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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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    义马矿区大型逆冲断层防冲方法研究

    李一哲张宁博王寅任伟光...
    73-78页
    查看更多>>摘要：大型断层活化会导致煤矿冲击地压灾害频发,保证开采工作面与断层的充分距离是防治此类冲击地压的关键手段之一.以义马矿区大型逆冲断层为例,基于钻孔探测和沉陷观测,分析了断层空间形态、断层运动特征及其与冲击地压的关联性,基于矿区开采下的冲击显现归纳与断层滑移模拟,提出了冲击次数与断层距离呈反比例的关系,得到避免断层滑移的工作面-断层安全距离,制定了逆冲断层条件下的井间工作面接续方案,微震监测评估了防冲效果.研究结果表明,断层对浅部的水平应力环境起主导作用,断层滑移错动过程中上盘地表抬升程度高于下盘,断层错动诱发了工作面冲击显现.工作面距离断层越近,断层运动越明显,冲击显现频次和能量越高,避免断层活化的工作面-断层最小安全距离为 455 m.相较于近断层工作面开采,跃进-常村井间区域的远断层工作面开采使断层活化次数、冲击显现程度和微震能量显著降低.研究结果为大型断层条件下冲击地压控制技术提供理论基础.

    冲击地压逆冲断层断层活化工作面-断层安全距离工作面接续

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    基于瓦斯地质可视化的差异化协同抽采技术研究

    衡献伟李希建李文彬左金芳...
    79-84页
    查看更多>>摘要：为了解决突出煤层固定孔间距的抽采方式难以满足瓦斯灾害的高效、协同治理的需求,以林华煤矿2091 工作面为工程背景,提出一种基于瓦斯地质可视化的差异化协同抽采技术,取代以往抽采钻孔的粗放设计模式.首先将瓦斯地质等相关信息录入瓦斯地质可视化系统,通过系统实现工作面瓦斯地质信息的动态展示和可视化;其次制定瓦斯含量界定准则,识别与划分工作面的低瓦斯区、中瓦斯区和高瓦斯区,在"应抽尽抽"的原则下,结合采掘进度差异化设计抽采钻孔;最后通过防突信息分析模块自动生成防突预测图,有效识别瓦斯治理空白带,进一步优化抽采钻孔设计.研究表明:2091 工作面整体抽采时间控制在 30～150 d,残余瓦斯含量为 4.53～5.88 m3/t,回风瓦斯浓度为0.22%～0.41%,上隅角瓦斯浓度为 0.30%～0.47%,实现了对 2091 工作面瓦斯高效、协同治理.

    瓦斯治理瓦斯地质地质可视化瓦斯抽采钻孔协同抽采技术

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    基于多点电流电压信号的矿用照明供电系统短路保护研究

    王红磊卢其威
    85-90页
    查看更多>>摘要：针对矿用照明供电系统发生远距离短路故障时无法精准有效地检测难题,提出了一种检测不同位置多点电流信号保护方法.该方法将煤矿照明保护线路划分为多个区块,在不同区块发生不同故障时线路的电压与电流的大小会随之发生不同变化,以此为依据可以判断出故障类型和短路点具体在那一区块,做出相应的保护措施.此种保护方法相比传统照明信号综合保护装置的短路检测方法其精确度得到很大提高,并且不受供电距离的影响,可以对短路故障定位故障发生的区块和故障分类,同时根据实际情况搭建出照明供电系统仿真模型,验证了上述方法的可行性.

    煤矿照明综保短路故障多点检测MATLAB仿真故障分类

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    矸石胶结充填二级搅拌机优化设计及仿真分析

    王壮尉炳夫刘锋珍
    91-97页
    查看更多>>摘要：针对连采连充矸石胶结充填系统在长城六矿的工程应用中,二级搅拌机的出浆口时常堵塞的问题,采用Fluent欧拉多相流模型和可实现性k-ε湍流模型,运用滑移网格法对搅拌机中的固液两相流进行了瞬态模拟,并根据输出结果分析了堵塞原因,确定了优化指标.在此基础上,分别研究了转速、叶片倾角、叶轮直径和叶轮数对搅拌效果的影响,发现:提高转速、在 45°以内增大叶片倾角、适当增加叶轮直径和叶轮数有助于改善搅拌效果,缓解堵塞现象,最终将二级搅拌机的优化方案确定为转速75 r/min、叶片倾角 34°、叶轮直径 1.3 m和 5 层叶轮,有效降低了罐底固液两相流的密度,提高了出浆口处灰浆的流动性.

