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软硬复合煤层瓦斯抽采穿层钻孔变形塌孔特征规律研究

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煤炭工程 2024年第10期56卷 201-207页

作者：张栋任朝朋煤炭工业规划设计研究院有限公司北京100120

为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结... 详细信息

为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结果表明:钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向,且呈交替性增大特征;钻孔应变衰减阶段前,存在一种短暂的伪平衡状态,其实质是煤体内部应力集聚,后突然释放而造成钻孔塌孔;在相同的外部载荷条件下,软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境,煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变;硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小,二者均表现为浅部变形大、深部变形小,最终达到稳定环向应变,软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近,穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区,应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同时延伸并逐渐衰减,这种衰减呈不明显的非线性特征。

关键词：软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔软弱界面钻孔塌孔数值模拟

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多频雷达融合的顶煤结构精准探测技术

岩土力学 2024年第2期45卷 633-646页

作者：刘万里王诚龙王浩宇张学亮中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 煤炭工业规划设计研究院有限公司北京100120

顶煤结构的准确探测是实现综放智能化开采的重要依据,然而我国煤层结构复杂且内部常含多层夹矸,易影响综放智能化开采的水平。为此,提出一种多频雷达融合的顶煤结构精准探测方法,可提高雷达天线探测深度内的浅部探测精度,同时对顶煤内... 详细信息

顶煤结构的准确探测是实现综放智能化开采的重要依据,然而我国煤层结构复杂且内部常含多层夹矸,易影响综放智能化开采的水平。为此,提出一种多频雷达融合的顶煤结构精准探测方法,可提高雷达天线探测深度内的浅部探测精度,同时对顶煤内部的结构信息进行解释。主要研究步骤如下:首先,对不同频率的雷达数据进行预处理和空间对齐,建立不同频率雷达数据之间的空间对应关系;其次,利用滑动窗口与小波变换加权融合方法对多频率雷达数据进行处理,根据窗口内各分段小波信号的能量占比确定各频率信号的时变权重值,并引入边缘检测算法来提高小波变换对雷达数据的融合效率,实现多频雷达数据有效融合;最后,根据煤-矸-岩的介电常数差异和电磁波传播的衰减特性,建立顶煤内部回波强度模型,并利用分层识别方法计算出顶煤内部煤-矸-岩之间的界面信息,进而反演出顶煤内部结构(包括顶煤厚度、夹矸厚度及层数、夹矸层间距等)。试验结果表明:所提出的方法能有效地将不同频率雷达数据进行融合,并能有效地探测出顶煤内部结构特征,且顶煤厚度、夹矸厚度和夹矸层间距的探测误差均小于10%。该方法有助于实现顶煤结构的精准探测,为综放智能化开采提供理论技术支撑。

关键词：综放开采多频雷达融合顶煤结构探测

科技期刊质量建设路径及策略研究——以《洁净煤技术》创新发展实践为例

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编辑学报 2024年第1期36卷 93-97页

作者：白娅娜代艳玲武英刚常明然张鑫张晓宁柳妮煤炭科学研究总院有限公司出版传媒集团 100013 煤炭工业规划院设计研究院有限公司《煤炭经济研究》编辑部北京100120:

强化科技期刊质量建设路径是提高科技期刊核心竞争力和影响力的重要途径。以《洁净煤技术》创新发展实践为例,从“升级期刊智库,提升办刊能力”,“剑指热点前沿,创新办刊模式”,“深化媒体融合发展,构建数字媒体平台”3方面详细介绍了... 详细信息

强化科技期刊质量建设路径是提高科技期刊核心竞争力和影响力的重要途径。以《洁净煤技术》创新发展实践为例,从“升级期刊智库,提升办刊能力”,“剑指热点前沿,创新办刊模式”,“深化媒体融合发展,构建数字媒体平台”3方面详细介绍了科技期刊质量建设路径和策略。“小核心,中砥柱,大外围”内、中、外3圈层科技期刊智库,为期刊高质量发展提供保障;基于前沿热点、国家重大战略项目等采用“为科学家办刊、由科学家办刊”模式,组织策划了系列热点专题,极大提高了期刊学术质量;通过开创特色品牌建设,拓展内容呈现方式,最大限度发挥平台优势整合智力资源,实现期刊多媒体态势下的快速发展。随着期刊学术质量和影响力逐步扩大,《洁净煤技术》进入高质量、高水平发展的新阶段。

