煤炭科學技術最新期刊目錄

煤層氣微波注熱開采工藝數值模擬研究————作者：王峰;王創業;劉猛;檀曉改;高爾斯;葛騰澤;劉丹璐;徐小虎;

摘要：微波加熱作為一種加熱速率快，易于控制的加熱方式，可以快速提高煤層溫度，改善煤體滲透性，進而提高煤層氣的采收率。微波向地下煤層的傳輸與煤層的溫度響應是開發新型煤層氣開采工藝的關鍵。本文考慮了溫度對真實煤層介電常數的影響，建立了微波間歇加熱整體煤層的電磁-熱雙向耦合數學模型。采用COMSOL Multiphysics模擬不同參數下微波間歇加熱整個煤層的溫度場分布，探究微波間歇加熱時長，微波頻率，輸入功...

傾斜煤層工作面煤厚對頂煤放出特征的影響研究————作者：李東印;賈明瑾;李蒙光;李紅斌;王伸;李松;

摘要：鶴煤六礦2125綜放工作面煤層賦存不穩定，煤層厚度為0.4 m-24 m，煤層傾角為8°-35°。針對傾斜厚煤層綜放開采頂煤放出難度大、采放不協調、混矸率高等問題，基于多種煤層賦存條件采用控制變量方法，利用CDEM數值模擬軟件構建顆粒隨機分布的放頂煤工作面數值模型，研究了不同煤層傾角（煤層傾角25°、30°、35°）、不同頂煤厚度（頂煤厚度6m、10m、15m）下初始煤巖分界線形態、頂煤放出體發育...

白家海凸起深部煤儲層可壓性評價及壓裂優化——以彩煤-2-004H井為例————作者：梁宇輝;楊兆彪;陳河青;李道清;劉常青;王鈺強;

摘要：準噶爾盆地東緣白家海凸起彩探1H井目的層為侏羅系西山窯組煤，其產量破萬昭示著該地區深部煤層氣存在著巨量產氣潛力。以新疆油田2023年最新施工的深部煤層氣評價井彩煤2-004H井為例，在分析白家海凸起侏羅系西山窯組煤層展布特征、深部三場特征的基礎上，對該井煤儲層力學性質、脆性指數、裂縫發育等特征進行了深入分析，在此基礎上構建了可壓性評價模型，對該地區西山窯組煤儲層進行可壓性評價，進一步結合Mayer...

煤礦巷道正反三極雙頻激電探測方法————作者：胡雄武;於浩;王瑩;鄧日新;張平松;吳榮新;

摘要：巷道高密度電阻率法在礦井水害探測中發揮著至關重要的作用，但大量工程實踐表明，在深部復雜地質條件下，該方法存在電阻率多解性強及富水異常定位精度不足等技術瓶頸，難以滿足深部礦井水害精準防治的需求。針對上述問題，基于并行電法儀器在電位采集方面的優勢，創新性地提出了煤礦巷道正反三極雙頻激電探測方法，并建立了配套的數據解編流程。以全空間均勻介質和淮南潘謝礦區深部A組煤底板地層為背景，分別構建了球狀和柱狀富水...

煤基固廢泡沫充填材料性能及空巷群圍巖控制研究————作者：孫強;趙瑞;周楠;高嘉良;袁輝;

摘要：工作面過空巷是煤礦井下生產過程中普遍面臨的工程問題，空巷地質條件賦存復雜且密集時，易導致圍巖失穩、支架空頂作業、支架漏底等問題，影響工作面安全高效生產。以鮑店煤礦5316綜放工作面過空巷群為研究背景，采用理論分析、試驗室測試、物理相似模擬及現場實測等方法，研究了水泥泡沫材料、粉煤灰泡沫材料及矸石泡沫材料性能及優勢配比，工作面過空巷群圍巖變形規律及控制效果。試驗測試結果表明，發泡劑稀釋倍數20倍、水...

