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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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    废弃轮胎钢纤维改性充填体本构模型研究

    刘阳曹胜根车驰远李江...
    140-146页
    查看更多>>摘要：为了解决深部充填开采过程中矸石胶结充填体韧性差，易发生脆性破坏、失稳的问题，提出了采用废弃轮胎钢纤维改善矸石胶结充填体的力学性能。通过单轴压缩试验，研究了掺废弃轮胎钢纤维矸石胶结充填体的应力应变曲线特征、本构模型及废弃轮胎钢纤维的作用机制。结果表明:掺废弃轮胎钢纤维充填体的峰值应变显著提高，但峰值应力下降，峰后曲线平缓，残余强度较高，充填体由脆性破坏转为延性破坏;建立的修正本构模型能较好地反映掺废弃轮胎钢纤维充填体的应力-应变关系和残余强度特征;通过电镜扫描观察发现废弃轮胎钢纤维不定向嵌入于充填体基体中，与水化产物粘结，产生阻裂效应，提高了充填体的韧性。研究成果可为废弃轮胎钢纤维改性矸石胶结充填体提供理论依据与工程设计参考。

    废弃轮胎钢纤维矸石胶结充填体力学特性本构模型微观结构

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    露天开采工艺的离散事件系统仿真优化方法

    许晨孙健东张治军虎岩...
    147-154页
    查看更多>>摘要：露天开采工艺参数优化问题中，采用常规优化解法要求构建适于求解的模型形式，但往往存在工程问题建模、求解的困难。针对以上问题，提出工艺参数的仿真求解方法，其核心思路为"确定系统逻辑流程—提取底层驱动事件—确定仿真类型与时钟模拟方法—构建系统状态量化模型—简化控制逻辑—构建驱动事件量化模型—系统重演"。以黑岱沟露天矿无倒堆工艺为案例进行了应用研究，将倒堆系统逻辑流程做三层分解，得出设备基本作业环节为系统底层驱动事件;提出重心圆投影法简化系统控制逻辑，构建了以三维模型为基础的系统存储状态模型;选取离散事件系统建模，利用事件步长法推进仿真进程。仿真结果显示，拉斗铲作业平盘高度在 13 m附近时其效率最高，当仿真修正系数α取0。94 时，误差最小。

    露天开采参数优化仿真拉斗铲倒堆工艺

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    基于峰值检测与栅格化二次拟合算法的微粗糙裸露断面拾取方法

    吴钰晶
    155-160页
    查看更多>>摘要：裸露断面拾取技术是实现机载探地雷达空耦天线悬空高度智能调控的基础。井工煤矿低频空耦雷达远距离勘探时，裸露断面表现为近似水平直线特征，目前以人工解译为主，无法满足工业化实时、智能、高效的应用需求。针对上述问题，提出了一种基于探地雷达数据而非B-Scan图像的微粗糙裸露断面拾取方法;提出限定时间窗口的道平均直达波滤波方法，可以保留目标界面的细节响应特征。采用时变反褶积方法，解析电磁波干涉效应导致的重叠波形中脉冲，提高波形质量;提出以A-Scan数据序列波峰点为潜在目标曲线特征点，并采用峰值检测算法提取其位置信息，以提高检测效率;提出基于栅格化二次线性拟合方法的曲线生长及合并方法，提高对电磁波干涉效应的鲁棒性。最后，利用工程试验验证了该方法的适用性。

    空耦探地雷达悬空高度裸露断面峰值检测栅格化线性拟合

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    高噪声场景下矿井通风机滚动轴承故障诊断

    郝志会孙玉博郑义
    161-168页
    查看更多>>摘要：围绕高噪声环境下矿井通风机关键部件滚动轴承故障诊断问题，提出了一种基于残差网络的端到端轴承故障诊断方法。通过引入残差学习框架增强了网络对噪声的鲁棒性，利用华北地区保德煤矿的轴承振动数据集对模型进行了系统验证，并进一步确定了影响模型性能的关键超参数，卷积核大小和批量大小的优化为模型提供了更高的诊断准确率和更强的噪声抗干扰能力。结果表明，ResNet34 模型在信噪比为 0 的噪声环境下故障诊断率接近 90%，即使在信噪比降至-10 dB时，准确率也能达到54%以上。为复杂矿井环境下的通风机滚动轴承故障诊断提供了有效解决方案，提升轴承故障诊断的准确性、及时性及可靠性，确保设备的可靠运行和生产的可持续，对保障矿山安全生产具有重要意义。

