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大倾角煤层长壁综采研究与探索
1
作者 伍永平 解盘石 +8 位作者 贠东风 王红伟 高喜才 吕文玉 罗生虎 郎丁 胡博胜 张浩 张颖异 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期20-34,共15页
为了破解我国大倾角煤层安全高效开采难题,支撑煤炭工业智能化转型,聚焦大倾角煤层长壁综采技术,系统阐述了大倾角煤层长壁综采理论与技术发展历程,并结合智能化开采趋势,展望了该领域未来拟解决的科学问题与技术发展方向。大倾角煤层(... 为了破解我国大倾角煤层安全高效开采难题,支撑煤炭工业智能化转型,聚焦大倾角煤层长壁综采技术,系统阐述了大倾角煤层长壁综采理论与技术发展历程,并结合智能化开采趋势,展望了该领域未来拟解决的科学问题与技术发展方向。大倾角煤层(倾角35°~55°)自1996年被明确定义以来,其开采倾角上限随着技术与装备进步已逐渐延伸至70°,该类煤层在我国分布广、储量大,是保障区域经济社会发展的重要资源,亦是当前智能化开采的重点与难点。系统梳理了大倾角煤层长壁开采历经的非机械化主导、机械化探索、综采技术突破及技术体系完善4个发展阶段,并从薄煤层、中厚煤层、厚及特厚煤层3类煤层角度,总结了绳锯采煤、伪俯斜走向长壁分段密集采煤、综采、综放等多种采煤方法的工程实践适用条件与优缺点,指出长壁综采(综放)仍为主流技术方向。在理论研究方面,介绍了大倾角长壁采场“支架-围岩”关系、顶板结构稳定性、底板滑移机理、支架与围岩系统动力学、煤壁稳定性、飞矸发生机理、覆岩机构与致灾机理等关键理论进展,以及长壁伪斜开采、非线性工作面布置、水平分段联合综放开采等技术创新及其配备智能化装备等研发成果。针对当前煤矿智能化发展趋势,进一步介绍了基于长壁开采的数字孪生模拟试验平台建设、智能化成套装备研发及典型矿井智能化实践案例,明确了长壁智能化综采是实现大倾角煤层安全高效开采的必由之路。最后,提出了当前亟待研究的围岩智能控制、装备系统协同稳定、复杂环境感知可靠性等关键问题,并对未来技术发展方向进行了展望,为促进大倾角煤层安全高效智能化开采提供理论参考与技术支撑。 展开更多
关键词 大倾角煤层 长壁综采 伪俯斜开采 智能化开采 重力倾角效应
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深部不可采煤层CO_(2)可循环利用的CCCUS技术构想
2
作者 梁卫国 阎纪伟 +3 位作者 朱帝杰 郭红光 公丽 牛栋 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第1期80-93,共14页
【背景】我国深部不可采煤层资源量大,可封存的CO_(2)量十分可观,但简单地将CO_(2)封存在深部煤层,不仅需投入较高经济成本,也会造成深部煤炭资源的浪费,而利用微生物技术将深部不可采煤层封存的CO_(2)转化为CH_(4),可实现CCUS的反复循... 【背景】我国深部不可采煤层资源量大,可封存的CO_(2)量十分可观,但简单地将CO_(2)封存在深部煤层,不仅需投入较高经济成本,也会造成深部煤炭资源的浪费,而利用微生物技术将深部不可采煤层封存的CO_(2)转化为CH_(4),可实现CCUS的反复循环利用(circular carbon capture utilization and storage,CCCUS),其对资源与环境可持续发展具有十分重要的意义。【方法】深部不可采煤层中CCCUS技术思路是通过实验研究、理论分析与工程模拟等手段,揭示深部不可采煤层CO_(2)高效致裂增渗与驱替置换CH_(4)机理,研究深部不可采煤层复杂缝网建造与高效驱替CH_(4)控制机理,研发高温高压条件下深部煤层中液化秸秆高效制氢方法,提出深部煤层CO_(2)与液化秸秆生物转化CH_(4)技术路线,最终计算CO_(2)循环利用的经济性。【结果和结论】CO_(2)致裂深部煤层能够形成更加复杂的裂缝网络,增加微纳尺度孔裂隙的连通性,使甲烷的驱替效率提升,微生物能够将CO_(2)高效转化成CH_(4),提高了深部煤层中CO_(2)的转化效率。探究了CO_(2)致裂-驱替-生物转化CH_(4)作用下、煤储层孔裂隙结构演化规律,完善了深部不可采煤层CCCUS煤体结构演化与流体运移耦合作用理论,探索CCCUS对围岩稳定性和地质环境的影响规律及控制机制,丰富发展演变多孔介质传输多场耦合作用理论,获得了CO_(2)可循环利用的技术可靠性,定量表征了其经济性指标,为深部不可采煤层CCCUS创新技术实施提供重要理论基础,有力支撑我国能源革命与“双碳”目标实现。 展开更多
