主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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煤炭工程

期刊英文名:Coal Engineering

  《煤炭工程》,月刊,创刊于1954年,是我国煤炭系统最早的杂志,现由中国煤炭科工集团有限公司主管,煤炭工业规划设计研究院有限公司主办的面向国内外发行的煤炭科学技术方面的综合性学术刊物。
  • 煤炭工程
    煤炭工程
  • 作者(Author):张五星
    关键词(KeyWords):煤炭企业环境成本作业成本法作业环境成本

    摘要:为促进煤炭企业建立有效的成本管理体系进行环境成本管理,进而提高煤炭企业的经济效益。文章在介绍作业环境成本的相关理论的基础上分析了煤炭企业环境成本的重要性,然后通过对作业成本法的动因分析、作业分解等应用方法与环境成本的核算与控制相结合,从而对环境成本进行分解,建立了作业环境成本体系,实现对环境成本的作业管理。该体系的建立有利于找出需要进行成本控制的重点作业加以治理和改进,削减环境成本,找到经济效益与环境效益的最佳平衡点,实现企业的可持续发展。
  • 作者(Author):熊亚超祁慧李泽荃张明阳
    关键词(KeyWords):不安全行为人际信任网络特征行为扩散

    摘要:煤矿作业群体的互动形成了特定的网络结构,文章基于社会网络理论与信任理论,提出煤矿作业群体网络特征通过影响人际信任进而影响群体不安全行为扩散的理论假设,通过问卷调查获取研究数据,利用逐步回归法对假设进行了验证,得出煤矿职工社会网络的凝聚子群、网络密度及网络中心度三个维度经由人际信任的完全中介效应影响不安全行为扩散,关系强度、关系非对称性、网络规模和结构洞四个变量,通过人际信任的部分中介效应影响不安全行为扩散。基于此,提出了群体层面的不安全行为管控策略。
  • 作者(Author):张义清谭继文朱良
    关键词(KeyWords):钢丝绳永磁励磁磁路结构等效磁路有限元

    摘要:为了进一步探究钢丝绳无损检测永磁励磁装置的特性,以提高检测器的性能,对励磁装置进行了全面的分析。通过三维建模,有限元仿真的方法分析了永磁励磁装置中永久磁铁的位置、励磁回路的方式对励磁效果的影响,设计了用于直径36mm钢丝绳励磁的励磁装置的结构尺寸,并用该励磁装置对直径16~36mm的钢丝绳进行励磁,通过等效磁路计算和有限元仿真的方法对励磁效果进行了分析。研究结果表明:将永久磁铁放在永磁励磁装置的两端可以使励磁装置中部形成均匀磁化段,利于检测元件的放置;采用多回路周向均布励磁磁路可以使钢丝绳磁化得更均匀,而且更容易将钢丝绳磁化到饱和状态;永磁励磁装置具有通用性。
  • 作者(Author):贺文海焦可辉
    关键词(KeyWords):掘进机恒功率控制模糊PID

    摘要:掘进机是煤矿开采的关键设备,其高效、平稳的工作有利于提高采煤效率。针对煤层特性复杂多变,悬臂式掘进机截割负载扰动变化剧烈这一问题,提出了一种基于STM32F103ZET6单片机的模糊自适应掘进机恒功率控制系统。该系统采用模糊自适应算法对水平油缸线速度进行调节,并通过SIMULINK进行仿真验证,仿真实验结果表明:该控制系统能根据煤层特性自适应调整悬臂的摆动速度,提高了掘进机的工作效率。
  • 作者(Author):薛春荣宋文江海
    关键词(KeyWords):矿山事故本安探测机器人便携性本安电源动力设计

    摘要:矿用本安探测机器人的动力性能与便携性是其是否适用于矿井事故灾区环境的前提。针对矿用本安探测机器人动力系统设计中面临的增强动力与减轻质量的矛盾,创造性的提出了采用分布式供电+电机串联合力的方式为本安探测机器人提供动力,建立了动力系统设计的多目标优化函数,确定了系统的优化目标、决策变量和约束条件,进一步获得了矿用本安探测机器人的电机与电池的合理取值范围。通过优化,本安探测机器人重量减轻到10. 8kg,较初始设计减轻了29%;测试表明,优化后的机器人行走速度与越障能力均有所提升,性能参数满足设计要求,提高了本安探测机器人的动力性能与便携性。
  • 作者(Author):苏丁骆振福
    关键词(KeyWords):褐煤干燥含水率干燥动力学Page模型

