主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
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煤炭工程

期刊英文名:Coal Engineering

  《煤炭工程》,月刊,創刊于1954年,是我國煤炭系統最早的雜志,現由中國煤炭科工集團有限公司主管,煤炭工業規劃設計研究院有限公司主辦的面向國內外發行的煤炭科學技術方面的綜合性學術刊物。
  • 煤炭工程
    煤炭工程
  • 作者(Author):張五星
    關鍵詞(KeyWords):煤炭企業環境成本作業成本法作業環境成本

    摘要:為促進煤炭企業建立有效的成本管理體系進行環境成本管理,進而提高煤炭企業的經濟效益。文章在介紹作業環境成本的相關理論的基礎上分析了煤炭企業環境成本的重要性,然后通過對作業成本法的動因分析、作業分解等應用方法與環境成本的核算與控制相結合,從而對環境成本進行分解,建立了作業環境成本體系,實現對環境成本的作業管理。該體系的建立有利于找出需要進行成本控制的重點作業加以治理和改進,削減環境成本,找到經濟效益與環境效益的最佳平衡點,實現企業的可持續發展。
  • 作者(Author):熊亞超祁慧李澤荃張明陽
    關鍵詞(KeyWords):不安全行為人際信任網絡特征行為擴散

    摘要:煤礦作業群體的互動形成了特定的網絡結構,文章基于社會網絡理論與信任理論,提出煤礦作業群體網絡特征通過影響人際信任進而影響群體不安全行為擴散的理論假設,通過問卷調查獲取研究數據,利用逐步回歸法對假設進行了驗證,得出煤礦職工社會網絡的凝聚子群、網絡密度及網絡中心度三個維度經由人際信任的完全中介效應影響不安全行為擴散,關系強度、關系非對稱性、網絡規模和結構洞四個變量,通過人際信任的部分中介效應影響不安全行為擴散。基于此,提出了群體層面的不安全行為管控策略。
  • 作者(Author):張義清譚繼文朱良
    關鍵詞(KeyWords):鋼絲繩永磁勵磁磁路結構等效磁路有限元

    摘要:為了進一步探究鋼絲繩無損檢測永磁勵磁裝置的特性,以提高檢測器的性能,對勵磁裝置進行了全面的分析。通過三維建模,有限元仿真的方法分析了永磁勵磁裝置中永久磁鐵的位置、勵磁回路的方式對勵磁效果的影響,設計了用于直徑36mm鋼絲繩勵磁的勵磁裝置的結構尺寸,并用該勵磁裝置對直徑16~36mm的鋼絲繩進行勵磁,通過等效磁路計算和有限元仿真的方法對勵磁效果進行了分析。研究結果表明:將永久磁鐵放在永磁勵磁裝置的兩端可以使勵磁裝置中部形成均勻磁化段,利于檢測元件的放置;采用多回路周向均布勵磁磁路可以使鋼絲繩磁化得更均勻,而且更容易將鋼絲繩磁化到飽和狀態;永磁勵磁裝置具有通用性。
  • 作者(Author):賀文海焦可輝
    關鍵詞(KeyWords):掘進機恒功率控制模糊PID

    摘要:掘進機是煤礦開采的關鍵設備,其高效、平穩的工作有利于提高采煤效率。針對煤層特性復雜多變,懸臂式掘進機截割負載擾動變化劇烈這一問題,提出了一種基于STM32F103ZET6單片機的模糊自適應掘進機恒功率控制系統。該系統采用模糊自適應算法對水平油缸線速度進行調節,并通過SIMULINK進行仿真驗證,仿真實驗結果表明:該控制系統能根據煤層特性自適應調整懸臂的擺動速度,提高了掘進機的工作效率。
  • 作者(Author):薛春榮宋文江海
    關鍵詞(KeyWords):礦山事故本安探測機器人便攜性本安電源動力設計

    摘要:礦用本安探測機器人的動力性能與便攜性是其是否適用于礦井事故災區環境的前提。針對礦用本安探測機器人動力系統設計中面臨的增強動力與減輕質量的矛盾,創造性的提出了采用分布式供電+電機串聯合力的方式為本安探測機器人提供動力,建立了動力系統設計的多目標優化函數,確定了系統的優化目標、決策變量和約束條件,進一步獲得了礦用本安探測機器人的電機與電池的合理取值范圍。通過優化,本安探測機器人重量減輕到10. 8kg,較初始設計減輕了29%;測試表明,優化后的機器人行走速度與越障能力均有所提升,性能參數滿足設計要求,提高了本安探測機器人的動力性能與便攜性。
  • 作者(Author):蘇丁駱振福
    關鍵詞(KeyWords):褐煤干燥含水率干燥動力學Page模型

