矿井智能化建设与开采生产

  • 兴盛露天煤矿双轮斗连续工艺原煤开采技术研究

    梁明智;时旭阳;常治国;

    针对兴盛露天煤矿实现双轮斗挖掘机原煤开采涉及的系统布置等开采技术问题,基于兴盛露天煤矿赋存条件与轮斗挖掘机作业特征,研究了双轮斗开采技术应用的可行性、工作线布置、带式输送机布置、开采方法及系统布置等,提出了兴盛露天煤矿双轮斗连续工艺原煤开采技术。结果表明:兴盛露天煤矿二采区单斜区域煤层倾角较缓、可采厚度大、煤层硬度低,全连续开采工艺具备可行性,可采用纵采方式及倾斜分层开采方法布置双轮斗挖掘机,配合东帮带式输送机布置方式可实现兴盛露天煤矿双轮斗下原煤开采。研究可为类似露天煤矿应用轮斗挖掘机提供一定的理论与实践基础。

    2025年03期 v.43;No.295 1-5+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K]
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  • 复合顶板孤岛工作面回采巷道围岩控制技术研究

    吕华新;张海波;

    为解决8303工作面回采巷道支护困难问题,通过煤层物理力学性质测试、地应力测试、分析顶板岩性的方法,综合研究巷道围岩大变形机制。通过松动圈测试,推断出合理的巷道支护形式,提出全巷道分段架棚支护技术。在工作面掘巷期间对围岩移近量进行测定。试验结果表明:顶底板相对移近量比原巷道支护方案降低69%~77%;两帮移近量比原巷道支护方案降低80%~88%,在原巷道支护体系中加入全巷道架棚支护技术可以有效削弱复合顶板对巷道的影响,控制围岩变形效果比较显著。

    2025年03期 v.43;No.295 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K]
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  • 综采沿空留巷切顶卸压参数研究

    吕光朋;

    对羊东矿综采沿空留巷切顶卸压参数进行研究,采用理论计算的方法得到切顶参数,并通过数值模拟对切顶顶板垮落、围岩位移、应力分布情况进行分析。结果表明:切顶高度13 m、切顶角度15°为最优参数,切顶状态下顶板垮落效果较好,切缝面阻断了位移的传递,顶板出现明显的卸压区;切顶状态下的巷道顶板下沉及应力情况和充填体水平位移及垂直应力效果均优于未切顶条件下;现场监测最大顶底板移近量为280 mm,两帮最大移近量为460 mm,切顶卸压能有效增强沿空留巷稳定性。

    2025年03期 v.43;No.295 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1912K]
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  • 深井软岩回采巷道超前支护技术研究

    李庚;郇恒恒;甘承博;

    针对14030工作面超前段单体支柱支护强度低、劳动强度大等缺点,提出主动支护代替被动支护的技术思路,采用注浆锚索代替单体支柱作为超前支护方式,采用FLAC~(3D)模拟了原单体支柱与注浆锚索的超前支护效果,并通过现场监测对围岩变形效果围岩裂隙发育进行了验证。数值模拟结果表明,采用注浆锚索超前支护后,巷道顶底板变形量、两帮变形量和塑性区范围均有所减小,在控制采动软岩回采巷道变形和有效改善巷道围岩结构与性质等方面表现出显著效果。

    2025年03期 v.43;No.295 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K]
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  • 大采高综采工作面回撤通道围岩破坏特征及控制技术研究

    张世锐;史宏宝;刘晓龙;

    针对大采高综采工作面回撤通道变形、设备回撤受阻等隐患,以铺龙湾煤业5206工作面为工程背景,设计了回撤通道支护方案。数值模拟显示,随着工作面液压支架的回撤,回撤通道塑性区逐渐扩展,采空区侧帮部塑性区发育高度和深度分别稳定在6.5 m和5.0 m,通道右帮塑性区发育高度和深度分别稳定在6.5 m和4.5 m,顶板塑性区由两端向中心逐渐发展,最终高度稳定在4.5 m。5206工作面回撤通道掘进及支护完成后,回撤通道、回撤通道联巷顶底板最大移近量分别为284.6 mm、245.3 mm,实测数据进一步确认了支护方案的成效。

    2025年03期 v.43;No.295 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1639K]
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  • 破碎顶板巷道冒顶机理及注浆预控技术

    雷磊;郇恒恒;

