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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积极创作发表优秀科技论文，编辑部根据《<煤炭科学技术>年度优秀学术论文评选办法》，采用定量加定性的评价方法，以中国知网期刊数据库中被引频次、下载量等指标为主要依据，同时考虑各专业的覆盖度，组织实施了《煤炭科学技术》2016年度优秀学术论文评选活动，共评选出30篇优秀论文。 评选出的论文在相关专业领域具有一定创新性和前瞻性，体现出了较高的学术研究水平。今后《煤炭科学技术》杂志将继续发挥平台和桥梁作用，在传播科技信息、促进学术交流、发现培养科技人才等方面做出更多的努力。 《煤炭科学技术》2016年度优秀学术论文 （排名不分先后） 我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析 ■ 蓝航，陈东科，毛德兵 摘要：为保障深部矿井的安全生产,对全国采深超过800 m的深部煤矿开采现状及面临的灾害类型进行了调查统计,给出了目前深部矿井的数量及产能分布情况;分析了影响深部矿井灾害的地质力学因素(高地压、高地温、高水压、高瓦斯、低煤岩渗透性)和开采强度因素,并对全国主要深部矿井的灾害属性进行了分类统计。结合近5年来深部矿井发生的灾害事故,得出瓦斯灾害是深部矿井的第一大灾害,复合型灾害是深部矿井的新特征,复合型灾害事故程度比单一型灾害程度更高。最后对目前深部煤矿灾害防治技术及装备进行了评价,针对深部开采面临的主要困难和问题,提出了相应的发展建议。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国煤层气产业发展现状和技术进展 ■叶建平，陆小霞 摘要：通过对近年来我国煤层气勘探开发项目的调研，总结了我国煤层气勘探开发的现状和特点。煤层气勘探从华北地区扩展到西北、西南地区，从高阶煤拓展到低阶煤，煤层气产量稳中有升，主要煤层气田初具规模，支撑了煤层气产业的发展。阐述了当前煤层气主要技术发展趋势，勘探技术手段不断深化，活性水压裂技术工艺进一步优化以适应不同的储层特点，新的增产改造技术不断探索形成，煤层气井排采技术和排采管理得到高度重视，煤层气开发中地质研究须进一步满足产业要求。最后提出了煤层气产业存在的问题和发展方向。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国煤矿火灾防治现状及发展对策 ■梁运涛，侯贤军，罗海珠，田富超，于贵生 摘要：调研了我国煤矿火灾灾害区域分布特点及近5年来煤矿火灾事故特征，从自燃倾向性鉴定、自然发火期判定、自然发火早期预测预报及监测等方面探讨了煤自燃预测预报技术的发展现状，分析了现阶段我国充填堵漏、均压、注浆、惰性气体、阻化、三相泡沫、燃油惰气及高倍泡沫等防灭火技术装备的应用现状及适用性。指出煤矿火灾防治应坚持以基础理论研究为先导，以关键技术装备研发为重点，以推广应用为目的，不断创新提高防火技术的有效性、适应性和经济性，以指导煤层自燃与外因火灾防治，最终实现一体化火灾防控体系的技术突破。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展 ■顾大钊，张勇，曹志国 摘要：系统分析了煤炭开采水资源保护利用的技术进展及工程应用特点;介绍了神华集团经过近20年的技术探索和工程实践，突破传统理念，首次提出采空区储用矿井水的技术构想，攻克了水源预测、水库选址、库容计算、坝体构筑、安全控制和水质保障等技术难题，构建了煤矿地下水库技术体系。