我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的新發(fā)展

王金華

能源科學(xué)綜合

我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的新發(fā)展

王金華

系統(tǒng)介紹了錨桿支護(hù)技術(shù)的最新研究成果.在支護(hù)理論方面，認(rèn)為錨桿支護(hù)的主要作用在于控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動(dòng)、張開裂隙等擴(kuò)容變形與破壞，最大限度地保持圍巖完整性，避免有害變形出現(xiàn)；圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試儀器包括小孔徑水壓致裂地應(yīng)力測(cè)量裝置、圍巖強(qiáng)度原位測(cè)量裝置及鉆孔窺視儀的技術(shù)特征與使用方法.論述了錨桿支護(hù)動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)步驟，及面向現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員使用的支護(hù)設(shè)計(jì)軟件的組成與功能；分析了高強(qiáng)度錨桿支護(hù)材料的力學(xué)性能；介紹了國內(nèi)錨桿施工機(jī)具的發(fā)展現(xiàn)狀.

煤巷；錨桿支護(hù)；成套技術(shù)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2007，32（2）：113-118入選年份：2012

保水開采隔水關(guān)鍵層的基本概念及力學(xué)分析

繆協(xié)興，陳榮華，白海波

摘要：提出了在控制采場(chǎng)頂?shù)装逅\(yùn)移中隔水關(guān)鍵層的概念，建立了復(fù)合隔水關(guān)鍵層的基本力學(xué)模型，進(jìn)而對(duì)具有5層巖層組成的復(fù)合隔水關(guān)鍵層進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度和剛度分析，給出了不同組合的阻隔水能力判定.從巖層運(yùn)動(dòng)與水體運(yùn)移的視角提出了保水開采的礦壓控制思路，為開發(fā)水資源保護(hù)性的煤礦綠色開采技術(shù)提供了相關(guān)的技術(shù)途徑.

關(guān)鍵詞：保水開采；隔水關(guān)鍵層；綠色開采

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2007，32（6）：561-564入選年份：2012

預(yù)應(yīng)力在錨桿支護(hù)中的作用

康紅普

摘要：目的：隨著煤礦開采強(qiáng)度的大幅度增加，對(duì)巷道支護(hù)技術(shù)也提出了更高的要求.我國煤礦對(duì)錨桿預(yù)應(yīng)力的認(rèn)識(shí)還不夠，往往通過增加錨桿密度提高支護(hù)效果，導(dǎo)致錨桿支護(hù)密度過大，支護(hù)系統(tǒng)的作用不能充分發(fā)揮，影響巷道施工速度.此外，國內(nèi)現(xiàn)有錨桿螺紋加工精度低、施工機(jī)具扭矩小，不能實(shí)現(xiàn)高預(yù)應(yīng)力也是一個(gè)重要原因.因此，有必要從理論上進(jìn)一步深入研究高預(yù)應(yīng)力支護(hù)體系的作用機(jī)理，為支護(hù)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)，使錨桿支護(hù)真正實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、及時(shí)支護(hù)，實(shí)現(xiàn)從低強(qiáng)度、高強(qiáng)度到高剛度、高預(yù)應(yīng)力支護(hù)的跨越.

方法：在不考慮原巖應(yīng)力場(chǎng)的條件下，采用有限差分?jǐn)?shù)值模擬軟件FLAC3D分析出不同預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)分布特征，以及鋼帶對(duì)錨桿預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散的作用.同時(shí)提出錨桿主動(dòng)支護(hù)系數(shù)、錨桿強(qiáng)度利用系數(shù)、錨桿預(yù)應(yīng)力長度系數(shù)、有效壓應(yīng)力區(qū)、預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散系數(shù)、有效壓應(yīng)力區(qū)骨架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及臨界支護(hù)剛度等概念.最后，介紹新汶、潞安、晉城等礦區(qū)高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力錨桿支護(hù)系統(tǒng)的井下應(yīng)用情況.

結(jié)果：（1）當(dāng)錨桿預(yù)緊力較小時(shí)，錨桿之間有效壓應(yīng)力區(qū)較小且相互獨(dú)立，未連成整體.近零應(yīng)力區(qū)范圍大，錨桿支護(hù)在近零應(yīng)力區(qū)幾乎沒有加固圍巖的作用.當(dāng)預(yù)緊力較大時(shí)，錨桿之間形成了整體的有效壓應(yīng)力區(qū)，近零應(yīng)力區(qū)基本消失，錨桿對(duì)錨桿之間的圍巖起到有效的支護(hù)作用.（2）無鋼帶時(shí)，錨桿形成的有效壓應(yīng)力區(qū)都是彼此獨(dú)立的，錨桿不能有效支護(hù)錨桿之間的圍巖.有鋼帶時(shí)，在頂板表面附近，形成連續(xù)的有效壓應(yīng)力帶，預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散范圍大，錨桿能有效支護(hù)錨桿之間的圍巖.（3）當(dāng)錨索施加較小的預(yù)緊力時(shí)，有效壓應(yīng)力區(qū)小，分布孤立.預(yù)緊力較大時(shí)，錨索之間的有效壓應(yīng)力區(qū)重疊，對(duì)錨索之間的圍巖有較明顯的主動(dòng)支護(hù)作用.（4）由于錨桿與錨索的聯(lián)合支護(hù)作用，顯著提高了錨桿錨固區(qū)內(nèi)的壓應(yīng)力值，疊加成一個(gè)范圍很大的主動(dòng)支護(hù)區(qū).由于錨索的預(yù)緊力較大，使得錨桿端部的拉應(yīng)力區(qū)消失，轉(zhuǎn)換成有一定壓應(yīng)力值的壓縮區(qū).在錨桿與錨索之間，有效壓應(yīng)力區(qū)相互重疊，形成以錨索為骨架、錨桿為連續(xù)帶的骨架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)其間圍巖主動(dòng)支護(hù)相當(dāng)明顯.（5）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，預(yù)應(yīng)力對(duì)錨桿支護(hù)控制圍巖變形的能力起決定性作用，鋼帶在預(yù)應(yīng)力支護(hù)系統(tǒng)中的作用非常重要，預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)存在臨界支護(hù)剛度.

結(jié)論：提高錨桿支護(hù)系統(tǒng)的剛度對(duì)支護(hù)效果非常重要，錨桿預(yù)應(yīng)力起決定性作用.錨桿預(yù)應(yīng)力越高，錨桿的主動(dòng)支護(hù)作用越大.鋼帶實(shí)現(xiàn)了錨桿預(yù)應(yīng)力的有效擴(kuò)散，顯著提高了對(duì)錨桿之間圍巖的支護(hù)作用.錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)形成一個(gè)范圍很大的主動(dòng)支護(hù)區(qū)，以錨索為骨架、錨桿為連續(xù)帶的骨架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)其間圍巖主動(dòng)支護(hù)效果明顯.錨桿主動(dòng)支護(hù)系數(shù)、錨桿強(qiáng)度利用系數(shù)、錨桿預(yù)應(yīng)力長度系數(shù)、有效壓應(yīng)力區(qū)、預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散系數(shù)及臨界支護(hù)剛度等概念和參數(shù)，可用于描述預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)作用及支護(hù)應(yīng)力場(chǎng)分布特征.提高錨桿預(yù)應(yīng)力可顯著減小巷道圍巖變形，控制頂板離層，錨桿預(yù)應(yīng)力存在臨界值，達(dá)到或超過臨界值后錨桿支護(hù)可有效控制圍巖變形與破壞.

