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期刊信息/Journal information
煤炭学报
煤炭学报

刘峰

月刊

0253-9993

mtxb@vip.163.com

010-84262930

100013

北京和平里青年沟东路5号煤科院内

煤炭学报/Journal Journal of China Coal SocietyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《煤炭学报》于1964年创刊，为季刊。1966年停刊，1979年复刊， 1993年改为双月刊，1995年改为大16开本，并申办创刊了《煤炭学报》英文版《Journal of Coal Science & Engineering(China) 》，半年刊。《煤炭学报》是中国煤炭学会主办的煤炭系统最高水平的综合性学术刊物，现为双月刊，112页。主要刊载与煤炭科学技术相关的基础理论和重大工程研究的理论成果，包括煤田地质学、矿山岩体力学、采矿工程、煤矿安全、环境保护、煤矿机电一体化、煤的加工与利用、煤炭经济研究等领域的学术论文。30多年来，为传播煤炭科学技术起到了重要的作用。 多年来，《煤炭学报》一直以“登一流文章，创一流期刊”为指导思想，培养了一支基础理论知识扎实、专业水平高的稳定的编辑队伍，使《煤炭学报》质量逐步提高。《煤炭学报》1992年荣获全国第一届优秀科技期刊评比二等奖，获中国科协优秀科技期刊二等奖；1997年获全国第二届优秀科技期刊评比一等奖，获中国科协优秀科技期刊一等奖；1999年荣获首届中国期刊奖；2001年入选“中国期刊方阵”,并被评为“双奖期刊”。《煤炭学报》在包括10名中国科学院、中国工程院院士的编委会领导下，每年都制定了明确的报道重点，使刊物能紧紧围绕煤炭重大科技攻关项目发表相关的基础理论论文。《煤炭学报》发表的论文反映了煤炭科学技术的最新研究成果，起到了促进煤炭科学技术交流和发展的龙头作用，为繁荣煤炭科学技术事业作出了重要贡献。《煤炭学报》被国内外近20家数据库和文摘期刊所收录，如IEA Coal Abstract CD-ROOM（美国）、 Ei Page One、美国的能源科学与技术数据库、美国地质文摘、中国科学技术期刊文摘数据库、中国科学引文数据库、日本科学技术文摘速报、РЖ、Coal Highlights（英国）、Geological Abstract（英国）、Geomechanics Abstracts（英国）、中国学术期刊文摘、中国力学文摘、矿业文摘等等。
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收录年代

    新疆煤炭资源开发潜力与开发策略

    卞正富张益东王猛王长申...
    967-977页
    查看更多>>摘要：鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性，科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此，简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件，分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明:新疆煤炭资源极为丰富，全区预测煤炭资源量 2。19万亿t，占全国总预测储量的 40%以上;新疆共有 24个预测资源量超过100 亿t的煤田，其中 5个煤田预测资源量超过 1 000亿t，8个煤田预测资源量在 400亿～1 000亿t，11个煤田预测资源量在100亿～400亿t;潜在煤炭资源量中，1 000 m以下浅储量占比52。8%。新疆煤炭资源以低阶烟煤和中阶烟煤为主要煤阶，其次是中煤阶煤中的高阶烟煤，而低煤阶煤中的褐煤和中煤阶煤中的超高阶烟煤以及高煤阶煤中的无烟煤，分布范围和数量极为有限，所占资源总量的比例很低;综合考虑疆煤外运、疆电外送、西气东输以及本地煤化工产业规划，预计2035年新疆煤炭产能有望超 8亿t。在此基础上，构建了生态环境承载力评价指标体系，对新疆规划建设的五大煤矿区生态环境承载力进行了评价，得出:新疆煤炭资源赋存区生态环境承载力整体处于中低水平，五大煤矿区生态环境承载力均值排序为伊犁(0。42)>库拜(0。38)>和丰(0。31)>准东(0。25)>吐哈(0。22)，呈现出由西到东递减的趋势。针对新疆煤炭资源开发条件与潜力，提出了优化煤炭资源开发布局、推动开采技术升级、推进智能采矿技术、强化绿色开采理念、拓展煤炭多元化利用渠道等策略。

