• 作者(Author):张永将,孟贤正,季飞
    关键词(KeyWords):瓦斯抽采,超高压水力割缝,钻割一体化,割缝工艺,煤层透气性,卸压增透

    摘要:为解决低渗透性中硬煤层顺层钻孔抽采半径影响范围较小、抽采效果较差等问题,研究了工作面顺层长钻孔超高压水力割缝技术。通过应力波效应研究了水射流破煤机理,分析了超高压水力割缝卸压增透原理,研制出工作压力达100 MPa 的超高压水力割缝成套装置,实现了超高压状态下不退出钻杆的钻割一体化工艺和远程操作功能,考察了超高压水力割缝参数,形成了顺层钻孔超高压水力割缝工艺技术。现场试验得出:割缝钻孔平均单刀出煤量为0.32 t,等效割缝半径达1.51 ~2.08 m;割缝后钻孔瓦斯抽采浓度同比提高了1.44 倍,瓦斯抽采纯流量提高了3 倍,有效抽采半径为对比普通钻孔的3.6 倍,钻孔施工时间缩短约30%,抽采达标时间缩短40%左右。应用表明,采用超高压水力割缝增透技术后,煤层的透气性明显改善,达到了快速卸压增透的目的。
  • 作者(Author):付翔,王然风,赵阳升
    关键词(KeyWords):液压支架,稳压供液,供液流量,压力特性

    摘要:为提高工作面支架对采煤机的跟随特性,以支架运行过程不同动作供液需求特征为研究起点,基于工作面支架系统的液压原理,利用AMESim建立了支架液压系统的数学仿真模型。通过仿真液压支架动作的供液过程,分析总结了供液流量对支架动作速度和过程压力的作用规律,并提出了适应支架动作的稳压供液理念。通过理论分析稳压供液过程特性,推导出适应支架动作的稳压供液流量的数学计算公式,该公式表明:同一支架液压系统下,稳压供液流量主要由支架动作类型、动作行程、动作数量、卸载阀压力设定等因素决定。最后,在仿真模型中验证稳压供液技术,对比液压支架运行过程的额定供液与稳压供液方案效果,结果表明:稳压供液技术不仅保证了支架动作快速执行,同时减少了系统压力波动,减缓了支架液压系统的压力冲击。
  • 作者(Author):王金华,谢和平,刘见中,吴立新,任世华,姜鹏飞,周宏伟
    关键词(KeyWords):煤炭资源,近零生态环境影响,理论,技术体系

    摘要:以煤炭资源组分和性质为基础,以能值为衡量基准,提出了煤炭近零生态环境影响开发利用的理念;论述了深部开采力学基础理论、煤炭超低损害开采理论、绿色高效开发理论、重大灾害防治基础理论、煤与瓦斯共采新理论、煤水双资源型矿井开采理论等开发理论,煤炭高效燃烧新理论、煤炭清洁转化理论、常规污染物深度脱除理论、二氧化碳捕集利用理论等利用理论;从近零生态损害的智能化无人开采、近零污染物排放的清洁低碳利用两大方面,凝炼形成了与“十三五”、未来15年和30年相适应的升级与换代技术(2020年前)、拓展与变革技术(2020—2035年)、引领与探索技术(2035—2050年),提出了煤炭开发的超低生态损害的信息化自动化开采、近零生态损害的智能化无人化开采、构建智慧能源系统的三个发展阶段和发展路线图,煤炭利用的超低排放、初步近零排放、近零排放的三个发展阶段和发展路线图,形成了系统的煤炭近零生态环境影响开发利用理论和技术构想。
  • 作者(Author):谢和平,王金华,王国法,任怀伟,刘见中,葛世荣,周宏伟,吴刚,任世华
    关键词(KeyWords):煤炭革命,技术路线图,开发利用一体化,清洁低碳利用,多元协同开发

