《山西煤炭》投稿须知

《山西煤炭》是由太原理工大学和山西省煤炭学会共同主办的煤炭行业学术期刊。创刊于1981年,目前为季刊,季末出刊,国内统一连续出版物号CN14-1096/TD,国际标准连续性出版物号ISSN1672-5050。1办刊宗旨及刊登范围《山西煤炭》集中展示与煤炭相关的行业科研成果、煤炭产业的技术革新和应用、煤炭能源经济管理以及煤炭综合利用的最新进展,促进煤炭行业学术交流,推动煤炭行业发展。本刊主要栏目:(1)煤炭资源清洁利用与转化;(2)采矿与井巷工程;(3)煤矿安全与灾害防治;(4)矿山机电智能化与数字化矿山;(5)煤田地质勘探与矿山环境;(6)煤炭经济管理。

《山西煤炭》投稿须知

《山西煤炭》是由太原理工大学和山西省煤炭学会共同主办的煤炭行业学术期刊。创刊于1981年,目前为季刊,季末出刊,国内统一连续出版物号CN14-1096/TD,国际标准连续性出版物号ISSN1672-5050。1办刊宗旨及刊登范围《山西煤炭》集中展示与煤炭相关的行业科研成果、煤炭产业的技术革新和应用.

《山西煤炭》投稿须知

《山西煤炭》是由太原理工大学和山西省煤炭学会共同主办的煤炭行业学术期刊。创刊于1981年,目前为季刊,季末出刊,国内统一连续出版物号CN14-1096/TD,国际标准连续性出版物号ISSN 1672-5050。1办刊宗旨及刊登范围《山西煤炭》集中展示与煤炭相关的行业科研成果、煤炭产业的技术革新和应用、煤炭能源经济管理以及煤炭综合利用的最新进展,促进煤炭行业学术交流,推动煤炭行业发展。本刊主要栏目:①煤炭资源清洁利用与转化;②采矿与井巷工程;③煤矿安全与灾害防治;④矿山机电智能化与数字化矿山;③煤田地质勘探与矿山环境;③煤炭经济管理。

基于COMSOL采空区自燃“三带”数值模拟研究

为深入研究梁宝寺煤矿35003工作面采空区“三带”的分布规律,根据工作面实际情况,构建采空区物理模型,设置合理的边界与初始条件,并运用COMSOL多物理场模拟软件对采空区的风流速度场、氧浓度场及压力场展开数值仿真。通过迭代比较仿真结果与实测数据,校准了仿真参变量,以确保仿真结果与实测数据相契合,进而获得最终的氧浓度场和速度场,准确界定出采空区“三带”的具体范围。同时,针对风速分别为1.04m/s,0.54m/s的条件,模拟了采空区流场的变化。研究结果表明:风流速度对采空区内不同带的宽度和分布具有显著影响,风流速度的增加会使散热带及自燃带相应拓宽,同时窒息带向远离工作面的方向扩展;反之,散热带及自燃带相应收缩,而窒息带则向工作面靠拢。通过随时调整自燃“三带”的风速等控制措施,可以有效减少自燃风险,保障生产过程的顺利进行。

基于示踪气体的不同灾变时期的风流实验研究

针对煤矿矿井事故发生率高、后果严重的问题,为了能够更好地了解矿井发生灾害后的灾害详情,更加有效地进行灾害防治与控制,创造性地提出了利用示踪气体技术模拟不同灾害状态下的矿井通风状态,风流流量和示踪气体体积的变化。通过建立实验装置对示踪气体的测量,从而模拟示踪气体在实际不同灾害下的数值,研究总结示踪气体在不同灾害状态下的变化规律。根据示踪气体在不同灾害的变化趋势规律,了解灾害的状态和严重程度,提出有效的灾害防治措施,极大地保证了作业人员的安全,并降低灾害防治的难度,提高灾害救援效率。