    胶结充填二级搅拌机折叶桨式叶轮固液两相流Fluent瞬态模拟

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    厚煤区采动影响下电视信号塔调平纠偏技术应用研究

    尚政杰
    98-103页
    查看更多>>摘要：为解决煤厚变化区域地表移动变形造成广播电视信号铁塔基础沉降、塔身变形甚至失稳倾覆,影响电视信号铁塔正常安全运行、降低煤炭资源采出率的问题,对白坪煤业公司 13031 工作面地表电视信号铁塔进行了动态保护加固技术,在对地表移动和铁塔变形计算分析和现场监测的基础上,试验应用了铁塔地基精准注浆加固技术和动态调平保护技术,在铁塔基础及周边布置钻孔进行渗透注浆加固,提高地基强度、补偿地基下沉;改造固定铁塔基础为高度可调式基础,当铁塔基础倾斜度接近5 mm/m,及时通过塔基高度调节系统控制四个塔基高度,降低塔基倾斜变形.现场应用结果表明,13031 工作面距电视信号铁塔中心-200～+180 m范围,出现塔基倾斜度 2 次大于4 mm/m,及时采用塔基动态调平装置对四个铁塔基础进行调平,工作面采动影响地表变形活动期铁塔倾斜度均小于许可上限5 mm/m,工作面回采期间广播电视信号铁塔正常安全运行.

    三下采煤高耸构筑物信号铁塔地表变形动态调平倾斜度

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    浅埋极薄煤层无煤柱开采覆岩运移与地表损伤特征研究

    李斌陈金拴贺炳伟皮国强...
    104-111页
    查看更多>>摘要：为了探究浅埋极薄煤层切顶卸压无煤柱开采与常规留煤柱开采覆岩运移与地表损伤区别,以子长矿区浅埋极薄煤层为背景,基于关键层理论,得到了硬岩破断距及覆岩的垮落高度临界值的计算公式,结合3DEC数值模拟及现场试验,对比分析了无煤柱开采与留煤柱开采条件下浅埋极薄煤层覆岩运移破断及地表损伤特征,确定了极薄煤层覆岩两带高度.结果表明:当工作面回采达到60 m时,两带发育高度基本稳定,当大于60 m时,工作面后方覆岩裂隙由开裂逐渐闭合,裂隙区随工作面回采向前方移动,两带高度稳定在 24.6～27.7 m;相较于常规留煤柱开采,切顶留巷无煤柱开采方式下覆岩呈连续移动变形,可有效修复煤层开采工作面两侧非连续移动变形导致的覆岩裂隙及地表损伤裂缝,消除了常规留煤柱开采方式下相邻工作面间区段煤柱两侧覆岩裂隙,现场观测较好地验证了该结果.

    浅埋极薄煤层无煤柱开采覆岩运移地表损伤

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    近距离下煤层中空注浆锚索注浆前后周边剪应力作用机理

    吴晓宇周豪吴晓伟
    112-118页
    查看更多>>摘要：为解决近距离下煤层破碎巷道围岩难以控制的问题,基于理论分析和数值模拟研究中空注浆锚索注浆前后对破碎围岩的控制效果,即注浆前后中空注浆锚索与围岩的周边剪应力作用机理.结果表明:注浆前锚固段符合粘弹性本构模型,剪应力曲线呈现线性增加到非线性下降再到稳定的单峰值,注浆后巷道周围预应力场沿锚索形成一个渐变式的整体,使巷道围岩应力场重新分布,剪应力强度随之降低,应力曲线转变二次线性快速增加到非线性快速下降再到稳定的双峰值曲线,有效提高破碎围岩和软岩巷道的抗剪强度.