关键词 深部 不可采煤层 CO_(2)致裂-驱替-生物转化CH_(4) CCCUS理论 围岩稳定 地质环境
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热氮气井下原位热解富油煤温度场数值模拟
3
作者 赵玉娇 刘璇 +4 位作者 张波 张海龙 鲁雪莹 王美 梁雨艳 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第1期103-114,共12页
富油煤原位热解作为一种清洁、高效、安全的煤炭资源新兴利用技术,突破了传统煤炭开采-地面加工的高耗能模式,实现油气产物的高效提取与资源化利用,对于助力“双碳”目标具有重要影响。为研究注氮气对流加热以及传导加热原位热解过程中... 富油煤原位热解作为一种清洁、高效、安全的煤炭资源新兴利用技术,突破了传统煤炭开采-地面加工的高耗能模式,实现油气产物的高效提取与资源化利用,对于助力“双碳”目标具有重要影响。为研究注氮气对流加热以及传导加热原位热解过程中不同因素对富油煤的影响,通过Comsol软件构建富油煤原位热解物理场数值模型,分析不同流速与温度的氮气、井距、布井方式以及裂隙数目对富油煤原位热解物理场的影响规律。结果表明:加热36个月,氮气出口流速为0.50 m/s,温度为600℃的煤层热解效果最佳;增加生产井数量,减小注气井和生产井间的距离可以明显提高煤层平均温度,增大有效加热面积占比和能量利用率,但煤层加热效果几乎不受生产井位置影响;3条水平裂隙布置能够满足煤层对热解程度的要求,有效加热面积达到100%。研究为氮气井下原位热解富油煤研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 富油煤 原位热解 注气加热 温度场 数值模拟
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城镇建(构)筑物下充填开采技术及合理工艺设计
4
作者 张洋 周雨顺 +3 位作者 王方田 鲁岩 郝文华 王旭 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期22-30,85,共10页
目的 针对煤炭开采面临的建(构)筑物下大量压煤限制矿井可持续发展的难题,以城郊煤矿为试验矿井,开展城镇建(构)筑物下压煤合理充填开采技术与工艺研究。方法 采用工程类比、方案对比、理论计算等方法,基于建(构)筑物充填开采方法选取... 目的 针对煤炭开采面临的建(构)筑物下大量压煤限制矿井可持续发展的难题,以城郊煤矿为试验矿井,开展城镇建(构)筑物下压煤合理充填开采技术与工艺研究。方法 采用工程类比、方案对比、理论计算等方法,基于建(构)筑物充填开采方法选取需要满足不允许地表塌陷要求的原则,提出综采胶结膏体充填、新型固体充填、超高水充填材料充填和覆岩隔离注浆充填4种建(构)筑物下压煤开采方案。分析不同充填开采方案的采场岩层控制效果,确定最优充填开采方案为综采胶结膏体充填开采。依据煤层厚度确定支架高度,从抵抗膏体侧向力、充填面顶板下沉量控制需要2方面确定支架工作阻力。设计综采胶结膏体充填开采方法,通过优化“隔离-充填-采煤”协同工艺,解决采充干扰问题。根据充填体在凝固阶段、采煤阶段的作用,确定早期强度,确定充填体强度稳定安全系数,得出充填体后期强度,进行膏体充填材料配比试验和力学性能测试。结果 膏体充填支架最小结构高度为2.0 m,最大结构高度为3.8 m,支架伸缩比为1.9,支架工作阻力大于8 250 kN,凝固阶段膏体充填体强度不小于0.06 MPa,采煤阶段膏体充填体强度不小于0.16 MPa,充填体强度稳定安全系数取2.5,得出膏体充填体凝固28 d单轴抗压强度不小于2.97 MPa,确定了经济且满足强度要求的粉煤灰膏体和矸石粉煤灰膏体配比。结论 城镇下压煤合理充填开采技术及工艺设计在城郊煤矿的实践可为国内类似矿井提供有益借鉴。 展开更多
关键词 “三下”采煤 充填开采 充填工艺设计 城镇下压煤 充填方案
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厚煤层充填开采覆岩动态演化过程与煤基固废注浆充填实践
