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基于TDE-SO-AWM-GRU的光伏发电功率预测模型研究

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中国电力 2024年

作者：李翰章冯江涛王鹏程荣澔洁柴宇唤山西平朔煤矸石发电有限责任公司山西河坡发电有限责任公司山西大学自动化与软件学院

精确预测光伏发电功率对电网的安全与经济运行具有重要的意义，但因光伏发电受到多种气象因素的综合作用，具有时序性、间歇性、波动性以及高非线性等特征，导致数据隐含信息难以得到深度挖掘。针对此类问题，提出了一种基于TDE-SO-AWM-... 详细信息

精确预测光伏发电功率对电网的安全与经济运行具有重要的意义，但因光伏发电受到多种气象因素的综合作用，具有时序性、间歇性、波动性以及高非线性等特征，导致数据隐含信息难以得到深度挖掘。针对此类问题，提出了一种基于TDE-SO-AWM-GRU的光伏发电功率预测模型，通过对强相关时变数据增强（TDE）提升数据特征的表现力并构造全新的输入矩阵，然后利用自适应权重模块（AWM）对增强后的输入矩阵进行自动赋权处理进入门控循环单元（GRU）进行预测，同时考虑到组合模型超参数选择困难的问题，引入蛇优化算法（SO）对模型的最佳阈值进行寻找以发挥模型最大性能。最后，使用某光伏发电站实际数据对模型进行验证，结果表明，所提模型可有效提升光伏发电功率的预测精度。

关键词：光伏功率预测数据增强自适应权重模块蛇优化算法

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深部矿井煤炭−地热协同开采系统研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 87-94页

作者：刘琪苏伟张瑞瑛李延朋冯绪杨亮中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产... 详细信息

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产和地热能共采现状,从工艺流程和关键设备方面分析了煤炭−地热协同开采的可行性,最终提出一种煤炭−地热协同开采系统。该系统总体采用闭式循环,包括地面热能利用系统和井下取热系统,通过在预采煤层水平钻孔并布置同轴套管换热器提取煤层地热能,并由地面热泵机组将从井下开采的低品位地热能进行利用。秉承“先采热、后回采”的时间和空间协同原则,预先在回采工作面前向划分采热工作面,提出顺序采热、交替采热2种模式,确保采热过程对采煤过程无干扰。分析了空间协同设计、煤层钻孔、高效采热和智能监控调控等关键技术,对煤炭开采和地热能提取进行井下空间协同设计,提出基于煤层注水的同轴套管换热器布置工艺,使用快捷装配式同轴套管换热器可进行多种组合实现高效采热,构建智能监控调控平台并提出相关优化模型,构建取热量计算模型,提出智能控制采热方式。简化煤系地层传热过程,构建煤层采热传热模型,可根据回采工作面实际情况和出口风流参数对回采工作面采热能力进行计算评估。根据煤层采热传热模型,分析得出煤层初始温度、煤炭运输量、回采工作面出口风流温度、风流含湿量变化量是决定煤层采热量的关键参数。定义回采工作面风流含湿量不变且回采工作面出口风流等效温度不高于28℃时的采热量为煤层最大采热量。系统的应用将会使深部矿井热害资源化,不仅解决了煤炭开采热害问题,而且实现了深部矿井地热能综合利用。

关键词：矿井热害防治地热能利用煤热共采同轴套管换热

鄂尔多斯盆地临兴中区盒7—盒8段有效储层物性下限及主控因素

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特种油气藏 2024年第2期31卷 66-75页

作者：赵霏王令波吴鹏徐延勇中联煤层气有限责任公司山西吕梁033200

针对临兴地区盒7—盒8段有效储层物性下限不明确的问题,基于物性数据、测井解释成果、试气资料、沉积相、铸体薄片等,综合累积频率法、采气指数法、交会图分析法开展了有效储层发育主控因素分析。研究表明:盒7、盒8段孔隙度下限值分别为... 详细信息

针对临兴地区盒7—盒8段有效储层物性下限不明确的问题,基于物性数据、测井解释成果、试气资料、沉积相、铸体薄片等,综合累积频率法、采气指数法、交会图分析法开展了有效储层发育主控因素分析。研究表明:盒7、盒8段孔隙度下限值分别为6.0%、5.5%,渗透率下限值分别为0.05、0.04 mD。有效储层受沉积、成岩、构造作用综合控制,沉积作用控制了储层的空间展布和发育规模,是影响储层物性的主要因素;成岩作用对储层物性的影响较为复杂,其中,压实作用加剧了储层致密化程度,溶蚀作用产生的次生溶孔有利于有效储层的形成,胶结作用对有效储层发育的影响具有两面性;后期构造作用有利于形成构造成因微裂缝且促进矿物溶蚀,对改善局部储层的连通性具有积极意义。该研究对于临兴地区有效储层预测以及煤系地层油气勘探具有一定的启示作用。

