《煤炭科学技术》“创刊五十周年”纪念专辑（上、下辑）

《煤炭科学技术》创刊于1973年，这50年是我国煤炭行业起步、加速、稳定发展的50年，也是我国煤炭科学技术持续发展的50年。《煤炭科学技术》见证了我国煤炭工业从人工采煤、炮采、普采到综采的具有里程碑意义的技术革命。

在1973年2月至2023年1月这50年间，《煤炭科学技术》共出版了50卷580期，刊登了煤田地质与勘探、煤矿开采、矿山测量、矿井建设、煤矿安全、煤矿机电与自动化、煤矿信息化、煤炭加工与利用、煤矿环境保护等专业的学术性或技术性论文共计18100余篇，营造了百花齐放、百家争鸣的学术氛围。

50年披荆斩棘，50年砥砺奋进。《在全国奋力建设世界一流科技期刊目标的推动下，《煤炭科学技术》将继续肩负起时代赋予的使命和任务，坚持守正创新，重点报道煤炭领域及相关交叉学科领域的前沿和先进实用性成果，引导社会重新认识煤炭行业、煤炭科学家和煤炭高科技创新贡献，向全世界讲好中国煤炭故事，提升我国在世界能源与矿业领域的科技话语权，助力实现中国科技期刊强国梦。（引自王国法，杜毅博，徐亚军，等：中国煤炭开采技术及装备 50 年发展与创新实践——纪念《煤炭科学技术》创刊五十周年）

行业视野: 高端智库
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神东矿区天然矿物中的氟化物浸出规律研究

作者(Author)：张海琴, 包一翔, 唐佳伟, 曹志国, 蒋斌斌, 李杰, 李井峰, 刘兆峰

摘要：随着神东矿区煤炭开采向深部转移，矿井水中氟化物超标问题凸显，因此研究氟化物的主要来源对控制矿井水中的氟化物浓度具有重要的意义。为证明天然含氟矿物是矿井水中的氟的主要来源，深入了解天然含氟矿物在矿井水中的浸出过程，以神东矿区为对象，分析了不同深度矿井水中的水质变化规律，研究了不同深度矿物中的氟化物变化，并讨论了天然含氟矿物在矿井水中的氟化物浸出规律。研究结果表明，当煤炭开采深度大于120 m 时，矿井水中氟化物浓度超过地表III 类氟化物标准值，并且含氟矿物在天然矿物中的比例增大。通过对矿井水中阴阳离子成分分析，认为矿井水中氟化物主要来源于煤炭开采深部含氟矿物的浸出。研究不同水岩作用条件下含氟矿物浸出规律发现，提高水岩作用强度，可以加速含氟矿物中氟化物的浸出；当岩水比例增大（大于1∶50）时，部分含氟矿物的氟浸出浓度大于1.0 mg/L；特别在酸性或碱性条件下，由于离子交换作用和溶解平衡机制，含氟矿物中难溶性氟化物发生浸出。综上所述，在一定的水岩作用环境中，天然含氟矿物中的氟化物浸出，可导致矿井水中氟化物浓度超标（大于1.0 mg/L），这一结论为在复杂地质条件下精确管控天然矿物的氟化物浸出提供了重要指导。