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2007，32（7）：680-685入選年份：2012

高預(yù)應(yīng)力強(qiáng)力支護(hù)系統(tǒng)及其在深部巷道中的應(yīng)用

康紅普，王金華，林健

摘要：針對(duì)煤礦深部及復(fù)雜困難巷道條件，分析了錨桿支護(hù)作用，提出高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)理論，大幅度提高支護(hù)系統(tǒng)的初期支護(hù)剛度與強(qiáng)度，保持圍巖的完整性，減少圍巖強(qiáng)度降低；開發(fā)出高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)系統(tǒng)，包括強(qiáng)力錨桿、強(qiáng)力鋼帶及強(qiáng)力錨索系列材料，力學(xué)性能得到顯著提高；高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)系統(tǒng)成功應(yīng)用于新汶礦區(qū)千米深井巷道，巷道變形降低70%左右，項(xiàng)板離層僅為原來的 5%，巷道支護(hù)狀況發(fā)生了本質(zhì)改變.實(shí)踐證明，高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)系統(tǒng)可有效控制圍巖變形與破壞.同時(shí)，提高頂板支護(hù)的剛度與強(qiáng)度可有效地減小煤幫壓力和底臌.

關(guān)鍵詞：高預(yù)應(yīng)力；強(qiáng)力支護(hù)；深部巷道；錨桿支護(hù)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2007，32（12）：1233-1238入選年份：2012

深部巷道圍巖力學(xué)特征及其穩(wěn)定性控制

常聚才，謝廣祥

摘要：通過對(duì)深部巖巷開挖后圍巖應(yīng)力演化特征、變形破壞規(guī)律的分析，揭示了深井巖巷圍巖穩(wěn)定性控制機(jī)理.由此提出了深部巷道錨網(wǎng)索剛?cè)狁詈霞皣鷰r整體注漿加固支護(hù)技術(shù)，即在高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)的基礎(chǔ)上，適時(shí)實(shí)施錨索關(guān)鍵部位加強(qiáng)耦合支護(hù)及圍巖注漿加固和底板超挖錨注回填，并在施工過程中通過反饋信息進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化.工程實(shí)踐表明，該技術(shù)能夠較好地控制深部巖巷圍巖變形.

關(guān)鍵詞：深井；巖巷；力學(xué)特征；耦合支護(hù)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（7）：881-886入選年份：2014

特厚煤層大采高綜放開采支架外載的理論研究

閆少宏

摘要：目的：大采高綜放開采在我國10 m以上特厚煤層開采中得到了廣泛推廣和應(yīng)用，這種采煤方法在達(dá)到高產(chǎn)高效的同時(shí)，存在礦壓顯現(xiàn)劇烈的情況，部分工作面工作支架阻力超過13000 kN.因此，本文將要重新認(rèn)識(shí)以前的研究成果并對(duì)大采高綜放開采頂板活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行深入研究.

方法：利用理論分析的方法研究了大采高綜放面頂板巖層活動(dòng)規(guī)律，研究確定了綜放開采頂板所成結(jié)構(gòu)，根據(jù)破斷巖層平衡與受力確定了頂板極限下沉量及可能下沉量計(jì)算公式，提出了直接頂、老頂?shù)呐袆e公式，理論分析了特厚煤層綜放開采直接頂及老頂范圍擴(kuò)大的必然性.通過對(duì)控頂區(qū)內(nèi)頂煤受力分析，將頂板巖層分為“無變形壓力巖層”和“有變形壓力巖層”，通過計(jì)算頂板巖層自重及變形壓力得到了支架外載計(jì)算公式.

結(jié)果：（1）綜放開采頂板巖層有2種結(jié)構(gòu)形式：“懸臂梁”結(jié)構(gòu)，即直接頂；“鉸接巖梁”結(jié)構(gòu)，即老頂.直接頂、老頂?shù)呐卸ǚ椒ǎ簼M足條件Δj－Δm≤0的頂板巖層為直接頂；滿足條件Δj－Δm≥0的頂板巖層為老頂巖層.Δj為極限下沉量，Δm為可能下沉量.（2）極限下沉量計(jì)算方法：隨著工作面的推進(jìn)，上位巖層在自重及礦山壓力雙重作用下產(chǎn)生下沉，在拉裂面間產(chǎn)生擠壓變形，發(fā)生變形失穩(wěn)時(shí)中部鉸點(diǎn)的下沉量稱為極限下沉量，其計(jì)算公式為 Δj=h－ql2/4kh［σ］.對(duì)于特定開采條件頂板極限下沉量是頂板巖層的一個(gè)特征值，也是一個(gè)屬性值.（3）可能下沉量計(jì)算方法：Δm=（1－p1－p2）×（hc＋hd）＋（1－kp）×hm.可能下沉量 Δm隨采厚（hc+hd）的加大而增大，使得滿足判定式Δj－Δm≤0的可能性增大，因此特厚煤層隨著回采高度的加大，工作面頂板橫向和縱向圍巖活動(dòng)范圍明顯加大.（4）從頂板對(duì)控頂區(qū)內(nèi)的頂煤體作用效果看，上位頂板巖層中有一部分巖層的變形促使頂煤體產(chǎn)生壓縮變形，部分巖層的極限下沉量等于頂煤體的變形量，這部分巖層稱為“無變形壓力巖層”，而其上的直接頂、老頂?shù)淖冃嗡a(chǎn)生的壓力則通過頂煤體傳遞于液壓支架，這部分巖層稱為“有變形壓力巖層”.（5）支架外載由控頂區(qū)頂煤體及“無變形壓力巖層的”自重，以及“有變形壓力巖層”對(duì)支架施加的變形壓力這三部分組成.隨著開采高度的增加，“有變形壓力巖層”范圍增加，有變形壓力必然增大，導(dǎo)致礦壓顯現(xiàn)異常強(qiáng)烈，提出了支架外載計(jì)算公式.

結(jié)論：（1）特厚煤層綜放開采必然使直接頂巖層范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，可形成平衡結(jié)構(gòu)的老頂巖層向更高位轉(zhuǎn)移.（2）大范圍頂板巖層的下沉運(yùn)動(dòng)，將使控頂區(qū)內(nèi)的頂煤體在垂直方向產(chǎn)生壓縮、水平方向產(chǎn)生位移，最后形成了可完全傳遞頂板變形壓力的“似剛性頂煤體”.（3）從對(duì)支架能否產(chǎn)生變形壓力的角度將直接頂、老頂巖層分為“有變形壓力巖層”和“無變形壓力巖層”2部分.（4）得出了支架所受外載的解析計(jì)算式，以此可解釋采厚加大后，支架載荷增大的原因.

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（5）：590-593入選年份：2014

生態(tài)脆弱礦區(qū)含（隔）水層特征及保水開采分區(qū)研究

王雙明

摘要：目的：鄂爾多斯盆地北部煤炭資源豐富，生態(tài)環(huán)境脆弱.煤炭資源大規(guī)模開采以來，出現(xiàn)了地下水位下降，泉水、湖淖干涸，河川基流量衰減、斷流及表生生態(tài)退化等一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題.筆者從研究生態(tài)脆弱礦區(qū)煤層與含（隔）水層組合特征入手，揭示煤炭開采過程中影響地面生態(tài)環(huán)境的主要地質(zhì)因素，探索實(shí)現(xiàn)采煤與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并重的科學(xué)采煤途徑.