该技术已在神东矿区全面实施，并将在西部其他矿区推广应用，为煤炭开采水资源保护利用开辟了有效的技术途径。 长按识别二维码可查看PDF原文 煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术 ■张忠国 摘要：针对煤矿采掘机械化比例失调矛盾比较突出的现象，研究了煤巷快速掘进技术和模式。在分析掘进管理、设备研发、快速掘进类型等发展的基础上，探讨了掘进与支护以及工作机械与辅助机械的制约关系，研究了锚杆支护机具布置及自动化、掘进工作面部分支护、辅助作业机械化、动力控制联合设计等关键技术，阐述了掘进机位不横向调动、减少掘进工作面支护作业、物料运输连续化等快速掘进技术具备的基本特点;同时介绍了单功能掘进、自行式掘锚运、掘锚运一体化和掘进与辅助机械统筹模式发展趋势。神东第1套快速掘进后配套设备通过持续改进，月进尺由最初1 505 m到成功突破3 000 m的实践结果表明：从机械化掘进系统的角度设计、运行、管理快速掘进，其装备和工艺技术向掘支运辅一体化的方向发展是正确的。 长按识别二维码可查看PDF原文 煤矿信息化自动化新技术与发展 ■孙继平 摘要：介绍了矿井人员定位、矿用激光甲烷监测、矿用传感器与便携仪无线传输、矿用光纤分布测温、综采工作面远程监控、矿井供电系统防越级跳闸、WIFI、3G、4G矿井移动通信、多媒体矿井救灾通信等新技术。提出了智能采煤、智能运输、煤矿大数据、煤矿物联网、矿用机器视觉、5G矿井移动通信、矿井无线电安全、矿用机器人与救灾机器人自动导航、防煤炭盗采监测、矿用可见光通信、激光一氧化碳传感器、采空区火灾监测光纤敷设间隔等急需解决的关键科学技术问题。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国煤层气开发技术进展 ■ 张遂安，袁玉，孟凡圆 摘要：综述了我国煤层气开发历程和现状，概括总结了煤层气钻完井技术、压裂增产技术、排采技术、数值模拟技术等方面取得的进展和发展趋势：井型多样化、复杂结构化;压裂规模化;排采智能化;钻完井压裂用液多元化。同时，提出了今后我国煤层气开发技术的重点在于研究适宜规模开发区(高煤阶)的稳产高产技术、中煤阶区的钻压采技术、低煤阶区的煤层气勘探开发关键技术和松软低渗透煤层的规模高效抽采关键技术。最后提出我国煤层气开发技术总体上仍处于起步阶段，依然面临许多难题，需要进一步创新突破。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国选煤技术现状及发展趋势 ■石焕，程宏志，刘万超 摘要：概述了我国选煤工业发展现状与选煤厂大型化、设备国产化趋势，总结了近年来选煤工艺与装备取得的技术进步，分析了选煤装备可靠性、自动化水平等方面存在的问题与差距。针对我国煤炭工业规模化、集约化发展需求，选煤工艺简单化、装备大型化、智能化，资源利用合理化，提高动力煤入选比例和煤泥减量化是选煤技术的发展方向。