    针对河南能源焦煤公司赵固二矿下分层巷道顶板破碎、锚固困难、易冒顶等问题,采用FLAC2D-PFC耦合数值模拟方法,分析了巷道围岩在分层开采条件下的应力分布及变形特征,巷道围岩存在显著的非对称变形,受矸石堆积和上分层遗留煤柱影响,顶板破碎严重。提出了注浆加固预控技术,通过注浆锚索注浆,填充围岩裂隙,增强岩体完整性和承载能力,确保支护结构的稳定性和适应性。应用结果表明,注浆加固预控技术可有效控制巷道围岩的变形,显著减少冒顶风险,延长支护结构的使用寿命,改善作业环境,为矿井的安全高效生产提供坚实保障。

    2025年03期 v.43;No.295 27-30+36+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1950K]
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  • 3301工作面下顺槽高强锚网索支护技术研究与应用

    李欣;

    针对回采巷道围岩变形量大、巷道返修率高等问题,以石桥煤矿3301工作面下顺槽为工程实例,通过对高强锚网索支护方式进行技术上可行性分析,运用悬吊理论、自然平衡拱理论配合弹塑性变形支护强度理论计算等手段,对设计支护方案的合理性进行了论证,并采取现场钻孔窥视试验、拉拔力试验及扭矩力试验进行验证。结果表明:采用高强预应力锚杆配合长短锚索“梯度支护”技术,能够有效控制围岩变形,巷道支护整体完整性较好,满足回采巷道使用要求。

    2025年03期 v.43;No.295 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1944K]
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  • 基于断层破碎带稳定控制的运输顺槽协同支护技术研究

    孙文龙;王旭龙;苏引;

    针对断层破碎带巷道围岩稳定性差、传统支护效率低的问题,以赵楼煤矿5311运输顺槽穿越FZ8断层带为工程背景,提出“机载前探梁动态支护+让压锚索协同控制”技术体系。通过优化支护时空协同机制,实现掘进后5 min内完成临时支护,顶板离层量较传统方案降低62.1%,锚索破断率下降77.6%。现场应用表明,该技术使单日掘进效率提升41.5%,综合成本降低13.3%,事故率减少86.5%,为复杂地质条件下巷道支护提供了可复制的解决方案。

    2025年03期 v.43;No.295 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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  • 智能化工作面系统可靠性评价研究

    刘新荣;

    针对智能化工作面系统评价精度不足,难以确保作业效率的问题,开展智能化工作面系统可靠性评价研究。通过将智能工作面系统分为7个子系统,运用层次分析法构建智能化工作面评价指标体系,克服智能化工作面所存在的模糊性,将模糊综合评价法和AHP结合,提出适合智能化采煤工作面的多层次模糊综合可靠度评价方法,采用粒子群优化算法对隶属度函数参数进行寻优确定,提高模糊综合评价的质量和效果,确保评价结果的准确性,以有效地改善开采过程中的生产效率和经济效益。以崖坪煤矿18201采煤工作面为例,对该智能化工作面的七个子系统进行评价,评价结果显示系统可靠性较强,所提方法具有较高的智能化工作面系统评价精度,可有效确保作业效率。

    2025年03期 v.43;No.295 42-46+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K]
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  • 间隔充填采煤支巷尺寸及煤柱宽度优化研究

    史宏宝;张世锐;刘晓龙;

    针对铺龙湾煤矿五二采区建(构)筑物、水体下压煤区域,进行了间隔膏体充填安全开采支巷尺寸及煤柱宽度的力学分析与数值模拟研究。结果表明,在5211工作面间隔充填开采设计中,支巷间煤柱的最小宽度为10.74 m,一个开采单元宽度为16.0 m,其中包括4.0 m的支巷宽度和12.0 m的煤柱宽度。当支巷宽度及煤柱宽度固定时,煤柱塑性破坏区域随着支巷长度增加而逐渐扩大;当支巷长度固定时,煤柱塑性破坏区域随着支巷及煤柱宽度减小而逐渐扩大。采用该方案实施间隔充填采煤后,观测到底鼓总位移量为105 mm,顶板下沉总量53 mm,巷道帮部围岩变形量分别为39 mm和35 mm,所设计的支巷尺寸及煤柱留设方案有效地维护了巷道安全稳定性,保证了生产的连续性,达到了预期的效果。

    2025年03期 v.43;No.295 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K]
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灾害防治与职业健康

  • 煤层瓦斯钻孔智能设计与精准成孔技术联动研究

    张金杰;