    新疆煤炭开发潜力生态承载力开发策略

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    煤矸石规模化生态利用原理与关键技术

    胡振琪赵艳玲毛缜
    978-987页
    查看更多>>摘要：煤炭是我国主要能源，是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物，每年产出量达 7亿t以上，亟需规模化、生态化利用技术，以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上，提出煤矸石规模化生态利用原理，从技术视角探讨了环境安全的规模化生态利用具体解决途径，提出了酸性煤矸石山原位污染控制与生态修复和煤矸石地面充填造地两大规模化生态利用方式关键技术。结果表明:①煤矸石规模化生态利用的关键是环境污染的防控，通过对矸石的可利用性和经济性评价，结合风险管控手段，可实现煤矸石规模化生态利用。②对已堆积的矸石山采用原位污染控制基础上的植被恢复以实现生态化利用，提出了污染源头诊断-防灭火与污染阻隔-植被恢复一体化的生态利用技术。基于矸石氧化产酸产热导致污染的机理分析，采用热红外与测绘技术相耦合进行煤矸石山深部燃点(氧化点)定位;研发了杀菌剂与还原菌耦合的氧化抑制剂并结合惰性材料覆盖碾压进行抑氧隔氧污染阻隔;对自燃区采用喷浆控火与注浆灭火结合的安全灭火技术;氧化抑制剂结合惰性材料覆盖碾压的长效防火技术;提出以乡土草灌为主的防燃型植被恢复技术，可实现酸性煤矸石山的原位污染控制与生态修复。③通过地面充填生态化利用可行性分析、充填生态化利用技术和维护管理长期监测，可实现煤矸石地面充填造地的生态化利用。其关键是矸石材料筛选的污染风险分析、地面充填场地选择的可行性分析以及充填全过程的环保措施，包括充填前的场地底部防渗阻隔、渗滤液导排等安全环保措施，充填中的分层充填技术、防火控酸的污染防控和土壤剖面重构技术，充填后的侵蚀控制、植被恢复等技术。煤矸石规模化生态利用不仅解决了矿区固废堆存带来的生态环境问题，还通过对新、旧矸石的科学合理利用，打造矿区生态修复的新模式。

    煤矸石规模化生态利用污染防控

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    井工煤矿减损开采理论与技术体系

    李全生
    988-1002页
    查看更多>>摘要：煤炭开采改变了覆岩边界条件，引起围岩应力重新分布和覆岩变形、运动、破断，造成覆岩损伤自下而上传导，引起含水层、地表附属物、矿区生态系统等损伤。现代开采在保障经济社会发展能源需求同时，也对矿区地下水资源、生态环境和建/构筑设施造成较大损伤。为解决规模化煤炭开采与矿区生态协调的问题，在系统分析国内外减损开采理论与技术以及长期实践基础上，根据"源头减损"理念和"采前源头损伤控制、采中优化减损、采后生态要素系统修复"的开采全过程减损思路，提出了以"基于开采工艺参数优化的源头减损、硬岩采前预裂-软岩注浆改性与采后导水裂隙封堵控水、采中覆岩承载结构稳定性维持减损"的采前、采中、采后 3类 4项技术为主导的开采全过程减损技术措施，创建了井工煤矿减损开采理论与技术体系，明确了减损开采研究的重点和方向。在开采损伤监测方面，由于监测技术时空差异大，难以实现地表变形与裂缝的同时空监测和地表生态环境多要素一体化同步监测，仍需针对性地提出煤矿井工开采损伤多源监测异步数据的同时空校正与处理方法。在损伤传导理论方面，基于覆岩损伤传导理论，从能量出发提出了采动损伤场模型，并结合岩层软硬组合、岩土层介质的差异，提出了涵盖"覆岩-含水层-地表-生态"多因素指标的煤炭井工开采覆岩损伤场量统一与跨界面传导理论。神东矿区上湾矿12401工作面采用采前开采参数优化，采中垮落带注浆等减损技术，地表最大沉降值相对减小25%，地表裂缝由台阶型裂缝调控为动态小裂缝;此外，神东矿区自 2010年实施减损开采技术以来，植被覆盖度由原来平均31%上升到74。1%。

