矿井智能化建设与开采生产

  • 近直立煤层深浅孔协同爆破机理与应用

    乔鹏;

    针对甘肃省窑街煤电集团海石湾煤矿1164~#矿区近直立煤层(倾角75°~85°)采用单一深孔爆破方案所导致的大块率高(32%)和煤矸分选困难等问题,基于应力波叠加理论和能量梯级释放原理,提出了深浅孔协同爆破技术。通过建立应力波传播方程和累积损伤模型,结合单位体积能量密度分析及裂隙扩展速度预测,确定了深孔(Φ80 mm×3.0 m)与浅孔(Φ40 mm×1.2 m)的最优参数组合;研发了便携式钻孔参数采集系统,实现钻爆过程数字化管理。现场应用6个月的结果表明,爆后煤体的合格块度占比达到了92.3%,相较于原方案提升24.3个百分点;振动速度降低至2.0 cm/s,完全符合国家标准;单位炸药消耗量减少至0.38 kg/t。该技术为近直立煤层的高效开采提供了全新的技术途径。

    2026年02期 v.44;No.306 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
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  • 基于数值模拟的厚煤层底煤卸压破坏机制研究

    王庆伟;许筱筱;齐高伟;

    针对古城煤矿1301工作面连采连充过程中底煤残留厚度大、爆破工程量大、卸压效率低等问题,依托FLAC~(3D)数值模拟软件,构建含底煤-围岩耦合结构模型,采用Mohr-Coulomb本构及瞬态爆破荷载理论,模拟分析爆破参数变化对裂隙扩展路径与卸压效果的影响规律。在此基础上,提出以装药量1.8??kg、孔距0.8??m、排距3??m为核心的优化爆破参数组合,构建定向控制型卸压技术体系。现场试验结果表明,优化方案较常规工艺在爆破孔数、施工进尺及炸药消耗方面分别减少31%以上,底煤应力下降幅度达42.7%,围岩位移下降42.5%,实现卸压效果与施工效率双提升。

    2026年02期 v.44;No.306 7-11+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
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  • 贺西煤矿四采区开拓系统优化与高效开采技术实践

    王亚非;

    针对贺西煤矿四采区存在的产能受限问题,包括矿井核定产能150万t/a、主通风机效率68%低于AQ 1028—2006规定值,通风系统冗余度不足、独胡峁风井至工作面通风距离达5.2 km、通风阻力约为3.8N·s~2/m~8,以及瓦斯治理效果不足、抽采率约40%、采空区瓦斯浓度最高达0.92%等问题,基于深部煤层群协同开采理论与分区通风优化模型,提出了“双立井分区通风+本煤层-邻近层-采空区三级抽采”的技术体系。工程实践表明,实施该技术体系后,矿井生产能力提升至300万t/a,资源回采率提高至89.2%,瓦斯抽采效果指标提高至约65%,百万吨死亡率由0.045降至0.017,矿井安全与生产效率水平得到明显改善。研究结果表明,该技术体系可为华北型石炭-二叠系煤层矿井的安全高效开发提供有益的技术路径与工程经验。

    2026年02期 v.44;No.306 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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  • 煤矿开采中充填采矿技术的应用分析

    张志超;张玉杰;张峰;

    为解决倾斜煤层回采扰动剧烈、地表沉陷不可控等问题,结合C1301工作面地质与围岩特征,构建了集膏体充填、制浆输送与自动调控于一体的协同充填系统。经实测,未充填条件下地表下沉最大达368.7 mm,膏体充填条件下地表下沉为145.6 mm,联合充填条件下地表下沉为92.3 mm。通过优化胶结剂掺量(8%)与骨料级配(7∶3),改善浆体流变性与抗压性能;采用分级加压输送与多源监测实现密实性控制,阳城煤矿C1301工作面实测充实率超90%;引入压力-浆面联动调控模型,嵌入PLC闭环控制与远程人机界面,保障系统连续运行与智能响应。研究成果为复杂地质条件下煤矿充填开采提供了可复制的技术路径。

    2026年02期 v.44;No.306 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K]
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  • 大采高工作面液压支架快速回撤工艺实践研究

    赵帅;范明;郭平;

    针对大采高工作面液压支架回撤过程中顶板稳定性差、作业风险高和效率偏低等问题,依托兴隆庄煤矿10303工作面实践,设计并应用“分段扩刷成巷-液压框架起吊装置-精密滑轨自移”一体化快速回撤新工艺。扩刷阶段通过高强锚索支护将顶底板垂直收敛量控制在±20 mm,形成4.8 m、7.3 m、11.9 m递进式断面;拆装硐室配用KYX-17-4液压框架起吊装置,实现7 t级部件“人机分离”拆解;滑轨导向系统实测导向偏差小于±10 mm(激光测距仪),支架自移平稳连续。工业试验结果显示:回撤周期由传统40 d缩短至21 d,高风险作业环节减少80%以上,单架拆除效率提升2.5倍,整体回撤周期缩短约47.5%。研究为大采高综采工作面液压支架高效、安全、智能化回撤提供了可行技术路径。