5
作者 杨科 冯小伍 +6 位作者 何祥 韩磊 马国军 赵新元 张继强 于祥 刘振 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期84-99,共16页
厚煤层开采过程中,上覆岩层在采动应力作用下发生由局部变形到整体破坏的渐进式动态演化,形成原位采空区、低位垮落带、高位离层区等地下空间,引发岩层移动、地表沉陷等地质问题。同时,煤炭开采利用产生的煤基固废堆存不仅占用土地,还... 厚煤层开采过程中,上覆岩层在采动应力作用下发生由局部变形到整体破坏的渐进式动态演化,形成原位采空区、低位垮落带、高位离层区等地下空间,引发岩层移动、地表沉陷等地质问题。同时,煤炭开采利用产生的煤基固废堆存不仅占用土地,还存在环境污染风险,其处置需求与煤层开采覆岩运移形成的关键空间具有高度适配性。因此,基于厚煤层开采覆岩空间的动态演化过程,揭示了初始采动、采动发展、采动稳定三阶段的特征差异。通过分析内在属性与外在因素对覆岩演化的控制机理,明确了覆岩关键空间的形成机制与分布规律,并提出了原位采空区注浆、低位垮落带注浆、高位离层注浆的差异化工艺,进而构建了“下承-中固-上控”的多层位协同注浆充填体系。开展物理相似模拟试验对覆岩关键空间动态演化及注浆充填效果进行研究,复现覆岩动态演化过程中的垮落、裂隙发育及离层形成过程,量化分析原位采空区注浆、低位垮落带注浆、高位离层注浆对覆岩移动的控制效果,为理论分析结论与技术参数优化提供了试验依据。在工程应用方面,豹子沟煤矿采空区注浆、任家庄煤矿垮落带注浆及霍尔辛赫煤矿离层注浆实践均实现了煤基固废的规模化处置,验证了注浆充填技术体系在不同地质条件下的适配性,实现了提升覆岩稳定性和有效控制地表沉陷的效果,为厚煤层绿色开采提供了可推广的实践范例。本研究成果通过理论-试验-实践的闭环验证,厘清了厚煤层开采覆岩演化与注浆充填的内在关联,构建了厚煤层开采多层位协同控制技术体系,为厚煤层开采覆岩灾害防治及煤基固废资源化利用提供了支撑与技术范式。 展开更多
关键词 厚煤层开采 固废处置 注浆充填 相似模拟 工程应用
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深部有色金属与地热资源协同开发关键技术进展与展望
6
作者 李夕兵 陈祉颖 +1 位作者 陈江湛 黄麟淇 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
我国战略性金属矿开采正向深部迈进,深部矿产与地热资源共采是金属矿深部开采的战略方向,但矿热共采在国际上没有可借鉴的先例,开采面临资源赋存特征复杂、采场热害难调控、矿热资源难回收、协同开采难保障等问题。阐述了深部矿井高地... 我国战略性金属矿开采正向深部迈进,深部矿产与地热资源共采是金属矿深部开采的战略方向,但矿热共采在国际上没有可借鉴的先例,开采面临资源赋存特征复杂、采场热害难调控、矿热资源难回收、协同开采难保障等问题。阐述了深部矿井高地温环境和地热资源化利用的难题以及地热与矿产资源的共生特征,论述了深部矿产和矿井地热协同开发的必要性和可行性,提出了地热与矿产资源协同开发的思路。围绕“变害为利”的指导思想,阐述了矿山地热与矿产资源协同开发的内涵。基于水源热泵技术、充填埋管技术、溶浸采矿技术与新型矿热协同共采技术,提出了矿山超前地热开采协同岩层降温技术体系,详细阐述了该模式的关键技术和工艺流程,探讨了深部矿产资源协同地热开采的重难点及所蕴含的关键科学问题。指出了深部金属矿在矿热协同开发理论与方法上所面临的主要挑战,展望了从热害控制到热能利用的矿热协同调控系统模式发展,为深部矿热资源的安全、高效、智能共采提供理论依据与技术保障。面向“十五五”,该领域研究重点为深部多场耦合环境下矿热资源赋存机制精细表征、高温高应力条件下热能提取与采矿工艺的协同调控、矿热共采系统智能决策与高效运行的关键技术集成等核心难题。研究成果有助于推动深部矿热协同开发从概念创新走向工程现实,为我国深部资源与能源的自主保障提供重要支撑。 展开更多
关键词 深部开采 矿山地热资源 矿热共采 多场耦合 绿色低碳开采
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基于陡帮开采的露天煤矿减损开采技术
7
作者 常治国 马龙 +4 位作者 马力 靳新宇 张奇峰 李学斌 雷尧 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第1期92-102,161,共12页
