《CCAJ煤炭周报》总第181期（20240825—0831）

热点聚焦

Focus

煤矿井下地质构造复杂,开采过程中贸然掘进容易引发采空区透水、冒顶、瓦斯突出等安全事故。随着煤炭行业的不断发展和科学技术的不断进步,我国煤炭开采方法历经了人力开采、炮采、普采和综采等不同的发展阶段,目前正在智能化开采的道路上快速疾驰。超前地质探测正是实现煤炭安全高效智能开采所必须练就的“火眼金睛”。

近日，中国煤科煤科院完成的“千万吨矿井5G专网通信关键技术与应用”“基于非预聚技术的复合注浆加固材料关键技术与应用”“察哈素煤矿全矿井智能通风关键技术研究与工程应用”3项科技成果通过中国职业安全健康协会鉴定，均达到国际领先水平。

据了解,中国煤科首批遴选了35个项目落地实施知识产权资本化工作,涉及200余项知识产权、450余名科研人员,打通了“科技投入—科技研发—成果转化—收益分配”一体化路径。

中国煤炭科工集团有限公司(以下简称中国煤科)是我国煤炭工业科技创新的国家队和排头兵,是国务院国有资产监督管理委员会监管的中央企业现有122家子企业、2家控股高科技上市企业。中国煤科作为全球唯一全产业链综合性煤炭科技创新型企业,是推动煤炭行业无人化智能开采转型和绿色清洁可持续发展的引领者。

基础探索

Basic Research

研究煤基固废膏体充填体在深部高地温环境下的固结性能。通过不同养护温度和龄期的单轴压缩与声发射试验,发现35℃时28天抗压强度最高;声发射活跃提前,破坏形态转脆性。SEM分析揭示,高温初促水化反应,但长期抑制C-S-H和孔隙结构发展,对长期强度不利。

相关研究成果以《多源煤基固废充填体固结与承载性能的温度效应研究》为题发表于《煤矿安全》2024年第4期。

煤炭是我国主要能源,但面临碳达峰挑战,需加快能源结构调整。煤矿工人作业环境恶劣,亟需智能化技术。煤矿机器人研发和应用能提升安全、效率,推动无人化开采,是能源安全供给和矿工安全的关键技术创新。

相关研究成果以《煤矿机器人在神东矿区的应用探索及分析》为题发表于《智能矿山》2024年第8期。

研究断层摩擦滑移室内试验,探讨倾角对断层失稳的能量机制。结果表明:倾角增大,阻滑减弱,应变协同性增强,声发射强度减小但b值增大,热量释放减少。大倾角断层易多次释放能量诱发冲击地压,小倾角断层单次释放能量更多,易诱发强动载扰动型冲击地压。

相关研究成果以《不同倾角断层滑移失稳机制试验研究》为题发表于《采矿与安全工程学报》2024年第4期。

针对干旱区露天矿外排土场大风影响植物存活问题,以红沙泉矿为例,通过Fluent软件模拟确定最佳挡土墙高度为2m,采用1m墙+1m防风网结构。同时,设计反向平盘结构增大无风区,减少水分蒸发,保护植物。研究发现平盘倾斜10°时无风区最大,挡土墙与反向设计结合能扩大无风区并降低风速,利于植物生长。建议在最下部平盘种植高植物,中间平盘种植低植物。

相关研究成果以《干旱区外排土场反向平盘风蚀作用影响规律数值模拟研究》为题发表于《绿色矿山》2024年第2期。

研究岩体采动力学响应与岩层控制技术对煤炭安全高效开采至关重要。该领域基于矿山压力控制理论,提出采场与巷道岩层控制准则,建立力学模型与设计方法,创新灾害控制技术与实验装备。控制策略包括改变岩层运动、应力环境、结构属性及支护结构,强调“应力主控”释能技术。通过实验室模拟系统还原岩体在采动力下的变形过程,并成功应用于岩层控制、软岩治理及冲击地压等多个工程领域,验证其有效性。

相关研究成果以《采动力学与岩层控制关键理论及工程应用》为题发表于《煤炭学报》2024年第1期。

保护层开采是煤矿防瓦斯灾害的有效手段,但强突出单一煤层面临技术挑战。现有技术如机械扩孔等虽提升抽采,却难均匀卸压增透。河南能源集团通过“零距离保护层”实践,优化钻孔设计、选择卸压措施,实现大区域均匀卸压,创新提出“构建内保护层技术”,实现强力均匀卸压、高效抽采与快速消突。该技术体系总结了焦煤公司经验,阐释了科学内涵、机理及评价方法,为强突出煤层提供了完善的技术体系与理论基础,拓展了保护层开采的应用范围。

相关研究成果以《强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践》为题发表于《煤炭科学技术》2023年第12期。