    煤炭开采损伤传导源头减损减损理论与技术绿色开采

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    西部煤矿区微生物修复促进植物水分高效利用策略

    毕银丽武超彭苏萍田乐煊...
    1003-1010页
    查看更多>>摘要：西部煤矿区生态环境脆弱，叠加高强度开采致使水土流失、土壤退化、根系受损，植物水分利用效率低，生态恢复困难，提高水分利用效率成为西部矿区生态修复或重建的关键。土壤水是限制干旱半干旱煤矿区生态修复的关键因素，它连接大气水、地表水、地下水与植被生长，是水分循环与养分运输的重要载体。土壤水分的高效与合理利用关系到生态修复的成败，因此探究植物根系水分利用策略对于西部煤矿区生态修复具有重要作用。分析了国内外植物水分利用的主要研究方法，比较了不同方法之间的优缺点及相应研究进展。在干旱半干旱煤矿区受损生态环境中，采用植物-微生物联合的微生物修复技术，能提高植物水分利用效率，改善植物水分利用策略。同时，接种微生物降低了植物从浅层土壤吸收水分的比例，有效地增加植物从深层土壤中吸收和利用水分，提升了植物水分利用效率，使接菌植物在干旱半干旱煤矿区表现出更高的生态适应性。分析了目前西部煤矿区植物水分利用的研究进展和存在的问题，探讨了煤矿区微生物修复对水分利用策略的改善，提出了西部干旱煤矿区生态修复中不同植物组合对水分利用策略的影响及其研究重点，为实现矿区绿色可持续、高质量发展奠定了扎实的基础，具有重要的生态应用价值。

    西部煤矿区丛枝菌根真菌植物水分利用策略水同位素技术植被组合

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    黄河流域煤炭-煤电-煤化工场地特征精准智能识别方法及应用

    董霁红王立兵冯晓彤王蕾...
    1011-1024页
    查看更多>>摘要：黄河流域是"能源流域"，兼具生态环境治理和经济社会发展的重任，涉煤产业场地类型、数量及特征的精准智能识别是流域能源资源-低碳发展-生态保护的关键基础问题。研究融合多源数据与深度学习算法，从流域-基地-场地尺度对黄河流域 13个大型煤电基地的煤基场地特征精准解析，获得煤电基地高精度、高质量的本底信息，提出一种实时实景智能识别涉煤产业空间特征的新方法。①筛选Google image、GF-6影像、Sentinel-2影像等多源数据，采集 13个大型煤电基地煤基场地样本，构建煤炭场地(露天)、煤炭场地(井工)、煤电场地、煤化工场地 4类数据集，涵盖 21种样本类型。按照每种样本六面体设定 6×10个样本，共计 1 260个场地样本，分析得出最适样本数量-最高识别效率-最优识别模型的置信区间为 80%～86%。②建立了煤基场地类型量化模型(Coal-based Site Classification Quantitative Model，CSCQM)和煤基场地范围特征模型(Coal-based Site Range Characteristic Model，CSRCM)，模型平均精准度为 0。837。明析了黄河流域涉煤产业场地本底信息，提出Google image底图叠加场地智能识别模型解算结果的高精度场地智能识别方法。③解析了流域神东煤炭-煤电产业集聚区精准本底数据，依据遥感生态指数(Remote Sens-ing Based Ecological Index，IRSE)分析，煤基场地分布 2km核心区地表生态质量受煤炭、煤电产业影响明显，5 km缓冲区则影响不明显，而 8km控制区基本不受煤炭、煤电产业影响，从而给出了"动态修复"与分区域、分阶段重点治理等低碳路径。④解析了流域宁东煤炭-煤电-煤化工产业集聚区精准本底数据，2022年煤炭场地 17。81 km2、占比 34。1%，煤化工场地 22。3 km2、占比42。6%，煤电场地 12。2 km2、占比 23。3%，煤化工场地>煤炭场地>煤电场地。进而采用PSR(Pressure-State-Response)模型得到风险管控综合得分 53。93分，较 2003年提高了 27。2%。划分生态维护区、生产监测预警区、损毁修复重建区、其他调控区的分区管控模式。研究为涉煤产业煤基场地潜在污染控制、场地治理及区域生态修复提供技术方法与实践支撑。