    矿井通风机轴承故障诊断高噪声卷积神经网络残差网络

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    基于视觉监控的煤矿传送带防冻液自动喷洒系统

    张凯郝康将刘卓昆彭甫镕...
    169-175页
    查看更多>>摘要：为解决煤矿煤炭传送过程中，操作人员因失误、疲劳导致防冻液喷洒不足或过量，致使煤炭与传送带粘连或打滑，进而造成生产事故的问题，研发了一种基于视觉监控的煤矿传送带防冻液自动喷洒系统。通过边缘算法对现场传送带图像的检测识别与分类，系统对防冻液阀门下达远程控制指令，完成防冻液的自动喷洒。引入一种基于u-net的图像数据增强方法(U-NHME)对原数据集样本进行增强，然后采用YOLO-V7 作为网络进行目标定位与识别，实现了全天候室外图像的准确识别。采用Map等评价指标对不同煤量的图像进行增强、训练与识别。实验结果表明，相比YOLO-V7 原始网络，本研究算法的识别精度提高了2 百分点，提高了传送带煤量识别精度。

    计算机视觉图像增强煤量识别自动控制防冻液喷洒

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    基于EDEM-ADAMS耦合的挖掘机动臂疲劳寿命分析

    万丽荣秦伟刘文婷牛浩...
    176-184页
    查看更多>>摘要：挖掘机动臂在挖掘过程中受力复杂，载荷多变，难以通过实测的方式获取铰接点载荷谱。为获取符合实际工况的挖掘机动臂疲劳寿命，文章基于离散元原理，采用EDEM-ADAMS耦合仿真的方法，对不同工况下挖掘机挖掘过程进行分析。在分析过程中，首先获取挖掘机动臂各铰接点在挖掘不同挖掘介质、偏载等工况下的载荷谱;然后利用Workbench获取挖掘机动臂在不同挖掘工况下的应力应变分布情况;最后基于S-N疲劳寿命分析方法，结合Ncode软件计算出各工况下动臂最小疲劳寿命，并确定挖掘机动臂易发生疲劳破坏的位置。该方法通过挖掘不同工况下物料精确模型得到的载荷谱更符合实际工况。通过有限元分析，验证了动臂载荷谱的准确性，提高了挖掘机动臂疲劳寿命分析的精确性，为挖掘机动臂的可靠性设计提供了依据。

    挖掘机动臂疲劳寿命离散元法EDEM-ADAMS

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    Na2CO3对红沙泉褐煤水煤浆流变性的影响

    白天祥刘胜谢咏波刘霖...
    185-191页
    查看更多>>摘要：针对褐煤难以制备高浓度水煤浆的问题，利用Na2CO3 与亚甲基双萘磺酸钠(NNO)制备了复配型分散剂，研究了单一分散剂NNO和复配药剂对褐煤水煤浆特性的影响，考察了不同药剂制备的褐煤水煤浆颗粒的Zeta电位、接触角、孔隙结构及孔径分布的变化情况，探索了成浆浓度及流变性的变化机理。结果表明:采用复配药剂制浆时，褐煤水煤浆的成浆质量浓度(剪切率100 s-1 时黏度为1200 mPa·s)从59。89％增大到 60。53％，屈服应力从 24。12 Pa增大到 38。85 Pa，流动性指数从 0。69降低到0。56，假塑性增强。褐煤吸附分散剂NNO后Zeta电位绝对值从 28。3 mV增大到 36。1 mV，接触角从74。5°降低到65。3°;加入Na2CO3 后，Zeta电位绝对值降低到 34。6 mV，接触角降低到 57。5°。复配药剂制备的水煤浆颗粒相较于使用单一分散剂 NNO 而言，比表面积从 2。7442 m2/g 降低到2。4264 m2/g，大孔占比由70。71％降低到54。15％，中孔占比由25。68％增大到41。27％。上述试验结果表明Na2CO3 优化了水煤浆体系中的离子环境，促进了NNO在褐煤颗粒表面的吸附，使得接触角和Zeta电位降低，引起分散剂对褐煤颗粒的降黏分散效果升高、黏度降低;此外，通过缔合溶解的金属离子形成沉淀而堵孔的作用向体系内释放更多的自由水，从而降低体系表观黏度。