    2026年02期 v.44;No.306 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
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  • 柠条塔煤矿柔膜混凝土巷旁支护沿空留巷技术应用

    宋文祺;

    针对柠条塔矿传统巷旁支护(木垛/矸石垛)接顶不密实导致的巷道大变形和复用率低的问题,提出了一种基于箍筋柔性模板的柔膜混凝土支护技术,提升沿空留巷围岩的稳定性和施工效率。以柠条塔矿N1120工作面为工程背景,采用理论计算与现场实测相结合的方法,深入分析了沿空留巷围岩结构的稳定性,并提出了“巷旁充填-补强-加强”三级围岩控制方案。通过设计混凝土巷旁支护墙体的宽度,成功确保了胶运顺槽留巷的实施。留巷后的复用期间,围岩变形得到了有效控制(煤壁侧最大变形89 mm,混凝土墙体最大变形138 mm,滞后200 m后趋于稳定),为其他浅埋煤层矿井应用柔膜支护沿空留巷技术提供了宝贵的参考。

    2026年02期 v.44;No.306 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K]
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  • 智能化开采技术在复杂地质煤矿中的实践研究

    付红涛;付鹏;王峰;

    针对传统工艺在空间适应性不足、设备智能化水平偏低等问题,以复杂地质条件下极薄煤层开采为研究对象,提出智能化开采技术体系的构建路径。通过研发最低支撑高度仅为0.45 m的电液控液压支架、设计适用于薄煤层的专用铲板机构,并构建集成了多源信息融合算法的“感知-决策-执行”闭环控制系统,实现了采煤装备的动态适应与高效协同。应用结果表明,单班原煤产量从182 t增至364 t,实现了产量翻倍;同时,吨煤综合成本下降了16.5%,工作面资源利用率从68%提升至89%,有效降低了能耗与安全风险。该研究成果验证了极薄煤层智能化开采的可行性,为复杂地质条件下稀缺煤炭资源的安全高效开发提供了坚实的技术支撑。

    2026年02期 v.44;No.306 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1530K]
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  • 多煤层开采中的巷道布置与采煤技术适应性研究

    张亮;

    针对晋牛煤矿多煤层赋存条件下巷道布置不合理、采动扰动剧烈及工艺适配性差等问题,基于围岩控制理论与协同开采机制,采用FLAC~(3D)数值模拟方法对分层布置与联合布置方案进行应力场与塑性区响应分析,明确不同布置结构对围岩稳定性的影响规律。在此基础上结合MG300/730-WD采煤机与ZFY6400/17/38液压支架的工艺参数,构建综采放顶煤工艺的适应性评价模型,并在10112与10113工作面开展工业性试验。结果表明,联合布置可有效降低顶板下沉与煤柱变形,提升推进效率与回采率,吨煤直接成本由178.6元/t降至165.2元/t,节约13.4元/t,为类似地质条件下多煤层协同开采提供系统化的布置优化与工艺选型依据。

    2026年02期 v.44;No.306 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1547K]
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  • 预裂爆破切顶留巷技术研究与应用

    戴生敏;李昆鹏;邓春宇;

    针对施工沿空留巷工艺期间围岩变形量大、稳定性差的问题,以云煤二矿22204工作面为研究背景,提出预裂爆破切顶技术工艺,通过水胶炸药配合聚能管对巷道顶板实施聚能爆破。工作面回采期间,巷道顶底板最大移近量为319 mm,巷道两帮最大移近量为193 mm,同邻近未施工预裂切顶工作面相比,围岩变形量降低了38%,围岩稳定性得到有效改善。

    2026年02期 v.44;No.306 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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  • 断层破碎带超前预裂方案优化与实践

    徐晓利;刘永胜;郝强;

    针对回采过断层期间采煤机截齿损耗严重、破岩难度大、回采效率低等难题,以协庄煤矿31130采煤工作面回采过F_3断层为研究对象,采用超前预裂回采工艺,通过“揭露断层研究图+优化炮眼布置+内窥仪观测”等联合技术方案,实现精准“所割即所爆”。应用效果表明,采用超前预裂技术后,回采效率提高67%,采煤机截齿损失降幅为75%,避免了顶板大面积破碎及冒顶。

    2026年02期 v.44;No.306 49-53+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K]
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  • 窄煤柱沿空巷道围岩变形破坏特征及控制技术优化