技术刷新

Technology Refresh

煤炭仍为我国主要能源,面临碳达峰挑战需调结构。矿工工作环境恶劣,需智能化技术提升安全与效率。煤矿机器人成关键,推动无人化开采,保障能源安全与矿工健康,践行“无人则安”理念。

相关研究成果以《神东矿区煤矿机器人应用探索及分析》为题发表于《智能矿山》2024年第8期 “神东煤炭集团智能化建设成果”专栏。

长城钻探工程技术研究院自2012年起,在膨胀管技术领域取得显著突破,形成了三大核心技术系列:膨胀式尾管悬挂器技术、高承压膨胀管补贴技术及膨胀管裸眼封固技术。这些技术不仅解决了石油开采中的多项难题,还显著提升了作业效率和安全性。

针对松软煤层爆破难题,提出底板岩层爆破增透法。实验与模拟显示,爆破裂纹扩展至煤层,形成跨界面损伤,促进瓦斯流动。现场应用显示,瓦斯抽采纯量和浓度大幅提升,为松软煤层瓦斯高效抽采提供新方案。

相关研究成果以《松软煤层底板爆破致裂增透模拟试验研究及应用》为题发表于《煤炭科学技术》2024年第6期。

煤矿智能化发展需优化人机协作。基于数字孪生与XR技术,设计煤矿XR智能运维系统,涵盖物理、VR、AR子系统,实现多工种操作员与多机器人协作。系统通过VR/AR集成,实现虚拟与物理空间协同感知与控制,优化复杂任务执行。实验验证系统有效,形成智能运行模式,提升煤矿作业安全与效率。

相关研究成果以《面向多人−多机复杂协作任务的煤矿XR智能运维系统》为题发表于《煤炭学报》2024年第4期。

针对智慧矿山复杂系统建设中的问题,提出了总体技术架构,涵盖系统模型构建、地下空间动态更新、机器视觉测量、瓦斯环境防爆测试、安全闭环管控及标准体系等方面。架构分为信息感知、边缘计算、云数据中心、多型网络、智能生产管控平台、智能生产系统及运维管理系统,实现多系统深度融合。基于知识图谱与信息抽取,构建以数据创新和算力为核心的智慧矿山模型。开发三维视觉空间模型,实现井下空间重构与动态更新。机器视觉技术用于设备位姿与煤岩识别,提升测量精度。探讨并设计了瓦斯环境下提升5G基站功率的防爆测试方法。提出灾害闭环管控系统,实现超前预警与协同防控。构建了智能煤矿标准体系,分析典型案例,展望智慧矿山发展趋势并提出建议。

相关研究成果以《智慧矿山系统工程及关键技术研究与实践》为题发表于《煤炭学报》2024年第1期。

企业新闻

News

为响应选煤厂在智能监控预警、全面工况监测及智能化管理方面的迫切需求,近日,北京华宇中选自控公司成功推出了“选煤厂AI视频分析管控平台”,可在人员安全、设备工况、环境异常等方面提供监测,该管控平台已在多家选煤厂顺利落地运行。

近日,由开采研究院自主设计研发的钻锚一体化智能快掘成套装备成功入围第四届中央企业熠星创新创意大赛总决赛。本次大赛参赛项目共5067项,总决赛入围项目共120项,集团公司共入围项目3项。

天地融创项目组围绕锅炉高效低氮燃烧技术、烟气余热深度回收利用技术、烟气污染物近零排放控制技术研究,与矿区煤粉锅炉及供热条件相适应的节能降碳减排一体化集成技术开发, 补连塔矿、寸草塔二矿锅炉房工程示范等三个方面进行了详细汇报。国家能源集团科技部、神东研究院、神东矿业公司等部门以及多名外部专家组成的专家组对各分技术研究、集成技术研发以及工程示范进行了严格评估和审议,充分认可项目实施成果,同时对系统长周期运行、智能控制等方面提出了意见建议,以期进一步提升项目节能效果与运行质量。

近日,中国煤科沈阳设计院成功签订乌兹别克斯坦油页岩露天矿轮斗挖掘机设备供货合同,这是继乌兹别克斯坦安格连露天煤矿设备集成项目后,在境外签署的又一大型设备供货项目,为乌兹别克斯坦能源发展和环境保护作出积极贡献。

今年4月,中国一重公司研制的3000吨级浆态床锻焊加氢反应器实现批量交付。这台反应器重达3037吨,总体长度为70.7米,外径为6.15米,壁厚为0.32米,是目前全球单体重量最大的锻焊加氢反应器。这一国之重器再次刷新了世界锻焊加氢反应器的极限制造纪录,也标志着我国在超大吨位石化装备制造技术领域继续领跑国际先进水平。而打破制造瓶颈的局部热处理技术就来自中国石油大学(华东)蒋文春教授团队牵头完成的超大直径/超大壁厚压力容器局部热处理关键技术及应用。近日,该项目获得山东省科技进步一等奖。

