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煤矿智能化建设高质量发展难题与路径

煤炭科学技术 2025年

作者：王国法任怀伟富佳兴中国煤炭科工集团有限公司中煤科工开采研究院有限公司煤炭科学研究总院有限公司

煤矿智能化是推动煤炭行业高质量发展的重要方向。本文围绕煤矿智能化的基础理论研究、技术体系构建及示范推广进行了系统综述，全面分析煤矿智能化建设的现状，明确了当前智能化发展中面临的关键技术瓶颈和解决这些技术难题以推动煤... 详细信息

煤矿智能化是推动煤炭行业高质量发展的重要方向。本文围绕煤矿智能化的基础理论研究、技术体系构建及示范推广进行了系统综述，全面分析煤矿智能化建设的现状，明确了当前智能化发展中面临的关键技术瓶颈和解决这些技术难题以推动煤矿行业高质量发展的路径。在基础理论方面，重点探讨了数字煤矿与智能化开采基础理论的研究进展；在技术体系构建方面，总结了智能化煤矿的关键技术模块；在示范推广方面，以典型示范矿井为案例，总结了智能化系统在实际生产中的应用效果，并分析了推广过程中面临的技术、管理等制约因素。基于对煤矿智能化基础理论和技术体系的深入研究，以及示范矿井建设的实践经验，系统梳理了智能地质保障、信息通信、掘进、开采及智能安全控制系统等技术领域的现状与突出问题，特别针对复杂地质条件下的高效掘进、高效开采、机器人协同作业及系统运维等技术瓶颈进行了深入剖析。聚焦于复杂条件下的高效掘进技术、薄煤层和冲击地压煤层的高效开采、煤矿机器人关键技术、新一代智能安控系统的研发，加快露天煤矿的大型化和智能化进程，完善煤矿智能化运维标准体系和推动智能化系统的迭代升级，以企业需求为导向，以技术创新为牵引，加快煤矿采掘装备的成套化、高端化、数智化发展，为煤矿智能化建设的高质量、可持续发展提供可靠的技术装备支撑和保障。

关键词：煤矿智能化技术瓶颈机器人协同作业标准体系建设装备成套化

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煤炭开采地质体复合损害与减损保障

煤田地质与勘探 2025年

作者：王双明孙强胡鑫耿济世侯恩科王生全周书涛师庆民袁士豪陈凯宋世杰陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院西安科技大学地质与环境学院新疆大学地质与矿业工程学院

【目的和背景】煤炭长期处于我国主体能源地位。随着近年开采规模和强度的增大，煤炭开采区岩石、土壤、水圈、生态环境的关联程度得到强化，急需从地球系统科学的理念出发，理解煤炭安全开采和绿色开采中围岩移动变形、冲击地压、煤与... 详细信息

【目的和背景】煤炭长期处于我国主体能源地位。随着近年开采规模和强度的增大，煤炭开采区岩石、土壤、水圈、生态环境的关联程度得到强化，急需从地球系统科学的理念出发，理解煤炭安全开采和绿色开采中围岩移动变形、冲击地压、煤与瓦斯突出、涌突水、地面沉陷、水土流失、生态环境损害等之间的耦合关系和链生特征。【方法和结果】提出基于地质结构控制和岩体结构采动响应的地质体复合损害科学研究内容、关键问题与减损地质保障思路，包括：（1）开展煤矿区煤-岩-水-土-生态圈层组合关系与动态响应特征研究，剖析复合损害形成的地质基础条件，厘清开发背景下各圈层采前、采中、采后地质条件动态演化特征，建立煤-岩-水-土-生态环境动态耦合演化模型；（2）建立复合损害协同驱动模型，精准识别量化各要素的关键状态参量，查明损害类型及其主控因素，揭示采动多场耦合响应规律与复合损害演化过程；（3）基于煤炭开采下多圈层损害之间的关联性，关注复合损害动态演化过程与对应关键状态参量变化，建立煤矿区复合损害协同预测监测与防控体系；（4）构建“五体系一平台”（精准勘探体系、智能感知体系、快速解译体系、风险评估体系、工程减损体系和采动复合损害综合分析平台），科学分析煤炭埋藏条件、岩体结构条件、水文地质条件、生态环境条件等自然因素及岩-水-土-生态环境多圈层响应规律等地质信息，实现地质结构条件透明化、评价模型及方法有效化、煤炭开发模式优选化、风险动态预测超前化、地质保障策略科学化。煤矿围岩复合损害地质保障研究能够为煤炭减损开采提供科学指导，服务煤炭绿色安全开采与生态环境保护。