    钱四发;

    针对窄煤柱沿空巷道不同的围岩破坏变形问题,以任楼煤矿Ⅱ7_226S工作面为研究对象,通过分析围岩变形破坏影响因素,结合现场条件提出窄煤柱沿空巷道围岩控制技术优化方案。研究结果表明,工作面地质条件差、巷道护表强度降低、注浆效果差是巷道变形的主要因素。基于调研结果,对巷道支护方案和注浆工艺进行针对性优化,并进行工业实践。现场监测结果表明,优化方案施工后,巷道顶底板相对移近量和两帮收敛量最大值分别为104 mm和110 mm,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性显著提升。

    2026年02期 v.44;No.306 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
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  • 复杂地质条件下煤矿开采工艺优化研究

    何鑫;强永杰;程学红;

    针对郭家洼煤矿复杂地质条件下开采效率低、回采率不足等问题,基于动态支护理论(通过围岩变形时序监测动态调整支护参数)与多场耦合控制方法(应力场-渗流场-瓦斯场协同调控),提出全链条优化方案。动态支护理论指导了斜交18°工作面布置与分级支护体系:常规区采用120 kN预紧力锚杆,破碎带应用8.5 m让压锚索,形成“监测-评估-调控”闭环;多场耦合方法驱动“U+L”型通风系统与定向注浆技术联用,使瓦斯超限次数减少88.9%。关键技术协同作用显著:断层揭露长度缩减降低煤柱损失,配合立体抽采网络(主孔间距6.8 m)使回采率提升至84.3%;采煤机-液压支架-刮板输送机智能群控(截割功率1250kW+支架阻力4800 kN)推动日推进度提升44%至6.2 m/d,吨煤成本下降18.3%,最终实现安全高效开采。

    2026年02期 v.44;No.306 60-64+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K]
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  • 基于智能集控的薄煤层综采工作面工艺优化研究

    赵小军;

    针对薄煤层开采中存在的顶板管理难度大、设备协同性差、生产效率低等问题,以森达源煤业公司10106综采工作面为研究对象,提出基于智能集控的薄煤层综采工作面工艺优化方案。该方案构建了分层分布式智能控制系统架构,实现采煤机双向记忆截割、支架自动跟机移架和三机设备智能联动。在工艺参数优化方面,采用“小进尺、快速度”的割煤方式和“紧跟快移”的支架移架策略,建立了基于支架工作阻力的顶板智能控制模型,开发了运输系统智能调度算法。根据连续3个月的生产数据统计,优化后工作面日均产量稳定提升至1890 t,人均效率达到25.7 t/工,吨煤能耗降低至35.8 kWh/t。

    2026年02期 v.44;No.306 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
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灾害防治与职业健康

  • 循环注水治理煤粉技术在郑庄区块中的应用研究

    牛岳屾;

    针对沁水盆地郑庄区块煤层气井普遍存在煤粉堵塞、泵卡频发及设备磨损严重等问题,基于煤粉临界携带速度和“注采平衡”理论的动态联动机制,提出“便携式+固定式双模式注水系统”协同运行与“一泵三井分路联注”一体化集成技术,构建闭环循环注水煤粉治理系统。通过高压清水回注油套环空,提高井筒流速和扰动强度,实现煤粉持续悬浮携带,防止泵筒及管柱煤粉沉积。现场11口煤层气井应用表明:井口煤粉平均浓度由6.5 g/L降至2.1 g/L,泵卡月均次数下降70%,抽采电流波动幅度由±6.9 A降至±4.4 A,平均检泵周期由38 d延长至115 d,最长达211 d,稳产气量保持稳定甚至略有提升。系统集成了变频自适应注采控制及“一泵三井”分路联注,支持不停产携粉,显著提升设备稳定性和运行效率。

    2026年02期 v.44;No.306 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 崔木煤矿隐蔽致灾因素普查及分析

    牛宁;马娇;贺丹;

    为了从源头遏制煤矿事故的发生,提升煤矿安全管理水平,应积极实施煤矿隐蔽致灾因素的普查工作,确保安全生产。以崔木煤矿为研究背景,以开采3煤层为研究对象,在资料收集、现场调查、探查验证、综合研究的基础上探测、描述、预测、评价煤矿隐蔽致灾因素的几何特征和属性特性,评价其危险程度。研究表明,煤矿存在水文地质、火灾、瓦斯和冲击地压等方面的致灾隐患。

    2026年02期 v.44;No.306 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 昌都煤业智能通风系统应用研究

    杨泽军;

