《煤炭学报》2019年度影响力优秀学术论文_中国煤炭行业知识服务平台

《煤炭学报》2019年度影响力优秀学术论文

为繁荣煤炭科技事业，活跃学术气氛，发现优秀人才，鼓励广大煤炭科技工作者把代表性学术成果发表在祖国大地上，本刊编辑部根据《<煤炭学报>年度影响力优秀学术论文评选办法》，组织实施了《煤炭学报》2019年度影响力优秀学术论文评选活动。共有30篇论文入选。

行业视野: 煤炭学报
类别; 140个
关键词; 117位
专家; 29篇
论文; 51770IP
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矿井群冲击地压发生机理与控制技术探讨

作者(Author)：齐庆新, 李一哲, 赵善坤, 潘鹏志, 魏向志

摘要：大型地质体控制下，相邻矿井开采过程中时常发生冲击地压。为研究大型断层和巨厚砾岩层顶板条件下两个相邻矿井间相邻工作面开采过程中冲击地压的发生机理，以义马矿区跃进矿23070工作面和常村矿21220工作面为实际工程背景，对两工作面回采期间冲击显现特征和微震事件时空演化及能量特征展开现场实测分析，并对井间覆岩结构应力分布开展理论分析和数值模拟。研究结果表明，义马矿区F16逆冲断层的活化运动和巨厚砾岩层的整体控制作用，为冲击地压的孕灾提供了力源条件，井间相邻工作面同时回采期间，采空区上覆岩梁与井间煤岩柱系统构成“非对称T形”结构，21220工作面煤体冲击导致应力转移至井间煤柱和23070工作面，从而诱发23070工作面冲击;井间开采扰动导致应力转移并诱发冲击地压，与滞后开采工作面初始冲击强度及推进长度具有密切关系;基于理论与工程实测结果，提出了以弱化矿井间高应力传递的结构链为核心的井间“弱链增耗”防冲技术。为巨厚砾岩层顶板矿井群开采条件下相邻矿井工作面冲击地压发生机理及控制技术的研究提供理论基础。

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煤炭学报

2019年第01期

1457

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非等压圆形巷道围岩塑性区边界方程及应用

作者(Author)：王卫军, 董恩远, 袁超

摘要：由于双向非等压应力条件作用下的圆形巷道弹塑性问题求解难度较大，目前难以得到精确解析解。基于Mohr-Coulomb强度准则，将Kirsch解代入塑性条件中研究了非等压应力条件下圆形巷道围岩塑性区近似边界方程、分析了塑性区影响因素及形成力学机制。结果表明:侧压系数影响塑性区形态，原岩应力方向影响蝶形塑性区蝶叶方位，巷道半径与围岩岩性对塑性区形态均没有影响，但对塑性区的发育深度起着决定作用;侧压系数不等于1时，最大主应力方向不再平行于巷道切向，最小主应力方向不再经过巷道中心位置，引起围岩剪切破坏方向发生变化，而塑性区的扩展受控于最大剪应力的分布，此时塑性区形态偏离圆形;剪应力峰值点曲线与塑性区边界均随侧压系数变化而发生变化，但塑性区边界总是位于剪应力云图中最大剪应力峰值位置，且侧压系数越小主应力方向变化越大，塑性区不规则形态越明显;该求解方法没有考虑塑性区对弹性区应力的影响，属于近似求解法，但塑性区形态、发育规律与数值模拟结果相一致，并对解决工程问题具有指导作用，说明该塑性区边界方程近似解法是可信的。通过该近似方程能够掌握巷道围岩塑性区发育扩展规律，依此提出的可接长锚杆支护技术能够有效解决深部巷道锚杆易随顶板整体下沉、锚索破断引发的冒顶问题，较好的消除了冒顶隐患。

