《CCAJ煤炭周报》总第166期（20240512—0518）

热点聚焦

Focus

近日,中国煤科武汉设计院科研团队开展的“新街台格庙矿区煤-气资源协同开采理论与技术评价”课题顺利完成验收。这意味着,该科研团队在我国首次深入煤炭与天然气协同开发“无人区”,填补了国内整装煤田煤炭与天然气协同开采领域的空白。

日,在皖北煤电恒源煤矿探查治理现场,随着二水平南翼煤柱工作面D4钻孔最后一段致裂作业的圆满结束,这标志着由中国煤科北京中煤承建的国内首例孤岛工作面顶板地面超前分段致裂项目成功实施。该项目的成功实施,有效破解了恒源煤矿二水平南翼煤柱工作面冲击地压危险难题,提升了矿井安全管理水平,实现了工作面的安全回采,预计解放煤炭资源102万吨。

5月20日,CCTV-13《朝闻天下》栏目报道了中国煤科西安研究院发布的地质垂直领域大模型GeoGPT。GeoGPT是西安研究院结合自身68年地质研究经验开发的,也是目前唯一应用于煤矿地质保障领域中的生成式大模型。

基础探索

Basic Research

随着矿井机械化开采程度的提高,煤尘产生量也随之增大。针对煤矿井下作业环境中的粉尘污染日益严重的问题,通过测定含不同质量分数绿色高效生物降尘剂(EMI)溶液的表面张力,并以不同粒径煤尘与EMI溶液的接触角、煤尘润湿速度、煤尘吸湿量及保水性为指标,研究了不同质量分数的EMI溶液对不同粒径煤尘的润湿效果。实验结果表明:随着溶液中EMI降尘剂的质量分数增大,煤尘的接触角逐渐减小,煤尘完全沉降所需时间逐渐下降,吸湿量逐渐增大,保水性逐渐增强,且失水后煤样的板结性较大。通过分析得出EMI润湿煤尘的作用机理:降低水的表面张力;增加溶液润湿性;减少水分流失;提高溶液的抗蒸发性。

引用格式：金永飞, 刘仁飞, 郭军, 柴洋洋, 晏立, 张科峰. 新型矿用EMI降尘剂对煤尘的润湿特性研究[J]. 矿业安全与环保, 2024, 51(2): 10-17.

岩体不连续面主导着岩体的稳定性,这些不连续面的摩擦滑动现象十分常见。黏滑和稳定滑动是既存断裂面的两种滑动行为模式。在过去的几十年里,人们对岩石断裂面的剪切行为(包括稳定滑动过程和黏滑过程)进行了大量的室内实验研究。然而这些结果都是基于恒定的正应力或刚度条件得到的。在实际中,断裂带周围的地应力从不保持恒定。潮汐、冰川运动、地震等自然效应以及地下爆破、采矿、地热开采等人为活动对断裂面附近应力状态会产生较大的扰动。对于常法向应力下就会产生黏滑的岩石断裂面,循环法向正应力如何影响其滑移类型尚不清楚。

相关成果以“Experimental study on the slip evolution of planar fractures subjected to cyclic normal stress”为题发表在International Journal of Coal Science & Technology,https://link.springer.com/article/10.1007/s40789-023-00654-w

本研究针对矿用钻孔机器人的加卸钻杆避障轨迹规划问题,提出了基于DH参数和碰撞检测模型的解决方案。通过三段式轨迹规划策略和多项式插值算法,实现了变目标的避障轨迹规划。进一步,开发了冲击优化算法,显著减少了路径长度和冲击。示教试验验证了该方法的有效性,对提升钻孔机器人的智能化和作业效率具有重要意义。

引用格式：姚亚峰,姚宁平,彭涛,等. 矿用钻孔机器人加卸钻杆的避障轨迹规划研究[J]. 煤田地质与勘探,2023,51(11):149−158.