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国煤火灾害防治技术研究现状及展望 ■邓军，李贝，王凯，王彩萍 摘要：介绍了我国“十二五”期间煤火灾害防治科技发展的基本现状、新特点和主要研究进展，结合当前煤火灾害现状和煤炭工业发展形势，提出了未来煤火灾害防治科技发展的重点研究领域;阐述了研究煤自燃机理、科学评价煤火环境影响、准确探测火源位置、提高治理效率等仍是煤火研究中的关键科学问题;系统论述了煤自燃机理、监测探测与预警技术、防灭火材料技术与装备、鉴定与评价方法、煤田火灾防治等研究领域的重点发展方向。煤火灾害防治技术的健康可持续发展对于保障煤炭安全生产、推动煤炭工业可持续发展及促进生态环境保护具有重要意义。 长按识别二维码可查看PDF原文 对矿井涌水量预测问题的分析与思考 ■虎维岳，闫丽 摘要：分析研究了现有对矿井涌水量概念的定义及其内涵，给出了现行矿井涌水量内涵理解中存在的问题，比较分析了在矿井涌水量预测计算中容易混淆的几个关联水量的概念，提出了新的内涵更为明确的矿井涌水量定义及其所应具备的基本属性特征。分析研究了现有主要矿井涌水量预测计算中常用技术方法的优缺点，重点评述了其在工程应用实际中存在的问题。基于对矿井涌水量概念及其基本属性特征的理解，结合矿井建设与生产过程中对矿井涌水量预测结果的应用要求，提出了矿井涌水量预测技术的发展趋势。 长按识别二维码可查看PDF原文 突出煤层掘进工作面CO2可控相变致裂防突技术 ■王海东 摘要：通过理论分析及工业试验的方法，提出了适合试验矿井掘进工作面的CO2可控相变致裂防突技术工艺;系统评价了CO2可控相变致裂防突技术的有效性、适应性和安全性。研究结果表明：CO2可控相变致裂防突技术主要是利用液态CO2瞬间气化过程中产生的能量剪断剪切片，产生应力波及高压气体，使周围煤体产生裂隙，以提高煤层渗透率，达到防治煤与瓦斯突出的目的。通过试验矿井掘进500 m巷道的防突技术应用表明：掘进工作面采用CO2可控相变致裂防突技术后，钻屑瓦斯解吸指标Δh2较采用常规密集排放钻孔消突技术时下降近50%,瓦斯抽采量提高近2倍，巷道安全掘进速度提高1.5倍以上。 长按识别二维码可查看PDF原文 浅埋煤层矿井突水溃沙灾害研究进展 ■ 范立民，马雄德 摘要：我国西部煤矿区生态环境脆弱，近松散层浅埋煤层开采时常会遇到突水溃沙灾害的威胁，经过多年研究和发展，在基础研究、工程实践等领域取得了大量成果。就目前的研究而言，突水溃沙研究集中在机理、预测、防治等3个方面，突水溃沙机理的研究主要采取建立沙粒力学结构模型、试验及水动力学等方法;突水溃沙预测主要采用地质条件对比、水力坡度判断及多因素综合分析等方法;突水溃沙的防治以降低采前地下水位为核心，采取不同的工程措施以减轻突水溃沙风险。在在总结相关研究成果的基础上，以保水采煤为宗旨，指出了突水溃沙领域研究的方向。 长按识别二维码可查看PDF原文 “互联网 ”时代煤矿大数据应用分析 ■王海军，武先利 摘要：针对'互联网 “、大数据其他行业的应用产生聚合增值效应，而煤矿缺乏对大数据潜在价值挖掘利用的问题，研究煤矿企业在井下安全生产监控预警、矿用大型安标设备及材料储运的全生命周期的远程管控，建立各级煤矿企业数据共享的安全生产云服务平台、跨行业多维立体供需及价格预测平台等方面的大数据应用模式分析，提出大数据挖掘应用应由专业技术团队统一规划模型并制定标准，在接口协议、安全防护做好先期统筹等建议。指出”互联网 '、大数据的综合应用必将成为提升煤矿安全生产的重要手段和途径，实现降成本、增效益的作用。 