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宁夏无烟煤煤岩煤质特征及绿色利用途径研究

煤炭加工与综合利用 2024年第10期 94-100+103页

作者：赵刚赵红亮陈良宝吴天才宁夏回族自治区煤炭地质局

为促进宁夏优质煤炭资源的清洁高效利用，对全区无烟煤的煤岩煤质特征及洁净等级进行详细对比分析，在全面掌握宁夏无烟煤资源禀赋的基础上，总结提出宁夏无烟煤的深加工洁净利用途径。碱沟山矿区和汝箕沟矿区无烟煤变质程度高，已具有... 详细信息

为促进宁夏优质煤炭资源的清洁高效利用，对全区无烟煤的煤岩煤质特征及洁净等级进行详细对比分析，在全面掌握宁夏无烟煤资源禀赋的基础上，总结提出宁夏无烟煤的深加工洁净利用途径。碱沟山矿区和汝箕沟矿区无烟煤变质程度高，已具有一定石墨化程度，且原煤综合评价洁净等级均为Ⅲ级，属高质量洁净煤，均可作生产炭素材料、超纯煤、低灰活性炭、碳化硅的还原剂以及石墨制品和无烟煤基导电高分子材料等的原料。韦州矿区和马莲滩矿区无烟煤为中高变质程度，原煤综合评价洁净等级分别为Ⅳ级和Ⅵ级，属中等洁净煤和差洁净煤，煤质指标达到一般工业用煤标准，可用作气化用煤等。

关键词：无烟煤煤岩煤质煤炭资源洁净利用

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煤炭工业发展关键技术突破与超级煤矿建设

煤炭工程 2024年第10期56卷 1-11页

作者：王国法庞义辉中国煤炭科工集团有限公司北京100013 煤炭科学研究总院有限公司北京100013

为了发展煤炭领域先进生产力,助力煤炭工业高质量发展,研究了近年来我国采场围岩控制技术发展历程,分析了采动应力演化规律及围岩断裂失稳过程,创新提出了超大采高工作面围岩断裂失稳力学模型、控制准则及液压支架合理工作阻力计算方法... 详细信息

为了发展煤炭领域先进生产力,助力煤炭工业高质量发展,研究了近年来我国采场围岩控制技术发展历程,分析了采动应力演化规律及围岩断裂失稳过程,创新提出了超大采高工作面围岩断裂失稳力学模型、控制准则及液压支架合理工作阻力计算方法。系统阐述了我国综采技术装备发展历程,研发了最大采高10 m的超大采高综采成套装备,以及最大支护高度7.0 m的超大采高综放成套装备,解决了西部矿区浅埋深、坚硬、厚及特厚煤层安全高效开采技术难题。系统分析了我国主要煤炭产区煤矿智能化建设现状、关键技术、取得的建设成效及存在的主要问题,提出了智能化超级煤矿的定义、特征及内涵,研究了典型超级煤矿建设成效与经验,并从标准体系、数据体系、技术体系、管理体系、生态体系建设等方面阐述了未来煤炭工业主要发展方向。

关键词：围岩控制煤机装备智能化煤矿高质量发展超级煤矿

广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂地球化学特征及物源研究

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煤炭学报 2024年第9期49卷 3884-3895页

作者：张德高徐小涛孙杰张福强李宝庆张莉庄新国严晓云中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039 矿山透明地质与数字孪生技术国家矿山安监局重点实验室北京100039 中国煤炭地质总局广西煤炭地质局广西南宁530299 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074

广西上林晚二叠世合山组含煤岩系中广泛存在锂元素富集的现象,具有潜在的经济价值和研究意义。本次研究以广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂矿化层为研究对象,在对34件样品常量元素和微量元素测试,并对1件样品锆石U–Pb测年和锆石... 详细信息

