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热氮气井下原位热解富油煤温度场数值模拟
1
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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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
2
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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特约主编寄语
3
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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我国放顶煤开采技术高质量发展路径探讨
4
作者 王家臣 张锦旺 +2 位作者 侯志远 程东亮 樊旋 《煤炭技术》 2026年第1期1-14,共14页
我国能源结构的深入调整对煤炭行业的高质量发展提出了新要求。放顶煤开采技术作为厚煤层开采的主要方法之一,也不断完成技术突破,逐步向高质量发展迈进。本文系统地分析了放顶煤开采技术40余年来的发展历程、技术现状及目前面临的挑战... 我国能源结构的深入调整对煤炭行业的高质量发展提出了新要求。放顶煤开采技术作为厚煤层开采的主要方法之一,也不断完成技术突破,逐步向高质量发展迈进。本文系统地分析了放顶煤开采技术40余年来的发展历程、技术现状及目前面临的挑战。结合新时期下煤炭能源发展的新形势,从系统高可靠、安全零事故、智能集约化、资源高回收、绿色可持续开采5个方面阐述了放顶煤开采高质量发展内涵与要求。提出了未来放顶煤技术高质量发展攻关方向,包括智能放煤、全程放煤、无煤柱开采、采空区处理矸石、覆岩协同控制、卸压开采、限厚开采等技术方向,并探讨了放顶煤合理开采厚度确定的主要原则,为放顶煤开采技术的高质量发展提供了参考。 展开更多
关键词 放顶煤开采 高质量发展 智能放煤 端头放煤 无煤柱开采
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城镇建(构)筑物下充填开采技术及合理工艺设计
5
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
6
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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高矿化度矿井水深部存储技术研究进展与展望
7
作者 薛建坤 王双明 +6 位作者 张平松 王晓东 周振方 王甜甜 张全 许时昂 王治宙 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第2期124-135,共12页
【背景】高矿化度矿井水在我国西部矿区分布较为普遍,其排放与处理对生态环境和资源利用构成严峻挑战;深部存储技术作为一种环境友好、资源节约的矿井水处置方法,近年来受到广泛关注。【进展】围绕高矿化度矿井水的基本特征,系统梳理了... 【背景】高矿化度矿井水在我国西部矿区分布较为普遍,其排放与处理对生态环境和资源利用构成严峻挑战;深部存储技术作为一种环境友好、资源节约的矿井水处置方法,近年来受到广泛关注。【进展】围绕高矿化度矿井水的基本特征,系统梳理了深部存储的关键科学问题与技术瓶颈,重点探讨深部存储技术的原理、技术分类及工程应用;全面评述深部存储技术的适用边界,包括地质条件评价、注水井设计、水质预处理、过程监测及存储稳定性评价等核心环节。围绕区域构造、基础地质、储盖层物性及水文地质4方面特征提出深部存储层位选择方法,综合考虑安全环保、注入效率及经济合理3方面因素明确注水井结构设计原则,阐明矿井水预处理技术优缺点及注水水质控制要求,在此基础上构建回注全过程动态监测体系,并形成基于多物理场耦合的矿井水存储稳定性评价方法。进一步总结了现有技术的局限性,如结垢腐蚀、地质扰动及潜在环境风险等。【展望】提出未来发展应聚焦于高效低耗水质处理技术、结垢与腐蚀防控体系、地质环境影响评估及政策法规完善等,为构建矿井水低碳处理新范式提供科学依据。高矿化度矿井水深部存储技术在解决矿井水排放问题的同时,能够实现水资源循环利用,兼具显著的环境与经济效益。随着高效低耗处理技术和新型功能材料的不断突破,该技术将朝着标准化、智能化和绿色化方向发展。 展开更多