    摘要:从重大科学发现对能源科技发展重大促进作用的视角,研究煤炭科技革命的科学基础与技术演进趋势,提出了煤炭开发利用一体化、矿井建设与地下空间利用一体化、煤基多元清洁能源协同开发和煤炭洁净低碳高效利用四大煤炭革命理念;提出了近零生态损害的科学开采、近零排放的清洁低碳利用、矿井建设与地下空间一体化利用、深部原位流态化开采四大领域的全产业链煤炭技术革命路线图。结合我国煤炭开发利用的现状、资源空间分布以及能源结构随时间的变化规律,提出了煤炭革命3.0,4.0和5.0三个发展阶段构想,给出了每个阶段的战略目标;系统阐述了不同阶段实现目标需要突破的重大理论和前沿技术,形成了我国未来30年煤炭革命的技术路线及战略蓝图。
  • 作者(Author):朱金波,韩有理,费之奎,王超,周伟,朱宏政,王海楠,张勇,冯岸岸
    关键词(KeyWords):喷射吸气,搅拌吸气,浮选,喷嘴,吸气方式

    摘要:泡沫浮选是分选细粒矿物的有效方法。以浮选设备低能量损耗、高能量转化率为原则,结合喷射式浮选机与机械搅拌式浮选机的优点,与射流技术的有机耦合,设计了Ⅰ型、Ⅱ型2种新型浮选装置,介绍了2种装置的结构和工作原理,探讨了喷射吸气与搅拌吸气方式对气泡粒径分布、气泡矿化及流场均匀性的影响。Ⅰ型结合喷射吸气与搅拌吸气2种方式,能够实现浮选装置大吸气量、气泡粒径分布均匀、流场稳定。Ⅱ型喷射吸气搅拌型浮选机能在较低能耗、较低转速下得到较大吸气量,获得均匀的气液固三相流场。喷嘴的工况参数(入流压力、气液比等)、结构参数(喷嘴距、截面比等)是影响能量转化、浮选效果优劣的关键因素。本装置能同时对矿浆进行预处理和浮选。
  • 作者(Author):马力强,孙先凤,黄根,于跃先
    关键词(KeyWords):煤泥调浆,调浆机理,发展历程,工业应用

    摘要:调浆是浮选前必不可少的环节。为全面了解煤泥调浆工艺,论述了我国煤泥调浆设备的发展历程,详细阐述了煤泥调浆机理,并通过实验室试验和BGT表面改质调浆机工业应用试验分析了煤泥调浆效果。药剂分散、煤粒与药剂有效碰撞及煤粒表面擦洗是煤泥调浆的主要机理。我国煤泥调浆设备的发展经历了从简单的搅拌桶,到调浆效果得到进一步提升的矿浆准备器、矿浆预处理器,再到矿化效果更佳的表面改质机的发展历程。实验室试验及工业试验结果表明,加强调浆环节可有效改善煤泥浮选效果,浮选前充分调浆是改善后续浮选效果的关键。
  • 作者(Author):郭春平
    关键词(KeyWords):抗违章保护,抗违章短板,违章过渡过程,违章红线,带电作业,瓦斯爆炸,三大保护

    摘要:为防治违章带电作业及瓦斯爆炸,分析研究了有关资料及设备特点,发现约65%违章带电作业事故发生在电气设备接线空腔(盒)。造成违章的间接原因是存在抗违章短板,如违章带电开盖太方便,用时最多的仅需2 min 40 s,因此提出应用抗违章保护预控违章作业,简述了抗违章保护技术原理及其应用实例,并与短路、漏电和接地“三大保护”进行了分析对比研究,结果表明:在违章带电作业的过渡过程中,在还没有违章松动紧固螺栓或接近带电体而触碰到违章红线前,就将作业人员的行为信号转换为电信号,实现报警或断电或闭锁,确保“想违章违不成,即使违章也造不成事故”,可为国内外预控井下违章带电作业、大幅降低瓦斯爆炸事故提供技术支撑。
  • 作者(Author):杨俊哲
    关键词(KeyWords):8m大采高,厚煤层,安全高效开采,一次采全高

    摘要:为解决8 m厚煤层安全高效开采的问题,以补连塔煤矿首个8 m大采高为研究对象,通过联合技术攻关,形成了一批具有神东自主知识产权的关键技术。重型设备配套总功率达到13 009.4k W,装备技术水平得到进一步提升;在围岩控制方面,形成了大断面巷道支护技术、高压水致裂初次放顶技术、超强大阻力支架支护技术,总结出了超大采高矿压规律;在回采方面,形成了双支架垂直过渡工艺,提高了资源回采率;在信息化技术方面,形成了设备动态监测、数据采集等多种技术。通过一系列关键技术的应用,实现日产4.48万t,具备年产达1 550万t以上的生产能力,回采率达98.12%,为类似条件下8 m厚煤层开采提供技术指导和借鉴。
  • 作者(Author):高有进
    关键词(KeyWords):8.8m液压支架,制造工艺,大缸径立柱,高强钢材料