长按识别二维码可查看PDF原文 互联网 智慧矿山发展方向 ■ 霍中刚，武先利 摘要：针对目前国内智慧矿山还处于起步建设阶段，各个煤矿存在的多系统缺乏统一规范标准，不能及时挖掘大数据潜在价值，大部分矿井没有三维实景综合信息展示平台，不能有效解决实时感知重大灾害的预警预报，有效及时搜救决策等迫切需要解决的问题，讨论了互联网 智慧煤矿的建设应该着重推进综采工作面智慧感知、“一网一站”综合智慧通信、三维实景智慧管理平台、智慧矿山数据挖掘及增值利用等方面的建设内容，并介绍了以山西王坡煤矿为示范工程的智慧矿山建设成效及下一步的发展方向。 长按识别二维码可查看PDF原文 煤矿顺层钻孔瓦斯抽采合理布孔间距研究 ■李波，孙东辉，张路路 摘要：为确定顺层钻孔瓦斯抽采合理布孔间距，基于实际煤层赋存条件，采用压降法对钻孔抽采半径进行试验研究。通过Comsol Multiphysics数值模拟软件建立三维抽采钻孔模型，根据单孔模拟结果，得到了钻孔的抽采有效半径r、抽采影响半径R的变化规律，与压降法实测结果高度吻合，验证了三维模型的可靠性。通过分析钻孔周围瓦斯流态及抽采叠加效应的作用机理，模拟研究不同布孔间距下的瓦斯抽采效果，得到顺层瓦斯抽采合理的布孔间距为：2r≤L≤R。在实际瓦斯抽采工作中可根据矿井采掘计划，确定合理的布孔间距，在降低抽采成本的同时确保矿井安全生产。 长按识别二维码可查看PDF原文 坚硬软弱复合顶板切顶卸压沿空留巷爆破技术 ■郭鹏飞，张国锋，陶志刚 摘要：为在坚硬软弱复合顶板切顶卸压沿空留巷时取得较好预裂爆破效果，通过现场试验和分析，采用合理的双向聚能张拉爆破技术，对巷道顶煤强度较小、直接顶较软弱、基本顶坚硬的复合顶板进行了有效的预裂爆破。结果表明：对于软弱岩层，爆破能量易沿孔壁原生裂隙发生冲楔作用，聚能效果较差，深12 m的炮孔内裂缝长度只有1.2 m,并且孔口易出现爆破漏斗，对巷道原有支护造成破坏;对于坚硬岩层，随着装药线密度增大，聚能方向裂缝率逐渐增大，当单个炮孔装药量为7卷、药卷长度和空气柱长度的比值为3.348、填塞位置位于坚硬岩层时，普氏系数为12的中砂岩段炮孔内沿预裂方向全部产生张拉裂缝，裂缝长度达5 m,裂缝率达100%。因此，对于坚硬软弱复合复合顶板，使坚硬岩层沿预裂方向产生有效的裂缝，软弱岩层自行垮落，能够取得满意的预裂效果。 长按识别二维码可查看PDF原文 破碎围岩动压巷道锚索支护与注浆加固技术研究 ■李树刚，成小雨，刘超，张天军，邢立杰，王辉 摘要：为了解决深部破碎围岩动压巷道治理难题，运用UDEC数值计算软件，揭示了破碎围岩动压巷道的变形破坏机制，提出了相应的控制对策;结合现场实际，最终提出了基于锚索与注浆的支护加固方案，并进行了现场应用及效果监测。数值计算及监测结果表明：巷道围岩的变形破坏是渐进发展的，局部关键部位的破坏将导致围岩其他部位失稳，帮部的控制对巷道整体的稳定性起到了关键性作用，应为支护加固的重点;加固方案实施后，在工作面回采期间，支护体系受力状态良好，锚索受力处于较佳水平，巷道围岩变形明显减小，最大顶板下沉量和两帮收敛量分别为75 mm和309 mm，相比加固前分别减少了53.1%和68.5%，最大底鼓量为268 mm，减少了66.5%。基于锚索与注浆的支护加固技术可以保证巷道的长期稳定，保障企业安全生产。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国煤粉工业锅炉技术现状及发展趋势 ■尚庆雨 摘要：为提高煤粉工业锅炉燃煤效率，降低污染物排放量，对我国煤粉工业锅炉六大核心技术：煤粉制备与运输、煤粉安定存储技术、浓相煤粉输送技术、煤粉燃烧器、锅炉本体和低排放烟气净化技术进行了详细介绍;指出当前煤粉工业锅炉存在供料不稳、燃尽率低、组织燃烧困难和污染物排放高的问题。