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煤矿机电设备信息化管理关键技术思考

中国战略新兴产业 2025年第08期 29-31页

作者：王贵明华亭煤业集团有限责任公司

本文探讨了煤矿机电设备信息化管理的重要性、原则及关键技术。信息化管理对煤矿行业提升效率、保障安全、优化资源配置及现代化转型至关重要。文章分析了安全优先、科学规划、实时监控和数据驱动等原则,并深入介绍了故障诊断、数字孪... 详细信息

本文探讨了煤矿机电设备信息化管理的重要性、原则及关键技术。信息化管理对煤矿行业提升效率、保障安全、优化资源配置及现代化转型至关重要。文章分析了安全优先、科学规划、实时监控和数据驱动等原则,并深入介绍了故障诊断、数字孪生、信息传输、运行监测和AI图像处理等关键技术,旨在精准模拟生产环境、远程监控设备、实时监测现场,提高生产效率和安全性,为煤矿行业的数字化转型和智能化升级提供参考。

关键词：煤矿机电设备信息化管理关键技术

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煤体受拉破坏能量演化规律与失稳灾变特征

科学技术与工程 2025年第1期25卷 112-118页

作者：徐世龙孙文洋刘君奇龙昭熹汪官腾薛兴卓刘扬尚少康钮月中国矿业大学安全工程学院徐州221116 深地科学与工程云龙湖实验室徐州221006 万华化学(烟台)电池产业有限公司烟台264000 华亭煤业集团有限责任公司东峡煤矿平凉744100 郑州煤炭工业(集团)杨河煤业有限公司裴沟煤矿郑州452382

为研究煤炭开采过程诱发的煤岩动力灾害防控问题,开展了原煤试样巴西劈裂试验,研究了受拉破坏过程中煤体的能量演化规律,对煤体失稳破坏的前兆信息进行了判识。结果表明:煤体受拉破坏过程具有显著的非线性演化特征,能够判识煤体破坏的... 详细信息

为研究煤炭开采过程诱发的煤岩动力灾害防控问题,开展了原煤试样巴西劈裂试验,研究了受拉破坏过程中煤体的能量演化规律,对煤体失稳破坏的前兆信息进行了判识。结果表明:煤体受拉破坏过程具有显著的非线性演化特征,能够判识煤体破坏的临界点、失稳点、破坏点;受拉损伤破坏各阶段,煤体的能量演化特征差异显著,在弹性变形阶段,输入能主要转化为弹性能,耗散能保持稳定,而在失稳破坏阶段,耗弹比呈跳跃式增长;能量释放速率与能量耗散速率在煤体受拉过程的临界点、失稳点、破坏点处均具有异常响应特征,且特征点的出现均有显著的前兆信息。煤岩失稳破坏的本质是能量积聚与耗散的结果,煤体能量指标能够揭示试样损伤破坏过程中能量演化的异常特征,进而判识煤体发生灾变的前兆信息,有利于超前预警,保障煤炭资源安全高效开采。

关键词：受载煤体拉伸破坏能量演化灾变特征前兆信息

极近距离煤层采空区下再生顶板全锚索支护技术实践

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能源技术与管理 2025年第1期50卷 61-63,78页

作者：南建龙华亭煤业集团新柏煤矿有限责任公司甘肃平凉744201

针对新柏煤矿极近距离采空区下35202工作面下顺槽再生顶板支护问题,基于上煤层采动影响下中间夹层的破坏情况,提出了一种“锚网索+钢筋托梁支护”的顶板全锚索支护方案,并在新柏煤矿35202工作面下顺槽进行应用。结果表明:采用顶板全锚... 详细信息

针对新柏煤矿极近距离采空区下35202工作面下顺槽再生顶板支护问题,基于上煤层采动影响下中间夹层的破坏情况,提出了一种“锚网索+钢筋托梁支护”的顶板全锚索支护方案,并在新柏煤矿35202工作面下顺槽进行应用。结果表明:采用顶板全锚索主动支护方案后,采空区能够有效形成二次胶结再生顶板,巷道两帮移近量51 mm,顶底板移近量78 mm,且无冒顶现象,保证了巷道在回采期间的正常使用,取得了良好的巷道围岩控制效果。这为类似地质条件下的巷道围岩控制提供了参考依据。