    摘要:褐煤粒徑分布寬,成分多樣,初始含水率多變,干燥特性復雜。考察了粒度、密度、初始含水率和溫度對褐煤干燥特性的影響,得到了褐煤含水率隨干燥時間的變化規律,建立了褐煤干燥動力學方程。結果表明:褐煤干燥經歷快速干燥和慢速干燥兩個階段,干燥速率隨密度和溫度增大而增大,隨粒度、初始含水率增大而減小;干燥動力學最佳模型為Page模型,模型常數與粒度、密度、初始含水率和溫度有經驗關系,方程能較好地預測干燥過程中褐煤的動態含水率。
  • 作者(Author):雷高陽徐桂云
    關鍵詞(KeyWords):多繩摩擦式提升機顆粒阻尼傳感器鋼絲繩張力提升載荷

    摘要:多繩摩擦式提升機存在鋼絲繩張力不平衡及提升載荷超載等問題,通用的壓塊傳感器實測的鋼絲繩張力信號存在劇烈波動現象,不能有效表征實際的鋼絲繩張力及載荷。因此,設計了一種顆粒阻尼減振傳感器,在傳感器的空腔結構中裝入鋼珠,當傳感器受到活塞桿的推力時,引起顆粒阻尼效果,即鋼珠之間及鋼珠與容器壁之間的碰撞、摩擦,通過阻尼耗能,能夠有效耗散鋼絲繩耦合振動引起的載荷沖擊,濾除鋼絲繩張力信號中的噪聲。該新型傳感器與通用壓塊傳感器的使用效果相比較,更精確地實現了對鋼絲繩張力及提升載荷的測量。
  • 作者(Author):孔祥松方杰蒿曉林吳寶楊張浩琛王栓
    關鍵詞(KeyWords):煤礦地下水庫壩體安全層次分析法模糊評價

    摘要:基于煤礦地下水庫人工壩體安全評價包含多種因素、準則和層次復雜的情況,為了準確評價壩體安全穩定性,提出了人工壩體安全多層次模糊綜合評價模型。在該模型中,通過文獻研究、訪談專家的方式分析了影響煤礦地下水庫人工壩體安全的關鍵因素,建立壩體安全綜合評價指標體系,采用層次分析法計算各層級因素的權重,建立比較判斷矩陣并滿足一致性檢驗;根據壩體安全評語集,以模糊理論為基礎結合專家調查表,確定評價因素隸屬度、評價矩陣并綜合評價。應用該模型對神東礦區大柳塔礦地下水庫人工壩體安全現狀進行評價,結果表明壩體處于安全狀態。
  • 作者(Author):牟義李衛偉高衛富
    關鍵詞(KeyWords):分布式高密度電阻率法視電阻率曲線淺埋深采空區參數優化溫納裝置

    摘要:通過在鄂爾多斯范家村煤礦已知采空區采用分布式高密度電阻率法進行裝置形式、電壓等參數試驗,并對相應剖面曲線、典型剖面、立體切片等進行了電性響應特征分析,系統分析最佳試驗參數和采空區識別特征,用于探測、識別未知采空區。結果表明:通過分布式高密度電阻率法優化試驗,并對相應的曲線、二維剖面、三維切片等響應規律分析,形成淺埋深采空區高密度電阻率法精細探測體系,且驗證效果較好。
  • 作者(Author):陳明亮何濤陳國瑜張敬敏王傳禮
    關鍵詞(KeyWords):煤礦水液壓液壓支架安全閥氣蝕特性結構優化

    摘要:針對煤礦水液壓支架安全閥的嚴重氣蝕問題,建立了閥腔CFD多相流模型,研究了閥腔流場的壓力與氣相分布特性,分析了閥芯結構參數(閥口排數、閥口個數、孔間距、孔徑)對重要閥口過流截面氣蝕特性的影響規律,并優化了閥腔結構參數。研究表明:當閥芯為兩排閥口、閥口數為16個、孔徑為1. 4mm、孔間距為8mm時,最大氣相體積分數降低了19. 4%,對氣蝕的產生有抑制作用。
  • 作者(Author):滿天雷王偉
    關鍵詞(KeyWords):采空區遺煤自燃漏風流場CFD阻力系數

