- 王越;王斌;孙刘咏;王盛永;孙泽雁;
针对建庄矿业现有通风系统实时监测性差、远程控制功能弱、风量调节自动化水平低等问题，以井下风机智能控制、风门和风窗远程监测调控为目标，建设了包括矿井通风智能化软件平台，主要通风机、局部通风机、风门和风窗调风系统的智控一体的通风系统，实现了风网实时解算，测风无人化，风网风量调控自动化，井下实时监测与远程控制，风网、风门和通风机调控自动化、智能化，并具备灾害预警与防控等功能。该系统整体表现优越，显著提高了煤矿通风系统的自动化和智能化水平。
2023年04期 v.43;No.244 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2153K] - 高占峰;邢祥;刘瑞杰;王振刚;
针对钻孔抽采一段时间后，受抽采负压、煤层压力、巷道压力变化等因素影响，可能造成钻孔堵塞、漏气，抽采浓度降低，抽采效率变差，甚至失效的问题，以大众煤矿21_上01工作面为研究对象，通过研究钻孔修复、压风疏通、钻孔疏通等技术及配套措施对抽采效果的影响，提出了抽采钻孔修复提浓方案。经研究发现，该方案能够保障抽采钻孔持续高效抽采瓦斯，提升了瓦斯治理效果。
2023年04期 v.43;No.244 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K] - 段春生;王大鹏;赵树宇;穆效治;
煤矿井下硫化氢(H_2S)生成规律复杂，治理困难。为研究煤自身性质对吸附硫化氢的影响，采用实验和理论分析相结合的方法开展研究。选用8种不同煤级煤样，利用自制硫化氢吸附装置测量常温常压下不同煤样对硫化氢的吸附量，分析煤质、变质程度、显微组分、煤粒径和孔隙结构对煤吸附硫化氢的影响。结果表明：煤质中固定碳含量对H_2S吸附影响最明显，H_2S吸附量随煤的水分、灰分和挥发分的增加而降低，随固定碳含量的增加而升高，其中灰分的影响最小；由于H_2S微溶于水，水分的增加一定程度上会促进H_2S吸附，但总体呈现出降低的变化趋势；H_2S吸附量与固定碳的相关系数为0.851 1;煤的变质程度和显微组分对H_2S吸附具有显著影响；H_2S吸附量随煤级升高增加明显，H_2S吸附量与镜质组含量呈正相关关系，而惰质组成分由于其亲水性会制约煤吸附H_2S;不同煤级的煤对H_2S的吸附量均随粒径增大而升高，粒径最小的煤吸附量最大，煤对H_2S的吸附主要作用于微孔。研究结果对了解硫化氢在煤中的吸附特性，针对性治理硫化氢危害具有重要意义。
2023年04期 v.43;No.244 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1345K] - 张孟浩;乔伟;薛凯隆;寇杰;
针对煤矿瓦斯抽采难度大以及瓦斯抽采的可行性未知问题，以平煤天安十矿二_2煤层24080工作面的实际工程地质情况作为研究背景，基于矿井瓦斯超限防治理论，综合运用试验分析、理论分析、对比分析、实际应用相结合的研究方法。通过测定计算，分别得到24080工作面煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯相对涌出量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯衰减系数等相关煤层瓦斯参数，综合分析该煤层的瓦斯抽采可能性。结果表明：十矿二_2煤层24080工作面平均瓦斯压力为1.07 MPa,大于0.74 MPa的安全临界标准，对其进行瓦斯抽采十分必要；通过测定计算得知煤层瓦斯相对涌出量达37.67 m~3/t,煤层透气性系数为2.09,钻孔瓦斯流量衰减系数为0.021 d~(-1),属于可抽采煤层。
2023年04期 v.43;No.244 41-45+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1021K] - 韩德强;郑先军;解松;
针对煤矿如何治理高冒区的难题，介绍了一种轻质快硬无机泡沫在煤矿冒顶区的应用技术。试验得出了不同水灰质量比条件下无机发泡材料的性能，通过正交试验分析了施工工艺参数对无机泡沫凝胶时间、发泡倍数的影响。通过在主运石门巷冒顶空间的充填应用表明，一体化泡沫制备输送平台，可大大减少施工工序和人力物力，真正实现连续充填、高效快捷。
2023年04期 v.43;No.244 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K] - 吴光先;赵管柱;杜佩剑;贾雪祺;秦兴林;
针对深部井下钻孔抽采瓦斯钻孔施工面临巷道粉尘严重，钻孔排渣慢、危害作业人员健康、影响抽采效率等问题，提出将二氧化硅(SiO_2)纳米流体作为煤粉润湿剂，探究其强化润湿煤粉表面的能力，查明其作为注水降沉剂的应用效果。实验选用去离子水和纳米流体进行煤粉润湿实验，改变煤粉粒径和润湿剂-煤粉配比，采用接触角测量仪等设备量化煤粉表面润湿性。研究表明，SiO_2纳米流体能将煤粉表面由亲油性改性为亲水性，通过SEM表征发现，煤粉经纳米流体润湿后表面被纳米颗粒覆盖，Si的表观浓度达到36.22,原子占比为11.39%。
2023年04期 v.43;No.244 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K] - 岳小栋;