露天煤矿开采扰动造成土地压占和破坏,原本脆弱的矿区生态系统面临更大挑战,开展干旱区露天煤矿减损开采研究是煤炭绿色发展的必然要求。基于陡帮开采的内涵与节地减损的目标,阐述露天矿开采扰动影响特征,探究采场帮坡角度对土地破坏面... 露天煤矿开采扰动造成土地压占和破坏,原本脆弱的矿区生态系统面临更大挑战,开展干旱区露天煤矿减损开采研究是煤炭绿色发展的必然要求。基于陡帮开采的内涵与节地减损的目标,阐述露天矿开采扰动影响特征,探究采场帮坡角度对土地破坏面积的影响,构建基于陡帮开采的减损开采技术理论模型,并以红沙泉露天煤矿为背景,基于减损开采技术优化端帮边坡参数,提出具体的工作帮组合台阶方案及角度优化措施,分析减损开采技术与土地节省的关系。结果表明:工作帮坡角与端帮边坡角对土地破坏面积的影响呈负相关关系,土地破坏面积随着帮坡角的增大而减少,随工作线长度的增大而增加;在西端帮减损开采方案下,边坡角度由23°提升至36°,年均增加内排空间4.5×10^(5) m^(3),年均减少排土场压占面积1182.7 m^(2);优化后的工作帮最佳帮坡角应为13°,可减少的地表土地破坏面积为6.8×10^(5) m^(2)。端帮减损开采技术与工作帮减损开采技术组合可实现从开采源头降低土地破坏和生态损伤的目标。 展开更多
关键词 陡帮开采 减损开采 开采扰动 土地破坏 边坡角
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断层面分割露天矿边坡精细化建模及稳定性分析
8
作者 陈应显 王璞 +3 位作者 周萌 朱喆 刘光伟 迟晓东 《地质科技通报》 北大核心 2026年第1期314-323,共10页
露天矿边坡断层带是边坡三维稳定性分析及数值模拟的重点,由于地质断层面将矿岩三维空间分割成复杂空间面域,成为露天矿边坡三维精细化网格生成的难点。为了提高含断层露天矿边坡稳定性分析的准确度,需要在对含断层露天矿边坡准确三维... 露天矿边坡断层带是边坡三维稳定性分析及数值模拟的重点,由于地质断层面将矿岩三维空间分割成复杂空间面域,成为露天矿边坡三维精细化网格生成的难点。为了提高含断层露天矿边坡稳定性分析的准确度,需要在对含断层露天矿边坡准确三维建模的基础上,对断层带网格模型进行细化。首先建立含断层露天矿边坡真三维网格模型;其次以断层面网格为中心,对边坡三维四面体网格模型进行分级自适应细化,以VC++为开发平台,对TetGen库进行开发得以实现;最后以内蒙古自治区西二露天煤矿含断层边坡为例,使用FLAC3D软件通过数值模拟方法对细化前后的模型进行稳定性分析,得到分级细化前后模型的稳定性系数分别为1.35和1.20。通过对模型细化前后的对比分析,发现精细化网格能够显著提高地质体的数值模拟精度。将数值模拟结果与实际滑体进行对比,验证了自适应分级细化方法的可靠性与有效性。 展开更多
关键词 断层面 露天矿边坡 精细化建模 三维网格细化 稳定性分析
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基于多种学习算法与液压支架尾梁振动信号的煤矸多分类识别研究
9
作者 杨扬 王玉昆 曾庆良 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期61-72,共12页
煤与矸石的精准识别分类是实现煤矿综放智能化开采的关键技术,对提高煤炭开采效率与品质有着至关重要的作用。针对当前煤矸二分类识别技术仅能将目标样本简单划分为可放类与关停类,无法实时监测煤矸流动混合比例等问题,进行煤矸多分类... 煤与矸石的精准识别分类是实现煤矿综放智能化开采的关键技术,对提高煤炭开采效率与品质有着至关重要的作用。针对当前煤矸二分类识别技术仅能将目标样本简单划分为可放类与关停类,无法实时监测煤矸流动混合比例等问题,进行煤矸多分类识别任务研究。首先,搭建煤矸冲击滑移试验台,进行不同煤矸混合比的样本调配用于煤矸冲击滑移试验,通过软件DHDAS动态信号分析系统采集可用于识别训练的样本数据。其次,将采集到的样本数据按其含矸率划分为四种类别,并对其进行信号预处理与特征提取,分别构建有效原始信号矩阵数据集和特征矩阵信号数据集。然后,将不同的数据集分别与多种识别算法结合,构建多个煤矸识别训练模型,开展煤矸多分类识别训练。最后,基于多个训练模型的识别结果进行分析,以其识别准确率为评判标准,寻找出最优数据集与分类算法的组合模型。结果表明,识别效果最好的组合为Resnet与有效原始信号矩阵数据集,单次识别准确率最高为97.3%,平均准确率为91.92%,证实了煤矸多分类识别研究的可行性,为实现煤矿综放智能化开采的实时监测提供了技术支撑与理论依据。 展开更多