    摘要:采空區漏風易引發遺煤自燃災害,威脅煤礦井下安全生產。為研究和掌握采空區漏風流場分布,以梁寶寺煤礦3308工作面為研究對象,建立采空區三維模型,構建了采空區三維阻力系數分布函數,借助CFD軟件對采空區漏風流場規律進行數值模擬。結果發現:工作面向采空區漏風流場的分布在各方向上具有明顯的分區域特性;采空區的主要漏風發生在工作面傾向0~10m的范圍內,應加強此范圍的密封工作,以隔絕漏風通道;數值模擬得到的沿工作面傾向風量與現場實際測量的結果誤差較小,驗證了數值模擬具有一定的準確性。上述分析為減少采空區漏風,防治采空區遺煤自燃發火等災害提供一定的理論基礎。
  • 作者(Author):趙文彬蘆繼宇李振武李福存王勝利
    關鍵詞(KeyWords):采空區動態漏風風壓差風阻大氣壓

    摘要:為了探究工作面巷道掘進與回采時期鄰近采空區動態漏風規律,基于風阻定律,建立漏風模型,并結合現場實測研究鄰近采空區回風風路兩端風壓差ΔH及通道漏風風阻R對漏風的影響。研究表明隨溫度升高大氣壓力下降加之掘采變化造成通風系統由局部正壓通風變為全負壓通風,鄰近采空區工作面回風側壓力驟降,最大為1303Pa; 3月份掘進時期內外壓差變化范圍小于9月份回采時期,4號測點內外壓差值變化范圍由掘進時期-2~14Pa變為回采時期-24~11Pa,該規律反映出回采時期漏風較大的特點;區域空間變化,回采時期4號測點內外壓差整體高于5號測點,表明5號測點采空區內部與外部聯通較好,風流交換頻繁。SPSS相關性分析表明,受時空變化影響采空區內外巷道壓力間的顯著相關性與實際漏風狀況較為吻合。研究對于了解工作面鄰近采空區漏風規律,指導工作面防滅火具有重要的現實意義。
  • 作者(Author):張金貴
    關鍵詞(KeyWords):邊坡穩定性穩定性控制數值分析破壞機理破壞模式

    摘要:露天邊坡的穩定性是影響煤礦安全生產的重要因素,對其工作幫邊坡破壞模式進行分析是有效地控制邊坡穩定的前提。綜合分析魏家峁露天煤礦工作幫邊坡地質條件、邊坡現狀,并結合數值模擬計算,重點揭示邊坡的位移特征、剪應變及塑性區擴展情況,對邊坡失穩機理及破壞模式進行了分析,結果表明:力學機理上邊坡巖體主要受開挖卸荷—剪切破壞影響,宏觀表現上工作幫邊坡主要發生蠕滑—拉裂型滑移破壞,邊坡呈現出沿軟弱層發生底部順層后緣圓弧狀的滑動,上覆粉土、粉砂層為坐落—平推型滑移。基于此,提出了"實時監測+疏干排水+清方剝離"的綜合滑坡治理方案,提高了邊坡穩定性,保障了礦山安全穩定生產。
  • 作者(Author):華明國秦貴成景晨郭海龍張天軍黃曉昇
    關鍵詞(KeyWords):COMSOL數值模擬抽采鉆孔孔周變形

    摘要:采用COMSOL數值模擬軟件,建立三維矩形巷道鉆孔交叉模型,研究不同地應力影響下的鉆孔孔周應力分布及位移隨鉆孔深度的變化情況。研究表明:通過分析不同地應力作用下鉆孔孔周的Mises應力分布,得到鉆孔的左右兩側受壓應力,上下兩側受拉應力,呈現出"蝴蝶狀"。通過數值模擬及現場試驗表明,由于鉆孔受到上覆巖層應力及巷道應力重分布的影響,在距離孔口0~20m的范圍內即巷道寬度的2倍左右,極易產生鉆孔破壞。通過對不同地應力作用下鉆孔孔周的應力分布以及位移變化分析,鉆孔孔周應力及位移隨孔深增加呈現出較強的冪指數關系。
  • 作者(Author):史節濤段昌晨孫尚尚
    關鍵詞(KeyWords):預應力錨索全長錨固軸向附加應力抗剪性能

    摘要:為了分析預應力錨索全長錨固對巷道圍巖的加固作用,采用理論分析方法研究了端錨階段圍巖體軸向附加應力與弱面的抗剪性能和全錨階段圍巖體軸向附加應力與弱面的抗剪性能。結果表明:端錨階段通過預應力將淺部圍巖卸載應力轉移到深部;全長錨固后提高支護剛性與支護靶向性;全長錨固具有解耦吸能柔性支護性能。預應力全長錨固較端錨支護,支護性能大幅提高,其技術在煤礦現場成功應用,取得了顯著的技術、經濟效益。
  • 作者(Author):馬廣興
    關鍵詞(KeyWords):深埋中厚煤層切頂卸壓巖石碎脹特性碎脹系數