当前采空区液态CO_2防灭火技术现场应用过程中缺乏合理的工艺方法选择体系。针对采空区防灭火的技术特点，对当前常用防灭火工艺进行对比分析，通过灌注装置、管路选择、降温效果、适用范围和工艺难度5个因素对灌注工艺进行了评价；同时基于张集矿1415(3)工作面实际条件，确定了井下移动式灌注液态CO_2工艺，建立了灌注系统，利用数值模拟方法对灌注参数进行了优选和应用。结果表明：埋深30 m时的最佳灌注量为500 m~3/h,最佳灌注时间为36.74 h;灌注过程中，上隅角没有出现CO_2超限等安全问题，灌注安全性得到保障；现场灌注监测数据符合数值模拟结果，表明现场灌注达到了预期效果。
2023年04期 v.43;No.244 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K]
- 侯渊;高飞;
为了定量预测采空区不同理化条件下煤对CO_2的吸附封存能力，以常温常压下3种煤在不同矿物质含量、含水率和CO_2体积分数下的饱和吸附量数据为基础，分别采用机器学习方法中的误差反向传播(BP)神经网络和随机森林算法对实验数据进行训练和预测，对两种模型的预测性能进行了分析和比较，并通过随机森林算法计算了各影响因素的重要性权重。结果表明：BP神经网络和随机森林模型均可以很好地预测煤对CO_2的吸附能力，其中BP神经网络模型测试集的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为0.022 5和0.071 8,随机森林模型测试集的MAE和RMSE分别为0.032 0和0.090 5,均小于0.1;BP神经网络模型预测结果中，相对误差小于5%的数据为100%,而随机森林模型预测结果中，相对误差小于5%的数据为82%,且BP神经网络预测模型的平均绝对误差、均方误差和均方根误差均小于随机森林模型，证明BP神经网络在CO_2饱和吸附量的预测应用上准确性更高，预测效果更好。CO_2体积分数是所有影响吸附的因素中影响程度最大的，约为30%;其次是比表面积，约为26%;CO_2体积分数、比表面积和含水率3个因素的重要性权重之和可达75%,远高于其他3个因素；孔体积与平均孔径的影响程度较低，而矿物质含量对吸附量的影响不大。研究结果可为采空区封存CO_2技术的应用提供理论支撑，对温室气体的减排具有重要意义。
2023年04期 v.43;No.244 94-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K] - 张晓东;
根据《煤矿测量规程》,地表移动观测站的高程观测精度应达到四等水准，GPS代替四等水准主要存在高程异常拟合和高程观测精度低两个问题。针X对高程异常拟合问题，本文在分析山区观测线上高程异常分布规律的基础上，提出了基于地形拐点的高程异常拟合方法，通过对比三次样条和多项式拟合方式，确定三次样条方法更适合山区观测线上高程异常拟合；针对单点观测数据少、高程精度低等问题，提出了基于下沉曲线的下沉剖面函数-EMD的GPS数据处理方法。通过对比探讨其与EMD、小波变换方法的处理精度，结果表明，采用下沉剖面函数-EMD法中误差仅为8 mm,达到了四等水准的精度要求。上述方法可为类似山区开采沉陷的工程应用提供借鉴。
2023年04期 v.43;No.244 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2186K] - 张国荣;王鹏威;任培元;郝辰伟;
杨涧煤矿90102工作面底板隔水层厚度约50 m,底板奥灰水压约1.3 MPa,工作面揭露5个陷落柱，先后出现顶板淋水、底板涌水、底鼓等现象，为确保工作面安全开采，提出了陷落柱探查-导水性研究-注浆堵截的陷落柱防治技术理论体系。在充分分析研究区水文地质条件、排查水害隐患的基础上，采用瞬变电磁探测技术、三维地震动态解释技术对含水层富水性、断层及陷落柱等构造的富水性、导水性质进行探测研究，同时以带压开采研究为突破口，开展矿井注浆加固底板及封堵突水通道技术应用研究。该研究对完善矿井防治水体系，严防矿井水害发生、确保矿井的安全生产，对平朔矿区华北型煤田构造探查治理工作具有重要的借鉴意义。
2023年04期 v.43;No.244 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2030K] - 汪玉玲;解建建;刘恋;袁兴赋;
为了获取高精度煤层厚度信息，掌握煤层的空间变化趋势，采用测井约束稀疏脉冲反演技术，基于高保真、高信噪比、高分辨率的地震数据，结合测井数据，反演出波阻抗数据体，分析煤层顶底板与围岩波阻抗差异，从而得到煤岩波阻抗门槛值，将波阻抗剖面转换成煤岩剖面并计算样点数，结合层速度即可得到精确的煤层厚度。研究结果表明，测井约束稀疏脉冲反演预测结果与已知钻孔能较好吻合，绝对误差在0.3 m之内，离钻孔较远的位置预测误差在5%以内。与钻孔内插法预测结果相比，该方法预测的准确程度有所提高，在实际生产中有着广阔的应用前景。
2023年04期 v.43;No.244 115-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2653K] - 任雅杰;
合理预测煤矿开采对地下水资源的影响，对区域地质生态环境保护和矿区规划具有重要意义，以莲盛煤矿为例，建立了评价目标含水层潜在地下水资源量的变权模型；对传统经验方程进行改进，预测导水裂隙带高度；提出了开采对地下水资源影响的分区标准；利用水文地质试验数据和钻孔摄像系统分别对地下水资源量和导水裂隙带高度预测结果进行了验证，并根据分区结果提出了水资源保护措施。
2023年04期 v.43;No.244 122-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2387K]