    中空注浆锚索破碎围岩剪应力作用机理巷道支护应力控制

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    锚杆支护网片动载力学性能试验研究

    苑新亮吴拥政周鹏赫
    119-124页
    查看更多>>摘要：为了合理选择冲击地压巷道锚杆支护所需的网片,通过实验室试验从网片变形、承载力、位移及吸能等四个维度对比研究机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片的动载力学性能,得到了两种网片在冲击载荷作用下的变形破坏方式及吸能特性.研究结果表明:冲击载荷作用下,机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片破坏变形集中区域不同,机编焊接钢筋网片以"十字"形式向中心变形,破坏主要集中在钢筋网与固定压板接触处,钢塑复合聚酯网片破坏主要集中在受冲击载荷中心部位及聚酯网与固定压板接触处;网片冲击力时程曲线可分为缓慢承载阶段、波动稳定承载阶段及衰减阶段,随着冲击载荷的增加,机编焊接钢筋网片冲击力峰值明显大于钢塑复合聚酯网片,机编焊接钢筋网片对冲击地压巷道的支护能力更强;网片位移变形随着冲击能量的增加逐渐增加,机编焊接钢筋网片可抵抗冲击能量大于5000 J,钢塑复合聚酯网片可抵抗冲击能量为2000 J.

    锚杆支护网片冲击载荷力学性能落锤冲击试验机

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    基于Stacking集成模型的煤层瓦斯含量预测研究

    王琳周捷林海飞李文静...
    125-132页
    查看更多>>摘要：煤层瓦斯含量精准预测是预防井下瓦斯灾害事故的重要环节,为提高井下瓦斯含量预测的科学性及准确性,获取不同矿区的 41 组数据,包括瓦斯含量、埋深、煤厚、水分、灰分以及挥发分.对最小二乘支持向量机(LSSVM)、深度信念网络(DBN)、长短期记忆(LSTM)、Elman神经网络及自适应增强(Adaboost)五种算法进行初选,得到最优基模型为最小支持二乘向量机、自适应增强以及深度信念网络.通过基模型集成得到 7 种瓦斯含量预测模型,得到Stacking-LSSVM-Adaboost、Adaboost、Stacking-Adaboost-DBN和Stacking-LSSVM-Adaboost-DBN四种模型为优选模型.采用判定系数、平均绝对误差、均方根误差以及平均绝对百分比误差四种预测评价指标对优选出的四种模型进行综合评估,选择MAE<0.2、RMSE<0.3 且MAPE<10 的模型作为最终瓦斯含量预测模型.结果表明,Stacking-LSSVM-Adaboost-DBN集成模型判定系数为 0.951,MAE、RMSE和MAPE分别为0.170、0.204 及7.412,所建立模型拥有较高预测精度,可为矿井瓦斯灾害防治提供一定依据.

    瓦斯含量预测Stacking集成五折交叉验证模型优选模型评价

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    基于瓦斯含量反演的工作面瓦斯涌出量动态预测研究

    朱墨然
    133-137页
    查看更多>>摘要：为解决煤矿采掘工作面瓦斯涌出量无法实时准确预测的问题,通过对采掘工作面瓦斯涌出来源和影响因素进行分析,阐述了工作面瓦斯含量反演的难点和处理方法,在此基础上建立了瓦斯含量反演模型,提出基于瓦斯含量反演的工作面瓦斯涌出量动态预测方法.该预测方法以瓦斯在煤体中的赋存状态是连续变化为前提,通过工作面煤体瓦斯含量反演并结合瓦斯涌出量特征系数的确定来对瓦斯涌出量进行预测.并在陕西象山煤矿进行工业试验,结果表明,该预测方法能够较好地对煤矿工作面瓦斯涌出量进行预测,瓦斯涌出量预测值与实测值的绝对误差范围在 0.09～0.20 m3/min之间,误差百分比控制在20%以内.利用该预测方法能够对采掘工作面瓦斯涌出量进行实时连续预测,保障煤矿安全高效生产.

    瓦斯含量反演瓦斯涌出量含量预测涌出量预测预测方法

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