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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

特约综述

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经典综述

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  • 作者(Author): 王国法, 富佳兴, 孟令宇

    摘要:研究提出了持续推进煤矿智能化建设、提高技术装备保障能力的9个重点突破方向。
    323
  • 作者(Author): 王家臣

    摘要:我国应用和创新发展综放开采技术40年来,取得了巨大成功和重大科技创新,实现了厚煤层一次采全高和高产高效低成本开采,综放开采技术已经成为我国开采厚煤层的主要方法,也是我国在世界煤炭开采行业的标志性技术。在综放开采技术发展过程中,先后试验了高位放煤、中位放煤、低位放煤,最终形成了我国的低位放煤综放开采技术。支架结构形式从早期的四柱支架发展到今天四柱与两柱并存的局面,对于智能开采工作面两柱支架更具优势。我国的综放开采技术可以分为两个阶段。在前20年的探索和推广应用阶段,针对我国煤层条件,充分发挥了综放开采的技术优势,形成了高产高效综放开采模式、“三软”厚煤层综放开采模式、“两硬”厚煤层综放开采模式、急倾斜厚煤层综放开采模式等。在最近20年的技术创新和输出阶段,我国创造性地开发了特厚煤层大采高综放开采技术、急倾斜厚煤层综放开采技术等,在智能化开采与智能放煤技术等方面取得了突破性进展,实现了综放开采技术从引进到输出的飞跃式发展。我国已经形成了一批专注综放开采技术研究的科技队伍,无论是综放开采的理论成果,还是技术成果都遥遥领先于世界其他国家。综放开采技术的进一步发展需要集中到综放工作面的全面智能化开采、智能放煤技术开发,提高工作面端头顶煤采出率技术,开发基于采动岩层运动的保水开采、绿色开采和减灾开采等技术,建立覆岩运动的统一场理论,研究综放开采低碳技术路径。
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    煤炭学报
    497
    340
  • 作者(Author): 秦身钧, 徐飞, 崔莉, 王金喜, 李神勇, 赵泽森, 肖林, 郭彦霞, 赵存良

    摘要:稀有、稀散、稀土和稀贵等战略性关键元素是用于国民经济和军事国防中的重要原料,发挥着不可替代的作用。随着传统矿床的逐渐枯竭和开采难度加大,煤炭和煤灰中伴生关键元素资源的综合勘探开发和利用越来越受到重视,有望成为一种兼具可循环利用和环境保护双重价值的新型理想替代资源。将煤型战略关键微量元素的地球化学特征及资源化利用作为一个整体,系统阐述了锂、镓、锗、稀土和贵金属等代表性“四稀”战略关键元素含量测定和赋存状态的常用分析方法,在中国煤中的分布富集、赋存状态与地球化学机理,分析了它们从煤到煤灰中的迁移转化和化学形态特征,并对重要关键元素提取过程中的活化浸出、尤其是富集提纯方法进行了总结,最后提出了一些该领域中存在的问题和今后研究应关注的方向,以期为煤及煤灰作为战略关键元素潜在资源进行开发利用的相关理论和技术研究提供科学参考。
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    煤炭科学技术
    2022年第03期
    461
    2158
  • 作者(Author): 张强, 张润鑫, 刘峻铭, 王聪, 张赫哲, 田莹

    摘要:加快煤炭产业链的智能化发展是当前环境下保证煤炭稳定供给的重心,而煤岩识别是实现煤矿智能化建设,提高煤层探测、智能开采、快速分选精度和效率的关键技术,因此,开展了煤岩高效识别技术方法的综述研究。首先根据使用工况不同,将煤岩识别统筹为接触式识别与非接触式识别,根据技术类别将现有识别技术归类为过程信号监测、红外热成像、图像特征、反射光谱、超声波探测、电磁波探测,从识别机理和技术原理方面进行了详细的介绍,并列举了典型特征下的煤岩差异。其次综合阐述了各种识别技术的研究现状,总结出工程实际中的煤岩识别技术应用现状;从理论技术研究、工况环境影响、煤岩特征3方面建立了不同识别技术的局限度评价表,超声波、电磁波探测技术局限度最低,红外成像识别技术局限度最高,其中工况环境对红外成像识别局限最明显,煤岩特征对反射光谱识别和过程信号监测识别局限最明显。基于上述局限度,对未来煤岩识别的研究重点提出4点建议:煤岩特征信息的深层挖掘,复杂多变环境的影响机理研究,物理属性相近的煤岩识别新方法,综合地质条件的煤岩识别方法适用性研究,为我国煤岩识别技术发展、煤矿智能化建设提供理论指导。
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    煤炭科学技术
    2022年第02期
    953
    2484
  • 作者(Author): 王国法