方法：利用地質(zhì)勘查成果分析研究煤層與含（隔）水層組合類型；通過實(shí)測(cè)4種典型植被生理指標(biāo)與地下水水位埋深之間的關(guān)系，揭示安全生態(tài)水位；運(yùn)用地質(zhì)、采礦、水文、生態(tài)相結(jié)合的理論分析和數(shù)值模擬、相似材料模擬、典型采煤工作面探測(cè)的研究方法，確定不同組合條件下煤層上覆巖層裂隙帶發(fā)育規(guī)律及其對(duì)隔水巖組隔水性和地表生態(tài)的影響，劃分采煤方法分區(qū)，確定不同區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)采煤與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并重的采煤方法.

結(jié)果：（1）研究區(qū)煤層與含（隔）水層有孤立含水盆地型、無粘土隔水層型、粘土隔水層連續(xù)分布型和燒變巖型 4種組合類型；（2）地下水位埋深小于1.5 m為鹽漬化水位，1.5～3 m為最佳地下水位，3～5 m為喬灌木承受地下水位，5～8 m為警戒地下水位，8～15 m為喬木衰敗地下水位，大于15 m為喬木枯梢地下水位.當(dāng)?shù)叵滤宦裆钕陆档? m以下時(shí)，表生生態(tài)退化將在所難免；（3）煤炭開采時(shí)上覆巖層會(huì)形成兩種裂隙.上行裂隙發(fā)育高度一般為18～33倍采高，下行裂隙一般2倍采高.隔水層厚度大于33倍采高時(shí)，無論采用何種采煤方法，隔水性穩(wěn)定，屬于自然保水開采區(qū).當(dāng)隔水層厚度為18～33倍采高時(shí)，通過調(diào)整采煤方法可避免隔水性失穩(wěn)，屬于可控保水開采區(qū).當(dāng)隔水層厚度小于18倍采高時(shí)，無論采用何種采煤方法，隔水性都會(huì)失穩(wěn)，屬于保水限采區(qū)；（4）自然保水開采區(qū)采用一次采全高的長壁綜采方法，可控保水開采區(qū)采用長壁限高（分層）采煤方法，保水限采區(qū)采取限制開采或采用充填等特殊開采方法，可以減小、避免對(duì)隔水巖組的損害.無水開采區(qū)可采用長壁綜采或長壁開采，但必須做好地表地質(zhì)災(zāi)害的防治工作；（5）在地處可控保水開采區(qū)的榆樹灣煤礦開展了限高保水開采實(shí)踐.在保水限采區(qū)的榆卜界、三臺(tái)界煤礦等開展了窄條帶保水開采工程實(shí)踐，均獲得成功.

結(jié)論：建立了4種煤層與含（隔）水層組合類型，發(fā)現(xiàn)了安全生態(tài)水位埋深為1.5～5 m，提出了生態(tài)脆弱礦區(qū)環(huán)境保護(hù)必須保水位的新理念，劃分出自然保水開采區(qū)、可控保水開采區(qū)、保水限采區(qū)和無水開采區(qū)4種類型的開采條件分區(qū)，創(chuàng)立了通過采煤方法選擇控制生態(tài)水位，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與采煤并重的科學(xué)采煤技術(shù)體系，并成功開展了工程實(shí)踐.

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（1）：7-14入選年份：2014

煤礦安全生產(chǎn)理念研究

孫繼平

摘要：分析了我國近年來煤礦事故，得出特別重大事故起數(shù)∶重大事故起數(shù)∶較大事故起數(shù)∶一般事故起數(shù)=1∶5∶30∶405.提出“不死人不等于安全，只有安全才能不死人”、“簡單就可靠”、“裕量保穩(wěn)定”、“無人就安全”、“采煤易，安全采煤難”、“安全是自己的”、“均衡生產(chǎn)”等安全生產(chǎn)理念.提出正確的理念、合理的規(guī)劃、可靠的裝備、實(shí)用的技術(shù)、稱職的人員、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格的制度、精細(xì)的管理、有效的救援等是安全生產(chǎn)的重要保障，安全生產(chǎn)要做到行為規(guī)范、裝備可靠、環(huán)境達(dá)標(biāo)、處置有效、機(jī)構(gòu)健全、制度完善.

關(guān)鍵詞：煤礦；安全生產(chǎn)；理念；煤礦事故；均衡生產(chǎn)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2011，36（2）：313-316入選年份：2014

三論數(shù)字礦山--借力物聯(lián)網(wǎng)保障礦山安全與智能采礦

吳立新，汪云甲，丁恩杰，等

摘要：在簡要總結(jié)我國數(shù)字礦山建設(shè)成效的基礎(chǔ)上，梳理了數(shù)字礦山內(nèi)涵及其不同理解，討論了自動(dòng)采礦、遙控采礦、礦山物聯(lián)網(wǎng)、感知礦山、智能采礦等相關(guān)概念及其與數(shù)字礦山的聯(lián)系.結(jié)合采礦科技進(jìn)步，采用數(shù)字化、信息化與自動(dòng)化3條主線對(duì)數(shù)字礦山等概念進(jìn)行了矩陣描述.指出：數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化是智能采礦的3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字化與信息化相輔相成，共同支撐礦山自動(dòng)化；數(shù)字礦山是感知礦山與智能采礦的基礎(chǔ)，感知礦山是智能采礦的保障.以當(dāng)前煤礦安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)建設(shè)和金屬礦無人采礦系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展為例，明確了數(shù)字礦山借力物聯(lián)網(wǎng)的新任務(wù).并面向礦山安全與智能采礦，分析提出了十二五期間數(shù)字礦山的5個(gè)主攻方向，即數(shù)字礦山集成平臺(tái)、采礦模擬仿真系統(tǒng)、露天礦全自動(dòng)化系統(tǒng)、井下定位與導(dǎo)航技術(shù)、采場(chǎng)環(huán)境智能感知技術(shù).

關(guān)鍵詞：數(shù)字礦山；物聯(lián)網(wǎng)；感知礦山；智能礦山；智能采礦；礦山安全

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2012，37（3）：357-365入選年份：2012

煤炭開采新理念--科學(xué)開采與科學(xué)產(chǎn)能

謝和平，王金華，申寶宏，等

摘要：針對(duì)我國煤炭資源開采的現(xiàn)狀及存在的問題，提出了煤炭資源科學(xué)開采和科學(xué)產(chǎn)能的概念和內(nèi)涵.科學(xué)開采是指在科學(xué)發(fā)展觀引領(lǐng)的與地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)前提下最大限度地獲取自然資源，在不斷克服復(fù)雜地質(zhì)條件和工程環(huán)境帶來的安全隱患前提下進(jìn)行的安全、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)的可持續(xù)開采；科學(xué)產(chǎn)能是指在具有保證一定時(shí)期內(nèi)持續(xù)開發(fā)的儲(chǔ)量前提下，用安全、高效、環(huán)境友好的方法將煤炭資源最大限度采出的生產(chǎn)能力，主要包括3方面的要求：安全開采、綠色開采和高效開采.在此基礎(chǔ)上提出了生產(chǎn)安全度、生產(chǎn)綠色度、生產(chǎn)機(jī)械化程度的煤炭科學(xué)產(chǎn)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)我國五大產(chǎn)煤區(qū)及全國和發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了科學(xué)產(chǎn)能分析對(duì)比.結(jié)果表明：2010年我國煤炭產(chǎn)能得分平均為42.58分，按科學(xué)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)得分在70分以上的煤炭產(chǎn)量為10.78億t，僅占全國煤炭總產(chǎn)量的33.27%；而美國、澳大利亞、英國、德國等世界先進(jìn)產(chǎn)煤國的煤炭科學(xué)產(chǎn)能得分均在90分以上，我國與世界先進(jìn)水平差距較大，應(yīng)當(dāng)全面推行科學(xué)開采和科學(xué)產(chǎn)能的理念，堅(jiān)持煤炭科學(xué)開采，全面提升我國煤炭開采的科學(xué)化水平.