关键词：全锚索支护采空区再生顶板

基于声光联合试验的预制双裂隙砂岩损伤演化特征研究

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岩石力学与工程学报 2025年第1期44卷 30-42页

作者：陈结孟历德仁崔义蒲源源陈紫阳重庆大学资源与安全学院重庆400044 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044 扎赉诺尔煤业有限责任公司内蒙古呼伦贝尔021410

为了研究岩桥长度和含水情况对砂岩力学特性及损伤演化规律的影响,开展干燥及饱和2种情况下不同岩桥长度含预制双裂隙砂岩单轴压缩试验,通过声发射(AE)和数字图像相关技术(DIC)实时监测砂岩内部损伤及表面裂纹扩展情况。结果表明:裂隙... 详细信息

为了研究岩桥长度和含水情况对砂岩力学特性及损伤演化规律的影响,开展干燥及饱和2种情况下不同岩桥长度含预制双裂隙砂岩单轴压缩试验,通过声发射(AE)和数字图像相关技术(DIC)实时监测砂岩内部损伤及表面裂纹扩展情况。结果表明:裂隙试件的强度低于完整试件,且岩桥长度越长,试件的单轴抗压强度越大,饱水试件强度低于干燥试件。裂隙试件会在破坏过程中出现应力降,并与AE计数峰值现象对应,岩桥长度增加使第一应力降逐渐向应力峰值靠近,饱水试件的AE计数变化规律与干燥试件一致。饱水试件和干燥试件的AE定位事件和DIC应变异常区域率先集中在岩桥部位,并沿预制裂隙逐渐向试件边界发育。研究结果有助于富水条件下围岩失稳破坏的监测及预警。

关键词：岩石力学岩桥裂纹演化声发射数字图像相关技术

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采场正断层损伤活化机理与特征

煤矿安全 2025年第2期56卷 126-136页

作者：陈太勇刘国磊常笑笑吴延成马秋峰郝喜庆赵成博山东理工大学资源与环境工程学院新汶矿业集团有限责任公司孙村煤矿山东能源集团鲁西矿业有限公司郭屯煤矿枣庄矿业集团高庄煤业有限公司

为了探究工作面向正断层推采时断层力学响应特征，基于高庄煤矿1105工作面工程地质条件建立数值仿真模型，获得开采扰动下断层损伤变量演化特征；对模拟结果进行多元线性回归分析并建立下盘岩体力学模型，获得断层损伤变量与煤体应力的... 详细信息

为了探究工作面向正断层推采时断层力学响应特征，基于高庄煤矿1105工作面工程地质条件建立数值仿真模型，获得开采扰动下断层损伤变量演化特征；对模拟结果进行多元线性回归分析并建立下盘岩体力学模型，获得断层损伤变量与煤体应力的关系。结果表明：断层的裂隙损伤由高位岩层向低位岩层发展，当断层损伤变量达到临界值时，断层具备发生活化的条件；工作面采动影响下，断层损伤变量的发展早于煤体支承压力的增长，可将断层损伤变量作为预报断层活化、煤体应力升高的关键指标；通过多元线性回归分析确定的对断层损伤变量的影响因素依次为距断层距离、垂直应力、断层内摩擦角、断层黏聚力；工作面向断层推采过程中，工作面与断层间煤体宽度减小造成了煤体应力增加；同时推采导致了断层面的损伤发展，上下盘岩体之间有效承载面积减小，岩体质量大部分由下方煤体承担，煤体应力进一步增加。

关键词：正断层开采扰动断层活化损伤变量数值模拟多元线性回归分析

冲击荷载作用下单元式吸能防冲支架响应特性研究

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煤炭科学技术 2025年

作者：王书文肖永惠金峰代连朋苏士杰王爱文马平中国中煤能源集团有限公司辽宁大学物理学院辽宁大学灾害岩体力学研究所中天合创能源有限责任公司葫芦素煤矿中天合创能源有限责任公司门克庆煤矿