关键词 矿井水 高矿化度 深部存储技术 地质条件评价 动态监测 发展趋势
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基于陡帮开采的露天煤矿减损开采技术
8
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
9
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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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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我国近距离煤层群开采研究进展与展望
13
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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固废基灌浆料胶结再生骨料回填体力学性能及损伤演化
14
作者 金佳旭 刘涛 +1 位作者 王超 左胜浩 《绿色矿山》 2026年第1期79-89,共11页
针对矿山采空区回填处置的需求,为实现铁尾矿、建筑垃圾等固体废弃物的协同资源化利用,研究了利用机制砂石粉(MMS)改性水泥–尾矿灌浆料(CTG),制备了胶结再生骨料回填体(RAFB),通过单轴压缩试验与声发射(AE)技术实时监测,系统分析了不... 针对矿山采空区回填处置的需求,为实现铁尾矿、建筑垃圾等固体废弃物的协同资源化利用,研究了利用机制砂石粉(MMS)改性水泥–尾矿灌浆料(CTG),制备了胶结再生骨料回填体(RAFB),通过单轴压缩试验与声发射(AE)技术实时监测,系统分析了不同固体质量分数(MF)和水灰比(W/C)下RAFB的力学性能与损伤演化过程。结果表明:RAFB的抗压强度主要取决于CTG的力学性能和灌注度。声发射参数(振铃计数、能量、b值、AF与RA值)对应力发展的响应具有明显的时变响应规律,能有效表征RAFB的损伤演化。RAFB的破坏过程可分为压实、弹性、塑性屈服和破坏4个阶段,其损伤变量演化呈现缓慢增长与快速增长2阶段特征,最终收敛于完全破坏。基于AF与RA值的分析表明,回填体的破坏以拉伸模式为主,且随W/C增大,拉伸破坏比例由68.3%增至75.6%。研究结果为MMS改性回填体的工程应用与损伤预警提供了理论依据。 展开更多
关键词 机制砂石粉 采空区回填 胶结再生骨料回填体 声发射技术 损伤演化
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隐伏岩溶陷落柱对煤层回采及防治水的影响
15
作者 杨艳涛(文/图) 《能源新观察》 2026年第1期53-54,共2页
隐伏岩溶陷落柱是华北煤田奥陶系灰岩发育区普遍存在的特殊地质构造类型,其形成受区域构造条件、基底岩性组合及地下水长期溶蚀作用共同影响,对煤层回采及矿井防治水安全构成潜在威胁。在同类矿区研究成果与工程实践的基础上,系统分析... 隐伏岩溶陷落柱是华北煤田奥陶系灰岩发育区普遍存在的特殊地质构造类型,其形成受区域构造条件、基底岩性组合及地下水长期溶蚀作用共同影响,对煤层回采及矿井防治水安全构成潜在威胁。在同类矿区研究成果与工程实践的基础上,系统分析了区域水文地质条件及岩溶发育特征,对隐伏岩溶陷落柱的平面分布、垂向发育特征及地球物理响应。针对性提出以综合物探、钻探验证和工程防治相结合的防控思路,可为类似地质条件矿区的安全开采提供参考。 展开更多
关键词 岩溶陷落柱 奥陶系灰岩 煤层回采
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三软地层建下充填开采技术研究与应用
16
作者 邹玉龙 周景奎 +1 位作者 刘明明 万蕾 《煤矿现代化》 2026年第1期80-87,共8页