关键词 振动信号 特征矩阵 深度学习 煤矸多分类识别
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国家大型煤炭基地煤田地质基本特征与资源保障
10
作者 王佟 孔庆虎 +7 位作者 李聪聪 程彦 赵欣 潘海洋 江涛 宋洪柱 李华 韩效忠 《中国煤炭地质》 2026年第1期1-7,24,共8页
系统分析了中国煤田地质“井”字形构造格架下“九宫”分区的总体特征,阐述并对比了14个大型煤炭基地宏观构造分异特征、煤炭时空分布特征、煤质煤类总体特征。研究表明,中国煤炭资源具有多样化的成煤环境和复杂的构造背景,呈现显著的... 系统分析了中国煤田地质“井”字形构造格架下“九宫”分区的总体特征,阐述并对比了14个大型煤炭基地宏观构造分异特征、煤炭时空分布特征、煤质煤类总体特征。研究表明,中国煤炭资源具有多样化的成煤环境和复杂的构造背景,呈现显著的区域分异性,各大型煤炭基地在资源赋存状态、成煤期时代属性及开发需求上差异显著,煤田地质特征直接影响了各基地的煤炭开发模式。提出了未来大型煤炭基地的煤炭地质工作方向,包括聚焦于深部资源接续、煤系多资源协同勘查与开发、煤炭开发地质保障、煤质分质分级利用、煤炭资源绿色开发与生态保护等方面,煤田地质特征研究为国家能源安全和大型煤炭基地科学开发提供了地质依据。 展开更多
关键词 煤田地质特征 构造控煤 成煤环境 “九宫”分区 大型煤炭基地
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智能化背景下采矿卓越工程人才培养模式改革与实践探索
11
作者 李东印 胡咤咤 +5 位作者 王伸 刘晓光 杜锋 王文 李红斌 刘晓 《河南理工大学学报(社会科学版)》 2026年第1期115-123,共9页
当前5G、大数据、人工智能等技术快速迭代,与采矿工艺的交叉融合不断深化,传统采矿工程培养模式已难以满足智慧矿山建设对复合型人才的需求。本文系统分析了我国部分高校采矿工程专业人才培养中存在的专业认同感低、人才培养体系适配性... 当前5G、大数据、人工智能等技术快速迭代,与采矿工艺的交叉融合不断深化,传统采矿工程培养模式已难以满足智慧矿山建设对复合型人才的需求。本文系统分析了我国部分高校采矿工程专业人才培养中存在的专业认同感低、人才培养体系适配性差、实践教学体系相对落后等关键问题,从稳定专业初心、制定新型人才培养方案和构建智能化实践平台等方面着手,对河南理工大学采矿卓越工程人才培养模式进行改革与实践探索,有力促进了该专业人才培养质量的整体提升,总体实现了适应未来煤炭工业发展需要的智能化采矿工程卓越人才的育人目标。 展开更多
关键词 采矿工程 卓越工程人才 智慧矿山 人才培养模式 煤炭工业
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突出矿井全生命周期煤气共采技术模式与实践
12
作者 胡国忠 秦伟 +4 位作者 许家林 李国君 袁梅 杨南 李康 《绿色矿山》 2026年第1期70-78,共9页
随着煤矿采深增加,越来越多的开采煤层逐渐转为突出煤层,并具有地质构造复杂、无开采保护层、透气性低、地应力高等特点,造成煤层瓦斯抽采难度增加,而煤气共采是解决上述难题的有效途径。以阳泉矿区为例,从煤炭开采的采前、采中、采后... 随着煤矿采深增加,越来越多的开采煤层逐渐转为突出煤层,并具有地质构造复杂、无开采保护层、透气性低、地应力高等特点,造成煤层瓦斯抽采难度增加,而煤气共采是解决上述难题的有效途径。以阳泉矿区为例,从煤炭开采的采前、采中、采后的全生命周期角度,阐述了煤矿全生命周期煤气共采的概念内涵与技术模式;建立了以煤矿规划区复杂构造带地面直井压裂靶向预抽、煤矿开拓区底抽巷穿层钻孔液态二氧化碳相变致裂预抽、煤矿生产区本煤层超前卸压瓦斯二次封孔强化抽采、废弃采空区瓦斯地面钻井抽采为代表的煤矿全生命周期煤气共采技术体系。结果表明,以人工增透与采动卸压为手段的煤气共采成套技术的成功应用,使阳泉矿区的煤矿规划区地面直井单井抽采量提高了7倍、煤矿开拓区本煤层瓦斯抽采量提高了5.7~8倍、煤矿生产区工作面超前卸压瓦斯抽采量提高了184%、废弃采空区地面钻井产气量平均达3504 m3/d,有效提高了深部开采煤层的瓦斯抽采效果。研究成果将有助于煤矿企业从矿井全生命周期角度进行科学的瓦斯抽采规划,以促进瓦斯灾害事故预防、瓦斯利用与减排。 展开更多