關(guān)鍵詞：科學(xué)開采；科學(xué)產(chǎn)能；評(píng)價(jià)指標(biāo)；產(chǎn)能分析

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2012，37（7）：1069-1079入選年份：2012

保護(hù)層開采上覆煤層變形特性數(shù)值模擬

石必明，劉澤功

摘要：基于巖石破裂損傷理論和有限元計(jì)算方法，利用RFPA應(yīng)用系統(tǒng)模擬分析了保護(hù)層開采過程中，被保護(hù)層層厚變形規(guī)律、煤層水平變形特征和保護(hù)層與被保護(hù)層之間的相對(duì)層間距對(duì)被保護(hù)層保護(hù)效果的影響，認(rèn)為隨著保護(hù)層采煤工作面向前推進(jìn)，被保護(hù)層垂直變形呈現(xiàn)"M"型分布；卸壓區(qū)煤層水平變形呈現(xiàn)拉抻和擠壓狀態(tài)，增加該區(qū)域煤體機(jī)械破壞，有利于被保護(hù)層次生裂隙的發(fā)育；相對(duì)層間距對(duì)被保護(hù)層卸壓變形產(chǎn)生較大影響，相對(duì)層間距愈大，其變形量減小，不利于煤層離層裂隙和破斷裂隙的產(chǎn)生.對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，兩者基本吻合.

關(guān)鍵詞：保護(hù)層開采；數(shù)值模擬；煤巖變形；煤與瓦斯突出

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（1）：17-22入選年份：2013

大采高綜放開采幾個(gè)理論問題的研究

閆少宏，尹希文

摘要：提出大采高綜放開采的概念，對(duì)大采高綜放開采主要基礎(chǔ)理論問題如：大采高綜放開采工作面參數(shù)的確定、煤壁片幫冒頂機(jī)理與防治、提高工作面煤炭采出率、大斷面高煤幫巷道支護(hù)、圍巖活動(dòng)規(guī)律與特種綜放支架研發(fā)進(jìn)行了探討，以期推動(dòng)這一技術(shù)的發(fā)展.

關(guān)鍵詞：大采高綜放開采；片幫冒頂；特種綜放支架；采出率

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（5）：481-484入選年份：2013

預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)

康紅普，姜鐵明，高富強(qiáng)

摘要：在不考慮原巖應(yīng)力場(chǎng)的條件下，采用有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算軟件FLAC3D，分析了錨桿預(yù)應(yīng)力、錨桿長度、錨桿支護(hù)密度、錨桿安裝角度及錨固方式等支護(hù)參數(shù)對(duì)錨桿預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力場(chǎng)一錨桿預(yù)應(yīng)力場(chǎng)的影響.基于數(shù)值模擬結(jié)果，結(jié)合井下應(yīng)用情況，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)涉及的參數(shù)，包括預(yù)應(yīng)力，錨桿直徑、強(qiáng)度、長度、密度、角度，錨固方式，組合構(gòu)件參數(shù)，錨索支護(hù)參數(shù)等進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的分析，提出了預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)參數(shù)選擇的原則、范圍.

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；錨桿支護(hù)；支護(hù)參數(shù)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（7）：721-726入選年份：2013

煤與瓦斯突出過程的力學(xué)作用機(jī)理

胡千庭，周世寧，周心權(quán)

摘要：以"煤與瓦斯突出是一個(gè)力學(xué)破壞過程"的認(rèn)識(shí)為前提，通過理論分析和數(shù)值模擬，對(duì)煤與瓦斯突出過程的力學(xué)作用機(jī)理進(jìn)行了深入研究.對(duì)突出的準(zhǔn)備、發(fā)動(dòng)、發(fā)展和終止過程重新進(jìn)行了劃分，給出了各個(gè)過程詳細(xì)的描述.在突出準(zhǔn)備階段，圍巖發(fā)生應(yīng)力集中和強(qiáng)度破壞，為后續(xù)的失穩(wěn)創(chuàng)造了條件.突出的發(fā)動(dòng)是圍巖的突然失穩(wěn)以及失穩(wěn)煤巖的快速破壞和拋出.突出的發(fā)展是突出孔洞壁煤體由淺入深逐漸破壞并拋出的過程，主要受控于孔洞壁煤體的應(yīng)力分布以及孔隙和裂隙中的瓦斯壓力對(duì)煤的拉伸和剪切破壞，并可分為粉化和層裂2個(gè)階段.突出孔壁受堆積煤巖的支撐或孔洞形狀變化促使孔洞壁煤體受力狀態(tài)的改變是突出終止的主因.

關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出；力學(xué)；機(jī)理；失穩(wěn)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（12）：1368-1372入選年份：2013

超高水材料采空區(qū)充填方法研究

馮光明，孫春東，王成真，等

摘要：為解放建筑物下壓煤，結(jié)合超高水材料的基本性能，研究出超高水材料采空區(qū)充填開采技術(shù).該技術(shù)包括開放式、袋式、混合式和分段阻隔式4種充填方式，對(duì)各種充填方式的充填過程、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件進(jìn)行了分析.結(jié)果表明：在井下潮濕、低溫、封閉的環(huán)境中，超高水材料是一種理想的采空區(qū)充填材料；該材料及相應(yīng)的充填開采方法是未來采空區(qū)充填開采技術(shù)的發(fā)展方向之一.

關(guān)鍵詞：超高水材料；充填開采方法；開放式；袋式；混合式；分段阻隔式

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（12）：1963-1968入選年份：2013

不同開采條件下采動(dòng)力學(xué)行為研究

謝和平，周宏偉，劉建鋒，等

摘要：通過分析3種典型開采條件下（放頂煤開采、無煤柱開采與保護(hù)層開采）工作面支承壓力分布規(guī)律，揭示了采動(dòng)影響下工作面前方煤體支承壓力峰值大小及位置的采動(dòng)力學(xué)特征，獲得工作面前方煤體所承受的采動(dòng)力學(xué)應(yīng)力環(huán)境條件，據(jù)此進(jìn)一步開展了不同開采條件下煤體采動(dòng)力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究.通過升高軸向應(yīng)力的同時(shí)降低圍壓的方式來模擬長壁工作面前方垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力，獲得了3種典型開采條件下煤體破壞全過程的采動(dòng)力學(xué)行為和應(yīng)力集中系數(shù)，以及不同開采條件下煤體破壞時(shí)的支承壓力、水平應(yīng)力、變形等的差異，同時(shí)揭示了工作面前方煤體的采動(dòng)力學(xué)行為與開采條件的關(guān)系.