    针对昌都煤业原通风系统响应滞后、误报率较高及粉尘超限处置依赖人工等问题,构建“感知-分析-决策-执行”矿井智能通风闭环体系。系统采用“端-边-云-用”架构,以“通防数据云管家”为核心实现多源数据汇聚与治理,融合安全态势分析、风网动态解算与优化决策、预警联动控制及粉尘监测联动等功能,基于投运在线数据与典型故障仿真测试开展验证。结果表明,系统联控平均响应时间为0.59 s,误报率降至0.26%,终端在线率保持在98.5%以上,数据上传延迟不超过3 s。节能方面,主通风机平均负载率由86%降至72%,年节电量约49.06万kW·h,年节约电费约34.5万元。研究结果可为同类矿井智能通风系统建设提供参考。

    2026年02期 v.44;No.306 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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  • 瓦斯综合防治技术在华阳一矿的应用

    田云科;

    针对华阳一矿15502综采工作面U型通风系统采空区瓦斯积聚和上隅角超限问题,基于流体力学理论和裂隙场演化规律,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,构建通风-抽采-监控协同治理技术体系。通过优化走向高抽巷布置,将垂距顶板控制在60.4 m,水平距回风巷保持54 m;实施地面泵站600 m~3/min和移动泵站480 m~3/min的双源协同抽采;建立KJ90X智能监控系统实现8 s快速响应;采用机械造穴增透技术完成564个钻孔共计67.68 km进尺。实施后工作面回风巷瓦斯浓度稳定在0.42%~0.48%范围,抽采效率从传统工艺的32.5%提升至43.7%(相同地质条件和设备参数下),瓦斯超限次数从月均4.8次降至0.8次,降幅达83%,瓦斯治理效果明显。

    2026年02期 v.44;No.306 84-88+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K]
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  • 巷道保护煤柱自燃分级预警指标体系实验研究

    鄂志宽;

    随着大南湖一矿开采深度和采掘强度的持续增加,巷道保护煤柱的自燃问题日益突出,对火灾的早期精准预警需求也愈发迫切。为此,基于承压煤体氧化升温理论,利用承压煤体程序升温实验装置,系统模拟了不同承压状态下破碎煤样和完整煤柱的自燃氧化过程,深入探究了单一气体指标(CO、C_2H_4)及复合气体指标(△CO/△O_2)随煤温变化规律。研究结果表明,两类煤样的CO始现温度均为30℃,但C_2H_4的出现温度及△CO/△O_2比值存在差异。基于研究成果,提出了煤柱自燃三级分级预警技术,将自燃过程细分为低温氧化(30~90℃)、快速氧化(90~100℃)和剧烈氧化(>100℃)三个阶段,并设定了CO出现、C_2H_4出现及△CO/△O_2≥0.2作为各阶段的预警指标,为深部开采条件下煤柱自燃火灾的精准预警提供了具体方法和理论支撑。

    2026年02期 v.44;No.306 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K]
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  • 隐伏构造发育煤层瓦斯抽采时空演化规律研究

    张文章;

    为解决深部隐伏构造发育煤层瓦斯抽采效率低、抽采周期长且易引发煤与瓦斯突出的难题,以薛湖煤矿29060机巷底抽巷为研究对象,通过2024年4月29日至7月31日持续94 d的瓦斯浓度、抽采负压、标况抽采纯流量等参数监测,对比分析同一时段不同空间位置及不同时段不同位置的抽采数据,揭示了隐伏构造发育煤层瓦斯抽采的时空演化规律。研究发现,隐伏构造对瓦斯抽采浓度、流量、负压等参数有显著影响,不同抽采单元的瓦斯抽采效果存在明显差异,隐伏构造区域瓦斯抽采浓度呈现双波峰特征,非构造区域呈单波峰特征,第一波峰出现在抽采第10天,第二波峰出现在第50天。研究为深部隐伏构造发育强突煤层的瓦斯治理提供了理论依据和实践指导。

    2026年02期 v.44;No.306 95-100+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K]
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机械电气与自动化

  • 防爆柴油机履带式沥青混凝土摊铺机的设计应用

    刘颖;

    针对煤矿井下运输巷道路面坑洼、工况恶劣的状况,研发了一种防爆柴油机履带式沥青混凝土摊铺机。整车以防爆柴油机为动力源,进气、排气、电气系统均采用防爆结构,可在煤矿瓦斯气体环境条件下安全作业。配备全液压式独立驱动系统、折叠式料斗和伸缩熨平板。试验表明,该设备体积小巧、效率高,提升了煤矿井下摊铺作业的效率。防爆柴油机履带式沥青混凝土摊铺机首次将防爆柴油机与全液压独立驱动技术相结合,成功解决了煤矿瓦斯气体环境沥青摊铺的防爆与动力协调难题,包括井下狭小空间动力匹配、防爆与摊铺散热的矛盾,以及摊铺机防爆动力系统与液压系统的协同处理等问题。