关键词：岩体形变多圈层响应复合损害时空演化地质减损

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红沙梁东井田含煤地层特征及沉积环境分析

煤炭技术 2025年第1期44卷 108-110页

作者：王普仲乃亮甘肃煤炭地质勘查院兰州730000

通过对红沙梁东井田下白垩统老树窝群含煤地层展布规律的研究,结合区域构造及沉积环境等方面进行综合分析,结果表明:含煤地层呈现为一个小型煤盆地形态,其含煤性呈中西部好,向四周逐渐变差的趋势;含煤地层沉积环境主要有扇三角洲、湖泊... 详细信息

通过对红沙梁东井田下白垩统老树窝群含煤地层展布规律的研究,结合区域构造及沉积环境等方面进行综合分析,结果表明:含煤地层呈现为一个小型煤盆地形态,其含煤性呈中西部好,向四周逐渐变差的趋势;含煤地层沉积环境主要有扇三角洲、湖泊、湖泊三角洲,其间的三角洲平原泥炭沼泽与滨湖沼泽环境为全区的有利成煤环境,形成了区内的4层可采煤层。

关键词：含煤地层下白垩统沉积环境红沙梁东井田

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论徐州弧的北界与找煤

地质论评 1995年第6期41卷 509-516页

作者：李桂春煤炭部地质普查队

传统认为徐州弧止于原丰沛断层南,其北则为东西向构造。经研究后认为,该弧的北界不但通过原丰沛断层,而且延至鲁中一带。通过对徐州弧北界的探讨,为丰沛断层南北的构造推断及找煤提供了新的思路。

关键词：徐州弧丰沛断层找煤煤矿床地质勘探

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中国含煤盆地的聚煤规律

地质论评 1995年第6期41卷 487-498页

作者：王仁农李桂春煤炭部地质普查队

含煤盆地是煤系形成的基本地质构造单元。含煤盆地的形成和演化与所处的板块构造位置有关,板块构造在中国含煤盆地的演化中具有重要的作用。因为它影响着含煤盆地的古地理、古气候及古植物的变化。因此板块构造演化控制了含煤盆地的煤... 详细信息

含煤盆地是煤系形成的基本地质构造单元。含煤盆地的形成和演化与所处的板块构造位置有关,板块构造在中国含煤盆地的演化中具有重要的作用。因为它影响着含煤盆地的古地理、古气候及古植物的变化。因此板块构造演化控制了含煤盆地的煤系的形成和分布。

关键词：含煤盆地煤系聚煤规律板块构造煤矿床

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豫西石千峰组研究新进展

地质论评 1997年第2期43卷 200-209页

作者：王仁农煤炭部地质普查队

豫西石千峰组很发育,分布广泛,据钻井的岩芯及化石划为三段。下段:平顶山砂岩段;中段:双壳类泥灰岩段;上段:石膏钙核段。平顶山砂岩段的地质时代为晚二叠世,地层上可同华北石千峰组下部对比。平顶山砂岩段同下伏上石盒子组为整合接触,... 详细信息

豫西石千峰组很发育,分布广泛,据钻井的岩芯及化石划为三段。下段:平顶山砂岩段;中段:双壳类泥灰岩段;上段:石膏钙核段。平顶山砂岩段的地质时代为晚二叠世,地层上可同华北石千峰组下部对比。平顶山砂岩段同下伏上石盒子组为整合接触,华北陆块南缘局部为不整合,称之海侵超覆。据石千峰组所含化石,说明华北陆块东南部晚二叠世为开阔海环境。

关键词：晚二叠世石千峰组钻孔岩芯海侵超覆地层

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煤与煤系铀矿产协同勘查技术方法

煤炭科学技术 2025年

作者：魏迎春张昀李新曹代勇王安民靳亮亮宁树正中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国煤炭地质总局勘查研究总院

煤与煤系铀矿产协同勘查已成为矿产资源勘查的重要方向，为实现煤铀协同勘查技术的集成创新，提高找矿效率和节约勘查成本，基于煤与煤系铀矿产的基本特征、勘查技术方法的有效性和勘查工程布置的经济性，探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查... 详细信息