广西上林晚二叠世合山组含煤岩系中广泛存在锂元素富集的现象,具有潜在的经济价值和研究意义。本次研究以广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂矿化层为研究对象,在对34件样品常量元素和微量元素测试,并对1件样品锆石U–Pb测年和锆石微量元素测定的基础上,综合分析了区内合山组煤系锂矿化层的空间分布、元素地球化学特征和物质来源。研究发现,合山组煤系自下而上有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四套锂矿化层,锂质量分数由高到低依次为层Ⅰ、层Ⅲ、层Ⅱ和层Ⅳ。与世界黏土岩均值相比,层Ⅰ中Li元素属于高度富集,层Ⅱ、层Ⅲ中Li元素属于富集,而层Ⅳ中Li元素属于轻微富集;Al_(2)O_(3)–TiO_(2)、La/Sc–Th/Co和V–Ni–Th×10物源区岩性判别图解显示,层Ⅰ、层Ⅲ和层Ⅳ的大部分样品点落在酸性岩浆岩区附近,层Ⅰ中少数样品点落在中性岩浆岩区域,由此推断,万福矿区合山组煤系锂矿化层主要来自酸性和中性岩浆岩。通过对锆石U–Pb定年、锆石微量元素Th/Nb−Hf/Th和Th/U–Nb/Hf构造判别图、稀土元素分析以及Al_(2)O_(3)–TiO_(2)、La/Sc–Th/Co、V–Ni–Th×10和Nb/Y–Zr/TiO_(2)四个物源判别图的综合研究得出,万福矿区合山组煤系锂矿化层主要来自峨眉山大火成岩省和古特提斯二叠纪岩浆弧相关的中酸性岩浆岩。

关键词：煤系锂地球化学特征合山组万福矿区锆石U–Pb定年物源分析

酚醛树脂泡沫充填材料反应温度和膨胀倍数影响因素研究

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中国煤炭 2024年第1期50卷 80-86页

作者：杨春满王凯于潇沣王利红煤炭科学技术研究院有限公司北京市朝阳区100013

酚醛树脂泡沫快速的发泡性能和高膨胀倍数,能够使其在极短的时间将煤矿冒落区的大空穴充满,并具有一定的支撑能力,而发泡剂和助剂是影响酚醛树脂泡沫的主要因素,对物理发泡剂和化学发泡剂进行了比较,测试了膨胀倍数、最高反应温度、抗... 详细信息

酚醛树脂泡沫快速的发泡性能和高膨胀倍数,能够使其在极短的时间将煤矿冒落区的大空穴充满,并具有一定的支撑能力,而发泡剂和助剂是影响酚醛树脂泡沫的主要因素,对物理发泡剂和化学发泡剂进行了比较,测试了膨胀倍数、最高反应温度、抗压强度、固化时间和泡孔结构等指标。研究结果表明,相同量的化学发泡剂要优于物理发泡剂,而将两者混合使用后可以取得更好的发泡效果;随着发泡剂添加酚醛树脂泡沫膨胀倍数逐渐增加,当膨胀倍数超过40倍后其抗压强度将低于标准指标要求,因此膨胀倍数在25~40倍时为最佳;添加高热容助剂可以有效降低最高反应温度,但添加量过大时会延长酚醛树脂泡沫的固化时间导致成型慢,进而影响施工效果,因此助剂添加量在10%~15%时,可以有效降低最高反应温度,并对固化时间影响较小。

关键词：充填材料酚醛树脂泡沫反应温度膨胀倍数固化时间泡孔结构

热电厂燃煤锅炉烟气脱硫脱硝的节能减排改造实践

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资源节约与环保 2024年第5期 5-8页

作者：任志宏吕梁市生态环境局孝义分局山西吕梁032300

随着国家新环保标准与环保法的陆续颁布执行,我国大部分燃煤热电厂都面临着锅炉烟气脱硫脱硝装置为达到节能减排目的而进行升级改造的问题。以山西省某热电厂的2台410t/h燃煤锅炉(8#、9#锅炉)为研究对象,从石灰石-石膏湿法脱硫系统、布... 详细信息