    针对瓦斯抽采钻孔设计和钻进过程中等存在的盲目、低效、智能化程度低等问题,开展煤层瓦斯钻孔智能设计与精准成孔技术联动研究,从钻孔智能设计、钻孔精准成孔等方面进行系统研究,开发了煤层瓦斯抽采钻孔智能设计系统和钻孔精准成孔技术,通过有机结合人工扰动情况下多场耦合研究成果与瓦斯防治领域专家的钻孔设计经验,进行钻孔设计,形成了一套智能钻孔设计原理与方法;采用三轴加速度传感器与光纤陀螺传感器实现轨迹的随钻测量。通过现场应用,智能设计软件的倾角、钻孔长度等钻孔参数更精确,通过煤层瓦斯抽采钻孔智能设计与钻孔精准成孔联动,设计钻孔与钻孔精准成孔技术反馈的真实钻孔轨迹对比,差异极小,能够保证钻孔的抽采效果,无需进行补孔优化。

    2025年03期 v.43;No.295 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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  • 储煤仓煤堆自燃升温氧化特性研究

    闫铁柱;呼应伟;李元波;

    针对陕西神渭煤炭管道运输有限责任公司蒲城场站圆形储煤场储存煤体的氧化特征不明的问题,运用理论计算和室内实验相结合的研究方法,研究了不同含水率的离心煤与压滤煤的氧化特征以及CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_6气体的自燃特征属性,掌握煤自然发火特性,分析得到煤自燃预测预报指标。研究结果表明,离心煤与压滤煤由于其粒径有所不同,导致其自然发火周期存在差异;可以将CO浓度的变化量作为煤自燃早期预报指标,而C_2H_6和C_2H_4的出现点则可以作为高温点出现的评判标准;采用煤自燃最短自然发火期计算模型,解算得压滤煤样实验最短自然发火期为26 d左右,离心煤样实验最短自然发火期为29 d左右。

    2025年03期 v.43;No.295 59-63+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K]
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  • 高瓦斯自燃煤层不同氧化起始温度下煤自燃特性实验研究

    秦兴林;倪兴;张清清;

    为了探讨不同氧化起始温度对高瓦斯自燃煤层煤自燃特性的影响,利用煤自燃特性综合测试系统,对15~#煤层煤样在不同起始温度(20~40 ℃)至70 ℃的低温氧化过程中的耗氧情况进行了测试。实验结果表明:起始氧化温度对煤在缓慢氧化阶段的氧化特性影响显著,起始氧化温度越高,耗氧量及耗氧速率越大,产热升温速率也越快。此外,随着温度的升高,CO浓度持续增加,且高起始氧化温度煤样释放的CO浓度更多。在20~40 ℃的温度区间内,煤的活性基团消耗较多,影响后续反应的活性,起始温度较高的煤在这温度区间表现出更高的氧化活性。随着起始氧化温度的升高,煤的交叉点温度降低,表明煤的氧化反应更容易达到自燃的临界点。这一现象对于评估煤的自燃风险和制定相应的安全措施具有重要意义。

    2025年03期 v.43;No.295 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K]
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  • 沙坪煤业上覆煤层采空区火灾隐患治理研究

    菅跃荣;

    为解决沙坪煤业上覆煤层采空区自燃火灾的严重隐患,对煤层自燃条件进行分析,结合矿井历史数据,提出采用灌浆封堵、地面钻孔注液氮和注氮气等综合治理技术措施,通过地面与井下钻孔探测,精确定位发火隐患区域;在高温区域实施了灌浆治理,并结合液氮注入技术,有效降低了采空区温度,其中D2-2~#、D2-17~#和D2-19~#钻孔温度降至12~18℃之间;通过注氮气措施显著降低了CO浓度,D2-19~#钻孔的CO浓度降低至10×10~(-6)以下。研究结果表明,综合治理措施成功降低了采空区温度和CO浓度,控制了13102工作面上覆煤层采空区火灾隐患,有效防止自燃火灾的发生。

    2025年03期 v.43;No.295 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K]
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  • 低透气性煤层群瓦斯预抽技术研究

    王丰;贾通平;