近日,2024中国仪器仪表学会学术年会顺利召开,由中国煤科重庆研究院和重庆大学共同完成的成果“固定污染源烟气超低排放在线监测关键技术”荣获中国仪器仪表学会科技进步一等奖。

政策管理

Policy&Management

为深入贯彻落实习近平总书记关于安全生产重要指示批示精神,全面落实《中共中央办公厅 国务院办公厅关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》,更好发挥群众的监督作用,严厉打击矿山安全生产违法违规行为,国家矿山安全监察局研究起草了《矿山安全生产举报奖励实施细则(修订征求意见稿)》(附件1)、并附修订对照稿作为参照(附件2),现向社会公开征求意见。请于2024年9月16日前将修改意见表(见附件3)电子版反馈至国家矿山安全监察局事故调查和统计司。

报告显示,2023年全国城市声环境质量总体向好,声环境功能区昼间、夜间手工监测达标率同比稳中有升。各地各部门积极探索噪声污染新治理模式,不断强化源头防控,推广低噪声产品设备;夯实声环境管理基础,36个直辖市、省会城市、计划单列市基本完成功能区声环境质量自动监测站点建设并联网;强化重点噪声源监管,将工业噪声纳入排污许可;推动社会共治,开展宁静小区、噪声地图应用试点,持续开展“绿色护考”,对92趟列车设置“静音车厢”,噪声污染防治工作进一步系统化、精细化、科学化。

观点智库

Think Tank

近日,生态环境部就煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用等CCER方法学征求意见。在业内看来,将煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用纳入CCER方法学,是一项重要的利好举措,对提高煤矿瓦斯利用率、降低甲烷排放等具有重要意义。那么,当前我国煤炭行业在低浓度瓦斯利用方面进展如何?又该如何利用好CCER实现减排增效?

近日,中国工程院工程科技学术研讨会——“甲烷管控减排”暨“煤炭安全智能精准开采协同创新组织”成立七周年国际学术研讨会暨2024安全科学与工程国际产学研用合作会议举行,中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮牵头编制的《中国甲烷管控技术发展路线图》成果正式发布。

8月27日,2024数博会“激活数据要素潜能,释放新质生产力”交流活动在贵阳国际生态会议中心举行。北京大学教授、中国科学院院士梅宏做了《从范式变迁的高度看数字化转型》专题报告。

我国煤炭开采多依赖井工,智能化采煤逐步普及,煤矿机器人因其高承载、安全、稳定特性,正改善井下环境、增强安全性并解放人力。多种机器人如钻探、掘进、辅助作业、重载作业及救灾等已在煤矿试用。研发集中于新材料、电池、传感器、定位及避障技术,推动煤矿智能装备发展。煤矿机器人成为煤炭产业新应用方向,本文分析其专利布局与研发情况,为相关企业提供参考。

论文以《煤矿机器人技术专利布局分析与思考》为题发表于《智能矿山》2024年第8期。

煤矿用5G技术正快速发展,通过集团级与矿井独立组网架构满足建设需求,采用低频段多载波技术优化覆盖,并探索提升防爆功率阈值及6G RIS预研以增强覆盖能力。同时,加强装备与通信联合攻关,研究远程控制、自主协同控制及安全机制,并研发适配的小型化5G模组,以推动煤矿智能化生产的全面升级。

论文以《煤矿用5G关键技术研究现状与发展方向》为题发表于《工矿自动化》2024年第7期。

期刊专区

Journal

《煤炭科学技术》作为煤炭领域最具学术影响力的科技期刊之一,特别关注青年科技人才的成长与培养。为全面汇聚、深入报道煤炭领域的最新科技成果,继续助力青年科技工作者的成长,《煤炭科学技术》拟于2025年第2期策划出版“青年科学家”专刊。现特向行业广泛征集优质稿件,欢迎来稿。

1964年,学报创刊,迄今整六十年。为给这六十年的发展留一个面影,存一份史料,从中凝炼学报的精神,编辑部组织了“我与《煤炭学报》的不解之缘”征文。现将收到的文稿次第推送,以飨读者。

在展会现场 ,《煤田地质与勘探》吴敏杰编辑通过发放宣传册、展示期刊、现场讲解等方式,向与会专家学者介绍期刊概况及进展,详细介绍了本刊的特色栏目、学术成果以及未来发展方向,得到了众多参会人员的赞赏和支持,与相关领域的专家学者沟通交流,进而推动期刊的约稿、组稿、审稿和期刊推广等工作的开展,了解行业动态和需求,为读者做好服务,为选题策划做调研准备。