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基于人工智能的采煤机智能化优化控制系统研究

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内蒙古煤炭经济 2025年第5期 34-36页

作者：牟海鹏李志燕马善磊山东济宁运河煤矿有限责任公司山东济宁272000

针对传统采煤机控制系统在复杂地质条件下的局限性,本文提出基于人工智能的智能化优化控制系统。该系统集成机器学习、深度学习和强化学习算法,实现采煤机切割参数的实时优化和自适应调整。通过建立采煤环境的数字孪生模型,系统能预测... 详细信息

针对传统采煤机控制系统在复杂地质条件下的局限性,本文提出基于人工智能的智能化优化控制系统。该系统集成机器学习、深度学习和强化学习算法,实现采煤机切割参数的实时优化和自适应调整。通过建立采煤环境的数字孪生模型,系统能预测地质条件变化并调整控制策略,为煤矿智能化升级提供新的技术路径,推动采矿业智能化、绿色化。

关键词：采煤机人工智能优化控制机器学习数字孪生

不同倾角穿层裂隙组合岩石力学性能及破坏特征研究

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山东科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期44卷 18-27,40页

作者：李杨杨侯嘉琦张士川孙宁李宗凯冯海龙苏鹭山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东东山王楼煤矿有限公司山东济宁272000 陕西正通煤业有限责任公司陕西咸阳712000 山东里能鲁西矿业有限公司山东济宁272000

煤矿开采过程中,覆岩中原生裂隙贯通是导致工作面发生水害的重要因素之一,而原生裂隙不同赋存条件又影响裂隙间贯通形态,研究不同形态原生裂隙间破坏贯通方式对揭示工作面突水机理尤为重要。采用MTS816岩石力学剪切试验机开展了不同倾... 详细信息

煤矿开采过程中,覆岩中原生裂隙贯通是导致工作面发生水害的重要因素之一,而原生裂隙不同赋存条件又影响裂隙间贯通形态,研究不同形态原生裂隙间破坏贯通方式对揭示工作面突水机理尤为重要。采用MTS816岩石力学剪切试验机开展了不同倾角裂隙组合岩石单轴压缩试验,研究了岩样破坏过程中应力-应变、峰值强度及能量耗散特征,并使用颗粒流(PFC)数值模拟软件对岩样宏细观破坏特征进行分析。研究结果表明,岩样的单轴应力-应变曲线整体呈现缓升-陡升-急降趋势,当裂隙倾角为30°、60°时,曲线出现大幅度二次波动。组合岩石抗压强度受强度较弱岩石影响更为显著,岩样峰值强度与裂隙倾角呈正相关,当裂隙倾角为30°、90°时,岩样峰值强度较无裂隙组合岩石降幅分别为73.17%、21.07%;峰值应力对应耗散能转化率随裂隙倾角增大而增大,当裂隙倾角为30°时,耗散能转化率为17.52%;裂隙倾角为90°时,耗散能转化率为47.51%。应力峰值点对应损伤变量D为0.252,岩样峰前损伤程度较小,峰后阶段耗散能占比急剧增大,岩样损伤程度大幅增加;不同裂隙倾角组合岩石均发生以拉伸破坏为主的“倒Y”型拉-剪混合破坏,且不同裂隙倾角岩样破坏过程可分为裂纹萌生、预制裂隙贯通、裂纹扩展及岩样破坏4个阶段。岩样不同倾角裂隙间的贯通与岩体断裂韧性及应力强度因子有关,且随裂隙倾角增大,岩样破坏时产生裂隙数量增多,预制裂隙贯通方式分为裂隙相邻尖端贯通、裂隙对角尖端贯通、两裂隙近接触面与裂隙尖端贯通3种类型。

关键词：组合岩石裂隙倾角力学行为能量耗散破坏特征

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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山东淄博255022 新汶矿业集团有限责任公司孙村煤矿山东泰安271200 山东能源集团鲁西矿业有限公司郭屯煤矿山东菏泽274704 枣庄矿业集团高庄煤业有限公司山东济宁272200

