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期刊信息/Journal information
煤炭工程
煤炭工程

章新敏（执行）

月刊

1671-0959

mtgc@coale.com.cn

010-82276677、6679

100120

北京市德外安德路67号

煤炭工程/Journal Coal Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊报道内容包括煤炭工业有关方针、政策、法规；交流煤炭工业基建体制深化改革经验，报道工程项目建设、设计施工中的新成就、新经验、新动向和各专业采用的新技术、新设备、新工艺、新材料的先进经验。直接涉及到的专业有采矿、机电、机制、土建、选煤、环保、技经、管道运输、公路、铁路、桥涵、暖卫、给排水等。
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    煤炭工业发展关键技术突破与超级煤矿建设

    王国法庞义辉
    1-11页
    查看更多>>摘要：为了发展煤炭领域先进生产力，助力煤炭工业高质量发展，研究了近年来我国采场围岩控制技术发展历程，分析了采动应力演化规律及围岩断裂失稳过程，创新提出了超大采高工作面围岩断裂失稳力学模型、控制准则及液压支架合理工作阻力计算方法。系统阐述了我国综采技术装备发展历程，研发了最大采高 10 m的超大采高综采成套装备，以及最大支护高度 7。0 m的超大采高综放成套装备，解决了西部矿区浅埋深、坚硬、厚及特厚煤层安全高效开采技术难题。系统分析了我国主要煤炭产区煤矿智能化建设现状、关键技术、取得的建设成效及存在的主要问题，提出了智能化超级煤矿的定义、特征及内涵，研究了典型超级煤矿建设成效与经验，并从标准体系、数据体系、技术体系、管理体系、生态体系建设等方面阐述了未来煤炭工业主要发展方向。

    围岩控制煤机装备智能化煤矿高质量发展超级煤矿

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    我国煤层水害基本架构及发展情势

    武强朱慧聪胡辰睿魏新疆...
    12-21页
    查看更多>>摘要：为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题，基于近 20 余年间煤层水害事故的统汇分析，提出了"隐蔽突水致灾因素"萌生、煤层水害"三要素"定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等 5 个煤层水害的主体构成阶段，依据各阶段独立属性特征，将煤层水害概括为顶板水害、底板水害和老空水害 3 个主类，以及巨厚基岩含水层高势能涌(淋)水、岩溶陷落柱导升突水、同位水平空间侧向涌水等 11 个子类，并对不同类型煤层水害的孕灾致灾诱因、发育发展过程机理、灾变显现特征等进行阐述。最后，对我国煤层水害的未来发展情势做了简要展望和分析。

    矿井水防治煤层水害隐蔽致灾因素致灾机理主动防控

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    我国大采高综采技术与装备发展现状及展望

    黄忠黄志增范志忠
    22-30页
    查看更多>>摘要：为了促进我国大采高综采技术及装备的快速发展，实现煤炭安全高效的开采，分析了我国大采高综采的发展历程，梳理了大采高综采从改革开放初期的技术探索、技术引进、国产化替代再到创新引领的整个过程和成功经验，结果表明，大采高综采是我国能源保供的重要技术支撑，通过持续不断的理论研究支撑了开采技术创新，进而带动了煤炭行业全产业链的技术升级，促进了我国煤机装备制造业的跨越式发展;未来相当长一段时间，技术创新依然是煤炭产业发展的基础，唯有通过工艺创新，方能推动大采高综采技术向高端化、智能化、绿色化方向发展;以能源安全新战略引领发展新质生产力，是我国煤炭行业发展的必由之路。

    大采高综采工作面煤壁片帮矿压显现顶板灾害综采装备

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    煤矿冻结立井井筒机械破岩智能化建设工艺及关键技术分析

