结果表明，系统动态响应时间缩短至0.2 s，较传统方法（0.5 s）缩短60%。

  2025年12期 v.43;No.304 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K]
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• 岳城煤矿重点岗位自动监控系统的设计与实现

  孙晋璐;

  针对岳城煤矿井下排水、空压机等重点岗位及视频监控系统存在的依赖人工现场操作、缺乏必要数据监测、自动化程度低等问题，设计了重点岗位自动监控系统。在深入分析各系统问题的基础上，分别构建了自动化监控系统的架构，并结合生产工艺和控制要求设计了上位机软件。各系统通过OPC数据接口与矿井自动化平台对接，实现了数据监测、集中控制和远程控制，最终实现水泵房、空压机房等岗位的无人值守。在岳城煤矿的实际应用中，该系统展现了显著的有效性和可靠性，通过该系统，可实现减员66%以上，每年人工成本可减少72万元。此外，系统故障发现时间缩短至1 min以内，事故隐患发现率提升80%以上，提升了矿井运营效率，为煤矿机电系统的智能化改造提供了经验借鉴。

  2025年12期 v.43;No.304 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
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煤矿地质与防治水

• 岩石强度与RQD值的相关性研究：以粉砂岩为例

  廖文句;

  为解决同一岩层内巷道顶板发生支护失效的问题，以兴隆煤矿为背景，深入剖析岩石强度与RQD值（岩体质量指标）之间的内在关联，对同一岩层内的粉砂岩试样开展物理实验，测定各样本的RQD值与对应抗压强度，通过细致比对不同钻孔样本的岩石破坏特征，揭示了在此特定地质条件下粉砂岩强度特性随RQD值的演变规律。研究结果表明，粉砂岩的RQD值与岩石强度呈正相关变化（R~2=0.962 6,p=0.036），研究成果可为该类型地层的隧道挖掘、采矿工程等各类工程建设提供理论依据与实践指导，为粉砂岩地层隧道支护参数优化提供量化依据。

  2025年12期 v.43;No.304 112-116+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K]
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• 两淮地区岩浆侵入型天然焦成矿机制与资源潜力评价

  张符强;

  安徽省的两淮煤田由淮北煤田和淮南煤田组成，天然焦主要分布在淮北煤田的濉萧矿区、涡亳矿区、涡阳矿区、临涣矿区、宿县矿区以及淮南煤田的潘谢矿区。为充分开发利用两淮地区天然焦资源，研究通过分析两淮地区的地层、构造和岩浆岩的基本特征，深入探讨天然焦的物理化学性质、形成规律及成矿机制，并构建了天然焦的三维成矿模型，对两淮地区天然焦的资源潜力进行了科学评估。结果显示：天然焦的镜质组反射率为2.93，碳氢比W(C)/W(H)最高达到58.27，资源潜力高达11.74亿t；利用GIS的空间分布功能，建立了岩浆侵入厚度与变质梯度关系模型，构建了精度达5 m的天然焦三维空间分布模型。基于天然焦的特性，研究探讨了其开发利用的方向，对于促进煤炭工业的可持续发展具有重要意义。

  2025年12期 v.43;No.304 117-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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• 基于SVR算法的构造区煤层应力分布规律反演

  高明亮;杜勇;张源;

  袁店一井煤矿105采区埋深大、构造发育、地质条件相对复杂，五沟杨柳-1断层贯穿采区倾向边界，预计对采区煤层应力分布造成较大影响。为此，采用应力解除法对采区地应力进行了实测，建立了采区三维地质力学模型，构建了基于SVR算法的地应力场反演模型，揭示了采区的地应力分布规律。结果表明，反演结果与实测数据较为接近，反演出的应力分布与实测应力场分布规律基本一致，结果较为准确可靠；采区煤层应力的分布受五沟杨柳-1断层和埋深共同影响，大致呈现出由埋深高处向埋深低处沿煤层倾向逐渐递减的分布特点，在靠近断层处出现了明显的应力集中现象；巷道呈现出以变形和底鼓为主的非对称变形破坏，在回采巷道掘进与工作面推进过程中，需留意近断层应力集中区域的矿山压力显现情况，并适时进行补强支护。