关键词：质量建设专题《洁净煤技术》期刊智库媒体融合

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迎采动宽煤柱承载特性及矿压显现规律研究

煤炭工程 2024年第4期56卷 1-7页

作者：宗保东陈立虎煤炭工业太原设计研究院集团有限公司山西太原030001

单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方... 详细信息

单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,对煤柱的合理宽度及迎采期间的矿压显现规律进行研究分析。主要结论有:通过理论计算,煤柱在受到掘进扰动和工作面采动的双重影响下,确保煤柱不完全发生塑形破坏且存在弹性核的宽度至少为30 m。数值模拟发现,掘进迎头至相遇位置前方20~30 m时,围岩变形开始增大,煤柱帮和回采帮变形量均超过0.5 m。当掘进至采空区后方一定距离后,围岩因同时受掘进扰动与采空区侧向支承应力的叠加影响,变形增幅加快,煤柱帮变形严重,最大变形量超1 m。提出100303运输巷掘进距100302综采工作面70 m时,停止掘进,在迎采扰动范围内,优化支护参数,提高煤柱承载能力。现场监测表明,巷道顶底板和两帮均变形较小均在可控范围内,有效控制了迎采动工作面掘巷的围岩变形。

关键词：迎采对掘煤柱宽度矿压显现数值模拟围岩控制

2023-2024年中国煤炭产业经济形势研究报告

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中国煤炭 2024年第3期50卷 12-20页

作者：中矿(北京)煤炭产业景气指数研究课题组郭建利北京绿能煤炭经济研究基金会北京市海淀区100083 煤炭工业规划设计研究院数字与经济分院

2023年,我国经济整体回升向好,煤炭产业继续落实能源保供任务,供需形势整体趋于宽松,价格同比有所下降,中矿(北京)煤炭产业景气指数整体呈现微幅下跌走势。展望2024年,煤炭需求有望在宏观经济复苏回暖的带动下,继续呈现增长趋势;受产量... 详细信息

2023年,我国经济整体回升向好,煤炭产业继续落实能源保供任务,供需形势整体趋于宽松,价格同比有所下降,中矿(北京)煤炭产业景气指数整体呈现微幅下跌走势。展望2024年,煤炭需求有望在宏观经济复苏回暖的带动下,继续呈现增长趋势;受产量增速放缓、进口煤空间难以扩大影响,煤炭供给量增长将趋于放缓。总体看,2024年煤炭供需形势将呈现略微紧平衡态势,煤炭产业经济将继续保持稳中有进的发展趋势。在此背景下,短期内应继续提高我国煤炭增产保供能力,坚持创新发展,解决煤炭行业发展原动力问题,并关注煤炭与新能源的协同发展。

关键词：中矿(北京)煤炭产业景气指数煤炭产业经济形势增产保供创新发展新能源

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我国“数字煤炭”建设发展研究与探讨

中国煤炭 2024年第1期50卷 9-14页

作者：王虹桥陈养才王丹识中国煤炭工业协会北京市朝阳区100013

“数字煤炭”的内涵是通过数字技术与煤炭工业的深度融合,优化煤炭生产、运营、流通、转化、服务等各环节,全面推进煤炭工业及所关联对象的数字化进程,进而实现煤炭工业以安全、高效、绿色、智能、健康为核心目标的高质量发展。全面阐... 详细信息

“数字煤炭”的内涵是通过数字技术与煤炭工业的深度融合,优化煤炭生产、运营、流通、转化、服务等各环节,全面推进煤炭工业及所关联对象的数字化进程,进而实现煤炭工业以安全、高效、绿色、智能、健康为核心目标的高质量发展。全面阐述了优化升级煤炭数字基础设施、全面赋能现代化煤炭产业体系、完善煤炭数字技术创新体系等10个方面“数字煤炭”建设的主要内容;为进一步提升“数字煤炭”建设水平,研究提出应突出顶层设计、健全体制机制、保障资金投入、实施示范评价等具体建议;认为在数字中国建设背景下,为实现煤炭工业高质量发展,“数字煤炭”建设势在必行。