    黄河流域煤基场地多源数据AI模型精准智能识别

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    高海拔低气压条件下烟气辐射特性

    车得福姚峤鹏王津董凌霄...
    1025-1036页
    查看更多>>摘要：高原地区特殊的地理环境导致锅炉运行出现出力不足、排烟温度高等一系列问题。采用逐线法(Line-By-Line method，LBL)，基于 HITEMP2010光谱数据库(High-temperature molecular spectroscopic database)，求解 3组不同气压条件下(0。101 325、0。076 622和 0。061 655 MPa)空气燃烧方式的烟气吸收系数和总发射率，分析了压力、温度和水蒸气与CO2 的摩尔比对烟气辐射特性的影响，改进了灰气体加权和(Weighted-Sum-of-Gray-Gases，WSGG)模型关联式，建立了适用于低气压条件下的WSGG模型参数。结果表明，压力的降低会减小烟气的总发射率，4种工况下压力从0。101325 MPa下降到0。061655 MPa时，总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0。0934、0。084 5、0。091 1和 0。084 3。在小行程长度下，摩尔比越大，压力的变化对总发射率的影响越大，而大行程长度下则相反。温度的升高会减小烟气的总发射率，4种工况下，温度从 1 000 K升到2 500K时，总发射率随行程长度变化的最大差值分别为 0。273 6、0。270 5、0。251 5和 0。250 5。在小行程长度下，摩尔比越大，温度的变化对总发射率的影响越大，在大行程长度下则相反。摩尔比的增加会增大烟气的总发射率，4种工况下摩尔比从1增加到2时，总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0。088 1、0。100 4、0。088 9和0。100 6。在小行程长度下，温度越高或压力越低，摩尔比变化对总发射率的影响越小，在大行程长度下则相反。改进后的WSGG模型在不同工况下烟气总发射率的最大相对误差为 3。67%，相比现有基于常压条件下开发的WSGG模型外推到低压条件的误差有明显降低，表明改进后的WSGG模型更适用于低气压空气燃烧气氛。

    烟气辐射高海拔低气压锅炉总发射率

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    Hg-CEMS烟气预处理关键问题研究与进展

    段钰锋李海洋汤红健黄天放...
    1037-1051页
    查看更多>>摘要：鉴于汞在化石燃料和矿物资源中的天然禀赋以及能源与资源利用过程中汞污染物的排放与监管，研发我国自主知识产权的汞连续在线监测系统(Hg-CEMS)成为汞排放浓度监测的国家重大需求。烟气预处理技术是Hg-CEMS系统中最关键的组成部分，也是限制我国Hg-CEMS技术发展与应用的核心技术。对Hg-CEMS烟气预处理技术中的 4个关键模块——稀释采样模块、Hg0/Hg2+分离模块、Hg2+还原模块、Hg2+标气发生模块的研究进展进行全面综述。首先，介绍稀释采样技术的原理与应用，阐述音速小孔和热稀释引射器的结构和设计要点，论述数值模拟与优化设计相结合的方法。其次，针对Hg0/Hg2+分离技术，综述湿法吸收、物理吸附和化学吸附的研究新进展，讨论选择性吸附剂KCl和CaO的理论和实验研究结果。第 3，针对Hg2+还原技术，概述湿化学还原、低温还原和高温分解还原的技术，论证低温还原技术中固态还原剂的活性成分、反应温度以及烟气成分对氧化态汞还原的影响，探讨高温分解还原技术中填充材料、酸性气体组分以及除酸剂对Hg2+还原和抑制Hg0 再氧化的新研究进展。最后，针对Hg2+标气发生技术面临的技术难点，提出固态标气发生新技术理念并指出其工业应用的可行性。结合当前Hg-CEMS技术的研究发展和应用现状，提出上述4个关键模块的研究思路、解决方案与应用前景。