  2025年12期 v.43;No.304 123-128+140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2341K]
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• 采空区边界探查中定向钻探技术的应用

  徐虎;

  煤矿采空区易引发地表沉陷、地下水渗漏及瓦斯积聚等安全隐患，精准探查其边界对灾害防控至关重要。为此，以神木市东梁煤矿为研究对象，采用定向钻探技术开展采空区边界探测，通过实钻岩屑分析、孔内成像等直接验证手段，实现近千米级深度探测，轨迹控制精度达孔深的0.5%。工程应用表明：除钻孔1、4（最大间距5 m）和钻孔8（间距4 m）外，其余钻孔间距均≤2 m，符合规范要求；钻孔1、4揭示地层存在断层或褶皱构造变化。该技术使单孔成本降低35%，勘探周期缩短50%，成功揭露采空区边界。研究证实定向钻探兼具高精度探测与经济高效优势，其施工工艺设计与组织管理经验可为矿区地下空间开发提供技术参考，具有显著实用价值与经济效益。

  2025年12期 v.43;No.304 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2189K]
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• 哈拉沟煤矿22524综采面矿压显现规律及影响因素研究

  梁建宇;

  针对哈拉沟煤矿22524综采面顶板覆岩运动复杂、周期来压无规律，且顶板来压后易呈现碎裂化特征的问题，基于神东矿压监测平台以及岩石力学理论，结合三维曲面图与周期来压预警云图的多维度量化分析方法，揭示矿压显现规律及岩性对来压特征的影响，通过分析176台支架的实时压力数据，量化了来压强度、步距及空间分布特征，并提出针对性控制措施。研究结果表明：工作面平均周期来压步距10.1 m，来压持续距离6.5 m，支架最大阻力9000 kN，满足安全生产需求。该工作面老顶为粗砂岩、直接顶为细粒砂岩，由于不同岩性顶板对矿压影响显著，致使顶板来压后易破碎漏矸。基于此，提出在粗砂岩顶板区域加密支架间距至1.5 m、采用注浆加固伪顶等措施。

  2025年12期 v.43;No.304 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1876K]
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• 基于多源数据的山西芦河煤矿三区动态划分

  杨帅;伊浩然;

  为了更好地研究煤矿防治水“三区”划分方法，研究以山西兰花芦河煤矿3号煤层防治水“三区”划分为例，基于GIS空间叠加分析与熵权法权重分配，整合地质、水文、物探等多源数据，在最新隐蔽致灾普查结果和调查分析的基础上，严格按照《煤矿防治水“三区”管理办法》的相关要求，通过针对不同类型水害威胁程度和防治措施到位情况，对全井田进行动态分区（可采区、缓采区、禁采区）分析，得出可采区面积1.814 9 km~2，缓采区面积5.892 6 km~2，禁采区面积0.992 2 km~2。该研究大大降低了煤矿在进行回采时的风险，进一步加强和规范了煤矿防治水工作，有效预防了煤矿水害事故。

  2025年12期 v.43;No.304 141-146+175页 [查看摘要][在线阅读][下载 2071K]
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• 近深部长壁工作面开采含缺陷构造突水机理研究

  王杰;

  含缺陷构造突水是煤矿突水的主要类型，以夏店煤矿3号煤层开采过程中含缺陷构造突水为背景，基于“下三带”理论，建立了含缺陷构造保护带的厚板力学模型，揭示了近深部长壁工作面开采含缺陷构造突水机理，并提出了相应的防治措施。研究结果表明：在矿压与水压联合作用下，构造缺陷处易发生剪切位移错动与弯曲变形，具有构造活化突水风险；构造缺陷处接触面粗糙度越大，且隔水岩层越厚，抗剪力越大，有利于阻止突水通道的张开，越不容易发生大规模突水；适当疏放承压水，降低水压，以及减小工作面长度，有利于维持隔水层中保护带的稳定，降低突水风险。研究可为具有含缺陷构造突水风险的类似矿山提供有益指导。