    摘要:為了解決深埋中厚煤層切頂卸壓巖石碎脹特性的利用缺乏理論支撐的難題,提出了基于110工法的現場實測切頂卸壓巖石不同測點碎脹系數的方法,研究切頂卸壓巖碎脹系數的演化規律,分析切頂卸壓巖石碎脹特性。研究結果表明:隨著工作面的推進,各測點碎脹系數變小,穩定值介于1. 356~1. 385。切頂卸壓巖碎脹系數有著隨工作面推進逐漸變小的碎脹特性,研究成果對于大深度中厚煤層切頂卸壓巖石碎脹特性的利用具有重要意義。
  • 作者(Author):袁安營李楊
    關鍵詞(KeyWords):極近距離煤層群重復采動圍巖力學特征

    摘要:采用相似材料模擬、數值模擬和現場應用的綜合方法對極近距離煤層群重復采動極易引發動力災害問題進行了研究。結果表明:煤層群重復采動過程中下伏工作面推進至85m時頂板與上伏工作面采空區出現貫通,導致下工作面周期來壓呈不規律現象;下伏工作面前垮落角隨著工作面的推進整體呈下降的趨勢,后垮落角呈上升的趨勢,且都在工作面推進至85m左右時角度發生明顯變化;與初次采動相比,重復采動過程中應力集中程度相對緩和,卸壓區域影響范圍較大,當工作面推進至初次采動工作面煤柱影響區附近時,容易引發應力急劇增長及強動壓現象。提出了"時間-空間-強度"相統一的極近距離煤層群重復采動條件下工作面強動壓現象防范措施,保障了工作面的安全生產。
  • 作者(Author):魏向志
    關鍵詞(KeyWords):逆沖斷層巨厚礫巖誘沖機制沖擊地壓微震活動

    摘要:為研究巨厚礫巖與大型逆沖斷層控制下耿村煤礦13230工作面沖擊地壓發生機理,對其掘進與回采期間地質特征、微震時空演化、b值及能量特征和地表沉降變化特征展開現場實測分析。研究結果表明:F16斷層逆沖滑移運動產生的高水平應力和巨厚礫巖大面積懸頂產生的高垂直應力為沖擊地壓孕災提供了力源條件; 13230工作面掘進末期、開切眼及回采初期距離F16斷層較遠,斷層滑移運動影響較小而巨厚礫巖運動作用影響較大,煤巖體能量增長式積聚最終誘發劇烈的沖擊地壓事故;隨著13230工作面逐漸向斷層靠近,斷層滑移運動影響增強,地表抬升現象明顯,煤巖體能量均勻性積聚最終誘發集中式較輕微的沖擊顯現。研究結果為巨厚礫巖和逆沖斷層影響下13230工作面沖擊地壓發生機理的研究提供理論基礎。
  • 作者(Author):馮國瑞王勝偉郭峰
    關鍵詞(KeyWords):開采順序復合殘采區煤巖層礦壓顯現應力分布移動變形

    摘要:為了研究上下煤層開采順序對復合殘采區層間煤巖層礦壓顯現影響的規律,以西山煤電白家莊煤礦上下部煤層分別采用刀柱法和長壁垮落法開采后形成的復合殘采區為研究對象,綜合運用現場調研、理論分析和數值模擬等研究方法,分析了上下煤層不同開采順序對中部遺留煤層及其圍巖應力分布、移動變形和破壞特征的影響。研究結果表明:相較于"先下后上"的開采順序,采用"先上后下"開采順序時,上下部煤層開采完畢后中部遺留煤層及其圍巖的應力集中程度更低,雙重采動所造成的應力影響范圍更小;采用"先上后下"開采順序時,復合殘采區層間煤巖層移動變形量較"先下后上"開采順序時小;采用"先上后下"開采順序時,上部煤層遺留刀柱煤柱下方巖體未受到塑性破壞,即該區中部煤層整體穩定性較好。研究可為同類型賦存條件的復合殘采區中部遺留煤層安全開采提供理論基礎。
  • 作者(Author):申紅梅
    關鍵詞(KeyWords):監測網絡設計觀測數據質量評價預判對井筒的影響安全回采

    摘要:通過建立三條觀測線,隨著工作面的回采,監測其空間位置變化情況,以此來預警工作面回采對井筒可能產生的影響,為生產決策提供依據。回采中期,通過對已有觀測數據的分析與研究,判斷工作面繼續回采不會威脅井筒安全,工作面繼續按照設計要求回采至收作線。目前工作面已按照設計回采結束,通過對數據分析已經對井筒的實際監測,工作面回采未影響井筒安全。
  • 作者(Author):邢延團
    關鍵詞(KeyWords):洛河組含水層厚煤層開采導水裂隙帶鉆孔探測

