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煤矿矿井建设技术与装备70余年创新发展及推广实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 65-83页

作者：刘志强宋朝阳程守业荆国业高伟李生生北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

比较全面地总结了新中国成立70余年来,我国煤矿矿井建设技术从引进吸收、自主发展到再创新的历程,以及在基础研究、工艺创新、技术突破、装备研制和成果转化方面取得的重要成果,涉及钻爆法、冻结法、注浆法、钻井法、沉井法等凿井技术... 详细信息

比较全面地总结了新中国成立70余年来,我国煤矿矿井建设技术从引进吸收、自主发展到再创新的历程,以及在基础研究、工艺创新、技术突破、装备研制和成果转化方面取得的重要成果,涉及钻爆法、冻结法、注浆法、钻井法、沉井法等凿井技术以及煤矿岩巷掘进技术。目前,以钻爆破岩为主的凿井配套装备机械化、自动化水平显著提高,煤矿千米级深井短段掘砌综合凿井技术趋于成熟,竖井凿井最大深度达到1 341.6 m。冻结法、注浆法等凿井地质保障技术水平显著提升,逐步代替了帷幕法、板桩法和降水法等凿井技术,竖井最大冻结深度达990 m,斜井最大冻结段斜长达681 m,采用工作面注浆建成煤矿最长斜井为5 875 m,竖井地面预注浆加固深度达1 355 m。机械破岩井巷掘进技术取得突破性进展,反井钻机最大钻井直径达6 m,最大钻井深度达562 m;竖井钻机钻井法实现了最大钻井直径10.8 m,最大钻井深度660 m,且应用范围逐步扩大;竖井掘进机钻井法实现了零的突破,为煤矿竖井智能化凿井奠定了基础;煤矿岩巷机掘法作业线已经形成,岩巷全断面掘进机平均成巷速度超400 m/月。综上,70余年来我国煤矿矿井建设技术与装备创新发展,显著提升了煤矿井巷掘进作业环境、施工效率和安全水平,实现了井巷掘进工作面无人化、自动化、全机械化作业,解决了我国煤炭开发各阶段井巷建设的难题,保障了煤矿基础建设及开采接续建设。同时,从煤矿矿井建设发展起来的技术装备和取得的成功经验,在水力发电、市政轨道交通、山岭交通隧道、引水隧道等地下工程领域得到了推广实践,为国家重点工程建设和国民经济发展做出了贡献。

关键词：矿井建设井巷工程竖井斜井机械破岩

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现代工业厂房建筑设计方法研究——以钢厂厂区为例

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第9期 0025-0028页

作者：张大义河钢矿业公司矿山设计有限公司河北唐山063700

以某钢厂厂区为例,本文深入探究了现代工业厂房的建筑设计方法。本文概述了钢厂厂区建筑设计的独特特点,进而详细分析了现代工业厂房的设计流程,包括需求分析、功能分区和结构设计等核心环节。同时,本文着重探讨了可持续发展和绿色设计... 详细信息

以某钢厂厂区为例,本文深入探究了现代工业厂房的建筑设计方法。本文概述了钢厂厂区建筑设计的独特特点,进而详细分析了现代工业厂房的设计流程,包括需求分析、功能分区和结构设计等核心环节。同时,本文着重探讨了可持续发展和绿色设计在厂房建筑设计中的重要性,以及安全管理和应急预案的制定。最后,对近年来智能化和数字化技术在工业厂房设计中的应用进行了深入的探索。本文研究的目的在于为现代工业厂房设计提供理论支持与实践指导。

关键词：工业厂房设计钢厂厂区绿色设计安全管理智能化技术

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冶金矿山企业安全环保协同治理体系建设

冶金管理 2024年第6期 78-82页

作者：雷明刘大欣孟兆凯河钢大河能源环境科技有限公司河北矿山分公司

通过建立以目标责任、专业管理、风险管控和应急管理为主要内容的企业安全环保协同治理体系,系统解决了矿山企业安全生产和生态环境保护细化专业分工形成的管理矛盾,如资源浪费、效率低下、协调不一致等问题,促进矿山企业安全生产和环... 详细信息

通过建立以目标责任、专业管理、风险管控和应急管理为主要内容的企业安全环保协同治理体系,系统解决了矿山企业安全生产和生态环境保护细化专业分工形成的管理矛盾,如资源浪费、效率低下、协调不一致等问题,促进矿山企业安全生产和环境友好,企业形象提升,助力取得考虑更加显著的生态环境效益、安全效益、经济效益和社会效益。

关键词：矿山企业安全环保协同治理体系

长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统设计

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隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 109-115页