深入掌握超前液压支架的力学特性及其模态响应规律是巷道超前液压支架选型与优化设计的基础和前提。针对吸能防冲液压支架防冲性能问题，对冲击荷载作用下单元式吸能防冲支架响应特性开展研究。采用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explici... 详细信息

深入掌握超前液压支架的力学特性及其模态响应规律是巷道超前液压支架选型与优化设计的基础和前提。针对吸能防冲液压支架防冲性能问题，对冲击荷载作用下单元式吸能防冲支架响应特性开展研究。采用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit显式求解器，建立单元式吸能防冲液压支架数值计算模型，对吸能防冲支架进行竖向冲击试验，研究分析吸能防冲支架的力学响应特性与模态响应特性，得到单元式吸能防冲液压支架的吸能特性、固有频率与易变形部件。结果表明：力学响应特性方面，冲击荷载作用下，单元式吸能防冲支架表现出了良好的“让压降阻、减震降幅、吸能止冲”的综合效能；整个冲击过程中，吸能防冲支架共计吸收2.30MJ的能量，吸能器塑性变形耗能约占40%～50%。模态响应特性方面，研究得到单元式吸能防冲液压支架整机固有频率约为665.37～3280.5Hz，频率较高。可知，该型吸能支架对近场顶板脆性断裂或煤体压缩失稳等中高频类型冲击地压显现具有良好的避频适应性。通过数值模拟计算结果得到了液压支架两根立柱和立柱护板是最容易发生振动变形的部件。立柱设计时要重点考虑避免第1、2、4、5、6和9阶振动频率处的振动变形，尤其主振型的避频设计；立柱护板设计时要重点考虑避免第1、2和9阶振动频率处的振动变形及其变形趋势。研究结果能够为巷道吸能防冲液压支架的合理选型与后续优化设计提供技术支撑。

关键词：冲击地压吸能防冲超前巷道数值模拟液压支架

火成岩侵入对煤物化结构与低温氧化的影响机制

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中国矿业大学学报 2025年第1期54卷 186-201页

作者：秦波涛邵旭李子威曲宝中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 铁法煤业(集团)有限责任公司辽宁调兵山112700

火成岩侵入的煤层更易自然发火,这与岩浆对煤物理化学结构的改造密切相关,因此需探究火成岩侵入对煤体物化结构与低温氧化的内在影响机制.首先,基于氮气、二氧化碳等温吸附和傅里叶红外光谱测试研究了火成岩侵入区构造煤的孔隙结构和化... 详细信息

火成岩侵入的煤层更易自然发火,这与岩浆对煤物理化学结构的改造密切相关,因此需探究火成岩侵入对煤体物化结构与低温氧化的内在影响机制.首先,基于氮气、二氧化碳等温吸附和傅里叶红外光谱测试研究了火成岩侵入区构造煤的孔隙结构和化学结构特征,岩浆的接触变质作用比热变质作用对煤体结构的改造程度更高;受接触变质作用影响煤样比表面积增涨了237.6%,其孔隙表面粗糙度和孔隙网络复杂度均升高,煤中芳香环、含氧官能团和脂肪烃含量降低,羟基和矿物含量升高,其化学结构特征参数均增大.其次,结合含瓦斯煤体程序升温试验与颗粒煤瓦斯外扩散数值模拟探究了甲烷与氧气的置换过程,结果显示岩浆的热变质作用强化了煤中甲烷与氧气的置换,但接触变质作用延缓了两者的置换;提出了一种定量计算煤物理吸氧量和化学吸氧量的新方法,并分析了煤中氧气的物理-化学吸附的转变过程,经历岩浆变质作用的煤样表现出较高的物理吸氧量,受热变质作用影响煤样的物理-化学吸附主控转变温度最低仅有55.22℃,降低了近20℃;基于阿伦尼乌斯公式和化学反应速率公式准确计算了煤-氧反应的表观活化能,热变质作用降低了煤-氧反应的表观活化能,而接触变质作用使表观活化能比正常煤样更高.最后,使用灰色关联分析探究了构造煤物化结构与其低温氧化的相关性,分析得到:构造煤孔隙表面粗糙度、孔隙网络复杂度以及支链化程度的提高,不仅促进了煤体内部甲烷与氧气的置换,使得低温氧化过程更快地由物理吸附主控转变为化学吸附主控,而且促使芳香烃断裂形成了更多长度更短的支链,致使煤与氧气反应的活化能降低,易于演变成强烈的氧化反应.