  2025年12期 v.43;No.304 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K]
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• 煤矿水文地质综合探测与防治技术探讨

  路晗;

  针对嘉祥红旗煤矿600 m深部开采面临的底板奥灰岩溶水害威胁和隐伏导水构造探测难题，研究采用地面瞬变电磁法技术理论，优化25 Hz基频发射参数和200 m边长重叠回线装置，实现深部低阻异常区精准识别；通过钻孔电视成像技术提取0.1～5.0 mm裂隙参数，基于熵权法提出多源数据融合模型，实现渗透系数空间分布的精准预测。防治措施采用黏土-水泥复合浆液注浆体系实施分段升压控制，形成连续率85%的注浆帷幕；优化疏放水工程采用阶梯式降压技术，将单孔涌水量控制在30 m~3/h，水位降速稳定在0.8～1.2 m/d。通过3201工作面应用验证，水害事故率从年均2.3次降至0.4次，降幅82.6%，为深部矿井水害防治提供较为可靠的技术方案。

  2025年12期 v.43;No.304 153-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
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• 陈蛮庄煤矿副井井筒破裂地面注浆治理技术研究与应用

  魏凯;刘辉;曹超;

  针对陈蛮庄煤矿副井井筒破裂漏水问题，提出了地面注浆治理技术方案，综合分析井筒周边地层水文地质特征、副井井筒结构、破裂原因和现有井筒破裂治理经验，确定了地面注浆的施工方案及注浆参数：注浆范围、注浆孔平面布置、注浆压力和注浆量设计、浆液类型及配比、注浆控制标准等，并在施工过程中根据监测数据及时调整方案。工程应用效果表明：为保证注浆效果和井筒安全，地面注浆参数应根据注浆过程中井筒监测数据进行及时调整；浆液填充了井筒周围地层孔隙，达到地层加固的目的；注浆在一定程度上缓解井筒竖向应力状态，改变原来的不利受力变形状态。研究结果为类似井筒破裂治理提供技术参考。

  2025年12期 v.43;No.304 158-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K]
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信息化技术与绿色发展

• 基于智能化技术的煤矿作业面安全控制策略

  李鹏;贾云龙;温峰;

  针对兖矿新疆硫磺沟煤矿4-5号、9-15号煤层开采过程中面临的冲击地压、瓦斯异常及粉尘积聚等复合灾害问题，基于物联网技术和多源信息融合理论，构建了智能化安全控制体系，采用光纤Bragg光栅传感器阵列实现顶板应力10 Hz高频监测，结合16通道微震阵列构建矿压动态预警模型；开发红外激光与电化学双模瓦斯检测系统，测量精度达±0.05%；建立人员UWB与ZigBee混合定位网络，定位精度0.5 m；研制液压支架自适应控制系统，支护强度8～32 MPa无级调节，响应时间500 ms。系统实施后实现冲击地压提前15 min预警，粉尘浓度降至8 mg/m~3，年事故率0.12次/10~6工时，设备故障率降低42%，年增经济效益1500万元。

  2025年12期 v.43;No.304 164-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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• 注水对煤的微观结构形态特征影响研究

  许克强;文浩;李彦龙;

  煤层注水技术是矿井常用的综合灾害防治措施。为了深入研究注水对煤的微观结构形态特征的影响，本研究提出结合扫描电镜、分形维数计算及能谱分析多手段研究，全面揭示了注水对煤微观结构及化学组成的影响。SEM结果显示，原煤表面光滑，含不规则矿物质颗粒及少量微裂纹，形成简单裂隙网络；注水后煤样孔隙密集，裂隙复杂且多向分布，矿物碎屑填充孔隙，结构破碎度显著提高。三组分形维数分析表明，注水煤样孔隙的分形维数提高18.5%、22.3%、27.2%，表明水力作用促使孔隙网络复杂度增加。能谱分析（EDS）显示注水后C/O质量比提升206%,Al、Si元素能量信号分别降低74.6%和73.2%，表明煤层注水通过物理和化学协同作用，实现了碳元素的相对富集与杂质元素的有效脱除。该现象为揭示水力改性过程中煤基质-矿物协同演化机制提供了关键性证据。