    针对鸡西矿区瓦斯赋存复杂、高瓦斯且具煤与瓦斯突出危险性的状况,以平岗煤矿14号煤层工作面为研究对象,从回采工作面通风能力、防突需求及资源利用等角度,论证了瓦斯抽放的必要性。该煤层透气性系数低,钻孔瓦斯流量衰减系数波动,直接抽采难度大。通过应用水力压裂、深孔控制预裂爆破等强化抽放技术,以及对邻近层和采空区瓦斯的有效抽放,显著提升了瓦斯抽采效率。结合交叉钻孔抽放和高压水射流割缝等综合技术,瓦斯抽采效率提高40%以上,事故发生率降低60%。该研究为低透气性煤层群瓦斯治理提供了科学依据,不仅对平岗煤矿的安全生产和高效开采具有重要意义,也为类似矿区的瓦斯治理提供了技术参考。

    2025年03期 v.43;No.295 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K]
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机械电气与自动化

  • 煤矿防冲钻孔机器人远程监控系统设计及应用

    孔震;袁腾飞;崔小超;

    针对赵楼煤矿钻孔卸压作业过程中缺乏远程监控与信息管控的问题,设计一种煤矿防冲钻孔机器人的远程监控系统。该系统可实现钻孔卸压作业过程中异构信息集成与管控,满足煤矿防冲钻孔机器人远程监控作业要求。为此,分析了钻孔卸压作业过程中产生的异构信息运行特性,提出了基于时空联合标定的异构信息集成方法,设计了煤矿防冲钻孔机器人远程监控系统方案,明确了远程监控系统工作流程,对防冲钻孔机器人井下作业远程监控运行情况和响应特性进行研究。结果表明:煤矿防冲钻孔机器人系统具有良好的运行特性,可满足井下远程监控煤矿防冲钻孔机器人异构信息共享与集成的要求,为远程监控钻孔卸压作业提供重要保障。

    2025年03期 v.43;No.295 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1489K]
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  • 管道巡检机器人倾斜管道通过性能优化

    王日升;

    针对排山楼金矿排水管道巡检机器人越障能力不足、稳定性较差等问题,通过数学建模与RecurDyn仿真实验相结合的方法,提出了一套专门的轮式巡检机器人越障能力和稳定性的分析与优化技术,对其进行仿真模型建立与结果分析并进行了实验验证。研究发现,倾斜角度对巡检机器人最大越障高度及稳定性具有显著影响:当坡度角在0°~35°范围内变化时,理论计算的巡检机器人最大越障高度由346 mm递减至217 mm;当坡度超过35°,巡检机器人在越障过程中的稳定裕度小于0,即容易出现不稳定现象。在坡度介于0°~15°之间时,仿真结果与理论计算误差在6%以内。一旦坡度超过15°,机器人与地面之间就会发生显著的滑动现象,跨越高度比理论预测低了10%以上,实验与仿真结果基本相似,充分验证了仿真结果,研究结论为巡检机器人的设计优化及提升越障能力提供了坚实的理论基础。

    2025年03期 v.43;No.295 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K]
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  • 带式输送机滚筒故障智能化实时监测系统的设计

    卢春锋;

    针对余吾矿带式输送机滚筒故障监测方法存在的不足,结合智能算法设计了滚筒故障实时监测系统,通过支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)、随机森林等方法对振动、温度、转速等传感器采集的数据进行实时分析和故障诊断。应用结果表明,该系统具备实时监控、报警和自动响应功能,能够在0.8 s内响应故障,准确率达81.9%。研究结果能为工业设备故障检测提供高效解决方案,为类似设备的智能化管理奠定基础。

    2025年03期 v.43;No.295 89-92+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
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  • SolidWorks二次开发支持下的选煤设备参数化设计方法研究

    李海涛;

    为解决选煤设备的设计效率和质量问题,基于SolidWorks二次开发平台,构建了一套选煤设备参数化设计系统。该系统采用C/S架构,包含参数输入、特征提取、模型生成和有限元分析等核心模块,通过改进的卷积神经网络算法实现特征识别,应用遗传算法优化筛箱结构,并引入功能梯度材料提升性能。以ZK1548直线振动筛为例,系统实现了快速参数化建模,通过优化设计,激振轴最大应力降低至44.64 MPa,筛箱最大位移减小至0.9 mm,质量减轻10%。

    2025年03期 v.43;No.295 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1585K]
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煤矿地质与防治水

  • 大同岩溶矿区降水补给地下采场及水害防治研究

    王敏岐;