随着国家新环保标准与环保法的陆续颁布执行,我国大部分燃煤热电厂都面临着锅炉烟气脱硫脱硝装置为达到节能减排目的而进行升级改造的问题。以山西省某热电厂的2台410t/h燃煤锅炉(8#、9#锅炉)为研究对象,从石灰石-石膏湿法脱硫系统、布袋除尘器、低氮燃烧器、SCR脱硝工艺等方面,对其烟气脱硫脱硝装置进行节能减排改造。改造后实际运行效果显著,排烟温度降低了10~15℃,锅炉热效率提高0.2%,烟气主要污染物全部实现达标排放,取得了较好的环境保护效果。

关键词：燃煤锅炉脱硫脱硝节能减排环境保护

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水仓防隔水煤柱安全评价及注浆加固治理研究

中国煤炭 2024年第4期50卷 57-62页

作者：黄欢杨茂林许峰陈永亮党亚堃煤炭科学研究总院北京市朝阳区100013 中煤科工西安研究院〈集团〉有限公司陕西省西安市710077 国能神东煤炭集团有限责任公司陕西省榆林市719300 国能神东煤炭集团有限责任公司哈拉沟煤矿陕西省榆林市719300

某煤矿水仓的砌碹巷道在开采的扰动、防隔水煤柱宽度留设不足、砌碹壁后充填不密实等情况下,使得周边采空区水渗漏至水仓,极大影响了水仓的安全稳定。为进一步加强水仓煤柱的稳定性,运用地面钻孔及井下钻孔相结合的方法进行注浆加固。... 详细信息

某煤矿水仓的砌碹巷道在开采的扰动、防隔水煤柱宽度留设不足、砌碹壁后充填不密实等情况下,使得周边采空区水渗漏至水仓,极大影响了水仓的安全稳定。为进一步加强水仓煤柱的稳定性,运用地面钻孔及井下钻孔相结合的方法进行注浆加固。采用地面钻孔注浆充填井下硐室,硐室充填沙子245~328 m^(3)、水泥487~650 t,充填材料体积远远大于硐室体积220 m^(3),有效增加了煤柱厚度;利用井下钻孔在砌碹处进行水泥注浆与水化学注浆,使得砌碹裂缝处涌水量由15 m^(3)/h降至为零,砌碹壁后空隙充填效果良好。通过对煤柱及砌碹壁后空隙的注浆充填,有效提高了水仓防隔水煤柱的稳定性。

关键词：水仓排水系统防隔水煤柱采空区水注浆

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花岗岩及细粒花岗岩声发射时频域特征分析

地下空间与工程学报 2024年

作者：王创业隋青瑞游茹韩天宇刘城成内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心

为进一步研究不同粒度花岗岩内部裂纹演化特征,对花岗岩及细粒花岗岩进行单轴压缩声发射实验。结果表明:对比事件率、累积事件数、能率、累积能量可知细粒花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段裂纹萌生能力弱于花岗岩,在峰后破坏阶段表现出较强... 详细信息

为进一步研究不同粒度花岗岩内部裂纹演化特征,对花岗岩及细粒花岗岩进行单轴压缩声发射实验。结果表明:对比事件率、累积事件数、能率、累积能量可知细粒花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段裂纹萌生能力弱于花岗岩,在峰后破坏阶段表现出较强的脆性特征;花岗岩高幅值声发射(AE)信号占比约为细粒花岗岩的两倍,花岗岩高幅值声发射信号占比更多,破坏更剧烈;主破裂发生之前细粒花岗岩的平均频率(AF)值高于花岗岩,细粒花岗岩在主破裂发生之前孕育更高占比的张拉裂纹;对试样求取主频熵值,发现主频熵值的“波动升高波动降低”的拐点可作为试样的临界破坏前兆点;试样内部各阶段不同类型AE信号演化规律进行分析,发现在裂纹稳定扩展阶段中花岗岩出现大量低幅值中主频的声发射信号,说明花岗岩在此阶段会积累更多的损伤。