针对传统 A*算法在栅格地图环境下规划的路径存在路径冗余点多、路径转折角度大等问题,提出一种通过扩展邻接点、去除路径冗余点及路径平滑等操作的改进 A*算法。该改进算法除了能解决上述问题,还能在一定程度上减少生成初始路径时的扩展节点数量,降低系统内存占用。

引用格式：张伟民,张月,张辉. 基于改进 A*算法的煤矿救援机器人路径规划[J]. 煤田地质与勘探,2022,50(12):185−193. doi: 10.12363/issn.1001-1986.22.04.0317

煤矿信息综合承载网的设计确实需要满足一系列的技术要求和功能,以确保其能够高效、稳定地支持煤矿监控、定位、视频、音频、远控、5G等不同业务的需求。

引用格式：孙继平,彭铭. 煤矿信息综合承载网标准研究制定[J]. 工矿自动化,2024,50(4):1-8.

技术刷新

Technology Refresh

充填开采在控制岩层移动和地表沉降中作用显著,但材料不足和成本高是推广难题。研究提出了“工字型”结构充填新方法,专注于控制顶板潜在断裂点。通过FLAC3D模拟,该方法在新阳矿应用效果显著,减少了沉降量且成本更低。该方案还有助于储能和碳封存,推动绿色开采和双碳目标的实现。

引用格式：冯国瑞, 郭伟, 李竹, 等. 基于顶板结构断裂特征的煤矿结构充填关键位置确定方法[J].煤炭科学技术, 2024, 52(4): 38-49.

爆后岩石破坏特征的定量研究揭示了岩石裂纹扩展和断裂模式。通过工业CT和图像处理,发现微裂隙多、主裂隙连通性好,且随尺寸增大,其表面积和体积增加。爆炸近区裂纹扩展显著,冲击波压力大、衰减慢,导致断裂模式从沿晶到穿晶、从脆性到塑性转变,非金属元素质量减少。随着爆破减弱,岩石破裂趋于无序。

引用格式：王雁冰,王兆阳,付代睿,等. 爆后岩石裂隙结构可视化及定量表征方法[J]. 煤炭学报,2024,49(3):1388−1402.

针对传统井下煤矸石处理中存在的问题,如长距离无效运输导致的能源消耗、地面国土空间占用、环境污染等,煤矸石井下分选充填技术的智能化进展为实现煤矿的绿色低碳智能开采提供了重要途径。

引用格式：梁卫国,郭凤岐,于永军,等. 煤矸石井下原位智能分选充填技术研究进展[J]. 煤炭科学技术,2024,52(4):12−27. 

5月17日记者获悉,由中国煤炭科工集团太原研究院自主研制的EBH315Q横轴式超重型硬岩掘进机日前在贵州、山东等矿区极复杂地质条件下成功应用,并稳定运行,累计掘进超过100千米。这为我国高瓦斯矿井和冲击地压全岩巷道的安全、高效施工开辟了新路径。

基于充填开采主动保护理念,提出了以充填开采作为煤矿保护生态环境的调节工具。按照矿区地面环境和井上下水系保护要求,统一设计、统一规划,全程地质动态分析,控制地表有序沉降,实现“全过程全息立体生态矿山”的生态开采目标。

引用格式:刘建功,赵家巍,刘扬,等. 煤矿矿区普适性拓展型固体改性充填采煤技术与装备[J]. 煤炭学报,2024,49(1):380−399.

煤矿机器人在井下救援过程中面临可控性差、行驶易侧翻、可承载救援物资少等难题。为改良履带式煤矿救援机器人,从行驶影响因素、救援安全、操作准确性等方面综合考虑,利用FPGA主控芯片+5G无线传输+视频模组组成的远程可视化遥控端,实现了机器人的自动寻迹、红外+超声波避障、人工可视化辅助等功能,较好地解决了救援过程中的人机协调难题;结合履带式行走底盘+5自由度机械手,有效地增强了机器人的行驶稳定性和辅助搬运能力。经过拓扑优化后,履带式救援机器人在井下成功应用,机器人整体结构质量减轻13.8%,刚度和强度符合作业要求;搭建的目标跟踪仿真模型和跟踪试验有效保证了辅助路径跟踪的精确性,可满足井下救援、运输作业需求。

文章来源：《智能矿山》2024年第4期“学术园地”专栏

作者简介：王庆祥，副研究员，现任中国煤炭科工集团太原研究院有限公司柴油机车辆研究所副所长

作者单位：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

基金项目：中煤科工集团太原研究院青年基金项目资助（M2023−QN06，M2023−QN05）

引用格式：王庆祥.可视化寻迹履带式煤矿救援机器人设计与仿真[J].智能矿山，2024，5（4）：79-84.

