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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

特约综述

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  • 作者(Author): 王国法, 赵路正, 庞义辉, 吴立新, 管世辉

    摘要:针对新时期下我国煤炭资源安全稳定供给难题,系统分析了煤炭资源存在的开发供给不均衡、需求变化不确定等矛盾,剖析了提升煤炭高质量稳定供给能力存在的主要问题,提出了煤炭智能柔性开发供给技术体系与建设思路。系统分析了煤炭智能柔性开发供给体系的技术内涵与特征,提出了综合考虑煤矿生产能力柔性系数与煤炭运销能力柔性系数的煤炭开发供给柔性度的概念,采用运筹学等方法建立了煤炭智能柔性开发供给响应模型,基于物联网、区块链等技术建设全国煤炭供需监测预警平台(中心),采用分布式技术对煤炭全产业链数据进行监测分析,预测煤炭开发供给柔性度,确定由煤矿、运销中心和消费区组成的供应链最优供给方案。分析了构建煤炭智能柔性开发供给体系的核心要素,研究了基于全国煤炭供需监测预警平台(中心)的煤炭智能柔性开发供给支撑技术体系,主要包括生产端支撑技术、运输端支撑技术、消费端支撑技术与基础平台支撑技术,提出了煤炭智能柔性开发供给运行模式。
  • 作者(Author): 李贝贝, 高壮壮, 吴振华, 李传奎, 孙怀明

    摘要:澳大利亚拥有丰富的煤炭资源,2020年澳大利亚是全球第五大煤炭生产国,第二大煤炭出口国,第一大冶金煤出口国,第二大动力煤出口国,煤炭产业是仅次于铁矿石的第二大分支产业。分析了澳大利亚煤炭资源赋存情况,其中昆士兰州和新南威尔士州是澳大利亚主要的产煤州,占比超过85%。介绍了澳大利亚煤炭生产现状、煤炭矿井分布、煤炭使用以及贸易情况,阐述了澳大利亚露天煤矿和井工煤矿开采技术现状以及澳大利亚智能化矿井建设、环保政策和安全生产管理,最后总结了中资企业投资澳大利亚煤炭行业的基本情况,澳大利亚煤炭开采技术现状对我国智能化矿山和绿色矿山建设具有借鉴意义,并基于多项客观条件判定,在2030年前澳大利亚煤炭产量和出口量仍将保持温和增长态势。
  • 作者(Author): 闫少宏, 徐刚, 范志忠

    摘要:分析了我国综合机械化的发展历程,总结了在机械化开采方面从引进、消化、吸收再到发展创新的成功经验,认为:①我国煤矿机械化开采历经50 a发展,大体可分为3个阶段,即探索阶段(20世纪70—80年代)、大发展阶段(20世纪90年代)和全面突破阶段(21世纪初至今);②在工作面煤机装备发展理念方面,20世纪80,90年代总体是突出经济实用型,21世纪初至“十二五”末期,煤机装备突出重型化和高可靠性,以达到装备效益的最大化,“十三五”至今,煤机装备向智能化、无人化方向发展,以实现工作面设备集群的智能感知和协同控制;③采煤方法与工艺依然是煤矿机械化发展的基础,任何采煤方法或工艺的变革都会促进煤机装备产业的升级换代,甚至脱胎换骨的进步,而煤机装备是采煤方法与工艺的载体,因此采煤方法与工艺研究依然是煤矿开采的基础和根本;④尽管我国煤机装备的整体水平有了巨大提高,但在关键元部件、材料、工艺、整机可靠性方面,与国际先进国家依然存在一定的差距;⑤煤矿智能化是煤炭行业发展的必然趋势,是煤炭科技工作者的理想和努力方向,但其前提必须是装备要具有高可靠性,而且采煤工艺的可操作性与岩层控制的定量化理论也是智能化实现的基础;我国煤矿机械化的发展历程表明,煤机装备的研发和应用应立足于采煤方法与工艺的不断创新,适合煤炭赋存特点的多样化机械化开采模式也是我国煤炭科技发展的必由之路。
  • 作者(Author): 康红普, 王国法, 王双明 , 刘见中 , 任世华, 陈佩佩, 秦容军, 庞义辉, 曲洋

    摘要:  一、前言    长期以来,我国经济社会发展对煤炭的需求保持增长态势,煤炭行业快速发展。2020 年,我国一次能源生产总量为 4.08×109 tce,其中原煤产量高达 3.9×109 t,同比
  • 作者(Author): 高有进, 杨艺, 常亚军, 张幸福, 李国威, 连东辉, 崔科飞, 武学艺, 魏宗杰