梁家煤矿是典型的软岩矿井,建(构)筑物下压煤严重,为解决建下压煤开采问题,积极寻求适合软岩条件的建下充填开采方法。鉴于软岩随采随冒的特性,制约瓶颈是没有充填时间和空间,基于对煤矿安全生产先进适用技术推广目录中连采连充工艺的... 梁家煤矿是典型的软岩矿井,建(构)筑物下压煤严重,为解决建下压煤开采问题,积极寻求适合软岩条件的建下充填开采方法。鉴于软岩随采随冒的特性,制约瓶颈是没有充填时间和空间,基于对煤矿安全生产先进适用技术推广目录中连采连充工艺的不断调研、分析,结合矿井实际,系统阐述了软岩矿井实施充填开采的可行性,通过优化工作面设计、充填工艺、支护工艺、封堵工艺等,有针对性制订了软岩条件下连采连充方案。配合锚杆测力计、顶板离层仪、充填体应力计和位移计等监测方法和工具,针对充填巷双帮、单帮制定差异化支护措施,规避了顶板下沉、帮部片落的风险,经现场应用,解决了软岩顶板维护问题,开创软岩矿井充填开采的先河,填补软岩充填开采技术空白,形成一套采用固体废物实施绿色开采关键技术。 展开更多
关键词 软岩充填 随采随冒 差异化支护 连采连充
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露天煤矿智能开采技术装备进展与展望
17
作者 王忠鑫 刘英璐 +7 位作者 孙鑫 丁小华 赵红泽 李来平 宋波 黄俊婷 李广贺 周游 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期424-444,共21页
为推动露天煤矿领域新质生产力发展,服务煤炭行业高质量转型升级,支撑国家“双碳”战略目标,系统梳理了我国露天煤矿智能开采技术与装备的最新进展,阐述了全生命周期设计、绿色高效开采、智能开采、安全开采等方向基础理论与应用技术的... 为推动露天煤矿领域新质生产力发展,服务煤炭行业高质量转型升级,支撑国家“双碳”战略目标,系统梳理了我国露天煤矿智能开采技术与装备的最新进展,阐述了全生命周期设计、绿色高效开采、智能开采、安全开采等方向基础理论与应用技术的创新成果,提出了无人智能航测、智能设计与管控一体化、智能穿爆与安防、无人化运输、设备远程智能操控、边坡工程地质灾害防控、人员-设备全域安全监管等7项智能化开采关键技术,解决了我国露天煤矿智能化建设面临的安全智能高效开采技术难题。系统总结了我国露天煤矿工艺技术创新与装备自主可控的发展进程,分析了大切割力轮斗挖掘机、大型矿卡动力传动系统等关键装备的突破,以及世界首台百吨级无驾驶室双向行驶纯电无人自卸车,纯电矿卡、换电矿卡、氢能矿卡等新能源装备的创新应用,构建了以连续化工艺创新应用、绿色动力系统升级、开采装备机器人化为标志的露天矿智能开采新模式。凝练了典型智能化露天煤矿建设成效与经验,研究表明未来露天煤矿智能化发展需深化“绿色、安全、高效”三大核心目标,突破高端装备及关键零部件自主可控“卡脖子”难题,积极应对柔性生产、双碳目标及无人矿山等挑战,推动构建AI大模型驱动的一体化智能决策新体系,为行业高质量发展提供理论支撑与技术路径。 展开更多
关键词 露天煤矿 智能采矿 无人化矿山 绿色开采 采矿装备
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采空区矸石基水泥固化充填体重金属离子析出-迁移约束机理
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作者 张云 白立丞 +5 位作者 曹胜根 来兴平 刘永孜 詹睿 张龙 叶昊 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2026年第1期35-47,共13页
围绕矸石充填体重金属离子对下伏含水层水资源形成的污染隐患问题,系统研究了矸石基水泥固化充填体在保护下伏含水层以及约束重金属离子析出-迁移方面的效果与特征。首先,构建矸石充填体重金属离子迁移模型,揭示复合结构阻隔层条件下矸... 围绕矸石充填体重金属离子对下伏含水层水资源形成的污染隐患问题,系统研究了矸石基水泥固化充填体在保护下伏含水层以及约束重金属离子析出-迁移方面的效果与特征。首先,构建矸石充填体重金属离子迁移模型,揭示复合结构阻隔层条件下矸石充填体重金属离子进行迁移运动的规律。其次,分析总结影响矸石充填体重金属离子迁移的因素,获取矸石基水泥固化充填材料重金属离子的析出浓度。最终,建立矸石基水泥固化充填体重金属离子迁移模型,得到矸石基水泥固化充填体对下伏含水层的保护效果,并揭示其重金属离子析出-迁移约束机理。结果表明:矸石充填体重金属离子的析出过程可分为前期、中期与后期,析出浓度值先增加、再降低、后平稳;矸石充填体重金属离子在复合结构阻隔层中进行迁移运动的过程可分为骤升期、缓冲期与平稳期,迁移距离整体呈现出随时间增加而不断增大的现象,迁移能力表征为随时间增加而不断降低的趋势;矸石基水泥固化充填体重金属离子的最远迁移距离相比未固化处理的矸石充填体降低了18.77%,并提前30 a进入平稳期,有效保护了水资源安全;浸泡在矿井水中的矸石基水泥固化充填体,其对重金属离子析出-迁移的约束机理表征为水泥水化产物对重金属离子的吸附、物理包裹、离子交换、化学结合与碱性固定作用。 展开更多