    大同矿区普遍面临着大气降水补给地下采场的问题,降水的渗入增加了矿井内的湿度与积水量,严重影响煤矿安全生产,为此利用现场勘查、理论研究等手段,在大同矿区地质、水文地质开采资料和矿井大气降水、矿井涌水量相关资料的基础上,对大同矿区大气降水补给矿井的通道进行了系统分析和研究,并根据研究成果提出了水害防治的有效措施。结果表明,大气降水对煤矿采场的补给具有季节性,雨季矿井涌水量是旱季的1.2~12倍,平均1.9倍,补给具有滞后性,地表入渗、管道流和分层流的滞后时间分别为2~4 d、24 h以内和2 d以上,补给量受煤层埋深和煤层顶板岩性特征的影响。在受大气降水水害影响的矿井中,可实施地面水文地质钻探、物探等补充勘查,采取封堵地面引水裂隙、建设引水工程、调整工作面回采时间、改造排水系统等防治水工程进行水害防治。

    2025年03期 v.43;No.295 98-102+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
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  • 综采坚硬顶板分段水力压裂关键技术研究与应用

    江海波;苏星宇;祝土翔;

    针对73_下05综采工作面顶板提出利用分段水力压裂解决冲击地压防治问题,运用真三轴压裂设备和声发射装置进行实验室实验,分析岩体水压致裂裂隙扩展规律,得到不同注水时间对顶板裂隙扩展规律的影响,依据实验得到的关键参数,开展水力压裂现场应用。结果表明:经过分段水力压裂后,工作面微震事件频率及能量明显降低,总能量、频次分别降低69%和61%,有效降低冲击地压危害。

    2025年03期 v.43;No.295 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K]
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  • 铜冶店-孙祖断裂带构造演化背景及其控矿机理

    张振华;

    铜冶店-孙祖断裂带是鲁西重要的断裂构造,针对其研究程度相对偏低,形成年代、控矿机理等方面存在争议,通过在该区域开展工作,对铜冶店断裂带做观察研究,分析了铜冶店-孙祖断裂带构造演化背景并阐述了其控矿机理。研究表明,基于其构造展布方向与古结晶基底构造线一致的特点,提出铜冶店断裂带形成于印支期,最初形成时代应早于中生代,而受其控制的岩浆岩及金属矿床主要形成于燕山晚期,形成于中国东部地区构造体制转换、华北克拉通东南缘岩石圈减薄的背景下,成矿与构造和岩浆岩关系密切,成矿作用可以概括为构造-岩浆-流体成矿作用,成矿因素可分为构造、岩浆岩和地层因素,成矿物质来源主要为地幔,少部分来自地壳。

    2025年03期 v.43;No.295 108-111+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
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  • 连续采动作用下地表移动变形及沉降规律研究

    李志全;

    为应对岳城煤矿3~#煤回采期间,地表沉陷问题严重影响周边环境及生产活动,连续采动工作面时沉降现象愈发明显,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,探讨了3~#煤工作面连续回采过程中地表沉陷的特征及影响因素。研究表明,当回采至90 m深度时,地表开始出现移动,采动超前影响角为85°,最大下沉速度达到89 mm/d;随着采煤工作面的延伸,采空区上方形成大应力拱,进而加剧采空区两侧煤体的应力集中;连续工作面的回采显著增加了地表沉陷量,在黄土层厚度较大的区域,沉降效应更为显著,首采面采空区的中心沉降最大,向四周逐渐减小;覆岩在接近地表范围内会朝向首采面采空区发生水平移动,并随着深度的增加而减小。针对性的地表沉陷防范与治理措施可以有效减轻地表沉陷,为后续工作面回采引起的地表沉陷治理提供理论借鉴。

    2025年03期 v.43;No.295 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K]
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  • 淋滤条件下矸石对矿井水离子吸附特征

    李金玉;

    针对西部生态脆弱矿区水资源匮乏以及矸石堆积对生态环境造成的破坏现象,采用煤矸石和高矿化度矿井水为研究对象,利用动态淋滤实验的方法,分别探究了矸石在动态淋滤条件下,不同粒径矸石级配、不同淋滤液离子浓度和不同离子种类对矸石动态吸附特性的影响规律。研究结果表明:淋滤柱内的矸石级配的平均粒度为1 mm~<5 mm时,矸石淋滤柱对淋滤液内离子的吸附效果最好,即矸石级配的粒径越小,其吸附效果越好;淋滤液内离子浓度过高或过低,对矸石淋滤柱吸附离子的效果都不好,而浓度在437.5 mg/L左右时吸附效果相对较好;矸石淋滤柱对不同离子的吸附效果由优到劣分别为K+、Ca~(2+)、Mg~(2+)。研究结果能够为国内外矸石资源化利用、矿井水的净化以及煤矸石吸附矿井水内离子的研究提供理论参考依据。