    摘要:煤炭是我国一次能源中最经济、可靠的资源,煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。随着国家发改委、能源局等八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,煤炭行业供给侧结构改革和高质量发展脚步逐步加快,人工智能、大数据、云计算、工业物联网等新一代信息技术与传统采矿专业深度融合,推动了整个煤炭行业科技发展与工程应用至新的阶段。全面阐述我国自2019年以来智能化煤矿建设最新情况,分析了成功的典型技术与应用案例;详细阐述了煤矿智能化建设顶层架构全方位推动、指引技术进步与实践,构建了煤矿智能化基础理论体系,提出了分类分级智能化煤矿建设路径,基于不同地质煤层条件开展智能化煤矿建设示范工程,并取得了较好的成效;在煤矿智能化基础理论架构方面,提出了智能化煤矿数字逻辑模型与数据推送策略,构建了煤矿巨系统智能化子系统多种类、复杂关联架构与协同机制,通过梳理现有生产系统和生产关系研发基于5G+新一代智能化系统,形成了坚硬薄煤层大功率高效智能化开采成套技术与装备、“掘锚一体机+锚运破+大跨距转载”远程控制智能快速掘进系统成套技术与装备、智能通风系统、井下锂电池驱动人车无人驾驶系统及智能调度系统、固定岗位无人值守系统等;分析了我国煤矿智能化技术发展面临的瓶颈,提出了井下车辆和机器人电动化、井下无线发射功率、5G煤矿应用场景与生态、透明地质模型、智能巨系统兼容协同、连续自动掘进与掘支平行、采煤工作自动调高与调直、无人操作系统常态化运行可靠性、ABCD+煤矿技术体系、柔性煤炭生产供给体系等十个煤矿智能化技术发展方向及建设路径。
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    煤炭科学技术
    2022年第01期
    1901
    7396
  • 作者(Author): 李全生, 李晓斌, 许家林, 徐祝贺, 张村

    摘要:岩层采动裂隙是造成覆岩含水层破坏、威胁井下安全生产的直接原因,也是造成工作面推过后,地表持续下沉变形及生态累积影响的根源。为了解当前覆岩裂隙发生机制、演变规律、研究方法及生态影响与治理进展,实现资源开发与矿区环境的协调、可持续发展,阐述了采动裂隙演化规律与生态治理技术发展现状。介绍了煤矿采动裂隙的形成过程、裂隙类型、研究方法、监测手段及研究发展趋势;从开采影响的空间特征方面,依覆岩裂隙、底板裂隙与地表裂缝分类介绍了裂隙/裂缝演化规律及分布特征,重点分析了深部开采与我国西部沟壑区高强度开采地表裂缝形成的力学机制;探究采动裂隙在保水开采、煤与瓦斯共采方面的应用及生态治理技术,并给出基于开采参数优化的源头减损技术、覆岩承载结构稳定性维持减损技术、变形调控减损技术、覆岩离层注浆减损技术、采复一体化技术、土壤改良与植物修复技术、采煤沉陷区综合修复技术等,实现采煤同时兼顾对地下水、瓦斯、矸石等资源的合理利用与地表建筑及生态环境的保护。分析认为,采动裂隙多种方法综合运用、力学演化机制及量化描述、深部多物理场耦合、探索新应用领域及控制研究、厘清采动损伤科学内涵及评价方法、明晰矿区生态修复的科学理念、构建采动损伤与生态保护相协调智能化调控系统等将是未来亟需研究的关键科学问题。
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    煤炭科学技术
    2022年第01期
    582
    2831
  • 作者(Author): 王国法, 赵路正, 庞义辉, 吴立新, 管世辉

    摘要:针对新时期下我国煤炭资源安全稳定供给难题,系统分析了煤炭资源存在的开发供给不均衡、需求变化不确定等矛盾,剖析了提升煤炭高质量稳定供给能力存在的主要问题,提出了煤炭智能柔性开发供给技术体系与建设思路。系统分析了煤炭智能柔性开发供给体系的技术内涵与特征,提出了综合考虑煤矿生产能力柔性系数与煤炭运销能力柔性系数的煤炭开发供给柔性度的概念,采用运筹学等方法建立了煤炭智能柔性开发供给响应模型,基于物联网、区块链等技术建设全国煤炭供需监测预警平台(中心),采用分布式技术对煤炭全产业链数据进行监测分析,预测煤炭开发供给柔性度,确定由煤矿、运销中心和消费区组成的供应链最优供给方案。分析了构建煤炭智能柔性开发供给体系的核心要素,研究了基于全国煤炭供需监测预警平台(中心)的煤炭智能柔性开发供给支撑技术体系,主要包括生产端支撑技术、运输端支撑技术、消费端支撑技术与基础平台支撑技术,提出了煤炭智能柔性开发供给运行模式。
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    煤炭科学技术
    2021年第12期
    941
    1058
  • 作者(Author): 李贝贝, 高壮壮, 吴振华, 李传奎, 孙怀明

    摘要:澳大利亚拥有丰富的煤炭资源,2020年澳大利亚是全球第五大煤炭生产国,第二大煤炭出口国,第一大冶金煤出口国,第二大动力煤出口国,煤炭产业是仅次于铁矿石的第二大分支产业。分析了澳大利亚煤炭资源赋存情况,其中昆士兰州和新南威尔士州是澳大利亚主要的产煤州,占比超过85%。介绍了澳大利亚煤炭生产现状、煤炭矿井分布、煤炭使用以及贸易情况,阐述了澳大利亚露天煤矿和井工煤矿开采技术现状以及澳大利亚智能化矿井建设、环保政策和安全生产管理,最后总结了中资企业投资澳大利亚煤炭行业的基本情况,澳大利亚煤炭开采技术现状对我国智能化矿山和绿色矿山建设具有借鉴意义,并基于多项客观条件判定,在2030年前澳大利亚煤炭产量和出口量仍将保持温和增长态势。
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    中国煤炭
    2021年第11期
    725
    687
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