    刘志强宋朝阳程守业王强...
    31-39页
    查看更多>>摘要：目前以钻爆法为主的短段掘砌综合凿井技术逐步成熟，煤矿立井建设深度已突破1000 m，逼近1500 m。然而钻爆法凿井依然存在下井作业人员多、作业环境恶劣、作业风险高和设备智能化程度低等现实难题，井筒非爆破破岩智能化建设技术已成为煤矿井筒建设技术发展的重要方向。为探索西部富水软弱地层井筒机械破岩高效智能化建设技术新思路，从井筒建设工艺、地质保障技术、智能钻井装备、协同作业技术4 个方面，开展了煤矿冻结井筒机械破岩智能化建设工艺及关键技术分析。基于多工序平行作业快速建井的理念，以地层冻结技术解决地层涌水和软弱地层易失稳的难题，以反井钻机和竖井掘进机为机械破岩钻进的核心装备，提出了冻结井筒机械破岩智能化建设新工艺;提出"冻结+反井钻机钻井+永久支护"的建井工艺，分析了冻结地层反井钻机钻井装备可行性，剖析了冻结地层反井钻机钻井冻结壁控制、扩孔钻进、快速支护等方面的 9 项关键技术;提出"冻结+竖井掘进机钻井+钻-支平行作业"的建井工艺，分析了冻结地层竖井掘进机钻井装备可行性，剖析了冻结地层竖井掘进机钻井井帮稳定控制、破岩智能钻进和钻支协同作业等方面的9 项关键技术，以期推动井筒安全、快速、绿色、智能化建设技术的发展。

    矿井建设竖井机械破岩反井钻机竖井掘进机

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    错层位开采基础原理与灾害防治应用研究综述

    王志强李廷照林陆耿新胜...
    40-47页
    查看更多>>摘要：为改善综放开采中存在的煤炭采出率低、围岩支护困难、瓦斯排放高和冲击地压频繁等问题，从错层位开采的基础原理、错层位开采灾害防治模型和工程应用等 3 个方面综述了错层位开采研究进展。总结了综放开采引发矿井灾害的原因为顶煤大范围、高强度垮落使得煤层和顶板中积聚的能量快速释放，连锁引发一系列围岩大变形、瓦斯超限和冲击地压等矿井灾害。阐述了 3 种基于错层位开采的矿井灾害防治模型，分别从围岩环境与塑性发育的角度阐述了错层位双巷联合支护机制;从孔隙率与流场浓度的角度阐述了错层位开采与综放开采的瓦斯浓度分布特性;从弹性应变能与耗散能的角度阐述了错层位开采与综放开采的能量分布特性。阐述了错层位开采技术实际工程应用，分别以华丰煤矿1411 工作面、镇城底煤矿 18111 工作面和老公营子煤矿 5(9)工作面为工程案例进行了分析，现场实测数据表明错层位开采技术能够明显降低工作面开采过程中的超前支承压力和上隅角瓦斯浓度，能够有效防止矿井灾害的发生。未来，基于错层位开采的矿井灾害防治还需要在基础理论方面进行深入研究，研究错层位采空区充填条件下岩层移动和能量演化规律，实现对地表沉陷灾害的治理，研发错层位工作面的全面智能化开采技术，达到安全开采、绿色开采和智能开采的目标。

    错层位开采基础原理瓦斯治理冲击地压防治工程应用

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    滚筒采煤机发展历程及关键技术探讨

    张强刘文卓田莹刘峻铭...
    48-63页
    查看更多>>摘要：在全球能源转型与"双碳"目标背景下，采煤行业正经历从传统机械化、自动化向智能化升级的关键阶段。文章详细阐述了国内外滚筒采煤机及其智能化发展历程:国外，以英国安德森公司、德国艾柯夫公司、美国久益公司为代表在采煤机及智能化方面取得了显著突破，尤其是在记忆截割和远程监控等技术领域;我国滚筒采煤机发展相对较晚，但近年来通过自主创新，在采煤机高端装备和智能化技术方面取得了一定的成果。文章从采煤机智能感知技术、智能控制技术、智能通讯技术以及智能诊断运维技术4 个方面介绍了采煤机智能化关键技术，指出高效智能采煤机可靠性保障技术、智能化综采工作面高压供电技术、多源信息融合感知与交互技术、采煤机强人工智能技术、采煤工作面数字孪生技术以及采煤机组机器人化技术是未来采煤机的重要趋势，对我国煤矿智能化建设起到指导作用。

    滚筒采煤机采煤机智能化智能感知技术智能控制技术智能通讯技术智能诊断运维技术

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    矿井提升系统存在的安全问题及对策措施

    李玉瑾
    64-70页
    查看更多>>摘要：为保证矿井提升系统的安全稳定运转，文章对矿井提升系统存在的安全问题进行了详细的分析与总结。主要介绍了矿井提升系统振动冲击限制技术，立井提升系统过卷防治技术，矿井提升系统松绳、跑车事故防治技术，深井提升钢丝绳失效研究及防治技术，立井特大罐笼全无轨运输防偏载及锁罐技术和摩擦式提升系统打滑事故防治技术，最后进行了立井提升系统卡罐事故分析。针对矿井提升系统存在的相关安全事故，分析了各种问题的动力学特性，得出了研究结论，并针对提升系统的安全问题，对国家标准、规范提出了相应的修改建议，给出了具体的对策措施。