    2026年02期 v.44;No.306 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
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  • 沉降离心机在煤泥脱水中的工艺优化与参数匹配研究

    王喆;

    针对斜沟选煤厂细粒煤泥脱水效率低、产品含水率高、细颗粒流失严重等问题,基于“颗粒分层沉降-筛网协同过滤”机理,优化卧式沉降过滤离心机工艺,提出以粗粒级含量、掺粗比与入料浓度为核心的协同控制策略,构建“浮选精矿+粗煤泥掺配-除杂截粗-离心脱水-灰分动态分流”的闭环工艺流程。工业验证表明,当入料中>0.25 mm粒级含量≥24%、浓度250 g/L,掺粗比0.32∶1时,产品水分稳定控制在18%以下,较传统刮刀卸料离心机(产品水分常高于22%)降低4个百分点,回收率由85%提升至92%。创新性地提出以粗粒级≥24%、入料浓度250 g/L和掺粗比0.32∶1为核心的粒度-浓度双变量调控模型,提升沉积层稳定性与分离效率,实现浮选精煤与粗煤泥的高效协同脱水。

    2026年02期 v.44;No.306 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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  • 面向高效作业的液压支架自动化与人机交互系统研究

    段航宇;

    针对传统控制系统在高频操作和复杂工况下存在的响应滞后、联动协调性差及人机交互效率低等问题,以云冈矿H35综采工作面为工程背景,设计并实现了一套面向高效作业的液压支架自动化控制与人机交互系统。该系统采用分层结构,集成了支架本体控制器、地面监控平台、无线遥控终端及多种传感器,支持单架、成组与群控等多种控制模式。人机交互界面优化为图形化、模块化布局,并结合蓝牙通信实现远程控制操作,提升了系统的交互友好性与实用性。系统实测数据显示:控制响应时间由230 ms缩短至120 ms(降幅达47.8%),联动误差减少了60.0%,操作效率与系统稳定性均显著提升,验证了所设计系统在中厚煤层、高倾角、构造复杂等条件下的应用可行性与工程价值。

    2026年02期 v.44;No.306 111-115+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K]
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  • 智慧矿山背景下煤炭发运与装车系统智能化改造与应用

    冯鹍;

    为提高煤炭发运及装车系统的自动化与精准化,满足智慧矿山建设需求,针对东滩煤矿系统的人工依赖、装车精度差及数据孤岛等问题,实施了智能化升级。改造采用AI算法、激光雷达点云建模和PLC控制技术,优化门岗管理,升级地磅系统,实现装车全自动控制。通过IC卡、RFID验证、LED屏和语音引导,增强车辆定位、车型识别和车厢检测等功能,并与SAP系统对接,实时共享订单、车辆、称重数据。改造后,单车煤炭装车效率提升33%,年发运总量增长约30%,撒料率由0.3%降至0.1%,人员减少50%,数据传输准确率超过99%,粉尘排放减少约30%,噪声降低约20%。该系统实现了煤炭发运与装车的智能化、信息化与无人化升级,为煤矿企业提供了降本增效的保障。

    2026年02期 v.44;No.306 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1340K]
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  • 基于边缘计算的煤矿分布式继电保护系统设计

    冯成君;

    针对传统集中式煤矿供电保护系统存在响应延迟高、单点故障风险大以及数据传输负载重等问题,研究提出一种基于边缘计算架构的分布式继电保护系统。该系统将保护计算与决策功能下沉至部署在配电开关、变压器等设备侧的边缘保护单元,构建起“云-边-端”协同的保护体系。通过搭建半实物仿真平台,对系统的动作时间、选择性和可靠性等核心指标进行了测试。结果显示,所提出的系统能够将平均保护动作时间缩短至20 ms以内,故障定位准确率达到99.8%,具备良好的硬件兼容性和长期运行经济性。该研究成果为提升煤矿电网的快速故障隔离能力和系统可靠性提供了有效的技术途径,对推动边缘计算在矿山供电保护中的实际应用具有明确的参考价值。

    2026年02期 v.44;No.306 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K]
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煤矿地质与防治水

  • 临兴中区本溪组深部煤系地层三维地质建模

    康弘男;段长江;魏莉;

    随着我国煤层气勘探开发的快速发展,开发趋势正由浅部逐渐向深部延伸。相比浅层,深部煤层在温度、压力、地应力等方面较浅层高,深煤层流体赋存状态、含气性、物性差异大且变化规律不清,导致预测开发指标的难度加大、气井生产能力的影响因素不明确。针对此问题,运用地质、测井、地震、含气量测试、等温吸附实验等多方面资料,对地层测井曲线特征与沉积微相的关系和煤层气含气饱和度测井计算方法进行研究,建立研究区三维地质模型,模型验证显示储量误差为4.2%,符合精度要求,为接下来探究多耦合地质条件下深部煤层气产出主控因素提供支持。