作者：周可发黄宝龙北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻... 详细信息

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻机蒸发器后变成二次冷却水,在冷却水二次冷却过程中,高压液态制冷剂受到再冷却。由于高压液态制冷剂的再冷却,在制冷过程中,制冷剂熵值与单位质量制冷量均得到增加,而压缩功不变。工程实际应用结果表明,与常规冷却水降温方式相比,该系统具有以下降温效果:1)盐水降温速率较快,可有效缩短冻结壁交圈时间;2)盐水温度低,冻结帷幕强度高;3)不仅可获得更低的盐水温度进而能更早地达到设计冻结制冷效果,而且制出同等冷量的综合能耗更少。

关键词：长区间隧道冻结法冷却水二次降温系统冷冻机

基于矿柱失稳风险分析的采空区关键矿柱重定义与辨识

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 216-225页

作者：蔡鑫黄涯帅周子龙袁纪锋臧海智陈璐黄英华付俊王运敏中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司金属矿山安全与健康国家重点实验室安徽马鞍山243000 长沙矿山研究院有限责任公司金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司云南昆明650051

采空区大规模坍塌是地下矿山典型灾害之一,采空区内关键矿柱失稳是其发生的重要诱因。为精准辨识采空区内的关键矿柱,基于采空区矿柱群连锁失稳机制与风险理论,完善采空区关键矿柱基本概念,并创新提出一种基于矿柱失稳风险分析的关键矿... 详细信息

采空区大规模坍塌是地下矿山典型灾害之一,采空区内关键矿柱失稳是其发生的重要诱因。为精准辨识采空区内的关键矿柱,基于采空区矿柱群连锁失稳机制与风险理论,完善采空区关键矿柱基本概念,并创新提出一种基于矿柱失稳风险分析的关键矿柱识别方法,主要包含以下步骤:(1)通过现场调研或经验估计,获得采空区矿柱强度分布特征,进而构建采空区矿柱强度概率密度函数;(2)引入应力扩散最大距离公式,计算各矿柱承载应力,从而获得各矿柱的失稳概率;(3)假定任意矿柱率先失稳,通过矿柱应力动态更新迭代方法,计算单矿柱失稳诱发柱间应力传递与矿柱群系统失稳特征;(4)利用采空区矿柱群承载面积损失率指标定量表征单矿柱失稳致灾性(单矿柱失稳诱发采空区坍塌灾害的严重程度);(5)联合矿柱失稳概率及其致灾性,确定各矿柱失稳风险值,取失稳风险值最高矿柱为采空区关键矿柱。将提出方法应用于Fetr6矿区进行验证,结果表明,该方法所需参数较易获取,计算过程简单,物理意义明确,较传统安全系数法结果更科学、合理,有望在实际工程中取得广泛应用。

关键词：采矿工程采空区地下矿柱群连锁坍塌关键矿柱失稳概率失稳致灾性风险评估

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富水砂层交叠联络通道冻结设计方案研究

隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 148-154页

作者：石立民叶玉西杜有超董世卓中交第一航务工程局有限公司天津300450 北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

与常规联络通道冻结相比,交叠联络通道的冻结体量大、开挖构筑时间长、冻结孔布置形式更加复杂,其冻结设计与常规冻结设计有明显差异。为实现富水砂层叠落区间联络通道安全高效施工,结合叠落区间交叠联络通道结构形式,进行异型联络通道... 详细信息

与常规联络通道冻结相比,交叠联络通道的冻结体量大、开挖构筑时间长、冻结孔布置形式更加复杂,其冻结设计与常规冻结设计有明显差异。为实现富水砂层叠落区间联络通道安全高效施工,结合叠落区间交叠联络通道结构形式,进行异型联络通道冻结方案设计。首先,在哈尔滨地铁3号线2期河松街站工程现场取土,并送至冻土实验室进行土体低温物理力学试验,得到-10℃时低温土体物理力学参数,确定粉质黏土-10℃环境下单轴抗压强度为3.53 MPa;根据试验结果进行冻结壁厚度设计,得到通道顶部及侧墙冻结壁厚度为3.0 m,集水井底部冻结壁厚度为4.0 m,平均温度为-10℃。数值计算结果表明,冻结壁强度和位移指标均满足安全要求。根据冻结壁厚度布置冻结孔,提出“地面垂直+洞内水平冻结”加固方式。针对距离建筑物较近的特点,为控制冻胀,采用地面垂直泄压孔与洞内水平泄压孔相结合的方式,施工期间地表最大冻胀量为8.59 mm,对环境影响可控。工程实践表明,采用该设计方案开挖工作面稳定性好,冻胀量可控。

关键词：冻结设计方案富水砂层交叠联络通道冻结壁厚度冻结施工

准噶尔盆地东部西山窑组煤地球化学特征及古环境意义

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煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 153-163页

作者：徐小涛宁树正孙杰王化耀李保万张建强丁恋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 新疆国泰新华五彩湾矿业有限责任公司新疆昌吉831799

准噶尔盆地是我国西北地区重要的含煤盆地,其东部煤田是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分,蕴藏着丰富的煤炭资源。以准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B0、B1和B2煤层为研究对象,选取220个煤样品进行了详细的微量元素测定,并对16个煤... 详细信息

