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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

《煤炭科学技术》2018年度高影响力论文(2020年评选)

来源:煤炭科学技术

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  • 作者(Author): 林海飞, 李树刚, 赵鹏翔, 肖鹏, 潘红宇, 刘超

    摘要:采动裂隙带卸压瓦斯抽采是工作面瓦斯防治的主要方法,介绍了采动裂隙动态演化规律的研究现状,分析了卸压瓦斯抽采原理。根据瓦斯抽采直接通道的不同,总结提出采动裂隙带瓦斯抽采分类方法;基于工作面瓦斯绝对涌出量的大小,提出采动裂隙带瓦斯抽采技术的分级选择法。对各类采动裂隙带瓦斯抽采方法的优缺点、布置方式进行了分析论述,给出了具体的设计方法以及技术参数,并结合现场实例说明了各种抽采方法的效果。最后通过总结概括采动裂隙带瓦斯抽采技术的研究现状,指出采动裂隙带演化模型三维化、瓦斯高效抽采技术参数精准化以及瓦斯抽采技术装备智能化是覆岩采动裂隙带瓦斯抽采未来的研究重点及发展趋势。
  • 作者(Author): 毛善君, 刘孝孔, 雷小锋, 赵仁乐, 张明, 崔希国

    摘要:针对智能矿井建设需要监控实时化、系统集成化、数据海量化、控制协同化和决策在线化的实际需求,提出建立高度集成的大数据分析平台,为决策支持和协同管控服务。在阐述煤矿大数据特征的基础上,提出了服务于智能开采的大数据集成分析平台设计的具体要求,并对“一张图”协同管理、平台技术架构和数据处理流程进行了阐述;设计了由设备感知层、数据资源层、平台服务层、大数据分析应用层构成的系统总体架构;研究了数据集成、知识集成等技术,开发了包括煤矿安全状况评估打分子系统、煤矿安全问题推理解释子系统、诊断任务配置与管理子系统在内的安全生产大数据动态诊断系统。安全生产大数据集成分析平台在山东能源临沂矿业集团有限责任公司示范矿区进行了全面应用,并已运行1年多,实践结果表明,该平台运行稳定可靠、效果显著。
  • 作者(Author): 赵万里, 杨战标

    摘要:针对平煤一矿深部软岩巷道存在埋深大、应力高、围岩强度低等特点,传统锚网索支护技术难以保障巷道长期稳定。在采用高强锚注支护材料和优化注浆工艺参数的基础上,提出了强力锚注支护技术,以直径25 mm全螺纹高强中空注浆锚杆和直径29 mm螺旋肋中空注浆锚索为核心的全断面锚注一体化支护方案,采用高强支护、高灰水比、高压力扩散、大范围锚注加固支护工艺。现场工程试验表明:强力锚注支护实现了锚杆/锚索全长锚固,提高了巷道围岩的整体性和承载性能,顶板变形量降低了40%以上,有效控制了深部复杂困难条件下巷道围岩变形,而且施工工艺简单,成本较低。
  • 作者(Author): 朱珍, 袁红平, 张科学, 高玉兵

    摘要:基于切顶卸压无煤柱自成巷技术原理,分析了沿空切顶巷道围岩结构体系演化过程及上覆岩层荷载传递机制,揭示了留巷过程中基本顶岩层“固支梁结构→砌体梁结构→简支梁结构”和切顶岩层“固支梁结构→一端固支、一端简支梁结构→悬臂梁结构”的围岩结构演变过程;基于顶板岩层运动特征及围岩结构状态,指出切顶卸压无煤柱自成巷顶板下沉主要由基本顶“给定变形”下沉量和切顶岩层离层量共同组成,通过建立顶板下沉力学模型导出了基本顶“给定变形”下沉的计算公式,并探讨了其下沉量与切顶高度、开采厚度的影响关系;最后针对顶板下沉的主要影响因素提出了相应的控制对策。工程实践表明,通过采取针对性的控制策略,留巷顶板下沉总量得到有效控制,理论计算值与实际下沉量较为吻合,侧面验证了无煤柱自成巷顶板下沉计算模型的合理性。
  • 作者(Author): 窦林名, 白金正, 李许伟, 贺虎