關(guān)鍵詞：開采條件；采動(dòng)力學(xué)；放頂煤開采；無煤柱開采；保護(hù)層開采

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2011，36（7）：1067-1074入選年份：2013

煤巖全應(yīng)力-應(yīng)變過程中滲透特性的研究

王廣榮，薛東杰，郜海蓮，等

摘要：選取安徽淮南張集礦的煤樣，對(duì)加工成的9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試件（50 mm*H100 mm）進(jìn)行全應(yīng)力-應(yīng)變過程中的滲透測(cè)試及CT掃描試驗(yàn).滲透試驗(yàn)結(jié)果表明：煤巖的滲透率-應(yīng)變曲線與應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有相似的變化規(guī)律，且滲透率表現(xiàn)出應(yīng)變滯后性，表明瓦斯在煤巖中的流動(dòng)特性與受載過程中煤巖內(nèi)部產(chǎn)生的損傷演化密切相關(guān)；圍壓使煤巖內(nèi)部的瓦斯通道發(fā)生壓密閉合，導(dǎo)致滲透率隨圍壓的增大而減小.在滲透試驗(yàn)前后對(duì)試件進(jìn)行CT掃描，結(jié)果表明，滲透試驗(yàn)前試件上基本觀測(cè)不到有微觀孔隙裂隙的存在，滲透試驗(yàn)后有明顯的貫通裂縫產(chǎn)生，導(dǎo)致試件的滲透率在應(yīng)力-應(yīng)變峰后呈現(xiàn)急劇上升的趨勢(shì).

關(guān)鍵詞：煤巖；全應(yīng)力-應(yīng)變過程；滯后性；圍壓；滲透率

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2012，37（1）：107-112入選年份：2013

煤炭深部開采與極限開采深度的研究與思考

謝和平，周宏偉，薛東杰，等

摘要：從分析開采深度的增加導(dǎo)致一系列工程災(zāi)害如巖爆、煤與瓦斯突出、頂板垮落、底板突水等日益嚴(yán)重的特點(diǎn)入手，闡述了國內(nèi)外關(guān)于深部、淺部差異的量化界線.進(jìn)一步針對(duì)煤炭科學(xué)開采對(duì)資源儲(chǔ)量和開采技術(shù)發(fā)展水平的要求，從工作面環(huán)境溫度、巷道變形控制以及采動(dòng)巖體能量聚集災(zāi)變等方面，論述了極限開采深度的概念，給出了極限深度范圍.

關(guān)鍵詞：深部開采；極限深度；地溫；巷道變形

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2012，37（4）：535-542入選年份：2013

全斷面高預(yù)應(yīng)力強(qiáng)力錨索支護(hù)技術(shù)及其在動(dòng)壓巷道中的應(yīng)用

康紅普，林健，吳擁政

摘要：兩幫移近量比原支護(hù)方式降低90%，頂板離層幾乎為0，圍巖變形得到有效的控制.不僅解決了巷道支護(hù)難題，而且驗(yàn)證了支護(hù)理論的正確性.

關(guān)鍵詞：全斷面錨索支護(hù)；高預(yù)應(yīng)力；強(qiáng)力錨索；動(dòng)壓巷道

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（9）：1153-1159入選年份：2013

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)

孫繼平

摘要：從煤礦安全監(jiān)控、煤礦井下人員位置監(jiān)測(cè)、煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、全礦井移動(dòng)通信、無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)等幾個(gè)方面介紹了煤礦監(jiān)控與通信技術(shù)現(xiàn)狀.在此基礎(chǔ)上展望了煤礦監(jiān)控與通信技術(shù)的研究方向，即礦用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與系統(tǒng)，煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)，無人工作面遙控和煤巖分界識(shí)別技術(shù)與系統(tǒng)，煤礦井下人員精確定位技術(shù)與系統(tǒng)，基于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯、火災(zāi)、沖擊地壓等煤礦重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)與系統(tǒng)，基于3D GIS的煤礦安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，煤礦井下生命探測(cè)技術(shù)與裝備，本質(zhì)安全無線通信與光纖通信技術(shù)，傳感器無盲區(qū)布置方法，煤礦井下救災(zāi)機(jī)器人等.

關(guān)鍵詞：煤礦；監(jiān)控；通信；物聯(lián)網(wǎng)；災(zāi)害預(yù)警；生命探測(cè)；救災(zāi)機(jī)器人

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（11）：1925-1929入選年份：2013

屯蘭煤礦“2·22”特別重大瓦斯爆炸事故原因及教訓(xùn)

孫繼平

摘要：分析了死亡78人的屯蘭煤礦"2·22"特別重大瓦斯爆炸事故原因：該礦南四盤區(qū)12403工作面1號(hào)聯(lián)絡(luò)巷處于微風(fēng)無風(fēng)狀態(tài)，造成瓦斯局部積聚達(dá)到爆炸濃度，1號(hào)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的電氣開關(guān)失爆，引爆瓦斯.提出了無人就安全，簡單就可靠，大裕量保安全，不死人不等于安全、只有安全才能不死人等理念.建議通過機(jī)械化、信息化、自動(dòng)化減少井下作業(yè)人員，簡化通風(fēng)和供電等系統(tǒng)，電氣設(shè)備設(shè)置在全風(fēng)壓新鮮風(fēng)流處，盡量減少局部通風(fēng)機(jī)使用，合理加大通風(fēng)、供電、提升、運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)和設(shè)備裕量，減少煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采用隔離式自救器等.

關(guān)鍵詞：屯蘭煤礦；瓦斯爆炸；事故原因；教訓(xùn)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（1）：72-75入選年份：2013

錨索支護(hù)傳力機(jī)制與應(yīng)力分布的數(shù)值模擬

王金華，康紅普，高富強(qiáng)

摘要：采用 FLAC3D對(duì)錨索預(yù)應(yīng)力在巷道圍巖中形成的應(yīng)力場(chǎng)-錨索預(yù)應(yīng)力場(chǎng)分布特征進(jìn)行了數(shù)值模擬.結(jié)果表明：在一定預(yù)應(yīng)力條件下，單根錨索在其周圍形成了類似"心"形的壓應(yīng)力分布區(qū)域，壓應(yīng)力在錨索尾部附近最大，錨固起始處附近次之，錨索自由段中部較小.錨索錨固段附近出現(xiàn)了拉應(yīng)力區(qū)，但拉應(yīng)力值很小；多根錨索形成的壓應(yīng)力區(qū)相互疊加，并連成一體，形成類似"鼓"形的整體支護(hù)結(jié)構(gòu)，錨索預(yù)應(yīng)力及主動(dòng)支護(hù)作用擴(kuò)散到大部分錨固區(qū)域.錨索預(yù)應(yīng)力場(chǎng)分布形態(tài)與錨索長度、間距、排距、安裝角度、預(yù)應(yīng)力的大小及組合構(gòu)件有關(guān).

關(guān)鍵詞：錨索支護(hù)；預(yù)應(yīng)力；應(yīng)力場(chǎng)；數(shù)值模擬

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（1）：1-6入選年份：2013

非均勻、隨機(jī)裂隙展布巖體滲流應(yīng)力耦合模型

張春會(huì)

摘要：目的：天然巖體具有力學(xué)特性非均勻和隨機(jī)裂隙展布特征，在數(shù)值分析中科學(xué)模擬巖體的非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙展布特征是巖體工程變形、強(qiáng)度及穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵.