关键词： “数字煤炭” 数字技术应用煤炭数字经济数据安全保障数字化组织管理体系

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量子化学方法在煤自燃机理方面的应用及进展

科技导报 2024年第4期42卷 73-83页

作者：张卫臧立岩李靖山西能源学院地质与测绘工程系太原030600 煤炭工业太原设计研究院集团有限公司太原030001

煤中自由基是诱发煤自燃的首要因素之一,有效防止煤自燃的实质便是抑制煤中活性自由基对氧化反应的促进作用。系统地总结了煤中活性自由基——含氧自由基和脂肪族烃基在煤自燃过程中的反应,并指出目前研究煤自燃机理的不足,如煤分子模... 详细信息

煤中自由基是诱发煤自燃的首要因素之一,有效防止煤自燃的实质便是抑制煤中活性自由基对氧化反应的促进作用。系统地总结了煤中活性自由基——含氧自由基和脂肪族烃基在煤自燃过程中的反应,并指出目前研究煤自燃机理的不足,如煤分子模型类型单一,且多仅考虑煤中含氧自由基的反应过程,并未将含氧自由基、煤中缺陷和杂原子同时存在下的反应进行研究;指出目前的研究多集中于CO_(2)、H_(2)O和CO的生成路径,未对煤自燃产生的SO_(2)、H_(2)S等有毒气体进行很好的解释。从煤中活性自由基角度,针对性分析了制备抗氧化剂的应用研究,这是未来制备绿色高效阻燃剂的有效路径。提出了可从煤有机显微组分分子结构进行研究,不同显微组分的理化性质各不相同,因此,查明不同煤中的显微组分至关重要,特别是其内部活性自由基的类型。

关键词：煤自燃脂肪族侧链含氧官能团量子化学阻燃剂

数字煤炭背景下井工煤矿智能化管控模式及效益

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煤炭经济研究 2024年第4期 33-39页

作者：张学亮郭建利刘芳彬曹峥袁俊林丁孙亚煤炭工业规划设计研究院有限公司

煤炭行业信息化发展已进入数字化与智能化协同发展的数字煤炭阶段。通过梳理井工煤矿管控模式发展历程，基于数字煤炭背景下，将井工煤矿智能化管控划分为3个阶段，即智能化管控初级阶段、中级和高级阶段。阐述了井工煤矿智能化管控不... 详细信息

煤炭行业信息化发展已进入数字化与智能化协同发展的数字煤炭阶段。通过梳理井工煤矿管控模式发展历程，基于数字煤炭背景下，将井工煤矿智能化管控划分为3个阶段，即智能化管控初级阶段、中级和高级阶段。阐述了井工煤矿智能化管控不同阶段的组织与管理模式、生产运行驱动逻辑、数字技术应用深度、治理理念和煤矿职工角色转变等方面的特征，从经济效益、安全效益、生产效益和社会效益4个方面出发，初步构建了井工煤矿智能化效益评价指标系统。为进一步推进井工煤矿智能化发展，指出未来重点发展的5个方向，从而为数字煤炭背景下煤矿智能化建设与发展探索了新的模式，并为煤炭行业高质量发展提供有力支撑。

关键词：管控模式建设效益数字煤炭井工煤矿煤矿智能化

浅埋厚煤层综采工作面顶板破断结构及运动形态研究

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煤炭技术 2024年第11期 88-94页

作者：苗苑煤炭工业规划设计研究院有限公司

针对平朔井工一矿浅埋厚煤层开采条件，采用理论分析和数值模拟的方法，对顶板覆岩破断特征及裂隙场演化规律等内容进行研究，得到了煤层开采厚度与覆岩破断结构的关系，井工一矿工作面上覆岩层形成“低位悬臂梁+高位铰接岩梁”结构，... 详细信息

针对平朔井工一矿浅埋厚煤层开采条件，采用理论分析和数值模拟的方法，对顶板覆岩破断特征及裂隙场演化规律等内容进行研究，得到了煤层开采厚度与覆岩破断结构的关系，井工一矿工作面上覆岩层形成“低位悬臂梁+高位铰接岩梁”结构，低位悬臂梁破断位置距采空区煤壁21.7 m；覆岩断裂位置与区段煤柱垂直应力的关系，当顶板断裂位置位于采空区侧时，侧向支承压力显著增大，应力集中系数约为3.02，此时煤柱稳定性差；工作面回采后，从运动到停止的4个不同阶段侧向支承压力分布特征，14106工作面回采结束92 d后处于支承应力稳定阶段；研究成果可用于指导矿井区段煤柱留设及相似条件煤层开采。

关键词：厚煤层沿空掘巷覆岩破断