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煤炭学报

2019年第01期

1256

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结构充填开采基础理论与地下空间利用构想

作者(Author)：冯国瑞, 杜献杰, 郭育霞, 戚庭野, 王泽华, 李庆东, 李化运, 康立勋

摘要：为应对充填采煤面临的成本逐渐增高、效率相对低下、地下空间资源被大量浪费等挑战，提出了构造充填开采思想。构造充填是一种充填率低、结构稳定性强、充填效果好的充填开采，其目标为:高效利用矿区固废资源、降低充填成本，改进充填材料与工艺、提高充填效率，合理进行采充规划、实现对地下开采空间的再利用。构造充填的设计原则为:直接顶不发生破断且变形量在允许范围内、充填体抗压强度足够大且能长期稳定承载。根据此原则确定了构造充填的关键位置为:特殊地质构造区、围岩应力集中区、直接顶最大受力处、直接顶最大变形处和充填体自身薄弱点等。构造充填的关键技术主要包括:通过优化煤矸石骨料形态与颗粒级配、研发新型低成本胶凝材料、开发新型外加剂、发展多种替代原材料等手段进一步开发新型固废充填材料;通过构建不同形态高强构造充填体和直接顶自承结构构建“构造充填体-直接顶”复合承载结构;通过研发智能化充填材料制备系统、可视化充填料浆输送系统、独立式充填体构筑系统、移动式充填材料浇注系统、立体化充填效果监测系统构建井下一体化构造充填系统。基于“三下”压煤资源的开采需求，在构造充填开采思想的引领下，提出了在城市下建设地下综合体、在村镇与农田下建设地下农业基地、在铁路(公路)与水体下建设地下储库等构想。

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2019年第01期

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煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践

作者(Author)：张吉雄, 张强, 巨峰, 周楠, 李猛, 张卫清

摘要：煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态，绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源“采选充+X”绿色化开采技术构想，即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选、矸石充填与“岩层移动主动控制、沿空留巷、瓦斯抽采、灾害防治、保水开采”一体化生产系统，形成了煤炭“采选充+X”(控、留、抽、防、保)协同生产模式;明确了“采选充+X”绿色化开采技术的内涵与技术框架，阐述了“采选充+X”的四代演化历程，分析了其践行绿色化的技术优势，给出了科学化的工程设计方法;阐述了5类典型“采选充+X”技术对应的技术原理、工程需求、设计流程与方法、关键技术及工艺装备等。工程实践分别证明了采选充+控、采选充+留、采选充+抽等“采选充+X”技术具有的显著技术优势与工程示范效应。未来“采选充+X”绿色化开采将延伸采选充+处、采选充+智、采选充+调、采选充+协等技术模式。整体形成的“采选充+X”技术体系，可为实现煤炭及伴生资源绿色化开采提供有力的技术支持。

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煤炭学报

2019年第01期

1798

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中国煤矿井下地应力数据库及地应力分布规律研究

作者(Author)：康红普, 伊丙鼎, 高富强, 吕华文

摘要：收集了采用井下小孔径水压致裂地应力测量装置获得的煤矿地应力数据，以及其它采用应力解除法、水压致裂法等获得的煤矿地应力数据，共计1 357条。在此基础上建立了“中国煤矿井下地应力数据库”，绘制了中国煤矿矿区地应力分布图。分析了我国煤矿井下地应力分布特征和主要影响因素，取得以下研究成果:① 埋深是影响煤矿井下地应力的重要因素。垂直应力总体上随埋深增加不断增大，但数据存在一定的离散性。最大、最小水平主应力总体上也与埋深呈正相关关系，但数据离散性更大。② 在浅部煤矿，地应力类型主要为逆断型应力状态(H>σh>σV);在千米深井，主要为正断型应力状态(V>σH>σh);介于两者之间主要为走滑型应力状态(H>σV>σh)。③水平应力与垂直应力的比值(包括最大、最小水平主应力与垂直应力的比值;平均水平主应力与垂直应力的比值;最大水平主应力与最小水平主应力之差与垂直应力的比值)，埋深越小，这些比值离散性越大，分布范围越广。随着埋深增加，比值的离散性和范围越来越小，并逐渐趋于某一定值。④ 粉砂岩、细砂岩、泥质砂岩和泥岩4类岩性地应力数据统计结果表明，总体上，岩石强度越高，承受的水平应力越大。⑤ 弹性模量较大的岩石，水平应力较高;弹性模量较低的松软破碎岩层，水平应力较低。

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煤炭学报

2019年第01期

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