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... 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

西部矿区可注断层破碎带注浆加固特性试验研究

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煤矿安全 2025年第1期56卷 155-163页

作者：范铭今陈军涛古海龙唐道增韩港张树强李光强山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院有限公司北京100013 山东能源兖矿能源集团股份有限公司东滩煤矿山东济宁273512 山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司鲁新煤矿内蒙古锡林郭勒027399 山东能源新汶矿业集团有限责任公司邱集煤矿山东德州251105

注浆改造含水层是治理西部矿区砂岩水害最为直接且有效的手段。为了探究不同因素对西部矿区可注断层破碎带注浆加固特性的影响,设计了可注性试验、单轴抗压强度试验、渗透性试验来研究不同因素对浆液可注性和在完全可注的前提下注浆加... 详细信息

注浆改造含水层是治理西部矿区砂岩水害最为直接且有效的手段。为了探究不同因素对西部矿区可注断层破碎带注浆加固特性的影响,设计了可注性试验、单轴抗压强度试验、渗透性试验来研究不同因素对浆液可注性和在完全可注的前提下注浆加固效果的影响规律及结果。研究结果表明:水灰比为1.5∶1时,注浆加固体的强度已达到现场应用的标准,并与水灰比为1∶1时的抗渗效果几乎相同且良好;在养护龄期为14 d时,水灰比为1∶1、1.5∶1这2种情况下的注浆加固体强度均达到现场应用的标准,并与养护龄期为28 d时的抗渗效果几乎相同且良好。根据研究结论和现场实际,选择水灰比为1.5∶1的浆液应用到注浆工程中,注浆后各钻孔吸水率均不大于临界值0.01 L/(min·m·m)且注浆量由平均1317.81 t下降至平均80.2 t,注浆效果明显且良好,为矿井安全开采和西部矿区水资源生态保护提供了保障。

关键词：含水层改造注浆加固砂岩水害水资源保护养护龄期

碳达峰、碳中和背景下煤炭产业如何发掘新潜能、打造新优势

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煤炭加工与综合利用 2025年第1期 75-78,84页

作者：王奕明任祥军赵小靖江鹏王晓倩孙广新白建杰任霖枣庄矿业(集团)济宁岱庄煤业有限公司山东济宁277600 枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿枣庄矿业集团煤炭洗选加工中心枣庄矿业(集团)有限责任公司田陈煤矿山东枣庄277000

通过分析研究我国煤炭产业发展现状、未来发展趋势、煤炭行业面临的挑战机遇和新型能源体系建设要求,探索煤炭产业技术创新、精益供应、实现消费低碳化的可实施路径。

关键词：碳达峰碳中和煤炭产业技术创新精益供应

深井工作面顶板巷道卸压参数确定及控制技术研究

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陕西煤炭 2025年第1期44卷 143-146,160页

作者：车明郭立李宁淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿山东济宁272073 枣庄矿业(集团)济宁岱庄煤业有限公司山东枣庄277000 甘肃靖煤能源大水头煤矿分公司甘肃白银730900

为解决深井工作面巷道顶板受深部采动应力而诱发的围岩大变形现象,采用理论分析及现场试验等方法,建立了应力拱力学模型并推导得出顶板巷道卸压高度计算公式,确定了某矿17191(1)瓦斯综合抽采巷合理切顶位置位于47.3 m高度的中细砂岩,为... 详细信息

