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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

铜基催化剂在乙炔氢氯化反应中的工业应用评估

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现代化工 2025年第1期45卷 72-76页

作者：代元元杨京林牛强内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司内蒙古鄂尔多斯016064

概述了近年来国内外铜催化剂在乙炔氢氯化反应中的研究进展,综述了铜催化剂的几种改性手段,探讨了催化剂的工业应用情况,分析了铜催化剂工业应用的安全风险问题。研究表明,经过适当改性,铜催化剂具备工业应用潜力,且在实际工业生产中通... 详细信息

概述了近年来国内外铜催化剂在乙炔氢氯化反应中的研究进展,综述了铜催化剂的几种改性手段,探讨了催化剂的工业应用情况,分析了铜催化剂工业应用的安全风险问题。研究表明,经过适当改性,铜催化剂具备工业应用潜力,且在实际工业生产中通过严格控制工艺指标可避免铜工业应用的安全风险问题。

关键词：乙炔氢氯化铜催化剂工业化应用安全性

不同倾角煤岩组合煤柱破坏规律及稳定性控制研究

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煤炭技术 2025年第1期44卷 88-92页

作者：姚士茂国能神东煤炭布尔台煤矿内蒙古鄂尔多斯017000

以神东某矿为研究背景,采用理论分析、模拟试验,模拟研究了不同倾角煤-岩组合体强度关系及损伤演化规律,研究了不同倾角组合煤岩体单轴压缩下力学特性及破坏特征,分析了组合体中煤-岩不同倾角交界面对其整体变形破坏的影响,提出了组合... 详细信息

以神东某矿为研究背景,采用理论分析、模拟试验,模拟研究了不同倾角煤-岩组合体强度关系及损伤演化规律,研究了不同倾角组合煤岩体单轴压缩下力学特性及破坏特征,分析了组合体中煤-岩不同倾角交界面对其整体变形破坏的影响,提出了组合体煤柱锚喷锚杆强化支护技术。结果表明:随着煤岩组合体倾角增加,峰值强度降低,应力-应变曲线线性行为发生时间变短。煤岩组合体产生滑移破坏分界为30°~40°;倾角越小,煤岩组合体加载过程中越难产生损伤,且产生损伤过程应变越大;反之,倾角越大,越容易发生损伤。倾角较小时,煤岩组合体受力过程中不易变形,且需要很大的加载力才能使煤岩组合体产生损伤破坏。所提组合体煤柱锚喷锚杆强化支护效果显著大于普通支护效果。通过对煤岩组合体损伤演化进行分析,可为现场监测及煤岩体失稳破坏前兆提供判据。

关键词：煤岩组合体失稳破坏力学特性损伤演化

不同混交林配置模式对库布齐沙漠风沙土壤粒度特征的影响

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水土保持研究 2025年第1期32卷 101-109,120页

作者：李天扬蒙仲举陈晓燕李浩年徐志明内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018 内蒙古自治区社会科学院呼和浩特010010 鄂尔多斯市腾达勘察设计有限公司内蒙古鄂尔多斯017010

[目的]通过分析不同混交林模式对库布奇沙漠土壤粒度特征的影响,为沙地人工林高效,可持续经营提供科学依据。[方法]选择库布齐沙漠沿黄段具有代表性的4种混交林配置模式,取0-80 cm土层深度土样,采用激光粒度法进行土壤粒度的测定,并计... 详细信息

[目的]通过分析不同混交林模式对库布奇沙漠土壤粒度特征的影响,为沙地人工林高效,可持续经营提供科学依据。[方法]选择库布齐沙漠沿黄段具有代表性的4种混交林配置模式,取0-80 cm土层深度土样,采用激光粒度法进行土壤粒度的测定,并计算土壤平均粒径(Mz)、分选系数(δ)、偏度(SK)、峰度(KG)和分形维数特征等。[结果](1)研究区的优势粒径为细砂与中砂。4种不同植物配置模式对土壤粒径有明显细化作用,黏粒、粉粒、极细砂含量相较对照组CK分别增加了141.37%~415.38%,105.75%~724.73%,64.93%~1597.36%。(2)4种植被配置模式营建后,不同深度土层平均粒径均有明显上升,幅度为2.44%~20.33%。(3)比对不同配置模式下土壤的粒度参数后,发现分形维数的值与峰度值呈正相关,与平均粒径呈负相关。[结论]土壤粒径的细化程度与配置模式有关,不同植物配置模式对土壤粒径细化作用主要集中于表层,且细化效果随土层深度的增加而逐渐降低。不同深度土层平均粒径均有明显上升,土壤颗粒的分选等级降低,颗粒分布变得更加离散;土壤颗粒分布呈现逐渐趋于宽平;土壤颗粒向正偏发展;不同土层深度土壤颗粒分形维数均有显著增加(p<0.05)。