    摘要:综采工作面智能化是我国煤炭开采的重点发展方向之一。综采工作面环境复杂,设备众多,开采工艺各环节高度耦合,且采煤过程中各设备之间的动作协同性要求较高,这给设备的智能控制带来了巨大挑战。为厘清综采工作面智能化的技术现状,发掘技术难题的解决方法,探讨未来的发展方向,首先从工程应用角度出发,围绕采煤机、液压支架群、供液系统、运输系统等核心设备,综述综采工作面智能化的发展历史和技术现状,介绍了智能化综采工作面现有的系统架构和关键技术,梳理智能化建设过程中的技术难点。其次从控制理论角度出发,重点阐述了采煤机滚筒自适应调高、支架姿态控制、支架自动跟机、工作面直线度调整、设备协调控制等技术难点所面临的科学问题,从系统建模、控制算法及优化决策等方面,介绍了解决上述问题的技术路径和国内外最新的研究成果。最后,根据人工智能研究领域的发展动态,展望了采煤机、液压支架、运输系统的智能化发展方向;结合计算机视觉、三维激光点云技术、大数据分析、多智能体控制与决策等方向的研究成果,探讨了综采工作面在视频目标识别与跟踪、关键设备三维姿态感知、透明工作面地质信息获取与建模、设备故障综合诊断、工作面信息挖掘与智能分析、设备集群智能最优控制等方面的智能化技术。
  • 作者(Author): 张平松, 欧元超, 李圣林

    摘要:矿井物探作为煤矿智能开采过程中一类重要的精准地质勘探及监测预警手段,经过近30年的发展,从基础技术理论、软件模拟性能到装备研发应用等方面都得到了较大的丰富和提升,在当前矿井地质保障系统的构建中起到了关键性作用。值此“十四五”开局之际,总结回顾了以矿井地震类、矿井直流电法类及矿井电磁法类等为主的矿井物探技术、装备发展历程及现状;检索统计了近30年来国内发表的矿井物探类高质量学术论文,并从发表年份、论文作者、机构来源、高质量期刊等多个角度进一步剖析了矿井物探发展规律及特征;面对当前国内煤炭开采地质条件深部化、复杂化的发展趋势,指出基础理论不够完善、应用条件拓展不足、仪器装备智能稳定性亟待提升、数据反演多解性尚未突破等仍是阻碍目前矿井物探技术发展和高质量应用的关键性问题。针对矿井地质保障系统协同构建及其发展趋势,笔者从矿井原位试验平台建设、透明化矿井地质构建、高素质矿井技术人才培养等方面进行思考。未来发展应瞄准精准智能开采方向,紧紧围绕《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中指出的提高智能精准化矿井物探技术装备发展目标,从实际出发,稳步合理全面地推进矿井地质透明化,加速国产高性能多属性参数仪器设备开发,构建多源地质灾害信息云监控、诊断与保障系统等工作,不断提升新时代矿井安全生产的质量和效益。
  • 作者(Author): 宋选民, 朱德福, 王仲伦, 霍昱名, 刘一扬, 刘国方, 曹健洁, 李昊城

    摘要:综采放顶煤开采技术作为我国开采厚及特厚煤层的主要方法之一,其引入我国近40年来,放顶煤开采理论与技术实践在我国均取得了长足发展与进步。系统回顾与总结了我国在放顶煤技术领域所取得的标志性成就,结合综放工作面技术特征、理论演化逻辑与资源开采新理念,将其发展历程分为初期试验、发展成熟以及智能化无人开采3个阶段。主要针对综放采场支架与围岩关系以及顶板(煤)结构与稳定性、顶煤破碎运移放出规律、以及综放“三机”装备的进展4个方面核心内容,对我国综放技术的发展进行了总结;围绕综放采场支架与围岩关系以及顶板(煤)结构与稳定性问题,依据机采高度的变化描绘了我国学者关于该问题研究的基本历程;从顶煤破碎机理、综放采场顶煤冒放性分类评价以及顶煤放出规律理论3个方面,阐述了我国关于顶煤破碎运移放出规律的发展道路;放顶煤开采工艺研究方面,则从常规的综放工艺、特殊地质条件下综放工艺以及综放工序的时空配合关系展开,再现了我国学者的研究路线;同时简要阐述了综放“三机”装备的发展进程与最新成果。明晰了我国放顶煤技术的发展脉络与研究思路,分析并探讨了现阶段放顶煤开采理论与技术发展前沿的相关难题,为我国综采放顶煤技术的进一步发展提供了研究基础与思维启迪。
  • 作者(Author): 王辅臣

    摘要:系统回顾了煤气化技术在中国150多年的发展历史,从新中国建立前、新中国建立到改革开放前、改革开放后3个阶段,分别介绍了我国引进各类煤气化技术的过程及其应用情况;以改革开放前和改革开放后2个阶段,重点概括了我国煤气化技术领域的艰难探索、系统深入研究和技术示范与应用过程中取得的重要进展与成果;对我国自主开发的主要煤气化技术的研发历程、技术特点、应用情况及最新进展进行概要阐述,并对地下气化、催化气化、加氢气化、超临界水气化、等离子体气化等新型气化技术的国内研发进展进行简要述评;总结了我国煤气化技术引进、自主研究与工程应用经验,从降低装置投资、提高系统效率、实现环境友好、协同处理液/固有机废物、融合信息化技术、开发新技术、保护知识产权等方面对煤气化技术的未来发展进行了展望。
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