    摘要:针对8.8 m大采高液压支架大缸径立柱材料空白,现有加工制造装备等难以满足用户要求的现状,在架型设计、支架中心距确定、立柱缸径选定与制造、高强钢材料开发与焊接工艺研究等方面进行研究,最终确定了ZY26000/40/88D架型,支架中心距达到2.4 m,立柱缸径φ600 mm,并形成了优选的加工制造工艺,有效保证了产品品质,与钢厂合作开发了ZMJ06高强钢材料,屈服强度达到890MPa,有效减小了支架质量,整架质量控制在100 t以内。目前8.8 m液压支架已经顺利通过了国家实验室型式试验检测,效果良好,为下一步批量生产做好了技术储备。
  • 作者(Author):王国法,李希勇,张传昌,任怀伟
    关键词(KeyWords):8m大采高综采,成套装备,超大采高液压支架,重型刮板输送机

    摘要:针对8 m大采高工作面围岩控制、液压支架可靠性保证、超大煤量自适应连续运行、工作面配套存在的问题进行研究,建立液压支架与围岩的耦合力学模型,采用"双因素控制法"确定超大采高液压支架合理工作阻力,设计伸缩梁与护帮板分离的三级协动护帮装置、大缸径抗冲击双伸缩立柱,有效控制片帮及顶板压力;采用高强度结构钢及智能焊接新工艺提高8.2 m大采高液压支架可靠性;基于无极软启动、超大规格链条及传动系统和电直驱齿辊式连续破碎装置,研制超大煤量自适应刮板输送机;综合对采煤机行走传动、带式输送机可折叠机身、超前液压支护等多个方面进行研究,研发了首套8 m大采高综采成套装备,并在兖矿集团金鸡滩煤矿108工作面进行工业性试验。试验表明:成套装备能有效地控制顶板和煤壁,具备良好的稳定性及可靠性,煤流运输顺畅,无大块煤堵塞,试验期间工作面最高日产5.7万t,月产达到150万t以上。
  • 作者(Author):凡东,常江华,王贺剑,田宏亮
    关键词(KeyWords):车载钻机,全液压,动力头,地面煤层气抽采

    摘要:为解决车载钻机以往主要依赖进口,使用和维护成本高的问题,亟需研制高性价比且适宜于煤层气钻孔施工的国产车载钻机。在分析地面煤层气开发方式的基础上,总结出钻机应具备2 000 m深的钻进能力,在直井施工时应通过提高工艺适应性来提高钻进效率,定向井应满足孔底钻具角度的精确控制。在此基础上研发了ZMK5530TZJ100型车载钻机,将柴油机动力系统、电液控制系统和钻进系统等集成于车辆底盘之上,结构紧凑;设计了主轴制动功能,实现孔底钻具角度的精确控制;采用伸缩式桅杆结构的给进机构,结构紧凑,行程长;设计了具有多种电液联动保护功能,系统冷却采用恒温闭式控制。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿进行工业性试验结果表明,最大钻孔深度1 675 m,钻机具有较好的工艺适应性和可靠性。
  • 作者(Author):袁亮
    关键词(KeyWords):煤炭精准开采,透明地球,互联网+,科学开采

    摘要:新世纪互联网+及智能化发展势头强劲,在总结煤炭开采历史及科技发展趋势的基础上,思考了煤炭开采如何应对新一轮科技创新的到来,针对我国煤炭开采面临的挑战和机遇,提出了煤炭精准开采的科学构想。煤炭精准开采是基于透明空间地球物理和多物理场耦合,以智能感知、智能控制、物联网、大数据云计算等作支撑,将不同地质条件的煤炭开采扰动影响、致灾因素、开采引发生态环境破坏等统筹考虑,时空上准确高效的煤炭少人(无人)智能开采与灾害防控一体化的未来采矿新模式。煤炭精准开采可显著提高煤炭安全开采自动化、智能化、信息化水平,实现煤炭工业由劳动密集型向具有高科技特点的技术密集型转变。本文凝练了煤炭精准开采的7个关键科学问题和八个主要研究方向,为实现互联网+科学开采的未来少人(无人)采矿提出了技术路径。

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