为解决深井工作面巷道顶板受深部采动应力而诱发的围岩大变形现象,采用理论分析及现场试验等方法,建立了应力拱力学模型并推导得出顶板巷道卸压高度计算公式,确定了某矿17191(1)瓦斯综合抽采巷合理切顶位置位于47.3 m高度的中细砂岩,为保证切顶效果,须设置49.9 m以保证将此岩层切落。确定了现场切顶卸压关键参数并进行工业性试验,采用了切顶爆破后,巷道最大高度由初始3.5 m降至3.24 m,断面收缩率为7.4%,有效控制了瓦斯抽采巷围岩稳定,巷道断面满足巷道正常抽采要求,保证了工作面安全稳定生产。

关键词：深井工作面顶板巷道切顶卸压高度巷道围岩控制

深井动压软岩巷道底鼓变形破坏机理与防治技术

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陕西煤炭 2025年第4期44卷 84-88,113页

作者：毕智强于振亚张涛山东康格能源科技有限公司山东济宁272000 枣庄矿业(集团)济宁岱庄煤业有限公司山东枣庄277000 枣庄矿业(集团)有限责任公司柴里煤矿山东枣庄277599

针对某矿1103大巷发生剧烈底鼓变形破坏问题,通过现场调研及理论分析等方法,揭示了1103大巷底鼓演化机制及破坏机理,基于现场破坏特征并结合卸压法、加固法提出了底板联合控制技术。结果表明,1103巷的围岩变形破坏过程为“底板发生底鼓... 详细信息

针对某矿1103大巷发生剧烈底鼓变形破坏问题,通过现场调研及理论分析等方法,揭示了1103大巷底鼓演化机制及破坏机理,基于现场破坏特征并结合卸压法、加固法提出了底板联合控制技术。结果表明,1103巷的围岩变形破坏过程为“底板发生底鼓→两帮围岩鼓出→围岩失去承载能力致使顶板发生下沉”。1103巷底板大变形的主要原因为巷道所处应力环境差、围岩软弱松散、原始支护形式不合理。根据现场破坏特征及原因分析提出了“底角卸压槽卸压+底板注浆加固+锚索束强力约束+底板封闭硬化”的联合控制技术。现场监测结果表明,底板在30 d内达到最大底鼓量110 mm并在随后时间趋于稳定,底板联合控制技术有效控制了工作面应力传递并提高了底板围岩强度,保证了1103巷的正常运行。

关键词：深井工作面软岩巷道强动压底鼓底板注浆

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充填采矿技术在煤炭开采中的应用

内蒙古煤炭经济 2025年第5期 124-126页

作者：张宏凯周法乐李勇山东济宁运河煤矿有限责任公司山东济宁272000

充填采矿技术作为一种先进的煤炭开采方法,在提高资源回收率、控制地表沉降和改善矿山安全等方面具有显著优势。本文通过实验研究和工程实践,探讨充填材料配比、充填工艺参数和充填体强度等因素对煤炭开采的影响。

关键词：充填采矿煤炭开采资源回收率地表沉降矿山安全

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多煤层煤柱底板应力分布规律及其应用

内蒙古煤炭经济 2025年第4期 157-159页

作者：杜宾宾车本方刘尚明杨永生枣庄矿业集团新安煤业有限公司山东济宁277642 山东省三河口矿业有限责任公司山东济宁277605

西北矿业某矿为多煤层开采,采用双巷布置方式进行工作面回采。3上5107工作面上部为4煤部分工作面采空区,工作面回采过程中巷道出现变形失稳。为解决巷道变形失稳问题,降低巷道返修率,本文在现场调研等实测结果基础上,通过理论计算护巷... 详细信息

西北矿业某矿为多煤层开采,采用双巷布置方式进行工作面回采。3上5107工作面上部为4煤部分工作面采空区,工作面回采过程中巷道出现变形失稳。为解决巷道变形失稳问题,降低巷道返修率,本文在现场调研等实测结果基础上,通过理论计算护巷煤柱合理宽度,构建上覆遗留煤柱底板应力传递力学模型,为多煤层开采过程中下煤层护巷煤柱设计提供理论依据。

关键词：多煤层近距离开采区段煤柱煤柱宽度