    2025年03期 v.43;No.295 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K]
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  • 高河能源长壁膏体充填地表沉陷规律研究

    彭东东;赵博;

    针对“三下”压煤量大的问题,高河能源使用长壁膏体充填开采工艺对E1302和E1306工作面进行充填开采。为研究高河煤矿长壁膏体充填开采地表下沉规律,根据E1302、E1306工作面地表地质条件对观测线进行了设计与布置,并对地表下沉数据进行了计算分析。结果表明:E1302工作面地表下沉值随着工作面推进距离的增大而增大,地表下沉程度大致分为Ⅰ缓慢下沉区、Ⅱ急剧下沉区和Ⅲ平稳下沉区;E1306工作面地表下沉值随着工作面推进距离的增大而增大,最大下沉位移为171.5 mm,地表下沉曲线符合非充分采动下沉曲线特征;与垮落开采相比,膏体充填开采能够更好地控制采空区地表下沉量;E1306工作面上方建筑物损坏标准为Ⅰ级,对构、建筑物损坏等级均为极轻微,结构处理为不修。

    2025年03期 v.43;No.295 124-128+139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K]
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  • 动载荷对岩石破碎块度的影响分析

    孙梦迪;石尚威;

    针对露天采场受爆破冲击开采后存在大块多、二次破碎成本增加的问题,为改善矿山开采的经济效益,通过运用岩石破碎理论和室内试验的方法分析动载荷作用下岩石破碎后岩石块度变化规律,结合SHPB试验系统和分型理论对岩石破碎进行块度变化规律分析。结果表明:岩石动态抗压强度和分形维数(D)与冲击载荷大小呈正比例关系变化,岩石受到的冲击载荷大小是岩石破碎程度的主要影响因素,粉尘主要产生在炮孔附近,冲击载荷越大,粉尘的产生率越大,冲击载荷越小,大块的产生率越大。

    2025年03期 v.43;No.295 129-133+139+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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  • 坚硬顶板工作面冲击地压致灾层位判识与压裂卸压技术

    张金金;

    针对工作面压裂技术施工中冲击地压致灾层位难以准确辨识的问题,以沙曲二号煤矿4306工作面为例,通过理论分析、数值模拟、现场检验等方法,提出上、中、下位关键层协同压裂技术。结果表明,根据三带发育高度和关键层理论判识主控致灾岩层,采用关键层协同压裂技术对工作面停采线附近上覆坚硬稳定顶板进行切顶卸压,有助于降低上位关键层厚硬顶板的承载性能,有效减小周期破断步距,减轻冲击灾害程度;在工作面顶板致灾层位布置定向长钻孔切断或改变超前支承压力及残余支承压力的传递路径,缓解采区大巷的压力。切顶后非连续蝶叶塑性区有一定的贯通,顶板垮落更加充分;采取矿压监测及效果检验方案以确保压裂效果,保障采区大巷正常服务与矿井安全高效生产。

    2025年03期 v.43;No.295 134-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K]
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  • 沿空掘巷变形破坏规律及煤柱宽度研究

    王皓亮;

    以22403工作面开采为研究工程背景,基于巷道围岩应力分布规律和煤柱帮应力分布特征理论,采用FLAC~(3D)数值模拟软件模拟分析了22403工作面回采期间无支护条件下,采用预留6 m、7 m、8 m、9 m、10 m煤柱沿空掘巷及巷道围岩变形破坏规律,确定了合理的煤柱宽度。结果表明,预留8 m煤柱时,能够保证回采过程中巷道围岩的稳定性,研究成果为煤炭资源的安全高效开采提供了理论依据和实践参考。

    2025年03期 v.43;No.295 140-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K]
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信息化技术与绿色发展

  • TDS智能干选机在煤矿排矸系统中的应用与优化研究

    马志东;

    针对矿井煤质变化带来的矸石排放问题,围绕东曲选煤厂TDS智能干选机在煤矿排矸系统中的应用与优化进行深入研究,分析设备的技术参数、系统布局的改进以及排矸工艺的优化等一系列内容,提出TDS智能干选机系统化改造方案,实现排矸流程的优化以及分选技术的集成化应用。研究表明,通过采用X射线辐射检测与大数据分析技术,TDS智能干选机实现了高精度的煤矸分离,有效提高了排矸系统的效率。同时,系统在分选精度、带煤率以及经济效益方面表现优异。年均回收原煤为1.09万t,带来了294.3万元的经济效益,维护成本降低了30%。