    2026年02期 v.44;No.306 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K]
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  • 槽波成像在煤层构造异常区识别中的应用

    李勇祥;

    针对山西长治三元南耀小常煤矿30225工作面内部及其北部区域存在的断层、陷落柱等多种复杂地质构造异常问题,研究基于槽波地震勘探理论,将透射法能量衰减CT成像技术与反射法剖面成像技术有机结合,以实现对区域地质构造的精细探测和综合识别。研究成果显示,该协同技术有效识别出工作面内及北部区域的4处主要地质异常区(CT-1至CT-4)。探测结果的几何位置和形态特征与矿区已知地质构造及三维地震资料高度吻合,为更精细地揭示30225工作面地质构造提供了重要信息,并为工作面的安全高效开采提供了关键的地质依据,同时也为后续钻探验证确定了精确的目标区域。

    2026年02期 v.44;No.306 132-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K]
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  • 典型构造煤区突水致灾模式及防治对策研究

    李晖;张岩;孙宇;

    针对构造煤区突水灾害防治难题,基于动力机制将突水灾害划分为断层活化型、裂隙网络型和复合型三类模式,突破传统按水源分类的局限性。通过系统分析36个典型突水案例,建立“地质探查-实时监测-智能预警”三级防控体系,不同模式研发差异化治理技术:断层活化型采用12~15 MPa高压注浆(水灰比0.8∶1~1.2∶1),裂隙网络型实施3~5 m区域帷幕截流(渗透系数<10~(-7) cm/s),复合型应用200~300 t预应力锚索协同注浆。工程应用表明,治理后突水流量由平均420 m~3/h降至38 m~3/h(降幅90.95%),微震事件频次从85次/d减少至12次/d(降幅85.9%),吨煤防治成本降低42%。相较于传统方法,该体系预警准确率提升至83%以上,实现了从均质化防治向动力机制靶向治理的技术跨越。

    2026年02期 v.44;No.306 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K]
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  • 基于GA-XGBoost的概率积分法矿山沉降预计方法研究

    尹帅帅;贾豪;

    煤矿开采导致的地表沉陷对生态环境及人员生命安全带来了严重威胁,因而,精确预测地表沉陷对于降低风险至关重要。目前,采用的概率积分法在计算中存在精度不高、参数难以确定的问题。尽管引入了机器学习算法以期改进,但该方法仍易陷入局部最优解,且收敛速度较慢,从而影响预测的准确性。为此,提出基于GA-XGBoost的概率积分法沉降预计方法,通过GA算法来对XGBoost模型的学习率、树的最大深度、叶节点最小权重求取最优值;利用XGBoost模型优秀的非线性拟合能力,提高XGBoost模型预测性能;与GA-BP神经网络模型和XGBoost模型进行对比分析,其中GA-XGBoost模型的判定系数R~2(0.95)、均方根误差(0.008)均优于GA-BP神经网络模型和XGBoost模型,在预测中误差最小,并将GA-XGBoost模型应用于友众15210工作面。结果表明,GA-XGBoost模型的误差小于GA-BP神经网络和XGBoost模型,在工程实践中取得了优异的效果。

    2026年02期 v.44;No.306 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K]
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  • 坑透与瞬变电磁综合物探手段在隆华煤业的应用研究

    刘小庆;陈辉;郭涵鸣;

    针对隆华煤业15104工作面顶板灰岩含水层及底板采空区积水隐患,采用无线电波坑透法(RCT)与瞬变电磁法(TEM)联合开展综合物探。基于“双场耦合”映射模型,实现复杂构造区富水性精确定位,通过“高衰减-低阻”与“高衰减-高阻”联动准则,排除金属支架干扰后,成功圈定8处异常含水区。经钻孔验证显示,单孔涌水量0~8??m~3/h,其中≥2??m~3/h判定为含水区,吻合率达96%,Kappa一致性系数0.83。研究表明,K_2灰岩裂隙含水层和断层破碎带为控水主因,X_1陷落柱无导水风险,为安全开采提供依据。

    2026年02期 v.44;No.306 150-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K]
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信息化技术与绿色发展

  • 基于矿山多源数据融合的数字孪生研究及应用

    闫利鹏;

