2022封面文章（《采矿与岩层控制工程学报》）

来源：采矿与岩层控制工程学报

《采矿与岩层控制工程学报》由康红普院士担任主编，国家矿山安全监察局主管，煤炭科学研究总院有限公司主办，由其下属单位——煤炭科学研究总院开采研究分院(中煤科工开采研究院有限公司)——承办，资助刊物的正常运转。目前期刊为双月刊，双月25日出刊。

行业视野: 封面文章
类别; 70个
关键词; 77位
专家; 15篇
论文; 4159IP
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煤矿辅助运输自动驾驶关键技术与装备

作者(Author)：侯刚, 王国法, 薛忠新, 任怀伟, 欧阳敏, 王峰, 袁晓明, 杨斐文, 时洪宇, 李济洋, 高原

摘要：随着智能化水平的提高，对矿井生产重要环节—辅助运输智能化的需求也不断提高。燃油型物料车和锂电池人车自动驾驶的线控系统及装备的研发，实现了线控转向系统、线控制动系统、线控驱动与挡位系统、车身控制系统、底层数据反馈等自动驾驶控制系统；建立了多源异构信息融合的智能化感知和多传感器融合算法模型；开发了多种导航定位方式的路径计算方法，形成了七合一高精度融合定位技术与装备，解决了传统、单一的定位方式无法满足煤矿地面场区和井下巷道复杂环境定位需求的问题；研发矿用自动驾驶车辆控制算法与软件，实现了车辆自动驾驶系统从环境感知、导航定位、行为决策、路径规划到车辆控制的全流程智能化控制；开发煤矿辅助运输智能化系统上位机综合管控系统，解决了车辆的调度问题。从多个方面对辅助运输胶轮车自动驾驶关键技术与装备进行了阐述，为实现我国煤矿辅助运输车辆从地面场区到井下巷道的全地形、复杂路况的常态化自动驾驶，积累了技术、装备和管理经验。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第03期

370

204
基于断层封闭性研究评价其导水性

作者(Author)：张培森, 许大强, 付翔, 解建, 董宇航, 张晓乐

摘要：为进一步研究断层导水性问题，以祁东煤矿Ⅱ3采区F5，DF5-21两条采区边界断层为背景，针对具体的地质条件，在定性研究的基础上分别采用SSF，CSP，SGR综合分析法和断面正压力判别法对断层侧向及垂向封闭性进行定量研究，进而对该采区边界断层导水性问题进行评价。研究结果表明：断距为断层侧向封闭性的主要影响因素，随着断距的增大，泥岩涂抹距离变长，断层侧向封闭性变差，导致断层侧向导水性变好；断面正压力为影响断层垂向封闭性的决定性因素，随着地层埋深的增加，断面正压力增大，断层垂向封闭性变好，导致断层垂向导水性变差。研究结果可为矿井防治水工作提供相关参考。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第02期

290

178
深部厚硬岩层压裂控制冲击弱化机理及可压裂性评价

作者(Author)：王元杰, 徐刚, 陈法兵, 路洋波, 李岩, 孙学波, 刘宁

摘要：为了探究深部厚硬岩层对冲击地压的影响以及分析岩层的可压裂性，提出了采用地面水平井压裂技术对采场上覆厚硬岩层进行压裂控制，通过改变厚硬岩层的破断特征，达到降低厚硬岩层的破断步距和能量释放强度，并通过试验分析，得到上覆厚硬岩层的脆性系数、脆性矿物含量、黏土矿物含量、成岩作用等参数，综合定量评价厚硬岩层的可压裂性大小。研究结果表明：在厚硬岩层中产生的水平或垂直裂缝面，均有助于减弱厚硬岩层破断失稳引起的下伏回采空间的矿压显现；红庆河煤矿顶板主控岩层脆性系数为67%、黏土矿物含量为28.46%，脆性矿物含量为60.82%，镜质体反射率为0.52%，数据表明主控岩层具有较高的可压裂性，可为后续地面水平井压裂技术的实施提供参考。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第02期