最后对保障煤粉工业锅炉安全稳定运行提出了以下建议：为了达到迅速点火和火焰稳定传播的目的，煤粉工业锅炉组织燃烧应采用煤粉浓相着火、稳燃室半煤气化燃烧和炉膛温和燃烧的方式;对于污染物控制，宜采用机械力除尘器和过滤式除尘器联合除尘、分级低氮燃烧耦合SNCR脱硝以及半干法脱硫技术。 长按识别二维码可查看PDF原文 我国西部保水采煤区受保护烧变岩含水层研究 ■范立民，仵拨云，向茂西，彭捷，高帅 摘要：通过对榆神府矿区烧变岩、烧变岩含水层的调查，论述了烧变岩分布，含水层储水结构及补、径、排条件。烧变岩地下水接受大气降水和萨拉乌苏组地下水的越流补给，以下降泉形式排泄。烧变岩含水层特点是分布面积和含水层厚度都较小，但富水性强，钻孔抽水试验最大单位涌水量88.67L/(s·m),渗透系数最大可达1 631.30 m/d。煤炭开采前，区内有烧变岩泉405处，其中流量小于1 L/s的325处，总流量59.458 L/s；流量1~10 L/s的64处，总流量142.115 L/s;流量大于10 L/s的16处，总流量564.610 L/s;这些泉多分布于沟谷沿岸，部分烧变岩泉受采煤影响流量衰减或干涸。烧变岩含水层地下水的水质多为HCO3—Ca·Mg或HCO3—Ca型，矿化度最大0.299 g/L,水质良好，是榆神府矿区宝贵的生态水源。 长按识别二维码可查看PDF原文 贵州省煤层气勘探开发现状与展望 ■ 徐宏杰，桑树勋，杨景芬，陈捷 摘要：根据贵州省实际开展煤层气勘探开发工作的现状和中国学术期刊全文数据(CNKI)的煤层气文献系统检索，系统分析了贵州省煤层气勘探历史进程与发展，将贵州省煤层气勘探开发工作划分为早期理论探索、资源评价与勘探开发试采、风险勘探与开发试验、工程模式探索等4个发展阶段;梳理了贵州省煤层气工程进展，总结了每个阶段取得的成果与经验;分析了煤层气研究的阶段演进与研究地域分布。最后，探讨了贵州省煤层气勘探开发工作中面临的地质与技术问题，从地质、技术和政策3个方面提出了贵州省煤层气勘探开发工作的建议。 长按识别二维码可查看PDF原文 高位定向长钻孔钻进工艺研究 ■闫保永 摘要：为了有效抽采邻近层和采空区瓦斯，提出了采用高位定向长钻孔替代顶板高抽巷进行瓦斯抽采，针对红阳三矿钻进施工时，推进阻力大等问题，进行了定向钻孔与回转扩孔相结合的钻进工艺试验，及不同弯度孔底马达与不同直径钻头组合的钻进工艺试验。试验结果表明：3-5号钻孔采用1.25°弯头孔底马达配备φ96 mm钻头钻进，钻进至350 m出现推进阻力大的问题，采用φ153 mm钻头扩孔至320 m,可以多钻进约120 m;3-2号钻孔采用1.25°弯头孔底马达配备φ104 mm钻头钻进，钻孔深度610 m;3-3号钻孔采用1°弯头孔底马达配备φ100 mm钻头钻进，钻孔深度616 m,通过减小孔底马达弯头角度、增大钻头直径均可以有效减小推进阻力，明显增加钻孔深度。 长按识别二维码可查看PDF原文 大采深矿井地面区域治理奥灰水害关键技术研究 ■赵庆彪，赵兵文，付永刚，南生辉，赵章 摘要：为安全开采邯邢矿区深部煤炭资源，提出了“区域超前治理”奥灰岩溶水害理念，开展了华北型煤田大采深高承压水安全开采成套技术研究课题;从理论上研究得出“分带分时段突破”底板突水机理;采用阻水系数法评价试采区底板隔水层承压能力;成功地研究出地面多分支近水平定向钻探关键技术;从岩石力学和水动力学阐述了裂隙含水层中水平孔注浆浆液扩散机理，并给出了孔距计算公式;对于钻遇岩溶或断裂构造状况，研究出了铺底浆液控制技术。