关键词：库布齐沙漠不同配置模式土壤粒径分形维数

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煤矿设备数据管理系统设计及性能测试

煤矿机械 2025年第1期46卷 23-25页

作者：王举重聂倩李敏赵海龙任丹彤鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000 北京航天常兴科技发展股份有限公司北京102600

基于Hadoop平台设计了煤矿设备数据管理系统,该管理系统立足于煤矿领域,能够实现煤矿设备的实时管理。数据采集系统采用OPC服务器,将来自不同协议的数据桥接到OPC客户端应用程序。在Redis的基础上设计了煤矿设备数据传输架构,实现煤矿... 详细信息

基于Hadoop平台设计了煤矿设备数据管理系统,该管理系统立足于煤矿领域,能够实现煤矿设备的实时管理。数据采集系统采用OPC服务器,将来自不同协议的数据桥接到OPC客户端应用程序。在Redis的基础上设计了煤矿设备数据传输架构,实现煤矿设备数据采集、传输、处理和应用。通过设计管理系统的人机交互界面,实现设备数据信息数据的监控,并对管理系统的性能进行了测试。该管理系统具有良好的稳定性。

关键词：煤矿设备数据管理系统设计数据采集数据传输

多段AO+MBR工艺在寒区污水厂提标改造的应用

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水处理技术 2025年第1期51卷 148-151页

作者：梅小乐南艳霞杨志强刘东段楚琴内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018 鄂尔多斯市东胜区洁通排水产业有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000

采用多段AO+MBR工艺对中国北方寒区城市某污水厂出水TN波动大、尾水外排容量低等问题进行提标改造。多段AO可以实现TN的高效去除,而MBR+臭氧催化氧化则可以实现COD、NH_(3)-N的有效控制,从而达到稳定出水的目的。提标改造后实际运行数... 详细信息

采用多段AO+MBR工艺对中国北方寒区城市某污水厂出水TN波动大、尾水外排容量低等问题进行提标改造。多段AO可以实现TN的高效去除,而MBR+臭氧催化氧化则可以实现COD、NH_(3)-N的有效控制,从而达到稳定出水的目的。提标改造后实际运行数据表明:出水COD和NH_(3)-N、TN、TP、SS检测均值分别为26.60 mg/L和0.29、7.59、0.38、5.32 mg/L,均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准,其中NH_(3)-N达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ类水标准(ρ(NH_(3)-N)≤1.0 mg/L),TN稳定优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准(ρ(TN)≤15 mg/L)。

关键词：提标改造多段AO+MBR工艺寒冷地区城市污水厂

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煤机装备全生命周期管理系统架构与关键技术

煤炭科学技术 2025年

作者：庞义辉毕经龙袁鹏喆赵宝福丁自伟煤炭科学研究总院有限公司中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司西安科技大学

针对煤机装备实现全生命周期数智化综合管理技术难题，将我国煤机装备全生命周期管理技术发展历程划分为三个阶段，从煤机装备管理标准体系建设、设备台账流程管理、智能运维管理及系统平台建设等方面分析了现阶段我国煤机装备管理存在... 详细信息

针对煤机装备实现全生命周期数智化综合管理技术难题，将我国煤机装备全生命周期管理技术发展历程划分为三个阶段，从煤机装备管理标准体系建设、设备台账流程管理、智能运维管理及系统平台建设等方面分析了现阶段我国煤机装备管理存在的痛点。研究了煤机装备前期、中期、后期管理目标、业务流程及实施主体，提出了煤机装备全生命周期数智化管理系统总体架构。分析了煤机装备选型优化设计主要影响因素，研究得出了综采设备选型优化计算方法，开发了综采设备选型优化算法及软件平台，提出了煤机装备系列型谱与编码体系构建方法。将煤机装备管理划分为六个业务域，阐明了不同业务域之间的关联关系；研究了工单管理流程不同阶段的业务分工，提出了基于AI赋能的工单精细化管理流程。分析了不同运维模式之间的差异，基于区域集中运维模式提出了煤机装备运维管理技术框架。分析了煤机装备状态感知技术现状及存在的问题，研究了基于非接触式传感技术的间接感知方法，在提高解算精度的前提下降低了安装与运维成本。研究了基于数字孪生技术对实体模型进行远程运维作业的技术路径，提出了几何模型+机理模型+数据模型融合驱动的运行控制与维护策略，展望了煤机装备全生命周期数智化综合管理技术及系统平台研发方向。

关键词：煤机装备全生命周期管理装备型谱精细化管理运维管理

浅埋交错煤层群覆岩运动及复合采空区“三带”研究

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煤矿安全 2025年

作者：陈殿赋倪权吴兵李杨国能神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭集团大柳塔煤矿中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

为深入探讨煤层群开采对覆岩运动规律及煤层自燃风险的影响，以大柳塔活鸡兔井12204与22206复合采空区为研究对象，开展了一系列系统性分析。研究通过理论计算与无人机实测相结合的方法，对复合采空区的地表沉陷情况进行了全面评估，并... 详细信息