    褐煤水煤浆流变性分散剂

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    粉煤灰电石渣协同CO2矿化及资源化利用研究

    胡俭孙万明范生军毛小娃...
    192-198页
    查看更多>>摘要：为验证CO2 矿化处理多源固废的技术可行性，选取陕北地区典型的工业固废粉煤灰和电石渣为研究对象，探究两者的CO2 矿化特性和反应前后的理化特性，探讨了两者混合固碳的相互作用机制。结果表明，粉煤灰的CO2 去除率(～50%)和固碳量(～5。0 g/kg)极为有限。电石渣中CaO含量高达96。97%，相比粉煤灰表现出较高的CO2 去除率(～90%)和固碳量(～320 g/kg)。然而，在CO2 矿化过程中，电石渣颗粒表面CO2 矿化反应十分剧烈，导致快速生成的CaCO3 将未反应电石渣颗粒包裹，从而降低了固碳量。采用粉煤灰-电石渣协同矿化CO2，粉煤灰颗粒不仅为方解石提供沉淀结晶位点，同时分散电石渣颗粒，避免新生方解石包裹未反应电石渣颗粒，促进电石渣中活性矿物相反应更为完全，进而提升粉煤灰-电石渣混合物的固碳量。采用煤炭开采产生的粉煤灰，与电石渣及矿井水配制成浆液，对烟气中CO2 进行矿化封存，矿化后浆液通过管道回填矿井，不仅有助于降低CO2 排放，还可降低浆液中颗粒团聚板结，对煤电联营模式下粉煤灰资源化利用、煤炭采空区空间利用、矿井水利用以及电厂碳排放降低具有重要意义。

    粉煤灰电石渣CO2矿化碳固定方解石

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    复合酯类捕收剂浮选低阶煤试验研究

    焦小淼
    199-204页
    查看更多>>摘要：为了提升低阶煤浮选效果，选取了酯类捕收剂，包括油酸甲酯(MeO)、月桂酸甲酯(MeL)和苯甲酸戊酯(nAB)，作为组成复合捕收剂的成分，通过煤泥单元浮选试验研究了复合捕收剂对鄂尔多斯地区长焰煤的浮选效果。同时，利用分子动力学方法探究了复合酯类捕收剂与长焰煤之间的微观相互作用机理。研究结果表明，相较于传统的煤油捕收剂，酯类复合捕收剂能够显著提高长焰煤的浮选效果。在相同捕收剂用量条件下，三元复合捕收剂MeO/MeL/nAB的浮选效果明显优于二元复合捕收剂MeO/nAB或MeO/MeL。分子动力学模拟结果显示，与二元复合捕收剂MeO/nAB或MeO/MeL相比，三元复合捕收剂MeO/MeL/nAB与煤模型之间的相互作用强度更高。

    低阶煤浮选复合酯类捕收剂分子模拟

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    水煤浆气化粗渣制备泡沫材料及其吸波性能研究

    谷红伟
    205-212页
    查看更多>>摘要：水煤浆气化粗渣颗粒经过高温焙烧后出现发泡黏结现象，为利用其制备泡沫材料提供了基础。以宁东四喷嘴水煤浆气化粗渣为原料，采用单一变量法依次探究了粗渣用量、焙烧温度、保温时间对泡沫材料抗压强度和体积密度的影响。结果表明，在粗渣粒度为1。25～5 mm，粗渣用量为14 g(固定容积的模具)，焙烧气氛为N2，焙烧温度为 750℃，保温时间为 10 min的条件下，制备出的泡沫材料的抗压强度高于1。5 MPa，体积密度低于 0。5 g/cm3。该材料的电磁波吸收性能为:当材料厚度为7 mm时，最低反射损耗值为-22。14 dB(16。80 GHz)，有效带宽为1。88 GHz。它对电磁波的吸收主要体现在16～18 GHz频段，吸收损耗机制以气化渣中丰富铁氧体的磁损耗作用为主。可为水煤浆气化粗渣在泡沫材料的制备及其在吸波领域的应用提供新的思路。

    水煤浆气化粗渣发泡轻质成型电磁波

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