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2023年第02期

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浮选中起泡剂浓度对气泡尾涡区特征及颗粒卷吸的影响

作者(Author)：朱金波, 史苘桧, 朱宏政, 何海陵, 秦志千, 张勇, 潘高超

摘要：为探明浮选中起泡剂浓度对气泡及其尾涡区特征的影响，预测颗粒在浮选气泡尾涡区的卷吸概率，通过实验室自制的拟上升气泡装置及粒子图像测速系统，研究了不同浓度仲辛醇条件下的气泡尾涡区流场特征，分析了气泡表面流体分离行为及尾涡特征；通过高速摄像系统的同步观测，研究了气泡的形态特征以及颗粒在气泡尾涡区的轨迹和分布概率。研究结果表明：随着起泡剂浓度的增加，气泡的尺寸略有减小而长径比逐渐增大；气泡边界层分离角随起泡剂浓度的增加逐渐增加，存在临界分离角196.70°；气泡引起的尾涡主要集中在流场流速小于0.09 m/s 的区域，气泡尾涡区高度随起泡剂浓度的增加逐渐减小，存在最小尾涡区临界值为气泡直径的1.06 倍；颗粒在气泡尾涡区存在3 种运动轨迹，颗粒卷吸的运动轨迹可以分为3 个显著阶段，颗粒受力是导致其卷吸类型区别的关键因素；随着起泡剂浓度的增加，颗粒被卷吸的范围与概率逐渐减小。影响气泡尾涡及颗粒运动的临界浓度均为1.6×10−4 mol/L。研究结果明晰了起泡剂浓度对矿物颗粒在气泡尾涡区卷吸的机理，为微细矿物浮选技术的发展提供了有价值的指导。

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煤炭科学技术

2023年第02期

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激光诱导法制备煤基石墨烯的探索及其结构特征研究

作者(Author)：王绍清, 张路, 赵云刚, 王小令

摘要：为探讨以煤为含碳前驱体，利用激光诱导技术制备煤基石墨烯的可能性，选择以挖金湾高挥发分烟煤、塔山低挥发分烟煤为碳源，运用激光诱导技术制备煤基石墨烯，并应用拉曼光谱（Raman）、X 射线衍射光谱（XRD）、X 射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）和高分辨率透射电镜（HRTEM）对原煤以及激光辐照后的产物进行表征。结果表明，经过激光辐照后，产物的Raman 图谱呈现出典型的2D 峰以及尖锐的G 峰，表明其结构有序度增强。XRD 图谱表明其（002）和（100）衍射峰变得窄而尖锐，层间距均为0.345 nm。XPS 结果表明烟煤激光辐照后sp2 的C=C 键和π—π 作用增强，这表明产物形成了sp2 网状芳香层片。通过SEM 观察到的激光辐照后样品出现分层多孔结构，同时HRTEM 结果显示出芳香条纹具有少层石墨烯特征，石墨烯层数多集中在2~10 层，且条纹间距均为0.346 nm，与XRD 得到的结果基本一致。这些分析结果表明烟煤在激光辐照后形成了煤基石墨烯。但是，受所用样品数量限制，此研究结果只是初步认识，在下一步研究中需要增加样品数量以深入研究。

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基于蝶形破坏理论的深部巷道围岩控制技术研究

作者(Author)：王卫军, 范磊, 马谕杰, 袁超

摘要：现阶段巷道围岩控制仍是煤炭资源深部开采的重大难题之一，而围岩塑性的形成与发展是导致巷道大变形和破坏的主要原因。通过数值模拟研究了巷道塑性区形成与发展规律以及对巷道稳定性的影响，结合理论分析和室内试验研究了锚杆支护的作用机理并阐述了支护与围岩变形的内在关系，基于蝶形破坏理论探讨了深部巷道围岩的控制原理，提出深部巷道围岩控制技术并在工程中予以应用。结果显示：(1)锚杆支护能够有效减少围岩变形，但是无法控制巷道不发生变形，即在现有的支护水平下巷道存在着部分无法控制的围岩变形，即“给定变形”，且“给定变形”随巷道埋深的增加不断增大。(2)锚杆支护对于巷道围岩剪胀、滑移等非连续性变形的控制效果明显，而对于完整岩体的连续性变形的影响十分有限。因此，锚杆支护主要是通过控制巷道塑性区内岩体的非连续性变形进而控制巷道的总变形。(3)巷道总变形主要包括“给定变形”和“支护残余变形”2个部分。巷道围岩控制的主要途径就是减少“支护残余变形”。(4)锚杆支护的作用机理要求锚杆的锚固基础必须始终位于完整岩体中，因此巷道开挖后的塑性区形态以及塑性区在服务期内的发展规律对于锚杆支护方式的设计至关重要。巷道塑性区形态及其力学响应的差异性决定了巷道支护方式必须差异化设计。

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煤炭科学技术

2023年第01期

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