为深入探讨煤层群开采对覆岩运动规律及煤层自燃风险的影响，以大柳塔活鸡兔井12204与22206复合采空区为研究对象，开展了一系列系统性分析。研究通过理论计算与无人机实测相结合的方法，对复合采空区的地表沉陷情况进行了全面评估，并利用三维离散元仿真软件3DEC模拟了复合煤层开采对覆岩运动的影响规律，同时，通过仿真结果验证模型精度，并结合Fluent软件，引入耗氧函数，进一步细化复合采空区的“三带”划分，分析了氧化带的空间分布特征及其对煤自燃风险的影响。理论计算结果显示，12204工作面重新压实区的地表最大沉陷量为3.54 m,22206工作面重新压实区的地表最大沉陷量为1.06 m；无人机实测结果表明，在采空区重叠区域，地表沉陷量高达5 m；模拟数据表明，煤层群开采的重叠区域地表沉陷系数为0.24，而下煤层煤柱上方的沉陷系数仅为0.12，煤层群开采导致的地表沉陷量为单层煤层开采的2倍，此外，下层煤层回采后覆岩会经历二次挤压变形，其垮落角较初次变形减小约9°。基于Fluent软件的氧气场模拟显示，下煤层进风侧的氧化带宽度约143 m，回风侧氧化带宽度为50 m，而上、下煤层底板氧化带的面积分别为26 676 m2和24 003 m2。这表明，上煤层的自燃风险更高，高氧气体积分数区域主要集中在进风侧及裂隙发育区域。本研究系统地揭示了煤层群开采导致的覆岩运动及地表沉陷特征，同时结合氧化带模拟，深化了对煤层自燃风险的认识。

关键词：浅埋深煤层立体交错煤层群覆岩运动地表沉陷 3DEC Fluent

基于改进YOLOv8m-PSC的露天煤矿危险驾驶行为检测系统

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煤炭学报 2025年

作者：马力雷尧常治国井宇航刘浩强李学斌马宁马龙李临林西安科技大学能源学院新疆工程学院新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室国家能源集团神延煤炭有限责任公司

露天煤矿环境复杂多变，安全生产面临诸多挑战，其中危险驾驶行为是威胁矿区安全生产的重要因素之一。矿区内重型机械和运输车辆频繁作业，由于道路条件复杂、作业环境恶劣，驾驶员一旦出现疏忽或违规操作，极易引发重大事故，造成严重... 详细信息

露天煤矿环境复杂多变，安全生产面临诸多挑战，其中危险驾驶行为是威胁矿区安全生产的重要因素之一。矿区内重型机械和运输车辆频繁作业，由于道路条件复杂、作业环境恶劣，驾驶员一旦出现疏忽或违规操作，极易引发重大事故，造成严重的人员伤亡和经济损失。目前，矿区通常采用人工巡检和车载视频回放检查等传统安全监控手段，但这些方法存在效率低、实时性差，耗费大量人力且有监控盲区等缺点，难以有效应对由于危险驾驶行为而导致的事故风险。随着深度学习和计算机视觉技术的迅速发展，利用先进技术手段提升矿区危险驾驶行为检测效率成为重要方向。相比传统手段，智能检测系统能够实现对危险行为的实时检测和预警，不仅提高了监控覆盖率，还有效减少了人力资源的投入。因此，设计并开发适用于露天煤矿环境的危险驾驶行为检测系统，不仅是当前矿区安全管理的迫切需求，也是推动矿山智能化发展的重要方向。本文在现有YOLOv8m模型的基础上，针对现有模型的参数量大、计算量高及夜晚车内光线较差导致检测精度低等问题，开展了面向露天煤矿危险驾驶行为检测方法研究，运用对比实验、消融实验及理论分析等方法，提出了一种结合部分卷积、自注意力机制及通道混洗的目标检测改进模型YOLOv8m-PSC。在此基础上，设计并实现了基于改进模型的危险驾驶行为检测系统。系统通过PySide6构建直观简便的图形用户界面，能够快速部署到实际生产环境中，弥补了传统监控手段的不足，对露天矿危险驾驶行为进行快速且准确的监控。实验结果表明，改进后的模型在性能上有显着提升：危险驾驶行为的平均检测精度达到83.7%，参数量减少了40.2%，浮点计算量下降了62.6%，推理速度提升了10.7%，均较原模型有显着提高，实现了在露天矿复杂场景下对疲劳驾驶、分心驾驶等危险驾驶行为高效、实时的检测。改进模型的提出不仅在技术上实现了目标检测模型的进一步优化，也为危险驾驶行为的实时检测提供了理论和实践的参考。此外，系统开发流程中引入了图形界面设计思路，为智慧矿山建设中的人机交互系统设计提供了创新性方案。

关键词：危险驾驶行为部分卷积自注意力机制 YOLOv8m-PSC PySide6