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【上新推荐】《煤炭科学技术》2020年第8期

2020-09-07   来源:煤炭科学技术

  《煤炭科学技术》2020年第8期共刊登论文30篇,以“特约综述”“采矿科学与工程”“安全科学与工程”“煤矿机电与智能化”“地球科学与测绘”“煤炭加工与环保”“青年博士学术专栏”7个栏目呈现。

  

  本期共有5篇论文被选为“封面文章”,除了徐振刚研究员的特约综述,还有来自天地科技姜鹏飞副研究员的《深部特厚煤层对采对掘巷道围岩综合应力场演化研究》、中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心胡青松副教授团队的《基于大数据与AI驱动的智能煤矿目标位置服务技术》、中煤科工集团西安研究院王新研究员团队的《越层水文地质现象及对煤矿防治水的影响研究》以及中煤能源研究院贺晓浪的《矿井涌水量预测方法的改进及结果准确性判定》。点击这里可以下载阅读全部论文。

  

  一、《中国现代煤化工近25年发展回顾·反思·展望》

  

  发展现代煤化工是国家能源发展战略的重要组成部分,是充分发挥煤炭能源相对资源优势,保障国家能源安全的必要措施,是缓解石油和天然气供需矛盾的现实手段。中国现代煤化工发展始于20世纪末,贯穿“九五”至“十三五”共5个“五年计划”近25年。现代煤化工区别于传统煤化工,包括煤直接液化、煤气化、费托合成、大型煤制甲醇、甲醇制烯烃、甲醇制芳烃、煤制乙二醇、煤制天然气等。

  

  本期【特约综述】栏目邀请到中国煤炭科工集团首席科学家徐振刚研究员回顾了中国现代煤化工近25年的发展历程,分析了各个“五年计划”期间在国家政策引导和宏观调控下开展的科技创新和产业发展工作的时代特征;介绍了中国现代煤化工从实验室研究、工程化开发、工业化示范到产业化发展再到进一步升级完善的历史脉络。

  

现代煤化工典型技术路线及其主要产品类型


  概述了中国现代煤化工的发展现状,梳理了近25年现代煤化工快速发展过程中所取得的丰硕成果包括煤化工核心技术、专用催化剂、关键设备等方面实现的重大突破。煤直接液化、煤气化、合成气费托合成、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等工艺路线的核心技术与关键设备均已实现重大突破,技术水平总体上已位居世界前列,其中煤直接液化、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等已达到世界领先水平。

  

  阐述了5个具有特殊意义的典型现代煤化工工业化示范项目,汇总了中国现代煤化工各主要技术方向已建成投运的工业化示范项目及产业规模。

  

  最后对近25年的快速发展历程进行了反思,总结了各个不同发展阶段所取得的宝贵经验和值得关注的工作要点。

  

  面对煤炭工业转型升级、煤化工行业高质量发展的新机遇,分析了中国现代煤化工仍然存在总体技术水平需进一步升级,主要产品档次需进一步提高,项目经济效益需进一步改善等主要问题与面临的产业核心竞争力需进一步提升的严峻挑战,据此指出了中国现代煤化工未来科技创新的技术方向及工作重点。

  

  现代煤化工科技创新的突破口应是煤化工高端差异化新产品的开发,特别是高性能、高附加值类新产品的开发,这也是煤化工行业的本质特征。成果以《中国现代煤化工近25年发展回顾·反思·展望》为题发表于本期。

  

  二、《深部特厚煤层对采对掘巷道围岩综合应力场演化研究》

  

14103 辅运巷变形严重


  麻家梁煤矿位于山西省朔南矿区,现开采山西组4号煤层,岩层强度较高,工作面回采易产生强烈动压,巷道围岩控制难度较大。当前学者们对井下应力实测的研究通常为测试某一阶段的应力变化,深部特厚煤层对采对掘巷道在全生命周期内不同开采阶段下的原岩、采动、支护应力场的实测及三者时空演化及相互关系研究较少。


姜鹏飞以麻家梁煤矿14103辅运副巷为工程背景,采用井下实测、理论分析和数值模拟方法,发现巷道围岩的采动应力增加先于巷道变形的增加,同时受二次采动应力影响后,围岩已经发生了扩容变形,从而出现应力增加不明显而变形显著增大的现象。施加高预应力后,虽受采动应力作用,但锚杆轴力损失及应力突变显著减少,高预紧力支护系统在巷道周围形成稳定承载结构,充分发挥了围岩的自承载力。点击这里阅读原文。

  

  三、《基于大数据与AI驱动的智能煤矿目标位置服务技术》

  

矿山目标位置服务的框架结构


  “矿山目标位置服务正成为煤矿的基础设施,其发展趋势是构建融合时空属性的泛在一张网,融合位置推理的决策模型库和融合位置服务的智能矿山平台”,这是胡青松副教授团队的展望。


研究给出了矿山目标位置服务的框架结构,研究了其位置对象层、位置获取层、位置传输层、位置挖掘与服务层的主要构成和功能;探讨了矿山目标位置服务的3大关键技术,其中:①矿井动目标精确定位技术重点研究距离测量、距离测量优化、目标节点位置解算和定位系统研发;②矿山位置大数据技术研究大数据的获取、存储和分析策略;③矿山目标位置服务人工智能算法则主要研究感知智能、生产智能和决策智能。

  

  四、《矿井涌水量预测方法的改进及结果准确性判定》

  

  矿井涌水量是矿井水害防治工作的一个十分关键基础数据,伴随矿井整个生产周期,是矿井生产系统特别是防排水系统设计及其水害防治技术方案与技术路线选择的基础。但当前却存在对矿井涌水量(包括正常涌水量、最大涌水量)、疏放水量概念认识模糊、界定不清,涌水量预测结果与实际水量差距较大、难以精细化以及预测结果准确性判定存在歧义的问题。

  

  贺晓浪等科研人员综合当前各类规范以及相关研究成果,提出了矿井涌水量的3重属性特征:统计属性、水文属性和生产属性。研究对矿井涌水量进行了重新定义:矿井涌水量是指矿井在某一生产阶段,单位时间内井下各出水点涌水量总和。

  

  阐述了“大井法”预测过程中的精细水量构成以及计算方法,提出了利用“同频率放大法”改进水文地质比拟法,得到涌水量预测动态曲线的过程;将时间序列分析和水文地质比拟相结合提高预测步长(即预测周期),增强时间序列分析法的适用性。

  

  比较了矿井正常涌水量、最大涌水量与预测正常涌水量、最大涌水量在各类规范、文献中的定义与煤矿防治水实践过程中的统计差异,总结了对涌水量预测结果认识存在分歧、忽视了涌水量预测的技术条件是当前矿井涌水量预测结果准确性判定存在的主要问题。

  

  论述了矿井涌水量预测结果准确性判定的绝对差值法和相对差值法2类基本判定方法,并以涌水量预测的主要功能为导向,提出了涌水量准确性判定的经济型、安全型、偏离型的分级标准,通过对比分析说明了2类方法的优缺点;提出在矿井涌水量准确性判断的实际应用过程中应当综结合2类方法进行综合判定的技术思路。


《煤炭科学技术》2020年第8期目次






  责任编辑:宫在芹

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