关键词 煤气共采 煤矿全生命周期 绿色开采 人工增透 采动卸压
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原地浸出采铜技术进展及其在我国铜矿开采中的应用分析
13
作者 廖文胜 王立民 +1 位作者 原渊 杜志明 《矿冶》 2026年第1期101-108,共8页
原地浸出开采技术已成为铀矿开采的主流工艺,并在铜、金、稀土等金属资源开发中逐步推广。本文系统梳理了铜矿原地浸出技术的工业应用现状与研究进展,总结了适宜该工艺的矿床地质与水文地质特征及其基本条件要求。在此基础上,结合我国... 原地浸出开采技术已成为铀矿开采的主流工艺,并在铜、金、稀土等金属资源开发中逐步推广。本文系统梳理了铜矿原地浸出技术的工业应用现状与研究进展,总结了适宜该工艺的矿床地质与水文地质特征及其基本条件要求。在此基础上,结合我国铜矿资源普遍具有低品位、中小型、氧化矿占比高等特点,分析了原地浸出技术在我国的应用潜力与发展方向,以期为推动我国难处理、难利用铜矿资源的高效绿色开发提供参考。 展开更多
关键词 原地浸出 铜矿开采 技术进展 矿床特征
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柔性导向复合桨叶对多性态物料连续均化搅拌的影响研究
14
作者 李创起 赖伟 +2 位作者 李平 袁子淇 段弘宇 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第1期117-125,共9页
为实现充填料浆高效、稳定的连续制备,运用计算流体力学数值模拟方法,对比分析了传统刚性桨叶与柔性导向复合桨叶在连续搅拌过程中对多性态物料流场结构、速度分布及混合特性的影响规律。重点探究了柔性导向复合桨叶对料浆混合均匀性、... 为实现充填料浆高效、稳定的连续制备,运用计算流体力学数值模拟方法,对比分析了传统刚性桨叶与柔性导向复合桨叶在连续搅拌过程中对多性态物料流场结构、速度分布及混合特性的影响规律。重点探究了柔性导向复合桨叶对料浆混合均匀性、混合时间及能耗的作用机制,结合室内试验验证其在多性态物料均化搅拌中的技术优越性,并进行工业应用。结果表明:柔性导向复合桨叶通过弹性变形和刚柔耦合作用,显著扩展了料浆湍动能分布范围,形成了轴向导流-径向扩散的搅拌流场,实现了多性态物料的广域弥散,与传统刚性桨叶相比,柔性导向复合桨叶下颗粒分散效率提升了51.8%;在等效混合效果下,柔性导向复合桨叶的功率降低了15.3%;在等效功率下,其搅拌效果显著优于传统刚性桨叶。目前,柔性导向复合桨叶已成功应用于矿山生产,其搅拌后的料浆均化效果优良,料浆质量浓度稳定于70%,且波动范围≤1%。研究结果为细粒级料浆制备提供了新方法。 展开更多
关键词 充填料浆 柔性导向 复合桨叶 多性态物料 颗粒分散效率 均质化搅拌 湍动能
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偏镭矿段对伽马测井解释和铀镭平衡修正结果的影响
15
作者 姚益轩 吴童盼 +3 位作者 杜志明 邹玉涵 胥国龙 李星浩 《铀矿冶》 2026年第1期58-67,共10页
伽马测井是在钻孔中定量确定矿段铀含量的基本方法。某砂岩型铀矿铀镭平衡被破坏,为研究偏镭矿段(即镭的当量铀质量分数≥0.0100%,而铀质量分数<0.0100%的矿化段)对测井解释及其铀镭平衡修正结果的影响,系统研究了可渗透矿样的铀、... 伽马测井是在钻孔中定量确定矿段铀含量的基本方法。某砂岩型铀矿铀镭平衡被破坏,为研究偏镭矿段(即镭的当量铀质量分数≥0.0100%,而铀质量分数<0.0100%的矿化段)对测井解释及其铀镭平衡修正结果的影响,系统研究了可渗透矿样的铀、镭含量。结果显示:对于铀质量分数≥0.0100%的样品,加权平均铀质量分数为0.0427%,铀镭平衡系数加权平均值为0.615,离散系数为1.041;对于镭的当量铀质量分数≥0.0100%的样品,加权平均铀质量分数为0.0295%,铀镭平衡系数加权平均值为0.890,离散系数为3.785。研究表明,偏镭矿段的存在会显著提高矿床的铀镭平衡系数、增大矿体厚度,并降低矿床铀品位。伽马测井无法识别并剔除偏镭矿段,测井解释和铀镭平衡修正结果均不能客观反映矿体的空间位置、品位和厚度,估算的资源量也不准确。 展开更多