准噶尔盆地是我国西北地区重要的含煤盆地,其东部煤田是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分,蕴藏着丰富的煤炭资源。以准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B0、B1和B2煤层为研究对象,选取220个煤样品进行了详细的微量元素测定,并对16个煤样品进行了显微组分和镜质组最大反射率测试分析,在此基础上,综合分析了准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组成煤时期泥炭沼泽水体的氧化还原状态、古盐度特征以及成煤时期的古气候和大气氧含量变化特征。与世界低阶煤均值相比,准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B0、B1和B2煤中Sr元素轻微富集,除此之外,B0煤中还存在Co元素轻微富集。Ni/Co-V/Cr和Ni/Co-Mo图解分析表明,泥炭沼泽处于氧化和贫氧状态,由此推断泥炭沼泽中水体的活动性较强,游离态的氧含量较高。煤中B/Ga比值的变化趋势表明,从B0到B1再到B2煤层,泥炭沼泽水体的古盐度逐渐升高,上部B2煤层沉积过程中泥炭沼泽古盐度较高可能是由水体蒸发量增加造成的,同时也表明B2煤层沉积时期的古气候呈现相对干热的特征。通过对B0、B1和B2煤中Sr/Cu比值分析得出,从西山窑组下部的B0煤层到中部的B1煤层再到上部的B2煤层,准噶尔盆地东部西山窑组成煤时期的古气候自下而上经历了由相对温湿逐渐向相对干热转变的过程。B0、B1和B2煤层中惰质组平均体积分数在40.4%~57.2%,平均值为48.5%,基于惰质组与大气氧含量的关系模型,估算出中侏罗世的大气氧体积分数约为27.7%,远高于持续燃烧所需的最低大气氧水平。

关键词：准噶尔盆地东部煤西山窑组地球化学古气候大气氧体含量

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考虑重力的液压重载机械臂模型修正应用研究

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 380-384,415页

作者：杨柳松郝兵胡同海郭勤涛陶言和洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司洛阳471003 智能矿山重型装备全国重点实验室洛阳471003 南京航空航天大学机电学院南京210016

液压重载机械臂工作时由重力引起的预应力刚化对于整体结构的仿真分析具有显著的影响,针对此问题,提出了一种考虑预应力刚化的计算模态分析方法和基于径向基函数代理模型的有限元模型修正方法。以某型液压重载机械臂为研究对象,建立整... 详细信息

液压重载机械臂工作时由重力引起的预应力刚化对于整体结构的仿真分析具有显著的影响,针对此问题,提出了一种考虑预应力刚化的计算模态分析方法和基于径向基函数代理模型的有限元模型修正方法。以某型液压重载机械臂为研究对象,建立整体复杂结构的有限元模型及其预应力刚化模态频率的代理模型,以多个工况试验模态分析结果为目标,基于全局优化算法实现了整体结构的模型修正。对试验修正后的模型开展了应变响应预测,验证了模型的预测能力。研究结果表明,所提方法不仅提高了模型复现修正响应的能力,而且能够准确预测未修正的响应,从而验证了方法的可行性,为重载机械臂的自动控制和优化设计提供了精确动力学模型。

关键词：液压重载机械臂预应力刚化模型修正响应预测

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磷酸盐对菱锌矿与白云石浮选分离影响

有色金属工程 2024年第6期14卷 84-89页

作者：冯程祁忠旭孙大勇欧阳林莉李杰肖舜元韩远燕王龙长沙矿山研究院有限责任公司长沙410012

菱锌矿和白云石在以十二胺为捕收剂的体系中,可浮性差异较小,浮选分离困难。通过单矿物浮选实验,研究三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠3种磷酸盐对菱锌矿和白云石浮选的影响,结果表明三聚磷酸钠用量为30 mg/L时,对白云石产生强烈的抑... 详细信息

菱锌矿和白云石在以十二胺为捕收剂的体系中,可浮性差异较小,浮选分离困难。通过单矿物浮选实验,研究三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠3种磷酸盐对菱锌矿和白云石浮选的影响,结果表明三聚磷酸钠用量为30 mg/L时,对白云石产生强烈的抑制作用,对菱锌矿的抑制作用稍弱,实现了对白云石的选择性抑制。实际矿石试验结果表明,使用三聚磷酸钠600 g/t作为白云石抑制剂,经浮选分离可以得到锌品位36.49%、回收率为75.49%的锌精矿,实现菱锌矿和白云石的有效分离。通过Zeta电位测试和吸附量测试,探讨三聚磷酸钠对白云石的抑制作用机理,结果表明,三聚磷酸钠能显著影响捕收剂十二胺在白云石表面的吸附,对菱锌矿表面的吸附过程影响小,增加捕收剂在菱锌矿和白云石表面的吸附差异,导致菱锌矿与白云石的可浮性差异。

关键词：菱锌矿白云石磷酸盐浮选三聚磷酸钠

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