  2025年12期 v.43;No.304 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K]
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• 基于SOA-BP神经网络的矿用冷却水塔工作稳定效率的预测

  祝启;

  针对矿井大型设备如钻机、抽采系统、防灭火注氮系统运行带来的高温和水资源浪费等问题，基于矿用冷却水塔实际运行数据，研究矿用冷却水塔的实际运行状况，利用改进的SOA-BP神经网络对冷却水塔实际工作稳定效率进行预测，针对SOA初始种群分布不确定性、随机性大以及容易陷入局部最优等问题，对SOA算法进行改进，融合BP神经网络建立数学模型，采用Tent混沌映射初始化种群、改进的非线性参数A以及自适应t分布扰动策略对SOA算法进行位置扰动，对矿用冷却水塔工作稳定效率进行预测，并加入了基准算法验证改进算法的性能。结果表明：改进的SOA-BP算法预测结果与实际值误差较小，平均相对误差从1.09×10~(-2)减少到6.05×10~(-3)，与改进前的SOA算法相比，适应度更低，收敛速度更快。

  2025年12期 v.43;No.304 176-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 2206K]
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• 基于UWB与Wi-Fi 6的矿井人员定位与通信技术应用研究

  张海宏;

  为提升煤矿井下人员定位精度与通信能力，以潞安集团黑龙关煤业为场景，设计部署了融合UWB高精度定位与Wi-Fi 6高速通信的定位通信系统。系统集成矿用本安型无线基站、KJ787系列UWB读卡器与标识卡，构建厘米级轨迹追踪网络，结合GIS实现可视化管理。平台支持双频Wi-Fi通信、APP远程监管、视频联动预警与广播告警响应。测试结果表明，系统静态精度优于0.3??m，动态误差≤1??m，视频时延0.54??s，并发识别达200卡/s，盲区占比低于1.5%；系统通过EMC与防爆认证，MTBF≥8000??h，具备良好稳定性与工程可行性；经济分析显示，吨煤成本较传统方案下降31%，为井下智能化管理提供了可靠路径。

  2025年12期 v.43;No.304 183-187+193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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• TCS智能粗煤泥分选技术在选煤厂的优化与应用

  张朕;黄俊杰;李艳晴;

  针对兖矿能源集团济宁三号井选煤厂粗煤泥（粒径0.25～2 mm）分选效率低、精煤灰分控制困难及系统运行稳定性差的问题，引入TCS智能粗煤泥分选技术开展工艺优化。基于旋流分级—TCS分选—精煤脱水—掺配的闭环流程，采用单因素试验优选顶水量98 m~3/h、干扰器频率16 Hz、分选密度1.165 g/cm~3等关键参数。工业试验结果表明，粗精煤产率提高至36.63%，精煤灰分降低至9.39%，尾煤灰分控制在25.79%。与改造前相比，精煤产率提升12%，吨煤处理成本降低约8%，显著的技术经济效益充分验证了TCS技术在粗煤泥高效分选中的适应性与可推广性。

  2025年12期 v.43;No.304 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K]
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• 煤矿多协议异构物联网集成管控平台研究

  李国鑫;肖磊;张浩;

  随着煤矿智能化建设的加速推进，孙村煤矿在工业环网、安全监测、无线通信等数字化业务快速部署的同时，面临着IT基础设施管理复杂度急剧上升的挑战：多厂商设备协议的不统一导致数据集成困难，人工巡检效率低下，传统网络监控难以满足安全生产对实时性的需求。针对上述问题，研究提出煤矿多协议异构物联网集成管控平台解决方案，通过三大技术创新实现突破：异构设备融合管理，构建私有协议适配层，基于AC自动机协议指纹库实现90%未知协议自动解码；高可靠传输架构，基于SW-Ring环网技术构建冗余网络，在井下高温封闭环境下实测故障自愈时间35 ms，较传统TDM环网（120 ms）缩短71%；智能运维体系，拓扑自动生成准确率80.8%，多维度实时监控及多渠道告警机制。实际应用表明，该平台使孙村煤矿IT故障处理时间从3 h缩短至0.5 h，巡检效率提升70%，并为井下900+异构设备提供了统一管控界面。该研究成果为煤矿智能化建设提供了可复用的技术范式，具有较高的行业推广价值。