窄條帶充填料漿流動擴展解析幾何模型及接頂優化研究————作者：朱夢博;羅屹驍;劉浪;巫侯琴;何軍;屈慧升;蔚保寧;何偉;

摘要：充填體的接頂率極大影響著充填體整體質量及采空區穩定性。充填體接頂率欠佳，在采空區頂部形成的欠接頂區域會帶來許多安全隱患，如易引發頂板冒頂、片幫，地表沉降，有害氣體集聚等問題。為探究欠接頂區域的成因及影響因素，優化充填接頂工藝，基于多點分層充填工藝下充填料漿的擴展規律進行解析幾何分析，并對窄條帶多點分層充填工藝進行了分析。量化表征了充填料漿觸頂前及充填料漿觸頂后的流動擴展規律，同時根據成因將充填料漿...

基于熵權-可拓理論的綜放工作面經濟混矸率評價研究————作者：王伸;李瑞祥;李東印;呂朋;馮茹;李紅斌;王文;

摘要：放頂煤混矸率顯著影響煤炭質量和經濟效益，地質條件、采放工藝、開采技術水平等多方面因素共同決定了綜放工作面混矸率。對于具體的生產地質條件和放煤技術條件，綜放工作面存在最佳的混矸率，如果綜放工作面開采原煤的混矸率控制在此數值時，煤礦獲取的后期經濟效益最大，該最佳混矸率即為經濟混矸率。為科學確定綜放工作面經濟混矸率，找出影響混矸率的主控因素，采用現場調研、理論分析等方法對放頂煤混矸形成機制及影響放頂煤工...

煤矸石綜合利用現狀及高值化利用途徑探索—以中國中煤為例————作者：朱磊;古文哲;何志偉;劉成勇;趙萌燁;宋天奇;張云;吳玉意;劉治成;張新福;張鵬;盛奉天;

摘要：在“雙碳”目標背景下，煤炭作為國家能源安全的基石，其綠色開發對我國經濟建設和社會發展具有戰略意義。中國中煤憑借豐富的煤炭資源儲量，在保障國家能源供應中發揮重要作用。然而，煤炭資源高產高效回采的同時產生大量煤矸石，造成土壤、大氣、水體等污染，煤矸石合理處置與資源化利用問題已然成為制約礦區綠色發展的主要瓶頸。調研了中國中煤煤矸石的分布特征、理化性質及利用方式，系統性地梳理了煤矸石綜合利用政策，詳細闡述...

基于DOFS的礦山隱蔽致災多因素智能感知現狀與分析————作者：史偉鵬;張平松;孫斌楊;魏廣慶;

摘要：煤炭是我國能源安全的“壓艙石”，而隱蔽致災因素和深部環境“三高一低”問題威脅到煤礦安全、高效與綠色開采。目前，礦山隱蔽致災因素的探測主要依賴于地質調查、鉆探及物探方法，但這些方法存在數據獲取有限、成本高昂以及覆蓋范圍較窄等問題。分布式光纖感知技術（DOFS）憑借其分布式感知、長距離覆蓋、高精度測量及抗電磁干擾等優勢，能夠實時監測應力、溫度、滲流及振動等多場參數，從而顯著提升了隱蔽致災因素的探測能力...

基于改進NSGA-II懸臂式掘進機斷面成形截割軌跡規劃方法————作者：張超;張旭輝;楊文娟;萬繼成;杜昱陽;田思昊;王澤堯;

摘要：懸臂式掘進機斷面成形截割軌跡規劃是實現自主截割的基礎。針對當前懸臂式掘進機的軌跡規劃方法對截割頭尺寸和目標斷面約束考慮不足，難以保證斷面成形質量的問題，提出了一種基于改進帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II，NSGA-II)的懸臂式掘進機斷面成形截割軌跡規劃方法。首先，建立懸臂式掘進機運動學模型，實現懸臂式掘進機、目...