    摘要:褐煤粒径分布宽,成分多样,初始含水率多变,干燥特性复杂。考察了粒度、密度、初始含水率和温度对褐煤干燥特性的影响,得到了褐煤含水率随干燥时间的变化规律,建立了褐煤干燥动力学方程。结果表明:褐煤干燥经历快速干燥和慢速干燥两个阶段,干燥速率随密度和温度增大而增大,随粒度、初始含水率增大而减小;干燥动力学最佳模型为Page模型,模型常数与粒度、密度、初始含水率和温度有经验关系,方程能较好地预测干燥过程中褐煤的动态含水率。
  • 作者(Author):雷高阳徐桂云
    关键词(KeyWords):多绳摩擦式提升机颗粒阻尼传感器钢丝绳张力提升载荷

    摘要:多绳摩擦式提升机存在钢丝绳张力不平衡及提升载荷超载等问题,通用的压块传感器实测的钢丝绳张力信号存在剧烈波动现象,不能有效表征实际的钢丝绳张力及载荷。因此,设计了一种颗粒阻尼减振传感器,在传感器的空腔结构中装入钢珠,当传感器受到活塞杆的推力时,引起颗粒阻尼效果,即钢珠之间及钢珠与容器壁之间的碰撞、摩擦,通过阻尼耗能,能够有效耗散钢丝绳耦合振动引起的载荷冲击,滤除钢丝绳张力信号中的噪声。该新型传感器与通用压块传感器的使用效果相比较,更精确地实现了对钢丝绳张力及提升载荷的测量。
  • 作者(Author):孔祥松方杰蒿晓林吴宝杨张浩琛王栓
    关键词(KeyWords):煤矿地下水库坝体安全层次分析法模糊评价

    摘要:基于煤矿地下水库人工坝体安全评价包含多种因素、准则和层次复杂的情况,为了准确评价坝体安全稳定性,提出了人工坝体安全多层次模糊综合评价模型。在该模型中,通过文献研究、访谈专家的方式分析了影响煤矿地下水库人工坝体安全的关键因素,建立坝体安全综合评价指标体系,采用层次分析法计算各层级因素的权重,建立比较判断矩阵并满足一致性检验;根据坝体安全评语集,以模糊理论为基础结合专家调查表,确定评价因素隶属度、评价矩阵并综合评价。应用该模型对神东矿区大柳塔矿地下水库人工坝体安全现状进行评价,结果表明坝体处于安全状态。
  • 作者(Author):牟义李卫伟高卫富
    关键词(KeyWords):分布式高密度电阻率法视电阻率曲线浅埋深采空区参数优化温纳装置

    摘要:通过在鄂尔多斯范家村煤矿已知采空区采用分布式高密度电阻率法进行装置形式、电压等参数试验,并对相应剖面曲线、典型剖面、立体切片等进行了电性响应特征分析,系统分析最佳试验参数和采空区识别特征,用于探测、识别未知采空区。结果表明:通过分布式高密度电阻率法优化试验,并对相应的曲线、二维剖面、三维切片等响应规律分析,形成浅埋深采空区高密度电阻率法精细探测体系,且验证效果较好。
  • 作者(Author):陈明亮何涛陈国瑜张敬敏王传礼
    关键词(KeyWords):煤矿水液压液压支架安全阀气蚀特性结构优化

    摘要:针对煤矿水液压支架安全阀的严重气蚀问题,建立了阀腔CFD多相流模型,研究了阀腔流场的压力与气相分布特性,分析了阀芯结构参数(阀口排数、阀口个数、孔间距、孔径)对重要阀口过流截面气蚀特性的影响规律,并优化了阀腔结构参数。研究表明:当阀芯为两排阀口、阀口数为16个、孔径为1. 4mm、孔间距为8mm时,最大气相体积分数降低了19. 4%,对气蚀的产生有抑制作用。
  • 作者(Author):满天雷王伟
    关键词(KeyWords):采空区遗煤自燃漏风流场CFD阻力系数

