2020封面文章（《煤炭科学技术》）_中国煤炭行业知识服务平台

首页 > 专题

2020封面文章（《煤炭科学技术》）

来源：煤炭科学技术

研究成果被期刊选为封面文章，不仅是对科研工作的认可，更可以提高作者知名度，是一份永久的荣誉。《煤炭科学技术》始创于1973年，月刊出版，是煤炭行业的综合性期刊。

行业视野: 封面文章
类别; 269个
关键词; 261位
专家; 58篇
论文; 78371IP
点击量; 100477次
下载量

煤矿绿色开采20年研究及进展

作者(Author)：许家林

摘要：煤层开采引起的岩层破断运动导致了一系列采动损害与环境问题。绿色开采从广义资源的角度出发，通过控制或利用采动岩层破断运动，从源头减轻采煤对环境的影响，实现对煤层及共伴生资源的共采或保护。该理念得到了业界的广泛认同，绿色开采技术的研究与应用也取得了重要进展。从广义资源概念、基于岩层破断运动规律原则、源头减损及全生命周期理念等方面进一步论述了绿色开采的内涵，提出了全生命周期绿色开采技术框架，包括保水采煤、煤与瓦斯共采、矸石减排、减沉开采与环境修复，对近20年来我国煤矿绿色开采的研究历程进行了回顾。关键层理论是绿色开采技术研究的重要理论基础，其基本学术思想强调将覆岩作为整体进行研究，将采动矿压、水与瓦斯及地表沉陷研究有机统一起来；同时强调抓主要矛盾，即找出覆岩中对岩层运动起控制作用的关键层，避免采用传统研究中对覆岩岩性进行均化处理的方法。综述了在岩层移动与采动裂隙演化规律方面的理论研究成果，主要包括基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法、覆岩卸荷膨胀累积效应与瓦斯卸压抽采“三带”原理，论述了保水采煤、煤与瓦斯共采、充填减沉开采等方面的技术进展、现状及工程应用成效。提出了促进绿色开采技术进一步发展的建议，包括深化采动岩层运动规律研究、确定适合不同矿区特点的绿色开采技术模式、建立煤矿绿色开采的评价指标体系、开展煤矿全生命周期绿色开采设计、绿色开采技术的高效率和低成本化研究等，为我国煤矿绿色开采指明了方向。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第09期

1839

1862
我国煤矿“三下一上”采煤技术现状与展望

作者(Author)：郭文兵, 马志宝, 白二虎

摘要：我国“三下一上”（建筑物、水体、铁路等线性构筑物下及承压水上）煤炭资源储量大，“三下一上”采煤是我国煤炭资源枯竭型矿井提高资源采出率，延长矿井服务年限及实现可持续发展的有效举措。在分析建筑物下采煤现状的基础上，阐述了源头减沉控损开采技术措施，主要包括充填开采、部分开采，协调开采及弱化建筑物变形环境的覆岩离层注浆技术措施等。结合我国不同地区对水资源保护的要求，将水体下采煤分为地表水下开采和含水层下开采，通过分析煤炭开采引起的覆岩破坏传递过程，提出了基于该过程的覆岩破坏充分采动程度判据及其高度计算方法，揭示了煤层开采覆岩破坏高度形成机制，采用地面钻孔观测及协调开采法成功进行了水体及坝体下等不同地质采矿条件下采煤，并针对西北高强度开采对松散含水层破坏特征进行了大地电磁探测，分析了采动影响下松散含水层破坏特征，揭示了松散含水层破坏机理并验证了大地电磁法用于探测含水层破坏的可行性。结合我国在“三下一上”采煤研究现状及进展，总结了煤层安全开采的预测方法及安全技术措施。研究认为我国煤矿“三下一上”采煤技术将以源头减沉控损开采方法，覆岩破坏控制技术及采空区稳定性评价及其利用研究为主，地下煤炭原位保护开采技术将是未来含水层下开采的发展趋势。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第09期

相关视频

3169

2628
我国充填采煤技术回顾及发展现状

作者(Author)：胡炳南, 刘鹏亮, 崔锋

摘要：煤矿充填开采技术在固体废弃物处置、控制采煤沉陷、提高资源采出率和建设生态矿山等方面发挥着举足轻重的作用。自20世纪初至今，世界矿山充填开采技术已有百年的发展历史。根据资料分析，按照充填材料类型划分，20世纪矿山充填技术经历了废石干式充填、水砂充填、低浓度尾砂胶结充填和膏体充填4个发展阶段，回顾了当时我国充填采煤技术的应用和发展历程以及水砂充填、矸石自溜充填等主要充填工艺。21世纪以来，我国充填采煤技术取得了快速发展，形成了固体、膏体和超高水3种充填材料和应用于综采、连采工作面的2种充填工艺，固体废弃物利用种类、充填效果、机械化程度、整体技术水平大幅提升，对充填材料及其制备输送，工作面充填工艺特点进行了归纳总结，尤其是剖析了综采面充填的特点及生产效率制约因素，提出应从新型装备研发、临时护顶技术、充填空间高效密封措施等方面减少充填各环节时间。最后，结合实践效果，从充填采煤能力、地表下沉系数、充填开采增加成本、资源采出率和技术适用条件方面对固体充填综采、膏体充填综采、超高水充填综采、固体充填连采、膏体充填连采5种充填采煤方式进行了分析，为各矿选择适合自身的充填方式提供了依据。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第09期