原位儲層微生物群落代謝功能潛力與協同共生關系————作者：李洋;唐書恒;陳健;郗兆棟;張遷;

摘要：微生物群落的協同共生在維持生態系統功能穩定等方面發揮不可替代的作用，煤儲層中微生物降解有機質是多種微生物協同完成的多步驟代謝過程。“煤層氣生物工程”理論與技術可應用于煤層氣井改造增產以達到負碳減排效應，因此深入研究煤儲層中微生物群落的功能潛力和共生關系對二氧化碳資源化利用至關重要。以沁水盆地南部柿莊南區塊3號煤層水環境中參與碳代謝及生命元素循環的微生物為研究目標，通過宏基因組生物測序和共生網絡分析...

沁水盆地武鄉南區塊煤層氣富集區的構造與沉積控制————作者：董佳斌;魯一帆;金毅;宋慧波;胡斌;于振鋒;

摘要：山西沁水盆地武鄉南勘探區塊是我國重要的煤層氣資源富集區之一，然而其復雜的地質構造特征，尤其是褶皺與斷裂的交錯分布，極大地限制了煤層氣的高效開發。為此結合區域地質動力學背景，系統分析了該區塊的褶皺和斷裂構造特征，在對三維地震、測井和鉆井資料精細解釋的基礎上，構建了研究區塊的斷層和煤層三維模型，并重點分析了該區塊內沉積和構造特征與煤厚及煤層氣含量變化的相關性。研究成果主要體現在以下三方面：一是依據構造...

大采高采場變厚頂板巖層結構力學模型及其破斷模式研究————作者：路洋波;閆少宏;周坤友;王元杰;符鵬;張晨曦;

摘要：掌握巖層的破斷運動規律對于采場礦壓控制及強礦震等動力災害防控意義重大。薄巖層與厚巖層的破斷模式具有顯著的差異性，并在生產實踐中由于地層地質條件的復雜性，巖層厚度表現為“變厚度”特征，為統一分析不同厚度條件下巖層的破斷模式，以母杜柴登煤礦30202工作面為研究背景，建立了采場變厚頂板巖層結構力學模型，分析了巖層厚度斜率、巖層懸露長度以及巖層力學強度等因素對巖層破斷模式的影響機制，揭示了巖層不同破斷模...

水射流自驅鉆頭修孔中環空比對煤屑運移影響研究————作者：魏建平;李林豫;張慧棟;張宏圖;李陽;劉勇;

摘要：水射流自驅鉆頭修孔技術是針對井下失效鉆孔的高效修復技術，提高自驅鉆頭修孔效率是提高煤礦安全生產效率的關鍵。自驅鉆頭修孔效率同時受到鉆進效率和鉆孔內煤屑運移效率影響，而鉆進效率與煤屑運移效率相互制約。為達到最佳修孔效率，實現最大鉆進效率的同時保證基本煤屑運移能力，采用CFD-DEM耦合研究了不同參數下的修孔過程，分析了不同環空比、射流壓力、煤屑粒徑及鉆孔傾角下的煤屑運移規律，建立了不同環空比下煤屑運...

甲酸改性煤氣化灰渣充填材料的水化機理與碳足跡研究————作者：郭強;張吉雄;霍彬彬;李猛;周楠;劉思旭;

摘要：煤氣化灰渣（CGS）由于水化活性較低，制備膠凝材料替代水泥時性能不足，阻礙了其在充填材料領域中的應用。本研究采用甲酸對CGS表面進行改性以改善CGS的活性，并研究了改性后CGS基充填材料（FCM）的力學性能、水化機理和碳足跡。結果表明，經甲酸改性后，CGS中的部分碳酸鈣、鈣長石等與甲酸發生反應生成了甲酸鈣，該反應在CGS顆粒表面產生了原位孔隙。甲酸的最佳摻量為CGS的4 wt.%，在此摻量下，CG...