  2025年12期 v.43;No.304 194-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K]
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企业管理与科学发展

• 房采采空区对公路收费站安全性的影响及治理对策

  张孝福;王旭彪;宋海波;

  鄂尔多斯大地精煤矿遗留的房采采空区开采情况不明，为分析其对上方公路收费站安全运行的影响，通过地面物探、钻探及彩色钻孔电视、钻孔内三维激光扫描等可视化探测手段，对房采采空区开采情况进行了勘查。基于公路收费站处历年InSAR卫星影像，分析历年地表沉降情况，发现地表最大累计沉降量约100 mm。依据综合勘查成果和矿山开采沉陷理论，房采采空区深厚比为11～20.5，地表塌陷风险高；遗留煤柱安全稳定性系数1.08，低于规范阈值1.2，处于不稳定状态，收费站荷载下房采采空区稳定。综合分析认为，房采采空区影响收费站安全，需采取充填治理、监测等措施，注浆治理可显著降低收费站地表塌陷概率90%以上，确保公路收费站安全运行。

  2025年12期 v.43;No.304 199-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K]
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• 煤矿安全监控系统报警分类及合并研究

  田乐逍;王新会;张倩;

  针对煤矿安全监控系统超限报警信息冗余度高、分类效率低的问题，构建了基于瓦斯与一氧化碳报警的智能化处理框架。基于《煤矿安全规程》和行业专家知识库，建立了包含7类一氧化碳报警和6类瓦斯报警的标准化分类体系，并提出融合Word2Vec文本特征提取与神经网络分类模型的解决方案。实验表明：神经网络模型在一氧化碳报警分类中Micro-F1值达99.04%（决策树基准98.90%），瓦斯报警分类达92.51%（基准88.49%）；采用余弦相似度算法对重复报警实施合并，实现一氧化碳冗余报警合并准确率92.73%，瓦斯报警92.36%；构建了集成深度学习与文本相似度计算的煤矿报警处理系统，形成“特征提取-智能分类-冗余消解”的技术闭环，为矿山安全监测提供可实现日均10万条报警实时处理的系统性方法，较传统人工处置效率提升85%以上。

  2025年12期 v.43;No.304 204-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K]
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• 纤维混凝土抗弯与抗压增强的分异特性试验研究

  王翰秋;

  纤维混凝土越来越多地成为巷道支护中喷射混凝土的首选材料。为分析常用纤维对混凝土的增强效果及增强机理，以便于不同工程纤维混凝土选取合理的纤维类型和掺量，选取了钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维作为研究对象，通过混凝土力学试验研究了不同掺量的该三种纤维对混凝土抗弯强度和抗压强度的增强规律。结果表明：钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维混凝土抗弯强度最大增幅对应的纤维掺量分别为2.0%、1.5%、2.0%，其中抗弯强度增幅最大的为聚丙烯纤维，3 d和28 d的最大增幅分别为192%和138.6%；钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维混凝土抗压强度最大增幅对应的纤维掺量分别为0.5%、1.0%、2.0%，其中抗压强度增幅最大的为聚丙烯纤维，3 d和28 d的最大增幅分别为20.25%和18.3%；三种类型纤维对混凝土抗弯强度的最大增强效果排序为聚丙烯纤维>钢纤维>玻璃纤维，对混凝土抗压强度的最大增强效果排序为聚丙烯纤维>玻璃纤维>钢纤维；三种类型纤维对混凝土抗压强度的增强效果远低于对混凝土抗弯强度的增强效果。纤维混凝土的增强特性试验结果可为矿山巷道支护提供参考。