1286

1667
深部高瓦斯低渗透性煤层协同开采关键技术研究

作者(Author)：张建国

摘要：为解决深部煤层高瓦斯含量、低渗透率、上覆岩层赋存不稳定等复杂条件保护层开采的典型工程技术难题，基于平顶山矿区地质条件，研发了深部“复杂条件保护层开采方法→煤矸井下分选→瓦斯立体抽采→被保护层混采→瓦斯地面发电”集成的“采选抽充用”协同开采技术。提出了“采选抽充用”协同开采技术的需求与现实意义，揭示了在复杂条件下保护层开采的技术方法与基本原理，建立了井下重介浅槽煤矸分选系统，实现了煤流矸石分选；在原生产系统的基础上，研发了充填垮落协同式开采方法，并设计了固体充填与传统综采混合开采工作面，实现了煤炭开采与分选矸石井下回填，同时建立瓦斯立体抽采及地面瓦斯发电系统，实现了被保护层瓦斯安全卸压抽采及清洁利用。将“采选抽充用”协同开采技术在平顶山矿区十二矿己14-己15煤层进行了工程实践，实践结果表明：宽度150 m的复杂条件保护层工作面月推进度达120 m，井下分选系统入选能力达400万t/a，充填与垮落式工作面长达220 m，生产能力达300万t/a，矸石全部井下就地处理。协同开采技术在十二矿自2015年应用以来，共解放煤炭资源588.0万t，安全回采煤炭资源381.5万t，抽采瓦斯9 087.9万m3，瓦斯发电6 084.8万kW·h，取得了显著的经济效益，实现了煤与瓦斯安全高效绿色共采。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第09期

663

746
保水采煤技术规范的技术要点分析

作者(Author)：范立民, 马雄德, 吴群英, 蒋泽泉, 迟宝锁, 王碧清, 王宏科, 仵拨云, 宋飞, 郭亮亮

摘要：保水采煤是绿色开采的重要组成部分，是解决西北干旱半干旱矿区煤炭开采与水资源和生态环境保护问题的有效途径之一。为了规范保水采煤工作思路与方法，指导煤矿企业在高效开采煤炭资源的同时保护含水层结构稳定，制定了陕西省地方标准《保水采煤技术规范》，规定了矿区水资源保护目标层（体）、地质工作要求、导水裂隙带高度确定、保水采煤主要技术以及保水采煤技术论证报告的提纲等。在详细阐述《保水采煤技术规范》研制背景的基础上，对规范的相关要点进行了进一步梳理和解释，这包括：煤层开采使地下水位埋深发生变化时，必须符合最大允许埋深和最小允许埋深要求；煤层开采过程中，矿区及周边河流流量不小于河道最小生态需水量；陕北侏罗纪煤田开采1-2、2-2（榆横矿区为3号煤层）、3-1、4-2、5-2号煤层时，主要目标含水层为第四系萨拉乌苏组含水层、烧变岩含水层和地表水体（湖泊、水库）；黄陇侏罗纪煤田开采3、4号煤层时，主要目标含水层为白垩系洛河组含水层和地表水体（湖泊、水库）；渭北石炭二叠纪煤田开采5、10、11号煤层时，主要目标含水层为包括但不限于奥陶系岩溶含水层。导水裂隙带高度的确定方法主要有探测法、经验公式法、数值模拟和相似模拟等；适于陕西省地质生态环境条件的保水采煤技术包括充填保水采煤技术、分层保水采煤技术、短壁保水采煤技术和注浆保水采煤技术等。为了加快推进矿山生态文明建设步伐，实现绿色开采，应加强保水采煤技术规范的贯彻和落实。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第09期

704

977
中国现代煤化工近25年发展回顾·反思·展望

作者(Author)：徐振刚

摘要：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。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。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。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第08期

2637

2303
深部特厚煤层对采对掘巷道围岩综合应力场演化研究

作者(Author)：姜鹏飞

摘要：深部特厚煤层对采对掘巷道受高应力及多次强烈采动影响，应力环境复杂，围岩控制难度大，井下综合应力场演化对于巷道支护方式及参数的确定有益。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，揭示巷道围岩原岩应力场、采动应力场、支护应力场及位移场演化规律。实测得出麻家梁煤矿巷道围岩原岩应力场分布特征；揭示出相邻工作面回采滞后采动影响阶段是巷道围岩采动应力增加的主要阶段；锚杆锚索施加高支护应力可在围岩中形成稳定承载结构。基于应力场、位移场综合分析，得出14103辅运副巷围岩采动应力增加先于巷道变形的增加；受二次采动应力作用，围岩发生扩容变形，出现应力增加不明显而变形显著增大的现象，揭示出采动应力场、支护体受力及位移场时空演化相互关系。该结果对巷道布置方式及支护方案提供了依据。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第08期

750

601
基于大数据与AI驱动的智能煤矿目标位置服务技术

作者(Author)：胡青松, 张赫男, 李世银, 孙彦景

摘要：在大数据和人工智能驱动下，矿山目标与事件源位置可以提供丰富的位置服务，这些服务远超出了人员定位、装备定姿、机器人导航、无人驾驶等单个系统的范畴，宜从系统观点和全局角度进行统一设计。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。总结了矿山目标位置服务在应急撤离与应急救援、遥控采煤与无人采煤、矿井位置大数据应用等3大领域的研究热点，主要包括规划最佳逃生路径，确定被困人员位置与救援，事故原因分析与追责，采掘装备定位定姿与导航，多机器人协同定位与导航，矿井无人驾驶技术与装备，事件时空演化规律分析，基于轨迹的调度决策，煤矿生产过程一张图等。指出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。

免费下载

煤炭科学技术

2020年第08期

550

709