煤与煤系铀矿产协同勘查已成为矿产资源勘查的重要方向，为实现煤铀协同勘查技术的集成创新，提高找矿效率和节约勘查成本，基于煤与煤系铀矿产的基本特征、勘查技术方法的有效性和勘查工程布置的经济性，探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段选择和协同勘查工程布置，构建了煤与煤系铀矿产协同勘查模型。取得如下成果：(1)分析了煤系铀矿产的基本特征，煤系中煤层和铀矿产表现为下煤上铀（煤系砂岩型铀矿）或铀煤同层产出（煤型铀矿）的空间分布关系，煤中铀主要的赋存方式为有机质螯合或束缚，砂岩中的铀主要的赋存方式为铀矿物、吸附铀和含铀矿物。(2)基于煤系铀矿产勘查技术手段的有效性，提出了煤炭勘查工作已完成区和煤与煤系铀矿产勘查新区两种情况下的煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段：在煤炭勘查工作已完成区，充分利用煤炭勘查资料，筛选自然伽马测井曲线高异常层段和区域，利用γ能谱测井验证煤系铀矿化信息，圈定煤系铀矿的普查区，按照煤系铀矿勘查技术手段分阶段选择相应的技术手段；在煤与煤系铀矿产勘查新区，煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段在煤炭勘查技术手段的基础上，增加对煤系铀矿有效响应的放射性技术手段（γ能谱测井、氡及其子体测量）、岩心编录、穿透性地球化学等技术手段。(3)探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查工程布置，按照煤、铀矿勘查规范，遵循“协同设计、协同部署、协同施工”的原则，分两种情况开展煤与煤系铀矿产的协同勘查布置：在煤炭勘查工作已完成区，筛选自然伽马测井曲线高异常层段和区域部署施工验证孔，圈定煤系铀矿的普查区，按照煤系铀矿勘查规范分阶段进行勘查工程布置；在煤与煤系铀矿产勘查新区，开展煤与煤系铀矿协同勘查，首先在整个勘查区内寻找煤炭资源，布置煤炭勘查工程，在自然伽马测井曲线高异常层段和区域圈出煤系铀矿靶区，在煤系铀矿靶区以寻找煤系铀矿为主，开展煤系铀矿勘查工程实施。(4)基于协同勘查技术手段的有效性和协同勘查成本的经济性，从煤与煤系铀矿产的协同勘查技术手段和协同勘查工程布置方面构建了煤与煤系铀矿产协同勘查模型，为煤与煤系铀矿产协同勘查工作提供理论基础和方法依据。

关键词：煤煤系铀矿产协同勘查技术协同勘查工程协同勘查模型

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煤岩吸附特征主控地质因素探讨

煤炭技术 2025年第1期44卷 103-107页

作者：贾宏伟内蒙古煤炭地质勘查(集团)一零九有限公司内蒙古海拉尔021008

在综述前人研究成果的基础上,选取国内外代表性的煤岩样品实验研究数据,分别对兰氏体积和兰氏压力的影响因素进行讨论。研究表明,煤岩成熟度(煤阶)、煤岩类型、温度、灰分和水分等都对煤岩吸附能力产生影响,其中煤岩成熟度是最重要的影... 详细信息

在综述前人研究成果的基础上,选取国内外代表性的煤岩样品实验研究数据,分别对兰氏体积和兰氏压力的影响因素进行讨论。研究表明,煤岩成熟度(煤阶)、煤岩类型、温度、灰分和水分等都对煤岩吸附能力产生影响,其中煤岩成熟度是最重要的影响因素。研究认为:兰氏体积随煤岩成熟度呈现出了“U”形或“先升—后降—再升”变化趋势,反映了中煤阶吸附能力弱于低煤阶和高煤阶的现象,主要是煤岩成熟度影响孔隙结构,进而影响吸附能力的结果。煤岩类型对兰氏体积的影响是客观存在的,镜质体含量高,吸附能力趋于更强。灰分和水分与煤岩兰氏体积表现出复杂非线性负向关系,在实验研究中有所反映,在利用低煤阶数据分析中也有一定程度的识别。兰氏压力受煤岩成熟度(煤阶)的影响也十分显著,显示出随煤阶升高而降低的趋势。在低煤阶区,灰分或水分和镜质组含量的影响在一定程度上可以识别,但难以形成规律性认识,中高阶区则未反映出明显特点。

关键词：煤岩煤层气吸附兰氏体积兰氏压力

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遥感技术在煤田地质工作中的应用研究

地质学报 1989年第1期63卷 36-49页

作者：管海晏煤炭部遥感地质中心

通过应用研究,发现煤层热红外辐射规律,建立煤层热辐射模式,揭示出遥感图像信息与煤层和煤系的内在联系。在航天、航空、地面多层次同步遥感试验以及多方向、多波段、多时相、多种组合手段等一系列完整的遥感方法试验中,确定了遥感技术... 详细信息

通过应用研究,发现煤层热红外辐射规律,建立煤层热辐射模式,揭示出遥感图像信息与煤层和煤系的内在联系。在航天、航空、地面多层次同步遥感试验以及多方向、多波段、多时相、多种组合手段等一系列完整的遥感方法试验中,确定了遥感技术应用于煤田地质的最佳程序。应用研究中建立的理论和方法,已经在煤田预测、普查找煤、煤田地质调查、探测煤矿地质灾害等方面,取得明显的经济效益和社会效益。

关键词：煤田地质遥感技术