    摘要:采空区漏风易引发遗煤自燃灾害,威胁煤矿井下安全生产。为研究和掌握采空区漏风流场分布,以梁宝寺煤矿3308工作面为研究对象,建立采空区三维模型,构建了采空区三维阻力系数分布函数,借助CFD软件对采空区漏风流场规律进行数值模拟。结果发现:工作面向采空区漏风流场的分布在各方向上具有明显的分区域特性;采空区的主要漏风发生在工作面倾向0~10m的范围内,应加强此范围的密封工作,以隔绝漏风通道;数值模拟得到的沿工作面倾向风量与现场实际测量的结果误差较小,验证了数值模拟具有一定的准确性。上述分析为减少采空区漏风,防治采空区遗煤自燃发火等灾害提供一定的理论基础。
  • 作者(Author):赵文彬芦继宇李振武李福存王胜利
    关键词(KeyWords):采空区动态漏风风压差风阻大气压

    摘要:为了探究工作面巷道掘进与回采时期邻近采空区动态漏风规律,基于风阻定律,建立漏风模型,并结合现场实测研究邻近采空区回风风路两端风压差ΔH及通道漏风风阻R对漏风的影响。研究表明随温度升高大气压力下降加之掘采变化造成通风系统由局部正压通风变为全负压通风,邻近采空区工作面回风侧压力骤降,最大为1303Pa; 3月份掘进时期内外压差变化范围小于9月份回采时期,4号测点内外压差值变化范围由掘进时期-2~14Pa变为回采时期-24~11Pa,该规律反映出回采时期漏风较大的特点;区域空间变化,回采时期4号测点内外压差整体高于5号测点,表明5号测点采空区内部与外部联通较好,风流交换频繁。SPSS相关性分析表明,受时空变化影响采空区内外巷道压力间的显著相关性与实际漏风状况较为吻合。研究对于了解工作面邻近采空区漏风规律,指导工作面防灭火具有重要的现实意义。
  • 作者(Author):张金贵
    关键词(KeyWords):边坡稳定性稳定性控制数值分析破坏机理破坏模式

    摘要:露天边坡的稳定性是影响煤矿安全生产的重要因素,对其工作帮边坡破坏模式进行分析是有效地控制边坡稳定的前提。综合分析魏家峁露天煤矿工作帮边坡地质条件、边坡现状,并结合数值模拟计算,重点揭示边坡的位移特征、剪应变及塑性区扩展情况,对边坡失稳机理及破坏模式进行了分析,结果表明:力学机理上边坡岩体主要受开挖卸荷—剪切破坏影响,宏观表现上工作帮边坡主要发生蠕滑—拉裂型滑移破坏,边坡呈现出沿软弱层发生底部顺层后缘圆弧状的滑动,上覆粉土、粉砂层为坐落—平推型滑移。基于此,提出了"实时监测+疏干排水+清方剥离"的综合滑坡治理方案,提高了边坡稳定性,保障了矿山安全稳定生产。
  • 作者(Author):华明国秦贵成景晨郭海龙张天军黄晓昇
    关键词(KeyWords):COMSOL数值模拟抽采钻孔孔周变形

    摘要:采用COMSOL数值模拟软件,建立三维矩形巷道钻孔交叉模型,研究不同地应力影响下的钻孔孔周应力分布及位移随钻孔深度的变化情况。研究表明:通过分析不同地应力作用下钻孔孔周的Mises应力分布,得到钻孔的左右两侧受压应力,上下两侧受拉应力,呈现出"蝴蝶状"。通过数值模拟及现场试验表明,由于钻孔受到上覆岩层应力及巷道应力重分布的影响,在距离孔口0~20m的范围内即巷道宽度的2倍左右,极易产生钻孔破坏。通过对不同地应力作用下钻孔孔周的应力分布以及位移变化分析,钻孔孔周应力及位移随孔深增加呈现出较强的幂指数关系。
  • 作者(Author):史节涛段昌晨孙尚尚
    关键词(KeyWords):预应力锚索全长锚固轴向附加应力抗剪性能

    摘要:为了分析预应力锚索全长锚固对巷道围岩的加固作用,采用理论分析方法研究了端锚阶段围岩体轴向附加应力与弱面的抗剪性能和全锚阶段围岩体轴向附加应力与弱面的抗剪性能。结果表明:端锚阶段通过预应力将浅部围岩卸载应力转移到深部;全长锚固后提高支护刚性与支护靶向性;全长锚固具有解耦吸能柔性支护性能。预应力全长锚固较端锚支护,支护性能大幅提高,其技术在煤矿现场成功应用,取得了显著的技术、经济效益。
  • 作者(Author):马广兴
    关键词(KeyWords):深埋中厚煤层切顶卸压岩石碎胀特性碎胀系数