    摘要:以亭南煤礦二盤區巨厚洛河組下開采條件為背景,采用理論和工程探測方法,對不同工作面采厚情況下采動覆巖導水裂隙的發育特征進行了探測和分析。研究結果表明,在204面采高6m條件下,實探導水裂隙帶高度為144. 0m; 206工作面采放總厚度7. 5m情況下,實探導水裂隙帶高度為140. 2m; 206工作面采放總厚度9m情況下,實探導高為148. 3m,導水裂隙帶高度并沒有因采高的變化而明顯變化,均至宜君組底界附近,同時受控于覆巖中關鍵層的位置。實測結果也驗證了基于關鍵位置的導高判別方法的正確性及其在亭南煤礦巨厚洛河組覆巖條件下的適用性。研究成果可為亭南煤礦后續盤區合理采放高度設計和頂板水防治提供參考和借鑒。
  • 作者(Author):豐安祥史文豹
    關鍵詞(KeyWords):穿層鉆孔水力壓裂增透機制瓦斯抽采

    摘要:基于張集礦煤層地應力高、透氣性低的特點,為了改善張集礦井下瓦斯抽采效率,采用相似模擬與工程試驗相結合的手段,研究得出了水力重復壓裂煤層過程中裂隙發育、擴展演化特征以及上覆巖層卸壓、增透機制。并提出了穿層鉆孔"重復壓裂"及"先壓后沖"相結合的壓裂技術增加煤層滲透性,并根據模擬結果合理選擇現場壓裂施工參數進行現場工程試驗,結果表明,該水力壓裂技術可以有效提高煤層瓦斯抽采量,縮短抽采達標時間。
  • 作者(Author):孫劉偉趙忠顯居昌波
    關鍵詞(KeyWords):深井區段煤柱沖擊地壓靜載荷震波CT綜合防控

    摘要:針對鄆城煤礦1301工作面臨空80m區段煤柱沖擊地壓防控難題,分析了區段煤柱沖擊地壓發生的主導因素,采用震波CT原位探測技術評價區段煤柱沖擊危險性,制定了綜合防治方案并進行現場應用。結果表明:80m區段煤柱沖擊地壓載荷源為高自重應力、強構造應力與采空區側向支承壓力疊加而成的靜載荷;基于靜載荷探測的震波CT原位評價技術揭示區段煤柱測區內沖擊危險指數C=0. 5~0. 7,具有中等沖擊危險;巷幫大直徑鉆孔強預卸壓可轉移高應力、改變煤層積聚彈性能的條件,巷道全斷面支護加固來增強圍巖的整體抗沖能力,確定合理推進度降低開采擾動,綜合監測預警確定動態沖擊危險區并及時卸壓解危,現場應用表明防治效果明顯。
  • 作者(Author):張槐森
    關鍵詞(KeyWords):房柱式采空區區段煤柱來壓規律壓架工作面調整

    摘要:昊達煤礦4205工作面位于4-2煤層,覆巖中存在上覆3-2煤層房柱式采空區,受上覆煤層遺留區段煤柱影響,4205工作面回采過程易出現頂板突然劇烈來壓,且來壓規律不顯著,支架頻繁被壓毀。通過采用現場實測與理論分析相結合的研究手段,對工作面主要來壓原因進行分析,并結合房柱式采空區煤柱破壞失穩理論判據,認為在靠近房柱式或炮采采空區邊緣容易出現頂板劇烈來壓,且支架直接被壓壞的現象,并提出了通過縮短工作面傾斜長度,以減小上部房柱式采空區的橫跨區域范圍,從而降低采空區頂板大范圍垮落的危險性的工作面調整措施,并在現場得到了良好的應用效果,為類似條件的礦井提供了高效安全開采的經驗。
  • 作者(Author):王飛龍沈貴陽
    關鍵詞(KeyWords):綜采工作面工作面搬家單通道雙翼支架搬運車

    摘要:為了提高禾草溝煤礦50102工作面的搬家進度,通過現場勘察并結合系統分析的方法,對搬家過程中耗時最長的支架搬運環節進行了優化處理,采用了單通道雙翼回撤工藝。結果表明,綜采工作面快速搬家過程中使用單通道雙翼回撤工藝可以大大提高綜采設備搬家速度,縮短搬家工期,為礦井創造出較好的經濟效益。

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