  2025年12期 v.43;No.304 209-214+224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K]
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• 新集矿区两座动力煤选煤厂块煤洗选工艺对比

  孙东亮;

  针对口孜东选煤厂块煤洗选工艺中矸石带煤含量高、月均故障率高的问题，介绍了新集矿区两座动力煤选煤厂所采用的两种主要块煤洗选工艺：新集一矿选煤厂采用重介质浅槽分选，口孜东选煤厂则采用动筛跳汰分选。通过对这两种工艺的设备原理、现场应用情况、优缺点及经济效益进行评价和对比，结果显示，浅槽分选机的矸中带煤率为3%，较动筛跳汰的5%降低了40%，明显优于动筛跳汰，为口孜东选煤厂后期块煤洗选工艺的技术改造提供了理论依据。

  2025年12期 v.43;No.304 215-219+224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1785K]
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• 煤炭开采风险监测与控制策略研究

  陶孟萍;路静;

  为了解决煤炭开采中的瓦斯涌出、煤尘爆炸和顶板垮塌等安全问题，提出基于物联网技术和大数据分析的智能安全监测控制系统。通过文献分析法和案例研究，深入剖析现有安全监控技术，结合矿区实际需求，构建智能监测体系和控制策略，实现对井下环境和设备状态的实时监测与智能预警。应用结果表明，该系统有效保障矿工生命安全，降低事故发生率，为煤炭产业的可持续发展和智能化转型提供有力技术支持，促进煤炭行业向更安全、高效的生产模式迈进。

  2025年12期 v.43;No.304 220-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K]
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• 《山东煤炭科技》2025年总目录

  <正>~~

  2025年12期 v.43;No.304 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K]
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• 济宁能源集团金桥煤矿数字化转型铸就智慧矿山新典范

  孟聪;孙欢欢;

  <正>在深化供给侧改革、推动能源高质量发展的大背景下,智能化已然成为煤炭行业转型升级的必然选择。济宁能源集团金桥煤矿积极顺应行业变革趋势,以信息化为引擎,以智能化为核心,以无人化为目标,全面推进数字化建设,成功探索出一条可复制、可推广的智慧矿山发展新路径。一、顶层擘画,数字底座筑基“智脑”中枢金桥煤矿将智慧矿山建设列为“一把手”工程,纳入企业的长远发展战略,秉持系统谋划、分步实施的原则。该矿井构建了覆盖全矿的“万兆环网+5G融合”高速信息通道,建成井下5G信号全覆盖的矿井,部署了85台基站,为海量数据的实时传输奠定了坚实基础。依托该网络,金桥煤矿打造了高度集成的“智能矿山综合管控云平台”,集成了安全生产、经营管理、设备运维等核心系统,融合20个AI视频分析模型,覆盖80余个应用场景,达成了矿井运行全景可视、生产可控以及决策高效的目标。

  2025年12期 v.43;No.304 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K]
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• 《山东煤炭科技》征稿简则

  <正>一、征稿范围(一)煤炭地质、勘探、测量、防治水技术,煤炭设计、建设工程技术,煤矿采掘、通防、运输、机电、自动化技术,煤矿安全生产管理技术。(二)煤矿智能化建设,煤炭清洁高效利用,节能环保、绿色发展,安全设施建设、职业病防护,新工艺、新技术、新经验。(三)煤炭企业现代化管理、可持续发展研究,新能源开发与利用,矿山安全监管监察,矿山应急救援,资源管理,计算机应用,信息化、物联网技术。二、征稿格式(一)题目:要反映文稿主体内容。用词确切、精炼、醒目、新颖。限制24字以内。

  2025年12期 v.43;No.304 13页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K]
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• 欢迎订阅2026年《山东煤炭科技》杂志

  <正>国内定价每期20元,全年12期共240元。1.《山东煤炭科技》官网(http://sdmtkj.xml-journal.net)下载并填写订阅单,发送至邮箱:sdmtkjbjb@163.com。2.扫描二维码下载并填写订阅单,发送至上述邮箱。3.征订电话:0531-85685691。

  2025年12期 v.43;No.304 14页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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