    提升系统振动冲击过卷跑车断绳偏载卡罐

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    矿井智能通风系统关键技术及其应用研究

    寇子明高贵军薛羽宁赵晋辰...
    71-81页
    查看更多>>摘要：矿井智能通风系统是矿井地下开采的主要系统，实现矿井通风智能化是实现智能开采、建设智慧矿山的主要技术保障，主要涉及主通风机系统的倒机智能化、局部通风智能化、矿井巷道通风匹配智能化。为了提升主通风机系统的倒机智能化水平，针对北方寒冷地区煤矿风门被冻住的问题，提出具有加热功能的风门以防止风门被冻住，通过仿真研究对比了单出口结构和多出口结构的内部加热结构散热效果，优选出单出口结构的加热风门为实施方案，为实现一键倒机的自动实现提供基础，在此基础上研究并提出了基于防冻风门的不停风倒机控制工艺。针对局部通风机智能调节，提出了基于机械控制方式的叶片角度控制方式，能够实现两级风叶角度单独控制，增大了风机调控范围。以上研究成果在兴峪煤矿落地实施，实现了上述方案在工业上的应用，并取得良好效果，为矿井智能通风系统及其应用提供了新思路。

    智能通风不停风倒机防冻风门叶片角度调节

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    基于PSO-Kriging算法的三维地质建模技术研究

    丁自伟刘江王小勇常毛毛...
    82-89页
    查看更多>>摘要：三维地质模型的构建对于理解和预测地下结构至关重要。地质钻孔数据能够反映岩体空间分布和地质构造特征，本研究以小保当一号煤矿 11 盘区内的 23 个地质钻孔数据为基础，采用添加虚拟地层的方法解决了地层缺失与地层重复现象，构建共计 27 层地层的三维地质模型以及二维剖面模型。此外，针对传统的克里金方法在处理复杂地质数据参数选择困难的问题，采用粒子群算法对传统克里金插值方法中的块金值(C0)、偏基台值(C)和变程(a)三个关键参数进行寻优，从而克服普通克里金插值参数选择的主观性和不确定性，采用实际验证法选取了研究区内四个钻孔来对比插值结果，结果表明经过PSO优化的Kriging算法在X3-1、X3-2、K3-4、K3-5 四个钻孔的RMSE值分别降低至 1。184、1。267、1。606、1。560，相比于Kriging的RMSE 平均降低了 31％，且PSO-Kriging算法在四个钻孔处对 2-2 煤层的插值结果与实际值相比较误差分别为 1。00 m、0。01 m、0。11 m和0。03 m，比Kriging插值结果更接近实际值，表明了所提方法的有效性和优越性。

    克里金插值粒子群算法三维地质建模地质统计学空间插值

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    大埋深"三软"厚煤层智能综放开采技术研究

    潘卫东阚拓徐永鑫
    90-99页
    查看更多>>摘要：针对大埋深"三软"条件下厚煤层综放开采的过程中液压支架钻底以及巷道底鼓的问题，以淮北信湖煤矿 818 智能综放工作面为研究背景，对液压支架的适用性进行了分析，并介绍了818 智能综放采煤工作面的液压支架自动化系统。通过理论计算得出液压支架的最大工作阻力为9940 kN，分析现场实测数据可知中部液压支架的工作阻力最高，其次是下部，上部最小。工作面支架前排立柱受力大于后排立柱，工作面来压时，液压支架前立柱工作阻力平均比后立柱工作阻力大44。5%，前排立柱工作阻力占整架工作阻力的比例大致在0。57～0。74 之间，工作面液压支架平均工作阻力为28。11 MPa，因此动载荷计算法更适合 818 工作面支架工作阻力计算;分析了液压支架钻底的原因，并提出液压支架的管控措施;通过数值模拟得到工作面超前支承压力的影响范围为煤壁前方110 m，工作面中部峰值应力最大，其次是下部，最后是上部，峰值应力出现在煤壁前方12～19 m;由现场实测数据可知煤壁向外105 m范围内，巷道底鼓及两帮变形量相对较大，巷道顶板下沉及底鼓比较明显，在此基础上提出预防巷道底鼓的相关措施，以期为淮北矿区以及类似条件下开采的工作面提供借鉴与参考。

    大埋深"三软"煤层液压支架自动化系统支架工作阻力超前支承压力

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