关键词 砂岩型铀矿 原地浸出 伽马测井 偏镭矿段 铀镭平衡 统计学
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原位注热开采下裂缝形态对油页岩层热解影响分析
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作者 唐巨鹏 张枭 +1 位作者 余泓浩 赵亚茹 《应用力学学报》 北大核心 2026年第1期213-223,共11页
针对油页岩原位注热开采过程中裂缝形态对储层热解的影响效果不明,无法准确判断实际热解效率的难题。以抚顺油页岩储层为研究对象,采用数值模拟方法,建立了热-流-固三场耦合的数值模型,验证了模型的可靠性,探究油页岩2种裂缝形态(水力... 针对油页岩原位注热开采过程中裂缝形态对储层热解的影响效果不明,无法准确判断实际热解效率的难题。以抚顺油页岩储层为研究对象,采用数值模拟方法,建立了热-流-固三场耦合的数值模型,验证了模型的可靠性,探究油页岩2种裂缝形态(水力压裂裂缝、平行层理裂缝)注热开采过程的差异性,得到储层温度、注汽压力、地层垂直位移及上下岩层温度随注热时间变化规律。结果表明:在平行层理裂缝中油页岩储层存在多条热解路径,而水力压裂裂缝中油页岩储层基于网状高温通道均匀热解;水力压裂裂缝相较于平行层理裂缝具有更好的连通性,仅需50 d油页岩层平均温度可以达到有机质热解所需温度;开采结束后,平行层理裂缝与水力压裂裂缝模型地层最大垂直位移分别为0.14、0.12 m,距离注热井越近的岩层垂直位移越大;上下岩层由于油页岩层热量逸散所形成的高温(>100℃)区域面积分别为521.11、650.93 m^(2),水力压裂裂缝模型热量损耗更多。现场油页岩原位注热开采时需合理调节注热时长并使水力裂缝远离油页岩储层上下边界,避免高温高压蒸汽热量耗散。 展开更多
关键词 油页岩 原位注热开采 裂缝形态 平行层理裂缝 水力压裂裂缝
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镁-煤基全固废充填材料的强度特性及微结构演化研究
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作者 刘浪 袁毅 +6 位作者 王海社 蔚保宁 梁雄 朱梦博 刘彪 胡涛 杨潘 《材料导报》 北大核心 2026年第2期108-118,共11页
随着煤矿资源开采及深加工,大量的固体废弃物堆存于地表。为了实现矿山绿色开采,推动大宗固废处置利用,采用改性镁渣(MMS)、煤气化渣(CGS)、煤矸石(CG)和脱硫石膏(FDG)四种固体废弃物制备镁-煤基全固废充填材料(M-CSWBM)。分析了M-CSWB... 随着煤矿资源开采及深加工,大量的固体废弃物堆存于地表。为了实现矿山绿色开采,推动大宗固废处置利用,采用改性镁渣(MMS)、煤气化渣(CGS)、煤矸石(CG)和脱硫石膏(FDG)四种固体废弃物制备镁-煤基全固废充填材料(M-CSWBM)。分析了M-CSWBM的物相组成、微观样貌及元素分布、力学性能等,揭示不同种类和不同掺量固废对充填体微观结构和宏观力学发展的影响。研究表明:MMS、CGS、FDG质量分数分别为20%、40%、5%时,试件抗压强度最高,养护3 d、28 d、56 d强度分别为0.26 MPa、9.55 MPa和12.16 MPa;CGS和MMS掺入,会使体系中水化产物明显增加,大孔向小孔转变且最可几孔径逐渐变小,强度呈正增长趋势;FDG掺量对M-CSWBM体系力学性能呈现显著阈值效应。当FDG掺量增至7.5%时,其通过激发二次水化反应显著优化孔隙结构(最可几孔径降低48%),促使28 d抗压强度达5.65 MPa,较基准组(0.76 MPa)提升641%;而掺量超过临界阈值(7.5%)后,未反应的FDG颗粒导致孔隙粗化(最可几孔径回升21%),致使10%掺量试件强度衰减至5.09 MPa,较最优掺量组下降10%。基于上述结果,通过建立水化产物、孔隙结构与抗压强度之间的相关性,揭示了固废掺量通过影响水化产物、孔隙结构,进而对抗压强度发展规律产生影响。研究成果为大宗全固废充填材料的利用提供数据支撑和理论参考。 展开更多
关键词 改性镁渣 煤气化渣 胶凝材料 全固废 充填材料
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露天煤矿冻顶台阶加密空孔对爆炸应力波分布影响规律研究