企业新闻

News

近日,国家发展和改革委员会公布国家企业技术中心2023年评价结果,中国煤科太原研究院(山西天地煤机装备有限公司)作为国家认定的企业技术中心获评“优秀”。

近日,重庆市人民政府办公厅印发由中国煤科重庆研究院承担编制的《重庆市禁止、限制和控制类危险化学品目录(第一批)》(以下简称“《目录》”),在全市范围内实施。《目录》明确了87种禁止类危险化学品,在全市范围内禁止生产、储存、使用、经营;265种限制类危险化学品,仅允许在限定区域内的限定行业领域使用,并严格项目准入条件;139种控制类危险化学品,在生产、储存、使用、经营、运输过程中对准入条件、储存区域、运输时段等方面进行管控。

近日,中国煤科重庆设计院设计的重庆设计公园创新基地项目成功获得了国际LEED金级认证。LEED是目前在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中被认为是最完善、最有影响力的评估标准。

政策管理

Policy&Management

近日,应急管理部印发了《矿山救援规程》(中华人民共和国应急管理部令第16号,以下简称《规程》)。为更好理解和落实《规程》,现就有关内容解读，长按二维码阅读更多。

日前,《矿业权人勘查开采信息管理办法》(以下简称《办法》)公布,7月1日起施行。《办法》共30条,明确了矿业权人勘查开采信息填报、公示、核查方面的具体要求,并着重对严重失信主体认定和矿业权人异常名录管理等进行了详细规定。《办法》明确,自然资源部负责全国矿业权人勘查开采信息管理工作,组织建设全国矿业权人勘查开采信息管理系统。县级以上地方人民政府自然资源主管部门负责本行政区域内矿业权人勘查开采信息管理工作。

观点智库

Think Tank

考虑传统能源行业特征,针对“为什么多元化”“如何实现多元化”“什么影响了多元化”,构建了“市场、技术、政策、资源”多元化驱动力理论框架,对新发展阶段煤炭企业产业多元化驱动因素进行了深入分析,并从市场、资源和能力视角, 明晰了煤炭企业3种多元化路径及相关策略建议。

引用来源：程蕾. 可持续能源转型下煤炭企业产业多元化驱动力及路径研究[J]. 煤炭经济研究,2024,44(3):146-151.

以秸秆为原材料的光伏水热液化系统作为研究对象,利用混合生命周期评价的方法分析河南省示范省部署光伏水热液化技术的温室气体排放和能源消耗,利用MRIO的特点分析间接消耗和排放的空间分布。进一步分析生物炭还田和运输距离的变化对温室气体排放的影响。结合生物炭还田技术将光伏水热液化技术部署至30个省份分析碳减排潜力。

引用格式：刘祚希,魏莹莹,王建,等.我国 30 省份秸秆水热液化技术的碳减排潜力分析[J].洁净煤技术,2024,30(3):96-105.

智能绿色增长是适应宏观经济形势的迫切要求和能源产业未来发展的必然趋势。具体到煤炭产业,就是“通过改善煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理,可提高煤炭资源开发利用效率,进而减少煤炭用量,本身就是碳减排,比碳捕集和封存的减排量更大、更具经济性。”可见, 将数字技术运用到煤炭产业的智能化、绿色化转型当中,实现产业结构优化升级,是实现煤炭产业智能绿色增长和“双碳”目标根本要求的可行路径。

引用来源：乔涵,张曼. 数字技术驱动我国煤炭产业智能绿色增长的理论逻辑和路径选择[J]. 煤炭经济研究,2024,44(3):137-145.

