《煤炭科学技术》采矿科学与工程栏目2022年最受关注论文TOP20

2022年,《煤炭科学技术》“采矿科学与工程”栏目共刊登论文70余篇，涵盖矿井建设、巷道围岩控制、矿山压力、冲击地压、岩石力学等领域。为了协助读者了解煤矿开采领域内的研究热点和前沿问题，促进学术交流与合作,我们根据论文的下载、引用等指标，整理了20篇《煤炭科学技术》2022年“采矿科学与工程”栏目最受关注论文。

行业视野: 采矿
类别; 99个
关键词; 112位
专家; 20篇
论文; 9420IP
点击量; 29752次
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东胜煤田导水裂隙发育及其分区特征研究

作者(Author)：鞠金峰, 马祥, 赵富强, 刘阳军, 王业征, 刘乐, 许家林

摘要：东胜煤田是我国西北部能源供给的重要基地，煤炭资源丰富但赋煤条件多变，导致不同矿区采动导水裂隙的发育存在显著差异；研究揭示东胜煤田采动导水裂隙发育的分区特征对于科学指导区域煤炭绿色高效开发具有重要意义。基于东胜煤田17对主力矿井30个工作面的导水裂隙发育特征统计与实测，获得了赋煤条件变化对导水裂隙带高度(简称“导高”)的影响规律；通过对东胜煤田赋煤条件的典型分区，提出了不同分区覆岩“导高”的预计方法。结果表明，相比深部开采，浅部煤层采动引起的覆岩“导高”波动程度更为显著，尤其在埋深200～300 m，裂采比上下波动范围可达2.55倍。覆岩导水裂隙的发育受控于关键层的破断运动，顶板7～10倍采高范围之外最近一层关键层底界即为导水裂隙发育的顶界；据此合理解释了浅/深埋煤层“导高”波动性差异的原因。浅埋煤层覆岩关键层数量相对偏少，极易出现主关键层进入7～10倍采高范围的情况，造成导水裂隙直接发育至基岩顶界，引起“导高”值的异常大幅度波动。而对于深部煤层，覆岩7～10倍采高范围之外关键层数量相对偏多、间距偏小，当因地质条件改变而引起关键层位置变化时，“导高”的波动范围仅限于7～10倍采高范围附近关键层与其上部相邻关键层之间的间距，难以出现“导高”的大幅度波动现象。据此提出，在埋深低于500 m条件不能直接使用采高倍数法进行“导高”预计，应根据关键层位置及其对破断裂缝导水性影响规律进行判断；而当埋深超500 m时，可按17～24倍采高的统计值进行简单估算。

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煤炭科学技术

2022年第02期

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急倾斜煤层开采技术现状与流态化开采构想

作者(Author)：王家臣, 杨胜利, 刘淑琴, 刘金昌, 张锦旺

摘要：急倾斜煤层开采难度大，研发新的安全、高效、绿色开采方法迫切。总结分析了目前急倾斜厚煤层开采常用的水平分段综放、走向长壁综采和走向长壁综放三种技术现状，针对水平分段综放技术还需要在采放工艺、合理分段高度、顶煤冒放性与端头放煤、智能开采等几个方面进行深入研究，以进一步提高顶煤采出率和开采效率；走向长壁综采技术还需继续研究工作面布置、设备的防倒防滑与开采工艺等问题；走向长壁综放技术需要科学合理地利用放煤规律并制定合理的采放工艺，以提高工作面支架稳定性和顶煤采出率。根据急倾斜煤层的赋存特点，提出了现代煤炭地下气化开采技术、新式水力采煤技术两种流态化开采技术构想。以创造有效气流运动、理想反应强度及最高能量利用效率为思想，提出了针对急倾斜煤层的两种气化炉型：单气化面线性开采气化炉和双气化面U型地下气化炉，总结了急倾斜煤层气化开采仍需深入研究的关键技术，包括气化过程的控制与强化、气化反应空间管理、气化工作面探测技术、地下水污染防治与控制。针对煤层厚度较大但不能进行水平分段开采的急倾斜煤层，可尝试水力开采并提出了该种条件下水力机械化开采的巷道布置构想；在厚度较小的急倾斜煤层中，可探索类似于煤炭地下气化的流态化开采技术以实现不掘进巷道和井下无人的远程水力采煤，是未来难采急倾斜煤层流态化开采的重要研究方向。