279

141
基于改进VMD的岩石声发射信号去噪方法

作者(Author)：程铁栋, 张志钊, 易其文, 尹宝勇, 袁海平

摘要：针对岩石声发射(AE)信号中包含的噪声分量难以有效滤除的问题，提出了一种变分模态分解(VMD)与样本熵(SE)相结合的AE信号去噪方法。首先，将含噪声的岩石声发射信号进行VMD分解，并获得一系列具有不同中心频率的固有模态函数(IMF)；其次，计算各个IMF分量的样本熵，将其大于设定阈值的IMF分量视为噪声分量剔除并保留最优分量；最后，对最优IMF分量进行重构，进而获得降噪后的AE信号。利用改进VMD去噪与EMD去噪、小波阈值去噪方法对含噪声的岩石声发射信号进行去噪对比分析，结果表明：EMD去噪方法对噪声的滤除效果并不理想；小波阈值去噪方法虽然可以滤除信号中的噪声分量，但去噪后的信号波形出现畸变；改进的VMD去噪方法能够更好地滤除岩石声发射信号中的噪声分量，该方法有助于提取信号的时频特征及信号识别。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第02期

236

94
厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术与实践

作者(Author)：姚强岭, 朱贵伟, 郑闯凯, 李学华, 王烜辉, 徐强

摘要：我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展，在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时，对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3上705不规则工作面辅助运输巷为研究对象，提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路：巷道掘进期间，基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估，并结合巷道地质条件设计锚杆( 索 )主动式超前支护技术参数；工作面回采期间，对试验巷道的矿压显现规律进行动态监测，对围岩松动圈发育程度进行量化分析，验证支护思路的技术可行性。工程应用结果表明：巷道顶板最大移近量为137 mm，两帮最大移近量为452 mm，锚索受力变化量最大为56 kN；主动式超前支护可显著提高围岩结构完整性。该主动式超前支护技术一方面确保了高庄煤矿3上705工作面回采期间安全，降低了工人劳动强度，并对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值；另一方面进一步完善与丰富了煤矿智能化开采技术内涵，利于实现煤炭资源的安全高效可持续开发。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第01期

285

176
浅埋煤层群不同煤柱错距覆岩结构演化规律及煤柱稳定性分析

作者(Author)：杜君武, 黄庆享

摘要：针对浅埋煤层群下部煤层开采时区段煤柱稳定性差和覆岩不均匀沉降等问题，综合采用物理模拟、UDEC数值计算和理论分析相结合的方法，研究了不同区段煤柱错距的覆岩垮落特征、煤柱应力分布特征和地表损害规律，揭示了上部“采空区-遗留煤柱-采空区”的结构演化特征，分析了不同错距时下部煤层区段煤柱的稳定性，给出下部煤层区段煤柱留设位置的优选原则。研究结果表明：下部煤层区段煤柱应力分布及稳定性主要受上部煤层遗留煤柱和间隔岩层协同作用影响；受上部煤层遗留煤柱影响，间隔岩层存在开始破断和完全破断2种临界状态；下部煤层区段煤柱处于上述2种临界状态之间时，覆岩不均匀破坏减弱，地表呈“近平锅底状”下沉盆地。同时，煤柱应力峰值明显减小，安全系数大于1.0，煤柱较稳定。研究结果可为浅埋煤层群下部煤层巷道减压和地表减损提供参考。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第01期

299

335
基于动压巷道围岩控制的临空侧顶板压裂释能参数确定

作者(Author)：余鑫, 边俊奇, 刘长友

摘要：为解决煤矿动压巷道围岩控制问题，针对斜沟煤矿18106工作面地质及生产技术条件，分析了强动压巷道的显现特征与影响因素，建立了临空顶板悬臂梁力学模型，得出了临空顶板积聚弯曲弹性能与煤柱峰值应力关系式，结果表明：悬顶积聚能量与煤柱应力随着坚硬顶板的厚度与抗拉强度的增大而增大，随着坚硬顶板弹性模量的增大而减小；分析了顶板压裂厚度对煤柱峰值应力的影响，确定了顶板压裂厚度为10 m。提出了水力压裂方案，并开展了水力压裂现场应用。现场试验结果表明：压裂后顶板出现大量裂缝，悬顶长度减小，临空巷道围岩变形得到了较好地控制。

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采矿与岩层控制工程学报

2022年第01期

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