    Hg-CEMS预处理装置稀释采样Hg0/Hg2+分离转化Hg2+标气

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    大型燃煤发电机组低碳技术进展

    谭厚章王学斌杨富鑫邓双辉...
    1052-1066页
    查看更多>>摘要：当前我国碳排放总量约 110亿t，其中约 40%的CO2 由燃煤机组产生，如何降低燃煤发电机组的碳排放是实现双碳目标的关键。针对燃煤发电机组大规模减碳技术，重点介绍低碳/零碳燃料替代技术(生物质、污泥、氢/氨等)和CCUS技术的研究进展:燃煤电厂耦合生物质包括直接耦合和间接耦合，但均受制于生物质原料供应和价格，生物质"种植—收割—转运—储存—预处理—燃烧"全链条控制掺烧模式可有效解决上述问题。660 MW机组掺烧试验表明，CO2 排放可减少77。25万t/a;市政污泥含水率高达 80%，进入锅炉前需干化处理，目前蒸汽或烟气干化均存在投资运行成本高、干化后的污泥水分较大且有臭气等问题，导致掺烧比例一般低于 8%。基于生物质热源的污泥炭化技术可直接在污水厂生产无臭污泥炭，热值达 10。26 MJ/kg左右，电厂掺烧比例可提高至 20%～30%;掺烧氢/氨燃料需解决大比例掺烧下氨逃逸和NOx排放问题，国内已开展皖能集团 300 MW和国家能源集团 600 MW氨煤掺烧实验，通过燃烧调控可在NOx排放略微增加的情况下实现较高的NH3 燃烬率，但商业化推广还受制于氢/氨成本;燃烧前脱碳技术(IGCC电站)的商业化运行案例极为有限，由于高居不下的成本，国外多个示范项目均已停运，推动该技术商业化需解决建设成本、发电成本和设备可靠性等问题。燃烧中碳捕集包括富氧燃烧和化学链燃烧，由于空分、再循环等过程能耗，常压富氧发电效率比空气燃烧低 8%～12%，从常压富氧到加压富氧可进一步提高净发电效率;我国已建成全球最大的 4MW化学链燃烧示范装置，该技术也有望应用于气化领域;燃烧后碳捕集目前以溶液吸收技术为主，固体吸附技术的再生能耗更低，但大规模商业化需要继续降低能耗和成本。

    燃煤机组CO2低碳/零碳燃料CCUS

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    催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析

    鲍卫仁王倩李挺田茜...
    1067-1082页
    查看更多>>摘要：以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现"双碳"目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性，阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响，并对比分析了各类催化剂的优缺点。探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系，结合煤及热解挥发物中 C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为，揭示了不同催化剂的作用机制。在此基础上，针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题，提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法，实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。同时，针对催化剂易积炭失活问题，分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。从催化剂设计及热解反应体系出发，分析了多种有效抑制积炭的途径，如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H2O、CH4、C2H6 和CH3OH等富氢小分子调控挥发物组成等，以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。

    低阶煤热解挥发物催化裂解焦油提质

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    超声空化-流体剪切协同强化油团聚分选煤气化细渣

    周安宁陈恒韩瑞张宁宁...
    1083-1097页
    查看更多>>摘要：煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值，但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用。油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势，但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率。为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题，考察了超声时间、超声功率、流体剪切时间及其交互作用对油团聚分选效果的影响，并结合BET、粒度分布、FT-IR、XPS以及SEM-EDS等分析手段，揭示了超声空化-流体剪切(UC-FS)协同预处理对油团聚分选效果的强化机理。结果表明:当超声功率为 270 W、超声处理时间 29 min、流体剪切时间 23 min时，能分选得到灰分为 9。55%的精矿、灰分为 91。51%的尾矿，可燃体回收率可提高至 90。54%。超声空化作用使原本致密的炭灰结构逐渐松散，与流体剪切的冲刷作用协同促进CGFS的孔隙结构的发展，使炭灰颗粒解离度增加，从而降低了精矿灰分。UC-FS协同预处理能够有效增加残炭表面C—C、C=C以及C—H等疏水基团的比例，使其接触角由 110。34°增加到 121。16°，扩大了炭和灰颗粒表面疏水性差异，提高了油团聚分选的效果。UC-FS协同预处理使炭灰颗粒高效分离的强化作用主要归因于超声空化气泡与细粒微球耦合产生的微磨料效应。可为实现CGFS分质资源化利用提供理论基础和技术指导。

    煤气化细渣油团聚超声空化流体剪切炭灰结构解离

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