大巷煤柱优化设计及切顶卸压技术应用

针对工作面停采线与采区大巷之间留设较大宽度的保护煤柱及切顶卸压技术问题,以木瓜煤矿二盘区10-208工作面为工程背景,采用力学理论分析与数值模拟等方法,分析10-208超前支撑压力分布及影响规律,探讨了不同切顶高度和切顶角度时护巷煤柱的安全性及稳定性。结果表明:10-208工作面在切顶卸压基础上,停采线护巷煤柱尺寸应不小于24.29 m;模拟显示切顶卸压效果是随着切顶高度的增加而增加的,在切顶高度15 m时卸压效果最好;随着切顶高度的确定,不同切顶角度下的卸压效果差距不大,但相比较而言,切顶角度为65°时可减小超前影响范围。通过实施10-208切巷静态胀裂切顶卸压方案,实现为矿井安全高效生产提供有力支撑。

基于熵权-模糊评价法的人员不安全行为风险研究

为了研究煤矿掘进工作面作业人员不安全行为的风险等级,构建了掘进工作面人员不安全行为指标体系,探究各工种风险权重最高的不安全行为,提高对作业人员不安全行为管控的准确性。建立基于熵权法和模糊综合评价法的人员不安全行为风险评估模型,对作业人员不安全行为进行分析评估。结果表明:掘进机司机、巷道支护工风险等级为临界状态,探放水工、皮带机司机及综掘质量验收员风险等级为比较安全;同时分析评估出各工种权重最大的不安全行为;针对掘进工作面作业人员不安全行为风险分析结果,提出改进措施,进而为作业人员管理提供方向,切实提高煤矿本质安全化建设水平。

潞安煤矿2605工作面巷道支护方案优化设计与研究

现场调研、数值模拟、理论分析相结合的方法,结合现场工程实践,对潞安漳村2605工作面巷道稳定性进行研究。选取2605工作面运巷、中风巷和进风巷为研究对象,根据相关地质资料,设计支护方案;对区域巷道变形破坏进行数值模拟分析,包括顶板下沉量、巷道两帮收敛及锚杆锚索工作载荷等。得到各支护方案的巷道变形破坏结果,并结合数值模拟结果确定2605工作面巷道的合理支护方案。

强动压松软煤体条件下沿空掘巷护巷煤柱尺寸研究

针对强动压松软煤体条件下综采工作面沿空巷道围岩变形量大、稳定性差的难题,本文以赵庄煤矿5328工作面为研究背景,通过理论计算,得到了沿空掘巷煤柱尺寸的留设范围;然后通过建立数值模拟模型对多种宽度煤柱的围岩应力和塑性区进行分析,确定煤柱的合理尺寸为8 m。现场矿压监测结果表明,留设宽度为8 m的煤柱可以满足工作面安全生产要求。

大同煤田矿区微震记录特征与识别方法研究

为了更好地了解大同煤田矿震的特点,以山西矿震监测研究中心在山西北部设立的矿震监测研究试验区,以及山西地震监测台网在大同煤田及周边区域持续开展的近3年(2021年1月至2023年9月)的非天然地震监测所获取的数据为基础,进行大同煤田矿震记录特征与识别方法研究。结果表明:大同煤田及周边区域矿震活动发生较频繁,活动特征以M_(L)<2.0的微震或小震为主,最大矿震震级为M_(L)=2.8级;具有空间上集中分布的特征,主要集中在煤矿开采区域,特别是深部矿井附近;相比于天然地震和其他非天然地震事件,矿震震相中往往含有较多高频部分,其优势频率一般在10 Hz以上,但易受震源与传播路径(距离和介质)衰减影响;波形记录形态上往往表现为波形的快速上升和迅速衰减,波形持续时间较短;初动向上和向下都有,当记录台站较多时有四象限分布特征。