在过去10年间,中国空气质量已取得显著改善,但当前 PM2.5年均浓度仍相当于世界卫生组织指导值的6倍,空气质量改善仍任重道远。清华大学郝吉明院士和王书肖教授团队总结了我国空气污染控制面临的主要挑战,提出中国未来应实施“健康导向”的污染防治策略,修订空气质量标准,基于“一个大气”的理念协同应对大气复合污染、温室气体排放和新污染物排放问题。

引用格式:Bin Zhao, Shuxiao Wang, Jiming Hao. Challenges and perspectives of air pollution control in China. Front. Environ. Sci. Eng., 2024, 18(6): 68 https://doi.org/10.1007/s11783-024-1828-z

潘一山认为,我国冲击地压煤层智能安全高效开采应采取“三步走”策略。

第一步是智能,即一般煤矿智能化标准体系建设,其总体框架包括通用基础、支撑技术与平台、煤矿信息互联网、智能控制系统及装备、安全监控及防控装备、生产保障6类标准。

第二步是安全,即冲击地压煤层开采全要素分项智能化体系建设,基于冲击地压类型、机理,实现危险性评价、监测、防治、支护、防护五大要素智能化。

第三步是高效,即没有智能化就根本无法实现冲击地压煤层安全高效开采体系建设。根据冲击地压不发生的应力条件、冲击地压不发生的能量条件,通过智能化彻底解决冲击地压主要两个安全高效开采问题:全巷道液压支护、充填开采。

期刊专区

Journal

 近日,RCCSE《中国学术期刊评价研究报告(第七版)》正式发布,《技术与创新管理》入选“RCCSE中国核心学术期刊(A-)”,在管理学81种学术期刊中排名第33位。

岁月不居,时节如流,创刊于1964年的《煤炭学报》已经走过了60年的光辉历程。在这条流淌了60年知识的长河里,学报滋润了一代又一代煤炭人,承载了广大煤炭科技工作者的心血,记载了我国煤炭科技的历史业绩,展现了煤炭工业发展的辉煌成就。

为深入开展煤炭经济理论和实践探索研究,进一步加强煤炭经济研究成果交流,加快发展新质生产力,促进煤炭经济高质量发展,经研究决定,开展2024年煤炭经济研究优秀论文(课题报告、调研报告)征集活动。

征集范围与类别：2024年煤炭经济研究优秀论文征集工作在原有论文征集的基础上,增加重点课题报告和调研报告的征集。优秀论文(课题报告、调研报告)征集分“政策研究类、战略规划类、企业管理类、财会金融类、内部审计类、综合其它类”等六类。

为更好地提升作者的论文撰写能力,提高文章发表效率,《煤田地质与勘探》编辑部现整理出科技论文写作要点供大家参考学习。

学术会议

Conference

KEY DATES： Abstract Due: 01 July 2024 

Symposium: 01-03 October 2024

本次会议采用腾讯视频会议方式。

会议号：427-478-127

会议时间：2024年5月25日 ( 周 六)  09:00-12:00

5月18日,由中国煤科规划院、中国矿业大学、《煤炭经济研究》编辑部主办,中国矿业大学经济管理学院、中国矿业大学碳中和与能源战略智库承办的“第一届能源新质生产力发展战略研讨会暨第二届能源经济学术研讨会”在江苏徐州成功召开。本次会议以“新质生产力与新型能源体系建设”为主题,深入探讨能源新质生产力发展战略,助力我国新型能源体系建设和能源绿色低碳转型,推动“双碳”目标实现与经济高质量发展。

5月18日,《煤炭经济研究》2024年编委和青年编委学术成果特刊发布会在中国矿业大学成功举行。中国煤炭工业协会党委委员、副秘书长、《煤炭经济研究》编委张宏,中国矿业大学(北京)副校长、《煤炭经济研究》副主编汪文生,中国矿业大学经济管理学院院长、《煤炭经济研究》编委丁志华,华东理工大学商学院院长、《煤炭经济研究》编委范体军以及来自北京大学、北京理工大学、中国人民大学、中国矿业大学、厦门大学、江苏大学、上海交通大学、南京财经大学、华北电力大学、西安科技大学、山东大学、新疆大学等30多所高校、企业单位的50余名编委和青年编委参加了此次会议。中国煤科规划院副总经理、《煤炭经济研究》执行主编朱拴成出席会议并做了期刊工作汇报,中国煤科规划院数字与经济分院副院长、《煤炭经济研究》执行副主编李修东主持会议。