关键词：有效储层物性下限主控因素下石盒子组临兴中区

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松软煤层大巷群卸-注-锚协同防控围岩变形技术研究

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矿业安全与环保 2024年

作者：范恺山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司

为防控松软煤层大巷群在非对称应力作用下发生流变变形,以赵庄煤业三盘区大巷群受采动影响产生持续性变形为研究背景,提出了卸-注-锚协同防控围岩变形新技术。通过开展数值模拟和宽煤柱护巷顶板结构分析,阐明了大巷群应力状态与采空区... 详细信息

为防控松软煤层大巷群在非对称应力作用下发生流变变形,以赵庄煤业三盘区大巷群受采动影响产生持续性变形为研究背景,提出了卸-注-锚协同防控围岩变形新技术。通过开展数值模拟和宽煤柱护巷顶板结构分析,阐明了大巷群应力状态与采空区顶板的关联性,揭示了爆破裂隙带在阻隔应力传递的作用机制,明确了回采巷道顶板爆破预裂和盘区大巷多层位预裂的理论依据,构建了深-浅孔联合卸压工艺和以锚固-注浆为核心的内外圈协同加固技术,根据理论推演和现场试验确定了爆破预裂参数和注浆参数。工程实践表明:爆破工艺实现了坚硬顶板的充分预裂,锚固-注浆工艺提升了巷道围岩的整体性,3312工作面回采后大巷群顶底板和两帮移近量较小,达到了卸-注-锚协同防控围岩变形的目的。

关键词：煤层大巷群顶板预裂注浆加固卸压围岩变形

华宁公司二盘区瓦斯灾害情况及抽采方法研究分析

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煤炭与化工 2024年第3期47卷 122-125页

作者：张志忠山西华宁煤焦有限责任公司山西临汾042100

山西华宁焦煤有限责任公司即将进入二盘区开采,但面临瓦斯涌出量高的问题。针对这一情况,为保障二盘区顺利安全生产,对矿井瓦斯灾害情况进行分析,并根据实际情况,设计瓦斯抽采方法。通过分析研究,最终确定了煤层裂隙带瓦斯抽采采用顶板... 详细信息

山西华宁焦煤有限责任公司即将进入二盘区开采,但面临瓦斯涌出量高的问题。针对这一情况,为保障二盘区顺利安全生产,对矿井瓦斯灾害情况进行分析,并根据实际情况,设计瓦斯抽采方法。通过分析研究,最终确定了煤层裂隙带瓦斯抽采采用顶板走向定向长钻孔抽采方案,现采空区瓦斯采用埋管法进行抽采,老采空区瓦斯采用密闭插管法抽采。实践表明,该方案瓦斯治理效果良好,保障了煤矿的安全高效开采,为类似情况的矿井瓦斯治理提供了经验借鉴。

关键词：矿井瓦斯瓦斯抽采安全生产

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煤矸石浆体充填技术应用与展望

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 93-104页

作者：朱磊古文哲袁超峰刘成勇潘浩宋天奇盛奉天中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中煤(鄂尔多斯市)能源科技有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标... 详细信息

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标志性成果与关键工艺技术,形成了高位注浆、低位灌浆和邻位注浆3种充填方式,建立了煤矸石浆体采空区垮落带流动的“介入理论”和浆体管道输送的“三度一场”理论,成功开展了国内外首套煤矸石井下浆体充填和地面制浆+井下邻位注浆充填示范工程;阐述了煤矸石浆体充填技术体系,围绕煤矸石浆体充填过程中的煤矸石破碎、成品矸石粉料加水制浆、制备浆体泵送和井下目标区域充填等工艺流程,探讨了煤矸石高效分级破碎、浆体精准制备、浆体管道输送和末端充填等关键技术核心问题,分析了破碎设备、筛分设备、计量设备、搅拌设备和泵送设备等关键设备技术原理与应用场景;以张家峁煤矿小空间、多设备、高能力的煤矸石浆体充填需求为工程背景,创新研发设计了煤矸石浆体充填地面制浆、管道输送、井下充填和智能控制等不同系统的布置,年充填矸石量可达55.4万t,形成了煤矸石浆体充填工程示范,实现了矿井矸石零排放和绿色处置,树立了良好的地区示范效应;未来煤矸石浆体充填技术将围绕设备小型轻量化、系统高度集成化、技术迭代创新化等方向进一步研究发展,为构建煤矿绿色开采技术体系、实现国家“双碳”目标提供技术支撑。

关键词：煤矸石浆体充填煤矸石高级分级破碎绿色开采 “双碳”目标

倾斜厚煤层动压巷道变形破坏规律及高预紧力锚杆锚索协同支护技术研究

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中国矿业 2024年第7期33卷 179-190页

作者：乔杰鹏霍州煤电集团有限责任公司山西临汾031400

针对庞庞塔煤矿倾斜煤层巷道局部收敛变形过大的问题,以5-1062巷为工程背景,通过理论分析和数值模拟,分析总结了巷道失稳机理和变形破坏的主要原因,探讨了围岩变形对动压的响应机制,揭示了高预紧力锚杆锚索协同支护技术对围岩变形的控... 详细信息