地面区域超前治理奥灰水害成套技术在九龙矿成功应用，取得了显著技术经济与环境效果。 长按识别二维码可查看PDF原文 神东矿区切顶卸压成巷技术研究 ■宋立兵 摘要：为在神东矿区实施切顶卸压成巷技术，以哈拉沟煤矿12201运输巷为例，首先在巷道顶板施工切缝孔和爆破切缝，采用恒阻锚索对回采期间的留巷进行补强支护，并在回撤巷道稳定区域进行单体支护，同时对采空区侧巷帮进行喷浆，最终实现切顶卸压成巷。结果表明：12201运输巷在切顶卸压成巷后，恒阻锚索受力最大为286.7 k N,侧向压力最大2.0 MPa,巷道成形良好，同时留巷改善了通风方式，实现了安全回采。对该技术在应用中进行了总结，切顶留巷技术适用于采高小于3 m以及顶板条件中等以上的综采工作面，并对存在的爆破切缝问题、支护等施工参数及方法进行了优化及改造，为切顶卸压成巷技术在神东矿区推广提供了借鉴。 长按识别二维码可查看PDF原文 液态CO2相变致裂增透技术在高瓦斯低透煤层的应用 ■赵龙，王兆丰，孙矩正，涂冬平 摘要：针对平煤十三矿煤层的高瓦斯低透气性现状，为了提高矿井的瓦斯抽采量，采用了液态CO2相变致裂技术进行强化抽采，试验研究了液态CO2相变致裂技术在高瓦斯低透气性煤层中的增透机理和消突增透效果。通过对己15.17-11111运输巷底抽巷采取液态CO2相变致裂技术，利用专门的液态CO2相变致裂装置，在穿层钻孔中致裂爆破，可以使周围煤体产生裂隙，煤层透气性系数增大，试验结果表明：单孔瓦斯平均抽采体积分数是试验前的1.42倍，单孔瓦斯日平均抽采纯量是试验前的2.17倍，抽采衰减周期至少延长2倍以上，可有效提高煤层瓦斯预抽效果。 长按识别二维码可查看PDF原文 沿空留巷巷旁控制技术及其适用条件分析 ■曹树刚，陈先哲，杨红运，王帅，邹德均 摘要：为了研究目前我国沿空留巷巷旁控制技术及其适用条件，笔者对150个沿空留巷巷道典型案例进行了分析，结果表明：目前主要应用的巷旁控制技术有高水材料充填、混凝土材料充填、膏体材料充填、块体类充填、矸石类充填、冒落矸石自然充填、切顶成旁支护技术等，其中高水材料充填、混凝土材料充填使用率最高;各巷旁控制技术的应用范围在煤层埋深、倾角、煤厚等3个地质条件上差别较大，在直接顶岩性和直接顶厚度上的差别较小。另外发现，高水材料充填、混凝土材料充填、膏体材料充填适用于深部及厚煤层条件，冒落矸石自然充填适用于大倾角、急倾斜条件。 长按识别二维码可查看PDF原文 互联网 煤矿开采大数据技术研究与实践 ■张科利，王建文，曹豪 摘要：针对煤炭市场需求持续下滑，煤矿企业安全生产与成本管理的基本矛盾日趋突出，企业经营压力剧增的现状，为解决煤矿企业煤炭资源、人力资源、机电装备、生产技术等多要素、多参数、多目标的立体动态复杂系统协调管理问题，提出运用'互联网 '、大数据和现代管理理论，整合煤矿采、掘、机、运、通、地质、防治水等专业信息，构建安全生产协同管理大数据平台，研究柠条塔煤矿安全生产经营大数据的互动关系。研究结果表明：借助大数据技术，结合煤矿特点，深度挖掘分析其生产管理中的海量数据，可实现煤矿安全生产经营决策及时科学化、安全标准化、生产精细化、经营利润最大化。 来源：《煤炭科学技术》2016年论文 |
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