    摘要:为了解决深埋中厚煤层切顶卸压岩石碎胀特性的利用缺乏理论支撑的难题,提出了基于110工法的现场实测切顶卸压岩石不同测点碎胀系数的方法,研究切顶卸压岩碎胀系数的演化规律,分析切顶卸压岩石碎胀特性。研究结果表明:随着工作面的推进,各测点碎胀系数变小,稳定值介于1. 356~1. 385。切顶卸压岩碎胀系数有着随工作面推进逐渐变小的碎胀特性,研究成果对于大深度中厚煤层切顶卸压岩石碎胀特性的利用具有重要意义。
  • 作者(Author):袁安营李杨
    关键词(KeyWords):极近距离煤层群重复采动围岩力学特征

    摘要:采用相似材料模拟、数值模拟和现场应用的综合方法对极近距离煤层群重复采动极易引发动力灾害问题进行了研究。结果表明:煤层群重复采动过程中下伏工作面推进至85m时顶板与上伏工作面采空区出现贯通,导致下工作面周期来压呈不规律现象;下伏工作面前垮落角随着工作面的推进整体呈下降的趋势,后垮落角呈上升的趋势,且都在工作面推进至85m左右时角度发生明显变化;与初次采动相比,重复采动过程中应力集中程度相对缓和,卸压区域影响范围较大,当工作面推进至初次采动工作面煤柱影响区附近时,容易引发应力急剧增长及强动压现象。提出了"时间-空间-强度"相统一的极近距离煤层群重复采动条件下工作面强动压现象防范措施,保障了工作面的安全生产。
  • 作者(Author):魏向志
    关键词(KeyWords):逆冲断层巨厚砾岩诱冲机制冲击地压微震活动

    摘要:为研究巨厚砾岩与大型逆冲断层控制下耿村煤矿13230工作面冲击地压发生机理,对其掘进与回采期间地质特征、微震时空演化、b值及能量特征和地表沉降变化特征展开现场实测分析。研究结果表明:F16断层逆冲滑移运动产生的高水平应力和巨厚砾岩大面积悬顶产生的高垂直应力为冲击地压孕灾提供了力源条件; 13230工作面掘进末期、开切眼及回采初期距离F16断层较远,断层滑移运动影响较小而巨厚砾岩运动作用影响较大,煤岩体能量增长式积聚最终诱发剧烈的冲击地压事故;随着13230工作面逐渐向断层靠近,断层滑移运动影响增强,地表抬升现象明显,煤岩体能量均匀性积聚最终诱发集中式较轻微的冲击显现。研究结果为巨厚砾岩和逆冲断层影响下13230工作面冲击地压发生机理的研究提供理论基础。
  • 作者(Author):冯国瑞王胜伟郭峰
    关键词(KeyWords):开采顺序复合残采区煤岩层矿压显现应力分布移动变形

    摘要:为了研究上下煤层开采顺序对复合残采区层间煤岩层矿压显现影响的规律,以西山煤电白家庄煤矿上下部煤层分别采用刀柱法和长壁垮落法开采后形成的复合残采区为研究对象,综合运用现场调研、理论分析和数值模拟等研究方法,分析了上下煤层不同开采顺序对中部遗留煤层及其围岩应力分布、移动变形和破坏特征的影响。研究结果表明:相较于"先下后上"的开采顺序,采用"先上后下"开采顺序时,上下部煤层开采完毕后中部遗留煤层及其围岩的应力集中程度更低,双重采动所造成的应力影响范围更小;采用"先上后下"开采顺序时,复合残采区层间煤岩层移动变形量较"先下后上"开采顺序时小;采用"先上后下"开采顺序时,上部煤层遗留刀柱煤柱下方岩体未受到塑性破坏,即该区中部煤层整体稳定性较好。研究可为同类型赋存条件的复合残采区中部遗留煤层安全开采提供理论基础。
  • 作者(Author):申红梅
    关键词(KeyWords):监测网络设计观测数据质量评价预判对井筒的影响安全回采

    摘要:通过建立三条观测线,随着工作面的回采,监测其空间位置变化情况,以此来预警工作面回采对井筒可能产生的影响,为生产决策提供依据。回采中期,通过对已有观测数据的分析与研究,判断工作面继续回采不会威胁井筒安全,工作面继续按照设计要求回采至收作线。目前工作面已按照设计回采结束,通过对数据分析已经对井筒的实际监测,工作面回采未影响井筒安全。
  • 作者(Author):邢延团
    关键词(KeyWords):洛河组含水层厚煤层开采导水裂隙带钻孔探测