关键词 重金属离子 复合结构阻隔层 矸石基水泥固化 约束机理
原文传递
松软煤层无水化增透理论及技术发展趋势 被引量：9
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作者 刘勇 张汶定 +5 位作者 陈长江 魏建平 徐向宇 张宏图 南勤聪 校朋伟 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期2123-2146,共24页
在未来相当长的历史时期内,我国仍然要坚持以煤为主的基本国情。煤炭作为兜底保障能源,其高效开采对我国能源安全极为关键。但我国70%以上的煤层为低渗煤层,瓦斯抽采难度大、时间长。瓦斯抽采率低导致的采掘失衡是遏制煤炭产能释放的首... 在未来相当长的历史时期内,我国仍然要坚持以煤为主的基本国情。煤炭作为兜底保障能源,其高效开采对我国能源安全极为关键。但我国70%以上的煤层为低渗煤层,瓦斯抽采难度大、时间长。瓦斯抽采率低导致的采掘失衡是遏制煤炭产能释放的首要因素。尤其是随着浅部资源的枯竭,深部资源复杂赋存环境将使这一问题更加凸显。因此对低渗煤层增透是实现瓦斯高效抽采、解决采掘失衡、提高煤炭产量的有效手段。水力冲孔、水射流割缝和水力压裂等水力化技术因其技术装备成熟、应用灵活,是目前使用范围最广、行之有效的增透技术。然而在松软煤层应用水力化技术时,钻孔易出现塌孔,导致抱钻、喷孔、瓦斯超限等问题。相较于水力化技术,无水化技术从源头上避免了水对煤体强度的软化。采用无水化技术增透松软煤层,能实现瓦斯通道长时间保持通畅,具备高效抽采能力,符合新质生产力的发展理念。因此,无水化技术是目前突破松软煤层瓦斯高效抽采技术瓶颈的可行性方法。无水化技术种类繁多,但均没有在工程中得到应用或推广。为寻求无水化技术在瓦斯抽采领域的发展方向,促进无水化技术发展,突破松软煤层瓦斯高效抽采技术瓶颈,系统梳理了机械刀具、可控冲击波及(磨料)空气射流等10种无水化增透技术,并将其归纳为3类:机械类增透技术、电磁波/机械波增透技术及气体相关增透技术。详细阐述了其技术原理、增透机制、优势及瓶颈,提出了无水化技术在松软煤层瓦斯抽采工程中发展的可行性建议。形成以下主要结论:无水化技术是以机械力、冲击力或热应力的作用形式破裂煤岩,形成卸压区域、裂隙网络,促进瓦斯解吸、渗流,提高瓦斯抽采率。受能量密度和力传递方式的制约,多数无水化技术相较于水力化技术的卸压范围小。这是遏制无水化技术工程应用的主要因素。此外,技术装备的成熟度,可操作性和适用性也是遏制其应用的重要因素。低压(磨料)空气射流在松软煤层应用中发现,在气体压力小于1 MPa条件下,扩孔半径仍可大于1 m,能够实现煤层大范围的均匀卸压。综合能量传递效率和技术装备成熟度,低压(磨料)空气射流在进一步完善安全保障技术的条件下,具有应用推广的潜力。 展开更多
关键词 松软煤层 无水化技术 卸压增透 瓦斯抽采 空气射流
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《煤》投稿须知
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《煤》 2026年第1期F0003-F0003,共1页
《煤》是由山西潞安矿业(集团)有限责任公司主管主办的矿业工程类科技期刊,国内外公开发行,主要刊登煤矿综采、综掘、矿压、支护、机电、地质、通风等方面的优秀学术论文。为规范投稿流程、保障期刊质量,现将投稿相关要求告知如下,请作... 《煤》是由山西潞安矿业(集团)有限责任公司主管主办的矿业工程类科技期刊,国内外公开发行,主要刊登煤矿综采、综掘、矿压、支护、机电、地质、通风等方面的优秀学术论文。为规范投稿流程、保障期刊质量,现将投稿相关要求告知如下,请作者严格遵守。 展开更多
关键词 科技期刊 通风 矿业工程 支护 地质 机电 综掘
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