关键词： RA-AF值主频熵值时频域归一化频谱图

改进双向长短期记忆神经网络的瓦斯涌出量预测

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安全与环境学报 2024年

作者：祁云白晨浩代连朋汪伟薛凯隆崔欣超山西大同大学煤炭工程学院辽宁大学灾害岩体力学研究所辽宁工业大学机械工程与自动化学院

为提高瓦斯涌出量预测精度，降低煤矿回采工作面瓦斯涌出超限事故的风险，针对瓦斯涌影响因素众多、难以预测等问题，采用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization，GWO)–双向长短期记忆神经网络(Bi-directional Long Short-Term Memory，... 详细信息

为提高瓦斯涌出量预测精度，降低煤矿回采工作面瓦斯涌出超限事故的风险，针对瓦斯涌影响因素众多、难以预测等问题，采用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization，GWO)–双向长短期记忆神经网络(Bi-directional Long Short-Term Memory，BiLSTM)的组合模型预测瓦斯涌出量。首先，运用主成分分析法(Principal Components Analysis，PCA)处理瓦斯涌出影响因素，降低数据维度，以减少模型计算时的负担；其次，利用GWO优化BiLSTM模型的学习率(best＿lr)、隐藏层层数(best＿hd)以及正则化系数(best＿l2)，可有效避免局部最优解问题，并采用决定系数(R-Square，R2)、均方根误差(Root Mean Square Error，RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error，MAE)对所建模型预测的结果进行综合评价分析；最后，将该模型应用于内蒙古自治区某矿回采工作面预测瓦斯涌出量。结果表明：PCA–GWO–BiLSTM组合模型相比于长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory，LSTM)和双向长短期记忆神经网络对应的单一模型在MAE分别降低20.81%、30.17%，RMSE分别降低0.063、0.142，R2则分别提高0.023、0.075，验证了该模型在复杂因素条件下展现出更高的精准度、泛化性和鲁棒性。

关键词：安全工程瓦斯涌出灰狼优化算法(GWO) 双向长短期记忆神经网络(BiLSTM) 主成分分析法(PCA)

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选煤厂灰分快速检测技术发展现状及展望

中国煤炭 2024年第9期50卷 120-129页

作者：王岩煤炭科学技术研究院有限公司北京市朝阳区100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京市朝阳区100013 中国煤科低碳技术研究院北京市朝阳区100013

研究灰分快速检测技术的发展现状对于研制符合智能选煤厂建设需要的灰分测定技术具有重要意义,系统地梳理了快速灰化法、有源及无源在线测试和国标法自动测灰技术,指出现有技术存在的主要问题并提出建议。研究发现,我国矿区型选煤厂整... 详细信息

研究灰分快速检测技术的发展现状对于研制符合智能选煤厂建设需要的灰分测定技术具有重要意义,系统地梳理了快速灰化法、有源及无源在线测试和国标法自动测灰技术,指出现有技术存在的主要问题并提出建议。研究发现,我国矿区型选煤厂整体技术水平相对滞后,不同区域或企业在采制化过程中的自动化和准确程度等方面还存在较大差距。快速灰化法存在效率低、工人劳动强度大、样品代表性差等问题,已无法适应选煤厂要求;低能γ射线反散射,高能γ射线湮没辐射、双能γ射线透射、中子活化、X射线荧光光谱和激光诱导击穿光谱(LIBS)等有源在线测试方法,其测试精度受煤种、粒度、灰分组成及含量、水分等煤质特性参数以及选煤工艺条件影响较大,且还存在设备投资成本、放射源管理和日常维护管理成本相对较高等问题;国标法全自动测灰技术实现了采样、制样和测灰的自动化运行,测试精度高,但测试时间相对较长。而选煤厂灰分快速检测技术研发应按照快速测定、高精度、高准确度、无人化、标准化的整体要求,根据选煤生产的实际需求和选煤工艺进行定制化研发,通过数字孪生等技术提高智能化和数字化水平。

关键词：选煤厂灰分快速检测采样制样标准化智能化