方法：本文將巖體視作由非均質(zhì)巖塊和隨機(jī)裂隙組成，利用 Weibull分布模擬巖塊力學(xué)特性參數(shù)如彈性模量等的非均勻性；假設(shè)裂隙幾何形狀參數(shù)如形心、跡長、隙寬、傾角分別服從均勻分布、負(fù)指數(shù)分布、正態(tài)分布等，裂隙的密度服從泊松分布，進(jìn)而建立的非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙巖體虛擬模型.利用 Monte-Carlo隨機(jī)模擬技術(shù)，在 Matlab6.0下開發(fā)了相應(yīng)的虛擬巖體生成程序HRFRGM.在巖體力學(xué)試驗(yàn)和工程地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，利用 HRFRGM能生成與實(shí)際巖體工程特性相近的虛擬巖體.將非均質(zhì)巖塊視作彈塑性材料，基于彈塑性變形理論和瓦斯?jié)B流理論，建立了基質(zhì)巖塊的變形-滲流耦合模型；利用Desai單元模擬展布裂隙的變形特征，建立了裂隙變形和瓦斯流動(dòng)耦合模型，進(jìn)而建立了非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙巖體變形和瓦斯流動(dòng)耦合數(shù)學(xué)模型，并開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算程序HRFRGM-Coupling Analysis.數(shù)值算例分析了某瓦斯抽放井的瓦斯抽放過程.首先，基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確定了工程煤巖體裂隙幾何形狀參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，通過室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)確定了煤巖塊彈性模量和強(qiáng)度參數(shù)的Weibull統(tǒng)計(jì)參數(shù)，然后利用HRFRGM生成工程虛擬煤巖體，利用HRFRGM-Coupling Analysis 進(jìn)行瓦斯抽放模擬.

結(jié)果：對(duì)生成的非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙煤巖體的單元力學(xué)參數(shù)值和隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，生成的煤巖體的力學(xué)參數(shù)及隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)符合預(yù)期，這表明本文提出的非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙巖體模擬方法合理. 對(duì)非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙煤巖體內(nèi)的瓦斯抽放過程進(jìn)行模擬，獲得了瓦斯抽放過程中煤巖體的應(yīng)力、位移和瓦斯壓分布，從計(jì)算結(jié)果可以看出：（1）隨機(jī)裂隙的存在能縮短瓦斯?jié)B流路徑，加速瓦斯抽放；（2）裂隙是否與抽放井連通對(duì)抽放效果具有顯著影響 ，連通裂隙的影響要比非連通裂隙的影響大得多，因此在評(píng)價(jià)抽放井產(chǎn)氣速度時(shí)應(yīng)考慮裂隙的分布密度；（3）煤巖的非均質(zhì)力學(xué)特性導(dǎo)致了抽放過程中局部區(qū)域發(fā)生了破壞 ，這些區(qū)域的透氣性顯著增強(qiáng) ，進(jìn)而影響瓦斯壓的分布規(guī)律 ，使得其不再呈現(xiàn)對(duì)稱性，這與工程觀測(cè)數(shù)據(jù)和理論定性分析的結(jié)果相符.結(jié)論：本文利用 Monte-Carlo隨機(jī)模擬技術(shù)模擬基質(zhì)巖塊的非均質(zhì)力學(xué)特性，生成巖體內(nèi)的隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)，建立了非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙展布巖體生成模型 ，并開發(fā)了相應(yīng)的程序 HRFRGM.利用HRFRGM不僅能較好地模擬巖體的非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙展布特性，而且能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為有限元模型，進(jìn)行數(shù)值分析.在HRFRGM基礎(chǔ)上，建立了非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙展布煤巖體變形和瓦斯流動(dòng)耦合數(shù)學(xué)模型，并開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算程序HRFRGM-Coupling Analysis，利用該程序能較好地反映巖體非均質(zhì)、隨機(jī)裂隙展布對(duì)瓦斯抽放過程的影響.

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（11）：1460-1464入選年份：2013

煤礦乏風(fēng)的蓄熱逆流氧化

鄭斌

摘要：目的：全世界因煤礦開采每年排入大氣中的CH4總量為2500萬t，其中70%來自煤礦乏風(fēng).將CH4直接排放到大氣中，一方面造成了有限的不可再生資源的嚴(yán)重浪費(fèi)；另一方面，加劇了大氣污染，甲烷是一種溫室氣體，以100年計(jì)甲烷的溫室效應(yīng)是CO2的21倍，甲烷的溫室效應(yīng)影響居第二位（17%），僅次于CO2（55%）.因此，合理回收利用煤礦乏風(fēng)中CH4具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義.煤礦乏風(fēng)中CH4濃度通常低于1%，利用難度大.本文利用自行研制的蓄熱逆流氧化裝置對(duì)煤礦乏風(fēng)的氧化過程進(jìn)行了研究，考察了CH4濃度、乏風(fēng)流量、換向周期和反應(yīng)區(qū)溫度對(duì)煤礦乏風(fēng)氧化的影響.

方法：搭建了煤礦乏風(fēng)蓄熱逆流氧化裝置，它是由1個(gè)氧化反應(yīng)爐、4個(gè)閥門和1個(gè)能量獲取系統(tǒng)組成.爐體內(nèi)部采用蜂窩陶瓷蓄熱體，內(nèi)表面采用陶瓷纖維棉等保溫材料.爐體中間為電加熱器，在爐體軸線上布置12個(gè)熱電偶測(cè)點(diǎn)，兩換熱器內(nèi)部稱為中心區(qū)，共布置4個(gè)熱電偶測(cè)點(diǎn)，換熱器外側(cè)稱為預(yù)熱區(qū)，分別布置4個(gè)熱電偶測(cè)點(diǎn)，熱電偶輸出信號(hào)與計(jì)算機(jī)相連接，可實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)溫度場(chǎng)的瞬態(tài)監(jiān)測(cè).氣體的流向變化由2個(gè)1組共4個(gè)電磁閥實(shí)現(xiàn).模擬煤礦乏風(fēng)由天然氣和空氣配制而成.

結(jié)果：（1）爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布呈現(xiàn)一種中間高、兩端低的對(duì)稱式分布，中心區(qū)具有較高的溫度，從而可以保證氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行，兩側(cè)進(jìn)出口的溫度較低，說明排煙損失較小，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被有效的獲??；（2）當(dāng) CH4濃度為0.2%時(shí)，爐內(nèi)中心區(qū)的溫度維持在1000℃左右，CH4氧化率為99.2%，說明氧化反應(yīng)爐能夠維持超低濃度的自熱氧化反應(yīng)；（3）隨著CH4濃度的增加，中心區(qū)的溫度升高，高溫區(qū)的范圍變大，氧化反應(yīng)區(qū)域變寬，有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行，兩側(cè)預(yù)熱區(qū)的溫度變化不大，進(jìn)出口溫差變化較小，說明排煙熱量損失基本不變，受CH4濃度變化的影響較??；（4）隨著乏風(fēng)流量的增加，中心區(qū)的最高溫度升高，高溫區(qū)域變寬，有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)出口溫差變大，被氣體帶走的熱量增加，排煙熱量損失增加；（5）最佳換向周期范圍為90～150 s，乏風(fēng)氧化的最低反應(yīng)溫度為880℃左右，并且受反應(yīng)濃度的影響較小.