    2025年03期 v.43;No.295 145-148+158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
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  • 井下中央水泵房自动化监测技术研究与应用

    刘卓昇;

    针对中央水泵房半自动化监控方式效率低下、运行可靠性差、人员劳动强度较大等问题,为进一步提高煤矿排水系统运行效率及可靠性,促进井下中央水泵房管理水平提升,通过对计算机控制及自动化监测技术的研究,提出一种基于PLC控制及智能传感融合检测网络的井下中央水泵房自动化监测方案,对相应软硬件系统进行设计,系统采用PLC作为控制核心,使用多种智能传感器对中央水泵房水仓液位、水泵压力及流量等核心运行参数进行实时采集,并通过通信网络传输实现地面调度中心的远程实时监测、数据分析管理及故障报警等功能,实现中央水泵房远程自动化监控。经实际测试,系统可实现中央水泵房无人值守,有效提高泵房设备运行效率,为泵房安全稳定运行提供可靠保障。

    2025年03期 v.43;No.295 149-153+158+164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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  • 金矿管道无人值守监测技术

    张华春;

    针对排山楼金矿排水管道人工巡检监测力度不足、缺乏有效分析能力等问题,通过管道监测技术的方法,提出了移动巡检机器人管道智能监测技术,取得以先进机器人替代传统的人力巡检和固定的监测点的成果,通过集成图像视频技术,达成对管道内部状况的实时、全方位监控的目标,有效提升监测的及时性和准确性;机器人搭载了多种环境监测传感器,包括图像、压力、气体监测传感器,能够全面收集管道内部环境数据,确保监测数据的全面性和准确性。测试结果显示,机器人图像捕捉清晰度高,识别精准,环境数据收集全面且准确,整体系统运行稳定可靠,显著提升了管道监测的效率和质量,为排山楼金矿排水管道的安全运行提供了强有力的技术保障。

    2025年03期 v.43;No.295 154-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
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  • 煤矿充填材料及开采工艺参数分析

    王文平;

    为解决中煤平朔集团有限公司井工一矿因地质条件复杂,地表建筑、地下管线密集,常规开采易导致地表沉陷和水资源破坏问题,通过分析矿区地层特征和水文地质条件,提出了基于风积沙高水膨胀材料的充填开采技术,采用FLAC~(3D)数值模拟方法,对不同采高、充填材料和工艺参数进行了优化设计,确定适用于连采和综采工作面的充填策略,具体包括材料配比、充填步距和工艺流程。当充填开采等价采高为0.35 m时,数值模拟显示地表下沉系数为0.27,有效控制了地表沉陷,保护了地面建筑、地下水和管道设施。研究表明,风积沙高水膨胀材料充填技术在经济性和环境保护方面表现出显著优势,为类似复杂地质条件下的煤矿绿色开采提供了有效的技术支持。

    2025年03期 v.43;No.295 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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企业管理与科学发展

  • 不同煤粉掺量下含表面裂纹材料力学性能研究

    经来旺;郑睿;郑霖;

    为研究不同煤粉掺量和表面裂纹深度下水泥基材料的力学性能变化,预制了不同煤粉掺量和不同表面裂纹深度的煤岩体试件,进行了单轴压缩试验和宏观破坏状态分析。单轴压缩试验结果表明:表面裂纹深度一定时,试件强度随煤粉掺量的增大而减小;煤粉掺量一定时,表面裂纹深度的增大使试件强度减小;与不掺煤粉试件峰值强度相比,5%煤粉掺量时试件峰值强度下降较小,表面裂纹深度小于15 mm时,试件峰值强度下降程度小于5%;破坏状态观测时发现,预制表面裂纹闭合阶段,其上下区域会形成剥离失效区,表面裂纹深度5 mm、10 mm时表现为崩离失效,15 mm、20 mm时表现为闭合失效;试件会因偏心受压产生斜拉裂纹,劈裂和斜拉共同导致试件失效,随着表面裂纹深度的增大,试件更趋向于劈裂破坏。

    2025年03期 v.43;No.295 165-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K]
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  • 新形势下提升矿山救援队伍实战能力的研究

    吴肖;