論“揀矸就是揀圖像”的學術思想————作者：馬宏偉;張燁;王鵬;曹現剛;聶珍;魏小榮;周文劍;張明臻;

摘要：煤矸石分揀是提高煤炭質量最基本、最有效、最重要的技術措施，提高煤矸石分揀的準確性、高效性是煤矸石分揀面臨的嚴峻挑戰。深入研究分析了現有“抓取分揀”“撥叉分揀”和“氣動分揀”三種煤矸石智能分揀系統架構和原理，提出了“揀矸就是揀圖像”的學術思想，建立了“揀矸就是揀圖像”學術思想的邏輯架構，闡明了“揀矸就是揀圖像”學術思想的基本內涵，主要包括基于圖像的煤矸石識別、基于圖像的煤矸石分揀特征提取、圖像驅動的...

基于五維地震數據的深層煤層氣微尺度裂縫預測技術研究及應用————作者：張雷;徐鳳銀;童姜楠;張楓;王峰;侯偉;常益行;侯淞譯;裴向兵;曹振義;陳彤;李雪峰;周科;李永洲;甄懷賓;曾文婷;

摘要：鄂爾多斯盆地東緣大吉區塊深層煤層氣規模開發采用水平井+大規模體積壓裂的過程中，在采用相似壓裂工藝以及技術參數的條件下，部分井出現了壓裂竄擾現象，極大地影響了壓裂改造和產氣效果。前期通過三維地震精細解釋發現區塊斷層不發育，推測局部微尺度裂縫發育可能是水平井壓裂發生竄擾的重要因素。本文在深層煤層氣領域，以研究區深層8號煤為目的層，依托研究區“兩寬一高”高品質三維地震資料，通過OVT域處理獲得了包含時間...

基于點線特征的煤礦井下機器人視覺SLAM算法————作者：王莉;臧天祥;蘇波;

摘要：煤礦井下視覺SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，同步定位與地圖構建)應用中，光照變化與低紋理場景嚴重影響特征點的提取和匹配結果，導致位姿估計失敗，影響定位精度。因此提出一種基于改進ORB(Oriented Fast and Rotated Brief，定向快速旋轉二值描述符)-SLAM3算法的煤礦井下移動機器人雙目視覺定位算法SL-SLAM。針對光...

基于暗通道先驗的礦井粉塵濃度智能檢測技術研究————作者：王偉峰;李高爽;齊景峰;商小鵬;李煜;

摘要：礦井粉塵是危害礦井人員和設備的重要原因之一，礦井粉塵濃度檢測是煤炭安全管理的重要工作內容。由于煤礦井下環境較為復雜，傳統礦用粉塵濃度傳感器檢測范圍小、誤報率高。現有視頻粉塵濃度檢測算法無法消除光照強度對粉塵濃度檢測的影響且無法定位檢測分布不均的粉塵濃度，導致檢測精度低，檢測范圍有限的問題。針對以上問題，提出一種基于暗通道先驗的礦井粉塵濃度智能檢測方法。首先，搭建粉塵濃度智能檢測實驗平臺，采集不同光...

基于滑模觀測器的鉸接礦車輪胎力級聯估計————作者：武仲斌;趙巖松;李浩文;張君;邢晨;任志勇;

摘要：礦山特種車輛橡膠實心輪胎或聚氨酯填充輪胎多為非標準化定制輪胎，其給輪胎模型的參數辨識過程造成了諸多不便，車輛固有的復雜非線性特性也對輪胎力的獲取造成了諸多限制。為此，針對礦用鉸接式特種車輛，本文采用了一種降階-級聯結構的滑模觀測器，在更低成本和占用更少運算資源的前提下實現對礦用鉸接式車輛縱向和側向輪胎力的準確、穩定估計。通過整理和解耦鉸接車8自由度水平動力學模型以實現對鉸接車動力學特性的描述，以此...

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