高分散PtSn/CeO_(2)催化剂对甲烷完全氧化的促进作用

负载型金属催化剂在甲烷完全氧化中应用十分广泛,金属颗粒的大小是决定催化剂性能的关键因素。对于贵金属催化剂,较高的分散性有利于提高催化活性和降低催化剂成本。针对这一问题,以CeO_(2)作为载体、Sn为助剂,在惰性气氛下实现Pt的分散。对制取的催化剂样品进行表征,以分析PtSn/CeO_(2)处理前后的物理结构和电子性质,并研究了其对甲烷完全氧化反应的催化作用。结果表明,PtSn/CeO_(2)具有较高的催化反应活性,在450℃的反应温度中甲烷的转化率达到了95%。这主要归因于Sn的加入削弱了Pt原子从团簇中的解离能,增强了Pt和CeO_(2)之间的锚定作用。利用DFT计算,从热力学角度解释了造成Pt分散差异的原因,为研究催化剂活性金属的烧结与分散提供了新思路。

鑫顺煤业迎采强扰动巷道围岩稳定性控制研究

为解决迎采对掘沿空掘巷过程中巷道围岩变形严重、支护困难等问题,以山西煤炭进出口集团左权鑫顺煤业某一轨道顺槽为研究对象,采用钻孔窥视和数值模拟等方法,研究了迎采对掘迎采强扰动巷道围岩稳定性控制的问题,确定巷道的支护方案为锚杆+锚索+锚网以及W型钢带等相互配合的联合支护方法。现场应用后对围岩变形进行监测,结果表明该支护措施有效抑制了围岩变形,达到了很好的支护效果。

龙泉煤矿4301工作面导水裂隙带动态发育高度研究

针对龙泉煤矿4301大采高综放工作面顶板砂岩裂隙水易突水涌入工作面的开采难题,采用理论分析和数值模拟两种研究方法,探究了4301工作面开采过程中导水裂隙带发育高度的动态演化规律。数值模拟研究表明,4301工作面推进距离小于96 m时,导水裂隙带的发育高度随工作面推进而不断增加,发育最大高度约为75 m;工作面推进距离大于96 m后,导水裂隙带发育高度变化较小,基本稳定于75 m。该研究结果与理论分析所得导水裂隙带发育范围在57~75 m基本吻合,表明数值模拟结果具有一定合理性;工作面覆岩上方K4、K5含水砂岩层处于导水裂隙带发育范围内,保水开采中应重点考虑K4、K5含水砂岩层不被破坏。研究成果揭示了龙泉煤矿4#煤层开采导水裂隙带动态发育特征及其终态发育高度,对于4#煤层开采中覆岩含水层受扰动范围的确定具有重要意义。该研究成果可为类似条件下煤炭资源的安全与绿色开采提供一定参考。

基于蚂蚁追踪技术的三维地震精细解释研究——以溧阳市土包山地面塌陷区为例

地面塌陷是地下矿产采空区常见的地质灾害,实践中可采用三维地震勘探来勘查塌陷区地质情况。针对研究区存在反射波能量弱、分辨率低等问题,常规解释方法难以保证该区第四纪薄地层、老坑回填土边界、采空区及井下巷道等的解释有效性,在三维地震精细解释中采用蚂蚁追踪技术,利用蚂蚁体增强异常边界特征,提高横向不连续地质体的识别效果。从蚂蚁体剖面和沿层切片上综合分析,识别塌陷区老采坑底界、采空区边界范围以及部分巷道。该技术增加了地质目标纵、横向分辨率,提高了地震解释精度,较好地解决了第四纪薄地层及回填土的反射波能量弱、分辨率有限的问题;识别了地下部分巷道,为今后井下巷道的解释识别提供参考。

煤矿井下沿空巷道合理煤柱宽度研究

以山西离柳焦煤集团某矿工作面沿空巷道为工程背景,针对沿空掘巷煤柱稳定性及围岩大变形的问题,利用数值模拟和现场验证相结合的方法,研究了不同煤柱宽度下巷道围岩及煤柱的应力分布和变形规律,揭示了不同煤柱宽度对掘巷期间围岩应力及变形的影响,确定了最优煤柱宽度为6 m。在工作面实验巷道进行工业试验,验证了数值模拟所得合理煤柱宽度的有效性,验证了6 m煤柱宽度在经过支护后对巷道围岩整体稳定性控制效果较好,可保证沿空巷道的长期稳定。