    针对矿山救援工作面临的新形势,矿山救援队伍在管理、技术与装备方面存在救援人员专业素质不足、训练体系不科学、装备老旧、演练欠缺实战性等问题,基于应急管理理论和现代救援技术方法,提出了提升救援能力的具体措施:一是加强队伍素质建设,提升人员的专业技能与应急响应能力;二是采用科学化的训练模式,提升实战效率;三是更新救援装备,确保技术先进性与实用性;四是强化演练,模拟真实救援场景以提升应变能力。通过实施这些措施,矿山救援队伍的整体战斗力显著增强,应急响应速度与效率明显提高,为矿山企业的安全生产提供了坚实保障。

    2025年03期 v.43;No.295 171-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
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  • 采煤塌陷地水资源开发利用探讨

    郭世春;高翠苹;黄文峰;

    随着煤矿持续开采,塌陷地积水面积持续扩大,通过对菏泽市采煤塌陷地基本情况和各煤矿水资源现状及开发利用情况的分析,阐述光伏发电项目和平原水库建设分别是塌陷地水面水资源利用的主要方向,充分认识合理利用采煤塌陷地水资源的重要性,结合近、远期塌陷范围预测情况合理规划,采煤塌陷地恢复成耕地,适当开发湿地观光旅游项目,充分发挥塌陷地功能,提高地表水调蓄与利用能力,积极探索治水兴水新模式,创新采煤塌陷地开发模式。各项措施的实施,加强了生态环境的修复,促进水资源可持续利用,推进了产业与生态融合发展。

    2025年03期 v.43;No.295 175-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K]
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  • 煤矿机电设备工程安装策略研究与分析

    李兆众;

    针对新疆准东二矿基本建设期间机电设备安装过程中人员配备、施工组织、机具配备、技术素质等方面存在的问题,主要从“人、机、环、管”等方面梳理了影响工程施工的制约因素,并通过具体实际案例剖析产生问题的根本原因,结合当前煤矿机电设备安装工程特点,提出了针对性措施与方案。在当前煤矿机电设备更新换代频繁、专业技术人员短缺的情况下,为探索一套相适应的创新管理体系,实现矿井高质量、可持续发展提供了可靠依据。

    2025年03期 v.43;No.295 180-183+188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K]
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  • 绿色膏体充填开采示范区建设研究与应用

    胡盼;

    山东省内煤矿普遍开采年限长,资源濒临枯竭,为实现矿井的可持续发展,枣矿集团采取膏体充填开采释放压覆资源,但膏体充填开采技术和管理尚不成熟,缺乏一套完整、系统的管理体系,导致充填开采在生产效率和安全性方面仍存在诸多问题,枣矿集团以建设充填开采示范区为总目标,建设充填开采管理体系、研发成套新型充填装备、优化充填配方、培养专业化充填队伍,总结了一套行之有效的绿色充填开采技术推广模式和管理经验,推动煤矿膏体充填开采水平提升。

    2025年03期 v.43;No.295 184-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K]
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  • 改进GWO算法的矿用巡检机器人路径规划

    贾建东;董志明;朱守健;

    针对煤矿工作中人工巡检耗时长、工作重复的问题,提出一种基于粒子群灰狼融合路径规划算法,通过使用Tent混沌映射增加狼群的多样性,将灰狼算法中线性收敛因子改进成非线性收敛因子,适当增加灰狼进攻猎物的时间,将粒子群算法的思想与灰狼算法相结合,改进灰狼的位置更新公式;采用贝塞尔平滑路径,使所规划的路径更适用于巡检机器人,将改进的算法应用于巡检机器人的路径规划中。与改进前的GWO算法进行对比,最佳适应度降低至56.3,平均迭代次数从GWO的55次减少至43次,体现了改进灰狼算法更高的路径规划效率和经济性。

    2025年03期 v.43;No.295 189-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1806K]
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  • 《山东煤炭科技》征订启事

    <正>《山东煤炭科技》1983年创刊,经国家新闻出版署正式批准,是由国家矿山安全监察局山东局主管、山东煤炭工业信息计算中心主办的面向国内外公开发行的综合性煤炭科技期刊,被中国学术期刊综合评价数据库、中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)、国家科技期刊开放平台等数据库全文收录,并入选为《煤炭领域高质量科技期刊分级目录》T3类期刊。

    2025年03期 v.43;No.295 194页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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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。

    2025年03期 v.43;No.295 195页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
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