    为了提升井下采矿作业环境、优化作业流程,打造安全智能化矿山标杆,湖北杉树垭矿业有限公司研究引入数字孪生技术,构建全矿井全息孪生三维系统。该技术融合多源数据,实现井下三维模型中储量、地质、矿体及巷道等关键信息的自动更新与精准呈现,通过一张图展示矿山布局及作业环境,实时反馈地质变化与开采过程。实践应用表明,该技术显著提升采矿效率,有效监测预警安全风险,促进资源高效利用与环境保护,成为矿业智能化转型的关键。该研究不仅探索了数字孪生技术在矿山领域的创新应用,更为实现可持续发展与数字化转型提供了新路径,展现了重要价值。

    2026年02期 v.44;No.306 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]
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  • 基于数字孪生技术的掘进机自动截割方法及应用研究

    王建军;张钦彦;乔洋;

    针对高庄煤业3_下1104工作面掘进机遥控截割精度低、劳动强度大、安全性差等问题,提出一种基于数字孪生的感知-建模-控制-交互一体化掘进机自动截割系统。系统融合惯性导航与全站仪实现设备三维位姿精准感知,结合GIS与点云数据构建高精度巷道模型,开发基于实时点云反馈的动态模板修正算法,实现每推进1 m模板更新周期≤0.5 s,较传统静态模板规划效率提升80%。工业试验表明,系统在3_下1104工作面连续30 d测试中,截割轨迹偏差标准差由传统模式的18.3 cm降至4.7 cm,断面成型合格率从67.5%提升至92.8%,掘进效率提高10%~15%。作业人员与迎头距离超过100 m,实现了“远程集中控制+模型驱动”的无人化作业模式。

    2026年02期 v.44;No.306 161-165+171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1704K]
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  • 大面积充填开采地面生态保护技术研究

    郭磊;

    为解决传统垮落法管理顶板所导致的地面大范围沉陷及采出矸石排放受限等问题,研究以邢东矿为工程背景,综合运用理论分析及构建数学计算模型的方法,基于岩层控制与变形相互作用机理及连续曲形梁等理论,探索并采用不同弹性梯度充填法对顶板进行管理,提出了“弱-强-弱”的充填体支撑结构。通过强充填区50 MPa至弱充填区30 MPa的弹性模量梯度设计,有效缓解边界非均匀变形导致的地表大范围沉降;实施类贫混凝改性充填、区域性保护充填采煤、采选充留充填开采等工艺,按顺序修复沉陷盆地伴生地裂缝。实践表明,地表变形可控制在Ⅰ级,实现不迁村采煤,消除井下安全隐患,年处理矸石100多万吨,减少碳排放18余万吨,取得显著效益。

    2026年02期 v.44;No.306 166-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K]
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  • 煤矿智能安全管控大数据平台建设和应用研究

    张昊;

    针对门克庆煤矿多源异构数据整合难、预警响应滞后及决策智能化水平低等问题,提出融合大数据平台(实现数据统一管理)、知识图谱(完成安全业务语义关联与推理)与电子化业务建模(驱动智能预警与闭环管控)的智能安全管控体系。系统采用统一三层架构,构建覆盖作业风险、防控预警和应急处理的电子化模型库,形成图形化模型设计与零代码数据适配机制,实现动态风险链识别与智能决策。创新引入图谱推理与风险链演绎算法,实现高风险场景智能识别、预警处置与闭环管控。应用结果表明,平台预警响应时间较传统静态规则系统缩短60%(至3 min以内),高风险识别率提升27%,人工数据填报量减少70%,系统在线率达99.5%,显著提升矿井安全水平、管理效率和经济效益。

    2026年02期 v.44;No.306 172-176+181页 [查看摘要][在线阅读][下载 20740K]
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  • 煤矿井下安全监控系统的无线传感网络架构设计

    訾美幸;

    针对煤矿井下复杂地质条件下安全监控系统实时性差、覆盖不足等问题,提出基于分层异构的无线传感网络架构,通过骨干层(LoRa)广域覆盖、汇聚层(ZigBee)动态路由与接入层(BLE)密集感知的三级协同机制,结合信道资源优化与节点能耗均衡策略,构建拓扑弹性可重构的传输体系。实际部署验证结果显示,该方案在应对巷道变形和设备振动场景时,信号覆盖率显著提升至97%以上,端到端传输时延有效控制在5 s以内,环境干扰导致的误报率大幅降低89%。其分层设计巧妙地平衡了网络覆盖深度与能耗效率,为深部矿井瓦斯监测、顶板位移预警等关键应用场景提供了高可靠性的技术保障。

    2026年02期 v.44;No.306 177-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K]
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  • 选煤厂高泥化煤泥水絮凝沉降试验及应用研究

    孟进;