結(jié)論：爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布呈現(xiàn)一種中間高、兩端低的對(duì)稱式分布，當(dāng)CH4濃度為0.2%時(shí)，蓄熱逆流氧化裝置能夠維持自熱氧化反應(yīng)；隨著CH4濃度的增加，中心區(qū)的溫度升高，高溫區(qū)的范圍變大，氧化反應(yīng)區(qū)域變寬；隨著乏風(fēng)流量的增加，中心區(qū)的最高溫度升高，高溫區(qū)域變寬，但進(jìn)出口溫差變大，熱量損失增加；最佳換向周期范圍為90～150 s；煤礦乏風(fēng)氧化的最低反應(yīng)溫度為880℃左右.

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（11）：1475-1478入選年份：2013

大采高綜采煤壁片幫冒頂機(jī)理與控制技術(shù)

寧宇

摘要：通過三維數(shù)值模擬分析認(rèn)為，大采高綜采工作面加長、采高加大易于發(fā)生片幫，其機(jī)理：在采動(dòng)應(yīng)力作用下，煤壁先發(fā)生較小的撓曲變形，達(dá)到極值時(shí)，將在煤壁上部0.35倍采高處產(chǎn)生破裂，之后煤壁全部片落；防治片幫可采取特種支架與合理的回采工藝.特種支架為提高支架工作阻力、縮小端面距、二級(jí)護(hù)幫機(jī)構(gòu).回采工藝：電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)擦頂移架、及時(shí)移架，移架速度在8 S以內(nèi).

關(guān)鍵詞：大采高綜采；片幫冒頂；支承壓力；端面距；二級(jí)護(hù)幫機(jī)構(gòu)

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（1）：50-52入選年份：2013

綜合機(jī)械化固體充填采煤方法與技術(shù)研究

繆協(xié)興，張吉雄，郭廣禮

摘要：簡要回顧了充填采礦的發(fā)展歷程，指出了開發(fā)充填采煤技術(shù)的兩大難點(diǎn)，即建立充填采煤的巖層控制理論和解決將充填體進(jìn)入采空區(qū)的空間、通道和動(dòng)力等技術(shù)途徑；建立了固體充填采煤巖層移動(dòng)控制和地表沉陷預(yù)計(jì)的等價(jià)采高方法；提出了能與傳統(tǒng)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)相適應(yīng)的綜合機(jī)械化固體充填原理和方法，并介紹了自行研發(fā)的相關(guān)充填采煤系統(tǒng)和裝備.工業(yè)性應(yīng)用實(shí)踐表明，綜合機(jī)械化固體充填采煤除具有密實(shí)充填嚴(yán)格控制巖層移動(dòng)和地表沉陷優(yōu)點(diǎn)外，還能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高采出率采煤等良好的經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益.

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化充填與采煤；固體充填采煤；等價(jià)采高；"三下"采煤；固體充填裝備

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（1）：1-6入選年份：2013

煤炭的科學(xué)開采

錢鳴高

摘要：針對(duì)煤炭在我國能源中的地位以及巨大的產(chǎn)能和產(chǎn)業(yè)的負(fù)外部性對(duì)環(huán)境和安全的影響，全面闡述了科學(xué)采礦的內(nèi)涵以及實(shí)現(xiàn)科學(xué)采礦在管理、科技和經(jīng)濟(jì)方面的要求，提出了實(shí)現(xiàn)科學(xué)產(chǎn)能的條件.認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)科學(xué)采礦，必然要求實(shí)行煤炭完全成本化.

關(guān)鍵詞：科學(xué)采礦；安全采礦；負(fù)外部性；環(huán)境容量；完全成本

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（4）：529-534入選年份：2013

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究

孫繼平

摘要：目的：現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)存在著系統(tǒng)種類多，傳輸協(xié)議、格式、內(nèi)容不統(tǒng)一，難以互通互聯(lián)等問題.因此，有必要進(jìn)行煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究，提出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法和要求.

方法：研究煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法、文件數(shù)據(jù)格式等.

結(jié)果：通過分析研究，提出聯(lián)網(wǎng)方法和數(shù)據(jù)格式如下：

（1）煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法：①中心站（或主站）和監(jiān)控中心應(yīng)采用TCP/IP協(xié)議和套接字（Socket）接口通信.②數(shù)據(jù)應(yīng)分批發(fā)送，每批發(fā)送1個(gè)數(shù)據(jù)文件.③數(shù)據(jù)文件應(yīng)為文本文件（TXT）格式.每個(gè)文件包括單條或多條數(shù)據(jù)記錄.④數(shù)據(jù)文件的第1條記錄應(yīng)是數(shù)據(jù)頭.數(shù)據(jù)頭由數(shù)據(jù)庫（或文件夾）名稱和數(shù)據(jù)表（或數(shù)據(jù)文件）名稱組成.數(shù)據(jù)庫（或文件夾）名稱與數(shù)據(jù)表（數(shù)據(jù)庫文件）名稱之間用“；”分隔.數(shù)據(jù)頭用“|”結(jié)束.數(shù)據(jù)庫（或文件夾）名稱用2個(gè)字母表示：KJ——煤礦監(jiān)控.數(shù)據(jù)表（或數(shù)據(jù)文件）名稱用4個(gè)字母表示.⑤每條數(shù)據(jù)記錄用“～”結(jié)束.⑥每條數(shù)據(jù)記錄中的字段用“；”分隔.⑦每批數(shù)據(jù)以“||”結(jié)束.

（2）安全監(jiān)控信息數(shù)據(jù)表名稱為：①AQMT——安全監(jiān)控，模擬量統(tǒng)計(jì)值；②AQBJ——安全監(jiān)控，模擬量及開關(guān)量等報(bào)警、斷電、饋電異常、系統(tǒng)工作異常；③AQKD——安全監(jiān)控，開關(guān)量動(dòng)作；④AQMC——安全監(jiān)控，模擬量初始化；⑤AQKC——安全監(jiān)控，開關(guān)量初始化.

（3）中心站應(yīng)自動(dòng)向監(jiān)控中心傳送模擬量饋電異常、模擬量斷電、模擬量報(bào)警、模擬量統(tǒng)計(jì)值、開關(guān)量饋電異常、開關(guān)量報(bào)警（斷電）、開關(guān)量動(dòng)作、系統(tǒng)工作異常、初始化等信息.具體包括：①模擬量統(tǒng)計(jì)值每5 min至少上傳1次，內(nèi)容包括：煤礦、時(shí)間（年-月-日/時(shí)：分：秒）、監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、被測(cè)量名稱、平均值、最大值、最大值時(shí)刻、最小值、最小值時(shí)刻等；②模擬量及開關(guān)量等報(bào)警、斷電、饋電狀態(tài)變化立即上傳，內(nèi)容包括：煤礦、時(shí)間（年-月-日/時(shí)：分：秒）、類別（模擬量、開關(guān)量、工作狀態(tài)、處理措施等）、監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、被測(cè)量名稱、狀態(tài)（報(bào)警、解除報(bào)警；斷電、復(fù)電；饋電異常、饋電正常；工作異常、工作正常；停電撤人等；不超過10個(gè)漢字長度）等；③開關(guān)量狀態(tài)變化可不上傳，若上傳，內(nèi)容包括：煤礦、狀態(tài)變化時(shí)刻（年-月-日/時(shí)：分：秒）、監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、被測(cè)量名稱、狀態(tài)（開、停）等；④模擬量初始化參數(shù)變化立即上傳，內(nèi)容包括：煤礦、井口坐標(biāo)、生成時(shí)間（年-月-日/時(shí)：分：秒）、監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、被測(cè)量名稱、單位、報(bào)警值、斷電值、復(fù)電值、斷電區(qū)域等.⑤開關(guān)量初始化參數(shù)變化立即上傳，內(nèi)容包括：煤礦、井口坐標(biāo)、生成時(shí)間（年-月-日/時(shí)：分：秒）、監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、被測(cè)量名稱、報(bào)警（斷電）狀態(tài)、斷電區(qū)域等.