针对庞庞塔煤矿倾斜煤层巷道局部收敛变形过大的问题,以5-1062巷为工程背景,通过理论分析和数值模拟,分析总结了巷道失稳机理和变形破坏的主要原因,探讨了围岩变形对动压的响应机制,揭示了高预紧力锚杆锚索协同支护技术对围岩变形的控制机理,并针对原有支护方式不足提出以高预紧力锚杆锚索协同支护技术为核心的优化方案,结合现场条件进行了工业性试验。研究结果表明:护表面积小、预应力低、锚杆(索)支护不协同是5-1062巷支护效果不佳的主要原因;对于倾斜煤层巷道,垂直动压对两帮的影响大,水平动压对顶板的影响大,与水平动压相比,垂直动压是影响巷道收敛变形的主导因素;高预紧力锚杆锚索协同支护技术能给巷道浅部围岩施加均匀的高预应力,保证围岩处于较为稳定三向应力状态,有效提升围岩的稳定性。现场监测表明,采用支护优化方案后,巷道变形得到有效控制,无锚杆锚索破断现象,局部网兜现象得到抑制,现场支护效果良好,为类似工程地质条件下的煤矿巷道围岩变形控制提供参考。

关键词：倾斜煤层动压收敛变形协同支护现场监测

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山西焦煤集团选煤厂智能化建设的实践与思考

中国煤炭 2024年第6期50卷 98-104页

作者：张肇龙李冬张治军高建川王然风山西焦煤集团有限责任公司山西省太原市030000

为了顺应我国“双碳”背景下煤炭清洁高效利用的国家战略,介绍了山西焦煤集团有限责任公司(以下简称“山西焦煤集团”)选煤厂智能化建设规划、顶层设计与具体举措,梳理了山西焦煤集团通过学习、实践、再提高的螺旋式提升选煤厂智能化水... 详细信息

为了顺应我国“双碳”背景下煤炭清洁高效利用的国家战略,介绍了山西焦煤集团有限责任公司(以下简称“山西焦煤集团”)选煤厂智能化建设规划、顶层设计与具体举措,梳理了山西焦煤集团通过学习、实践、再提高的螺旋式提升选煤厂智能化水平的建设经验,详细阐述了山西焦煤集团围绕重介智能分选、智能浮选、煤泥水健康保障、智能采制化、智能配煤、产供销智能管理等选煤核心环节的建设方案、技术路线与实施效果,并对智能化选煤厂建设实践中存在的主要问题进行了分析研究,进一步推进选煤厂智能化建设提出了具体建议。

关键词：选煤厂智能化建设智能配煤智能采制化智能分选智能浮选

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我国煤矸石空间分布特征与分级分质利用路径

环境科学 2024年

作者：崔昕茹霍雪萍周炳杰胡蕴瑶杨彦群杨凤玲狄子琛山西大学资源与环境工程研究所山西焦煤集团有限责任公司

我国煤矸石年产出量6～8亿t，而利用率维持在70%左右，堆存量已达60～70亿吨且仍逐年累积，引发潜在环境风险。由于不同聚煤阶段沉积的含煤地层岩性和矿物成分不同，煤矸石性质呈现显著区域差异，而当前研究和利用过程对煤矸石区域异质... 详细信息

我国煤矸石年产出量6～8亿t，而利用率维持在70%左右，堆存量已达60～70亿吨且仍逐年累积，引发潜在环境风险。由于不同聚煤阶段沉积的含煤地层岩性和矿物成分不同，煤矸石性质呈现显著区域差异，而当前研究和利用过程对煤矸石区域异质性关注较少，成为制约煤矸石利用率进一步提升的关键问题之一。从产业政策、空间异质性和技术潜力角度，系统解析了煤矸石的利用现状与消纳潜力，提出了煤矸石区域化分级分质利用方案。结果表明，在煤矸石利用重点鼓励方向中，由于经济性和消纳量限制，政策及相关研究的侧重点逐步从发电和生产建材等资源化处置手段转向井下充填及土地复垦等生态化处置手段。近10年来，煤矸石综合利用率由61.9%提升至72.2%，主要增长贡献来自充填处置，而发电和建材生产利用率分别稳定在 21.6%和 7.5%。可以预见，在全国层面，煤矸石生态化处置将是煤矸石利用的主要增长点。在山西、陕西和内蒙古等煤矸石产量大且煤矸石集中度高的地区，应制定以充填处置为主、加工利用为辅的综合利用方案。其中，内蒙古煤矸石以铝质岩矸石为主，可优先鼓励提铝和制备建材；山西煤矸石属砂岩质矸石，且热值较高，适合发电和制备建材。华东地区煤矸石属黏土岩类和钙质岩矸石，且产量较低，当地建材市场足以覆盖矸石产出量，可作为优先利用方向。山东和河北等地部分矿区因“三下”压煤占资源量的比例较高，可通过“以矸换煤”延长矿井服务年限，可重点发展井下充填技术。

关键词：煤矸石分级分质产业政策区域异质性填沟造地