    针对上社公司选煤厂高泥化煤泥水沉降效率低、澄清水质差及系统负荷重等问题,分析发现煤泥水中粒径小于0.045 mm微细颗粒含量达83.39%,灰分56.59%,富集高岭石、石英和蒙脱石,严重制约沉降性能。研究首次将泥化特性识别与矿物组成分析引入絮凝工艺优化,采用正交试验法确定最佳参数组合:絮凝剂5 mg/L、凝聚剂900 mg/L、煤泥水浓度30 g/L,构建出适用于高泥化煤泥水的一体化优化与改造技术路径。应用结果显示,沉降速度由8.5 m/h提升至11.2 m/h,澄清液浊度由610 NTU降至370 NTU,底流浓度由380 g/L升至460 g/L,循环水悬浮物由1350 mg/L降至1050 mg/L(降低22.2%),设备故障率较优化前下降30%以上。研究有效提升了系统处理效率与稳定性,经济效益显著。

    2026年02期 v.44;No.306 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 平朔东露天矿采区转向轴部边坡参数优化研究

    路庆超;

    为了解决平朔东露天矿首采区、二采区转向轴部边坡的稳定性问题,考虑该区域存在厚层红黏土层以及断层破碎带的影响,采用极限平衡法,对原设计方案在该区域不同剖面处的边坡稳定性进行了分析:首采区、二采区转向轴部剖面1与剖面3边坡稳定性系数≥1.2,满足安全规范要求,边坡设计方案不变;剖面2处边坡受断层影响,岩体力学指标较低,边坡稳定性系数小于1.2,处于不稳定状态,需要对剖面2边坡设计方案进行优化。剖面2边坡设计优化方案:4煤底板1260 m水平保安平盘宽度按10 m留设,4煤底板1245 m以下各保安平盘宽度由10 m增至15 m,边坡稳定系数从0.96提升至1.21,提升了边坡稳定性,满足安全规范要求。

    2026年02期 v.44;No.306 187-191+203页 [查看摘要][在线阅读][下载 2120K]
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企业管理与科学发展

  • 虹吸效应等多项新技术在煤矿井下充填工作中的应用

    孟庆峰;

    为应对彭庄煤矿资源濒临枯竭及矿区范围内压煤资源问题,彭庄煤矿最新引入了井下充填开采技术。针对行业内充填系统存在的诸多辅助环节问题,如充填结束后冲管时间过长、称量系统误差较大、部分子系统自动化程度低、破碎系统粉尘治理效果不理想、电力及人力资源浪费等问题,彭庄煤矿采取了多项新技术和系统联动机制,包括虹吸效应转化和基于历史数据的自适应学习称重算法,成功实现了高效充填、降本增效、节能环保,并有效保障了生产安全,取得了显著的社会、经济和环保效益。根据2024年7月至2025年6月的生产数据,冲管时间缩短了84%,称量误差降至2%以内。

    2026年02期 v.44;No.306 192-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K]
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  • 铜川矿区多煤层压覆资源量估算及其开发限制

    张洁;

    为应对城市边缘地区煤炭资源压覆问题,以铜川市顺金工业园区一片区为例,构建“资源量估算–开发限制识别–技术可采性评估”一体化分析框架,系统研究多煤层压覆特征及其开发协调路径。基于钻探资料与压覆图件,采用移动角法与等厚切片法对5-2号、10号与11号煤层进行资源量估算,压覆总量为122.57万t,其中控制资源量占比35.1%。通过开发受限系数模型量化城市用地压覆耦合强度,引入不可采成因分类模型识别埋深超限、构造破坏与法定保护三类主控因素,并建立可采性提升系数模型,评估不同煤层的技术回采潜力。结果表明:11号煤层具备最高挖潜可能,R_o值达0.109 7,FLAC~(3D)验证其结构稳定性满足局部回采要求。研究成果可为城市边缘区资源压覆识别、压采协调与用地优化提供方法支撑与决策依据。

    2026年02期 v.44;No.306 198-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 1598K]
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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。《山东煤炭科技》每月28日出版,国内统一连续出版物号:CN 37-1236/TD,国际标准连续出版物号:lSSN 1005-2801。刊登内容涵盖煤炭开采、矿井建设、煤炭加工与清洁利用、煤矿机电及智能化、矿山测量、煤矿安全、煤矿环境保护、煤田地质与勘探、煤炭经济研究、煤矿现代化管理等方面的新技术、新经验、新动向,以及新材料、新工艺、新装备的应用等。读者对象为煤炭及相关领域的管理人员、科研人员、技术人员、一线工作者、大中专院校师生等,拥有强大的读者群体。《山东煤炭科技》期刊集权威性、理论性与专业性于一体,具有很高的学术价值,是作者科研、晋级等方面的权威依据。

    2026年02期 v.44;No.306 204页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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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。

    2026年02期 v.44;No.306 205页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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