关键词：火成岩物理化学结构甲烷-氧气置换物理-化学吸附转变表观活化能

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党建引领聚合力品牌赋能促发展

支部建设 2025年第02期 37-39页

作者：郑文贤山西焦煤集团有限责任公司官地煤矿

山西焦煤集团有限责任公司官地煤矿（以下简称“官地矿”），隶属山西焦煤西山煤电，始建于1960年，建矿60多年来，累计生产原煤1.8亿吨，为国家的经济发展建设做出了积极贡献，先后获得“全国先进基层党组织”“全国模范职工之家”“...

山西焦煤集团有限责任公司官地煤矿（以下简称“官地矿”），隶属山西焦煤西山煤电，始建于1960年，建矿60多年来，累计生产原煤1.8亿吨，为国家的经济发展建设做出了积极贡献，先后获得“全国先进基层党组织”“全国模范职工之家”“全国煤炭工业行业一级安全高效矿井”等荣誉称号。党建做实了就是生产力，做强了就是竞争力，做细了就是凝聚力。

关键词：

考虑综掘机截割不同迎头区域时除尘风筒的布置位置优选

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煤炭科学技术 2025年

作者：张增辉刘彦青李瑞卿张浪李伟国能神东煤炭集团有限责任公司国家能源集团神东煤炭保德煤矿煤科通安(北京)智控科技有限公司煤炭科学技术研究院有限公司北京市煤矿安全工程技术研究中心

为了提高长压短抽式局部通风掘进工作面除尘效率，量化分析掘进工作面风流场分布特征和综掘机截割掘进迎头全过程控尘效果，优选掘进巷道断面内除尘风筒最佳布置位置。首先根据风流作用下粉尘颗粒受力分析，构建考虑巷道风流状态、粒径... 详细信息

为了提高长压短抽式局部通风掘进工作面除尘效率，量化分析掘进工作面风流场分布特征和综掘机截割掘进迎头全过程控尘效果，优选掘进巷道断面内除尘风筒最佳布置位置。首先根据风流作用下粉尘颗粒受力分析，构建考虑巷道风流状态、粒径等粉尘特性的巷道风流中粉尘颗粒运动模型，将掘进迎头断面划分为9个产尘区域，真实还原在综掘机截割过程中的产尘过程。以保德煤矿81205胶运顺槽综掘工作面为研究对象，结合综掘工作面风流场N-S模型和REGk-ε模型，建立综掘机截割掘进迎头全过程条件下综掘工作面风流粉尘运移数值模型。在此基础上利用正交对比试验方法，模拟分析了不同尘源区域条件下除尘风筒分别布置位于“巷道中央上方位置”、“巷道侧帮上部位置”、“巷道侧帮中部位置”情况下巷道风流场分布规律与除尘效果，开展现场测试分析，研究表明：不同截割区域产尘源条件下巷道内粉尘运移扩散表现出明显差异性，且模拟与试验条件下粉尘运移扩散变化趋势基本一致，表明用宫格切割法细分掘进工作面迎头断面尘源更贴合掘进工作面实际截割产尘过程；模拟与试验条件下除尘风筒位于巷道侧帮上部位置条件下司机位置（距离迎头10 m巷道位置）处于涡流负压区域，人员作业区域（距离迎头28 m巷道位置）风速流场平稳，最有利于控尘，除尘风筒位于巷道中央上方位置次之；除尘风筒位于巷道侧帮上部位置条件下呼吸高度位置（距离巷道底板1.5m高度）粉尘浓度值最低、粉尘扩散区域和粉尘扩散总量最小，当综掘机截割掘进工作面迎头断面上部和中部区域时更为为明显。

关键词：掘进工作面数值模拟截割区域粉尘浓度风筒布置