放顶煤综合工况智能识别及自动控制方法研究

在研究综放开采自动化放煤中,由于放顶放煤过程中突变工况对煤矸石识别准确度的影响,根据煤和煤矸石中γ射线的辐射强度不同,采用自然γ射线法对煤矸石混合物进行识别,监测放煤过程中γ射线辐射强度变化,判断顶煤放落状态。最后基于自然γ射线法设计一种放煤自动控制系统指导液压支架尾梁动作,实现放煤控制自动化。

深部煤层采空区二氧化碳填埋可行性与封存模型研究

二氧化碳带来的危害是众所周知的,降低全球二氧化碳浓度成为了全球共识。现有控制二氧化碳方法主要概括为两种,增加吸收与减少排放。减少排放主要是利用清洁能源等,增加吸收主要通过填埋的方式达到,而且地质填埋或者封存是主要的方法。我国煤层采空区众多,理论上可以成为很好的地质填埋空间,但是目前研究集中于海洋、不可采煤层、咸水层等的填埋,对采空区地质填埋研究较少。本文从密闭性以及封存量两方面对采空区地质填埋的可行性进行了分析。最后提出了封存标准,并且建立了三种天然封存模型,最后得出了储量计算公式,并且以麦垛山煤矿6#煤为例进行了估算,得到6#煤封存二氧化碳的质量约为1.98×10^(7) t,可见我国采空区封存二氧化碳潜力巨大。

煤矿生活污水处理技术案例探讨

针对煤矿生活污水水量分布不均、水质时空分布不均的特征及煤矿生产特色,探索相应的污水处置方式。经研究,提出了采用“机械格栅+沉砂池+调节池+(A^(2)O工艺)+MBR+中水池”的工艺路线;同时,采用土工构筑物和成套设备组合布置,预处理采用土工构筑物,生化处理段采用成套一体化设备。该方法布置灵活、检修便利,解决了煤矿生活污水处理的难题。同时该工艺技术具备出水水质好、成本低、施工速度快的优点,具有很高的适应性与灵活性,在煤矿生活污水处理方面具有很大优势。

不同含量纳米流体改性煤粉润湿性能研究

针对煤粉的润湿性较差、水-煤结合速度慢,井下水力排渣效果不明显等问题,选择二氧化硅(SiO_(2))纳米流体这一具有润湿岩体、改善煤体润湿性等特殊性质的新型液体材料,探究其作为排渣介质,强化煤粉表面润湿性,提升水力排渣能力的效果。选取去离子水和纳米流体进行煤粉润湿性实验,改变纳米流体质量分数、煤粉粒径和润湿剂-煤粉配比,采用接触角测量仪等设备量化煤粉表面润湿性,探究了SiO_(2)纳米流体强化钻孔排渣能力的效果及影响因素。结果表明,随着SiO_(2)纳米流体的质量分数增加,煤粉表面接触角逐渐减小,最低可达21.64°,使煤粉从油湿性转化为水湿性;分析过程中引入强化值与强化率,发现SiO_(2)纳米流体煤粉润湿值约为去离子水的8.5倍,强化率最高可达70.8%。本研究为钻孔排渣介质的选择提供了方向。

碳基复合材料去除水中PPCPs研究进展

近几年来,药品和个人护理产品(PPCPs)的广泛和不当使用导致了严重的水体污染,对生态系统造成了严重影响。碳基复合材料吸附技术是解决水体PPCPs污染问题的重要技术之一,多孔碳材料孔隙结构发达、比表面积大、表面官能团丰富,同时高度芳香族结构使其具有优异的吸附性能。本文总结了用于去除水中PPCPs的碳基吸附剂种类、制备方法和相关的吸附机制。