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作者 马力 王晓民 +9 位作者 金磊 李雁飞 张奇峰 张佩翼 张津鹏 李新鹏 张东旭 刘忠伟 李蒙博 马宁 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2026年第1期188-197,共10页
为提高高寒地区露天煤矿岩石台阶深孔爆破效果,基于空孔对岩体中爆炸应力波传播导向及反射拉伸作用的假设,以加密孔夹角为影响因子,构建了加密孔条件下应力关系模型,提出了孔间加密与排间加密两种加密布孔方式,将数值模拟与现场试验相结... 为提高高寒地区露天煤矿岩石台阶深孔爆破效果,基于空孔对岩体中爆炸应力波传播导向及反射拉伸作用的假设,以加密孔夹角为影响因子,构建了加密孔条件下应力关系模型,提出了孔间加密与排间加密两种加密布孔方式,将数值模拟与现场试验相结合,探究了长加密孔应力波反射拉伸与损伤效果影响规律。结果表明:在相邻爆源作用影响下的最佳加密孔夹角为0°和45°;孔间长加密布孔对岩体爆破损伤的效果优于短加密孔;2 m排间加密方案中,加密孔附近未产生明显裂纹,主炮孔周围裂隙发育不明显,岩石平均大块率在4.32%左右;采用6 m孔间加密和6 m排间加密方案后,岩石平均大块率整体降为3.03%和2.34%,6 m孔间加密方案爆破破碎效果最佳。 展开更多
关键词 露天煤矿 深孔爆破 应力传播 加密布孔 岩石大块率
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特约主编寄语
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作者 郭文兵 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期I0002-I0003,共2页
矿业是我国国民经济高质量发展的重要支柱性产业,煤炭是支撑我国经济社会发展的主要能源。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,2024年我国原煤产量达到47.8亿t,占能源消费总量的53.2%。我国80%以上的煤炭依靠井工开采,随着煤矿技术装... 矿业是我国国民经济高质量发展的重要支柱性产业,煤炭是支撑我国经济社会发展的主要能源。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,2024年我国原煤产量达到47.8亿t,占能源消费总量的53.2%。我国80%以上的煤炭依靠井工开采,随着煤矿技术装备水平不断提升,采煤工艺自动化、智能化程度不断提高,煤炭资源的安全、高效、绿色、智能化开采是我国能源安全保障和国民经济可持续发展的必然要求。绿色智能开采与岩层控制研究是推动我国矿山安全高效生产、保护矿区生态环境、保障国家能源资源安全的重要举措。 展开更多
关键词 岩层控制 绿色开采 矿山安全 智能化开采
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我国近距离煤层群开采研究进展与展望
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作者 康钦容 任渝陵 +3 位作者 张延良 邓荣斌 张卫中 姜永东 《煤炭技术》 2026年第1期74-79,共6页
近距离煤层群安全开采是煤炭高效开发的重要方向,面临地质条件复杂、层间作用显著等挑战。归纳分析了近距离煤层群开采方式方法、煤柱留设、巷道布置和支护技术的研究成果,指出当前存在上行开采机理不明确、复杂地质参数优化不足及支护... 近距离煤层群安全开采是煤炭高效开发的重要方向,面临地质条件复杂、层间作用显著等挑战。归纳分析了近距离煤层群开采方式方法、煤柱留设、巷道布置和支护技术的研究成果,指出当前存在上行开采机理不明确、复杂地质参数优化不足及支护协同机制薄弱等理论瓶颈。未来,需深化上覆关键层失稳机制、大倾角煤柱应力调控及支护协同机理研究,构建安全开采理论体系。研究成果为近距离煤层群安全高效开采,提供系统的理论框架和技术路径。 展开更多
关键词 近距离煤层 开采方式 巷道合理布置 支护
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