（4）監(jiān)控中心正確接收到中心站的上傳數(shù)據(jù)后，應(yīng)反饋確認(rèn)信息；中心站只有接收到監(jiān)控中心的確認(rèn)信息后，才終止本次數(shù)據(jù)發(fā)送，否則重復(fù)本次數(shù)據(jù)發(fā)送.

（5）監(jiān)控中心在10 min內(nèi)沒有收到中心站的模擬量每5 min統(tǒng)計(jì)值，則主動(dòng)向中心站請(qǐng)求發(fā)送，連續(xù)3次無應(yīng)答，則認(rèn)定通信故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并存儲(chǔ)記錄.當(dāng)通信恢復(fù)正常時(shí)，中心站應(yīng)在不影響正常數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，補(bǔ)發(fā)通信中斷期間的模擬量統(tǒng)計(jì)值、報(bào)警、斷電、饋電狀態(tài)變化、模擬量初始化參數(shù)變化、開關(guān)量初始化參數(shù)變化.

結(jié)論：本提出的聯(lián)網(wǎng)方法和數(shù)據(jù)格式，已被中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《MT/T1116-2011煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求》全部采用.

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（11）：1546-1549入選年份：2013

煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)研究

孫繼平

摘要：對(duì)比分析了世界主要產(chǎn)煤國百萬噸死亡率，2008年我國井工煤礦百萬噸死亡率約是美國的13.5倍、南非的7.9倍、俄羅斯的2.1倍、印度的0.97倍.分析了我國煤炭百萬噸死亡率高于美國等其他主要產(chǎn)煤國的原因：井工開采高達(dá)95%、賦存條件差、災(zāi)害嚴(yán)重、小煤礦多、機(jī)械化、信息化程度低等.提出了煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)：電氣防爆、無線傳輸衰減大、GPS信號(hào)不能覆蓋煤礦井下、無線發(fā)射功率小、抗干擾能力強(qiáng)、抗故障能力強(qiáng)、宜采用樹形結(jié)構(gòu)、傳輸距離遠(yuǎn)、不宜采用中繼器、設(shè)備體積小、電網(wǎng)電壓波動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)、防護(hù)性能好等.提出了煤礦物聯(lián)網(wǎng)需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：煤礦物聯(lián)網(wǎng)信息編碼、傳輸、處理等標(biāo)準(zhǔn)；礦用安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過程管控；礦用安全炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、領(lǐng)退、使用等全過程管控；礦用重大關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過程管控；煤礦井下人員精確定位、自動(dòng)識(shí)別與培訓(xùn)監(jiān)管；瓦斯檢查員、安全檢查員、電鉗工、放炮工、絞車司機(jī)、采煤機(jī)司機(jī)、水泵操作工等及其操作設(shè)備、作業(yè)環(huán)境人機(jī)環(huán)閉鎖控制；無人工作面地面遙控；煤炭產(chǎn)、運(yùn)、銷、用全程管控；應(yīng)急救援裝備與救護(hù)隊(duì)等管理；煤炭地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、建井施工、安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理等.

關(guān)鍵詞：煤礦；物聯(lián)網(wǎng)；人員定位；災(zāi)害預(yù)警；設(shè)備監(jiān)控；無人工作面；救援裝備

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2011，36（1）：167-171入選年份：2013

卸壓開采抽采瓦斯理論及煤與瓦斯共采技術(shù)體系

袁亮

摘要：針對(duì)低透氣性、高吸附性、高瓦斯煤層群安全高效開采技術(shù)難題，以淮南礦區(qū)為主要試驗(yàn)研究基地，應(yīng)用巖石力學(xué)、巖層移動(dòng)、"O"形圈、瓦斯流動(dòng)等理論，研究卸壓開采采場(chǎng)內(nèi)巖層移動(dòng)及應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律、裂隙場(chǎng)演化及分布規(guī)律、卸壓瓦斯富集區(qū)及運(yùn)移規(guī)律等科學(xué)規(guī)律.針對(duì)不同煤（巖）層和瓦斯地質(zhì)條件，探索出卸壓開采抽采瓦斯理論，建立了卸壓開采抽采瓦斯、煤與瓦斯共采技術(shù)體系.創(chuàng)新了低透氣性、高瓦斯煤層群安全高效開采礦井設(shè)計(jì)理論，解決了煤與瓦斯共采重大工程技術(shù)難題.

關(guān)鍵詞：煤與瓦斯共采；低透氣性煤層；復(fù)雜地質(zhì)條件

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（1）：1-8入選年份：2013

煤層底板突水評(píng)價(jià)的新型實(shí)用方法V：基于GIS 的ANN 型、證據(jù)權(quán)型、Logistic 回歸型脆弱性指數(shù)法的比較

武強(qiáng)，張波，趙文德，等

摘要：為解決煤層底板突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)評(píng)價(jià)難題，在煤層底板突水主控指標(biāo)體系和脆弱性指數(shù)法提出的基礎(chǔ)上，以峰峰九龍礦煤層底板突水為研究對(duì)象，分別應(yīng)用新提出的基于GIS的ANN型、證據(jù)權(quán)型、Logistic回歸型脆弱性指數(shù)法對(duì)該礦煤層底板突水進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，并分別生成煤層底板突水脆弱性分區(qū)圖，并對(duì)3種預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比和擬合分析，總結(jié)提出了3種預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法的適用條件和他們各自的特點(diǎn)及優(yōu)劣.

關(guān)鍵詞：煤層底板突水；脆弱性指數(shù)法；ANN；證據(jù)權(quán)；加權(quán)邏輯回歸

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2013，38（1）：21-26入選年份：2013

試論井工煤礦邊開采邊復(fù)墾技術(shù)

胡振琪，肖武，王培俊，等

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)采煤沉陷地穩(wěn)沉后復(fù)墾恢復(fù)土地率低、復(fù)墾周期長等弊端，在分析討論我國采煤沉陷地非穩(wěn)沉復(fù)墾技術(shù)研發(fā)歷史的基礎(chǔ)上，提出了邊開采邊復(fù)墾（簡稱邊采邊復(fù)）的概念，探討了邊采邊復(fù)的內(nèi)涵、基本原理、技術(shù)分類與關(guān)鍵技術(shù)，基于實(shí)例闡述了邊采邊復(fù)技術(shù)的優(yōu)越性.實(shí)例研究表明：采用邊采邊復(fù)技術(shù)比傳統(tǒng)復(fù)墾技術(shù)提高復(fù)墾耕地率最高達(dá)37.59%.論文還分析了該技術(shù)的適用范圍和推廣應(yīng)用前景，適用于邊采邊復(fù)技術(shù)的平原高潛水位地區(qū)包括十四大煤炭基地中的5個(gè)，通過使用邊采邊復(fù)技術(shù)，可以及早地拯救將要形成積水的土地，將增加土地面積約6680.8 km2.

關(guān)鍵詞：邊采邊復(fù)；井工煤礦；煤炭開采；土地復(fù)墾；開采沉陷

來源出版物：煤炭學(xué)報(bào)，2013，38（2）：301-307入選年份：2013