    摘要:以亭南煤矿二盘区巨厚洛河组下开采条件为背景,采用理论和工程探测方法,对不同工作面采厚情况下采动覆岩导水裂隙的发育特征进行了探测和分析。研究结果表明,在204面采高6m条件下,实探导水裂隙带高度为144. 0m; 206工作面采放总厚度7. 5m情况下,实探导水裂隙带高度为140. 2m; 206工作面采放总厚度9m情况下,实探导高为148. 3m,导水裂隙带高度并没有因采高的变化而明显变化,均至宜君组底界附近,同时受控于覆岩中关键层的位置。实测结果也验证了基于关键位置的导高判别方法的正确性及其在亭南煤矿巨厚洛河组覆岩条件下的适用性。研究成果可为亭南煤矿后续盘区合理采放高度设计和顶板水防治提供参考和借鉴。
  • 作者(Author):丰安祥史文豹
    关键词(KeyWords):穿层钻孔水力压裂增透机制瓦斯抽采

    摘要:基于张集矿煤层地应力高、透气性低的特点,为了改善张集矿井下瓦斯抽采效率,采用相似模拟与工程试验相结合的手段,研究得出了水力重复压裂煤层过程中裂隙发育、扩展演化特征以及上覆岩层卸压、增透机制。并提出了穿层钻孔"重复压裂"及"先压后冲"相结合的压裂技术增加煤层渗透性,并根据模拟结果合理选择现场压裂施工参数进行现场工程试验,结果表明,该水力压裂技术可以有效提高煤层瓦斯抽采量,缩短抽采达标时间。
  • 作者(Author):孙刘伟赵忠显居昌波
    关键词(KeyWords):深井区段煤柱冲击地压静载荷震波CT综合防控

    摘要:针对郓城煤矿1301工作面临空80m区段煤柱冲击地压防控难题,分析了区段煤柱冲击地压发生的主导因素,采用震波CT原位探测技术评价区段煤柱冲击危险性,制定了综合防治方案并进行现场应用。结果表明:80m区段煤柱冲击地压载荷源为高自重应力、强构造应力与采空区侧向支承压力叠加而成的静载荷;基于静载荷探测的震波CT原位评价技术揭示区段煤柱测区内冲击危险指数C=0. 5~0. 7,具有中等冲击危险;巷帮大直径钻孔强预卸压可转移高应力、改变煤层积聚弹性能的条件,巷道全断面支护加固来增强围岩的整体抗冲能力,确定合理推进度降低开采扰动,综合监测预警确定动态冲击危险区并及时卸压解危,现场应用表明防治效果明显。
  • 作者(Author):张槐森
    关键词(KeyWords):房柱式采空区区段煤柱来压规律压架工作面调整

    摘要:昊达煤矿4205工作面位于4-2煤层,覆岩中存在上覆3-2煤层房柱式采空区,受上覆煤层遗留区段煤柱影响,4205工作面回采过程易出现顶板突然剧烈来压,且来压规律不显著,支架频繁被压毁。通过采用现场实测与理论分析相结合的研究手段,对工作面主要来压原因进行分析,并结合房柱式采空区煤柱破坏失稳理论判据,认为在靠近房柱式或炮采采空区边缘容易出现顶板剧烈来压,且支架直接被压坏的现象,并提出了通过缩短工作面倾斜长度,以减小上部房柱式采空区的横跨区域范围,从而降低采空区顶板大范围垮落的危险性的工作面调整措施,并在现场得到了良好的应用效果,为类似条件的矿井提供了高效安全开采的经验。
  • 作者(Author):王飞龙沈贵阳
    关键词(KeyWords):综采工作面工作面搬家单通道双翼支架搬运车

    摘要:为了提高禾草沟煤矿50102工作面的搬家进度,通过现场勘察并结合系统分析的方法,对搬家过程中耗时最长的支架搬运环节进行了优化处理,采用了单通道双翼回撤工艺。结果表明,综采工作面快速搬家过程中使用单通道双翼回撤工艺可以大大提高综采设备搬家速度,缩短搬家工期,为矿井创造出较好的经济效益。

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