    摘要:基于煤矿冲击矿压灾害严重影响矿井安全高效生产,依据动静载叠加诱发冲击矿压的原理,提出了通过降低煤岩体中的静载荷和矿震诱发的动载荷、提高诱冲临界应力等手段来控制冲击矿压的发生。为实现对煤岩体的强度弱化减冲,在控制静载方面,提出了大直径钻孔和煤体爆破解危技术以及高压顺层水力割缝技术,从而达到降低煤的弹性和脆性势能的目的。在控制动载方面,分析了顶板覆岩结构对工作面冲击危险性的影响,提出了断顶爆破卸压技术和顶板定向水力致裂技术,从而缩小周期来压步距以及降低顶板破断诱发的动载。最后以某孤岛工作面为例,验证了基于动静载叠加诱冲原理的立体式防治技术的可行性和有效性,可为国内矿井冲击矿压防治提供指导。
  • 作者(Author): 何绪文, 张晓航, 李福勤, 张春晖

    摘要:为了更好地指导煤矿矿井水处理的工程实践,以"两山论"、"生命共同体"、"治水十六字方针"等新理念为指导,总结了分质供水梯级利用、井下处理就地复用、高品质按需供水以及零排放4种矿井水资源化利用的新模式;介绍了矿井水资源化生态化利用技术体系、酸性矿井水处理技术、相互冲洗滤池、溶解性总固体TDS处理工艺中反渗透RO浓水利用技术以及人工湿地与生态塘等矿井水资源化利用的新技术;指出了现有矿井水处理技术中存在涌水量预测不精准、井下高效处理设备参数与"三化"研发不足,以及含特殊污染物矿井水处理领域成套可行性技术较少等短板,并提出涌水量要从开发准确有效,具有动态性、综合性的预测方法来考虑;井下高效处理设备要注重相关工艺设备参数、运行参数与工艺控制条件等基础数据的积累,并加强矿井水处理设备的"三化"研发与相关标准的订立;含特殊污染物矿井水处理要协调好不同矿区、不同矿井及时间尺度上的共性与个性的统一问题,在相关领域加强研究与应用,以形成最佳可行技术。
  • 作者(Author): 庚勐, 陈浩, 陈艳鹏, 曾良君, 陈姗姗, 姜馨淳

    摘要:随着近10年我国煤层气产业快速发展,为了进一步掌握煤层气资源情况、阐明了我国煤层气资源分布规律,重新对全国30个主要含煤盆地埋深在2 000 m以浅的煤层气资源开展评价工作。第4轮评价继承并更新完善了以往的主要方法和成果,以体积法为主,按照计算单元-区带-盆地的层级顺序开展,将全国煤层气资源按照大区、煤阶、埋深、煤系几方面进行了分类。评价结果表明:全国埋深在2 000 m以浅煤层气地质资源量为29.82×1012m3,可采资源量为12.51×1012m3;首次建立了樊庄、三交、保德3个不同煤阶的解剖区,开展类比法评价,进一步落实了含气量、可采系数等关键参数;并且首次评价了埋深在1 5002 000 m煤层气可采资源量,煤层气资源的最新勘探结果,有助于煤层气勘探开发的快速推进和进一步落实并提高资源等级。
  • 作者(Author): 刘大锰, 王颖晋, 蔡益栋

    摘要:针对我国低阶煤层气分布和富集受多种地质因素控制的现状,对沉积环境、构造作用及水文地质条件等关键地质因素进行了分析,结果表明:低煤化作用阶段,镜质组(腐植组)对于煤岩吸附能力具有一定的贡献作用;煤质中的水分起消极作用。沉积环境影响煤系地层厚度和总资源量,煤层顶、底板厚度越大,岩性越致密,越有利于煤层气保存;含气量与煤厚呈正相关。构造运动可能造成封盖层破坏,导致煤层气逸散,也可能形成良好的侧向封堵。水动力系统对低阶煤层气的生成和保存均有控制作用,其与低阶煤盆地中煤层气富集的利害关系必须结合水文地质与构造耦合关系加以判识。对于低阶煤层气藏,游离气含量不可忽视,在有利成藏模式选择上应重视构造动力条件的分析及构造圈闭点的评价。

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