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煤炭科学技术

2022年第01期

767

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大倾角走向长壁伪俯斜采场支架稳定性分析

作者(Author)：伍永平, 杨玉冰, 王同, 王红伟, 田双奇, 冯坤

摘要：大倾角伪俯斜工作面安全高效开采的基础是对“支架－围岩”系统的稳定性控制，受工作面矸石非均匀充填及倾角影响，“支架－围岩” 系统稳定性控制困难。以某矿3132工作面为研究背景，采用物理相似模拟实验与理论分析相结合的方法，研究了大倾角煤层伪俯斜采场垮落矸石充填时空演化规律，及其影响下的“支架－围岩”系统相互作用关系，建立了支架力学模型，确定了工作面伪斜角和矸石作用力对支架临界阻力的影响。结果表明：伪俯斜采场矸石滑移充填经历初步充填下部区域→矸石倾向下滑→充填凹陷区域3个阶段；采空区充填体接顶区长度随煤层倾角、直接顶厚度和工作面长度的增大而增大，随伪俯斜角和采高的增大而减小，邻空区长度随煤层倾角、采高和工作面长度的增大而增大，随伪俯斜角和直接顶厚度的增大而减小，矸石的非对称堆积形态改变了顶板的受力条件与破断特征，支架受载呈现明显非对称性和区域性特征；伪俯斜采场垮落矸石对支架尾部频繁产生冲击作用和接触作用，防止支架下滑和转动失稳的临界阻力随着矸石作用力的增大而增大，随着工作面伪斜角的增大而减小，工作面中、下部区域的支架比上部区域支架需要更大的支撑阻力抵抗矸石的影响；工作面现场监测结果验证了理论模型的合理性。研究结果对现场工程实践具有一定的理论指导意义。

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煤炭科学技术

2022年第01期

520

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重复采动覆岩裂隙率空间分布相似模拟研究 ———以陕北矿区为例

作者(Author)：吴群英, 郭重威, 翟鸿良, 王建文, 张铭杰, 迟宝锁, 王二云, 郭书全

摘要：由于水资源短缺，陕北矿区利用采空区储存矿井水进行再利用，采空区储水量与采动裂隙空间分布密切相关，为准确预测采空区储水量，基于工作面上覆岩层断裂分带划分结果，确定煤矿地下水库的主要储水空间为垮落带与断裂带的裂隙空间，建立了采动覆岩裂隙率空间分布的计算方法，采用相似模拟试验得出了柠条塔矿1-2煤和2-2煤重复采动后上覆岩层的下沉曲线，计算出重复采动覆岩裂隙率在垂直和水平方向的空间分布情况。结果表明：沿垂直方向，随着高度增加，覆岩裂隙率逐渐减小，1-2煤开采后岩层裂隙率由1.87％逐渐下降为1.18％，2-2煤开采后，裂隙率由12.85％下降为4.11％；沿水平方向，垮落带、断裂带和弯曲下沉带的裂隙率在采空区边缘附近都会产生2个峰值，并且峰值位置逐渐向采空区中央移动，1-2煤开采后，中间压实区的最大裂隙率为1.21％，两边离层区的最大裂隙率为2.19％，2-2煤开采后，压实区和离层区最大裂隙率分别为16.1％和6.54％；重复开采后，上覆岩层的裂隙率显著增加，有利于地下水库储存更多的矿井水，煤层重复开采后，离层区裂隙率最大值由2.19％上升到16.1％，中间压实区最大裂隙率由1.21％上升到6.54％，分别增长了约6.4倍和4.4倍，重复采动覆岩的裂隙率显著增加，增加了储水能力，故下部煤层开采后的采空区能储存更多的矿井水。

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煤炭科学技术

2022年第01期

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