能源科學綜合

我國煤巷錨桿支護技術(shù)的新發(fā)展

王金華

能源科學綜合

我國煤巷錨桿支護技術(shù)的新發(fā)展

王金華

系統(tǒng)介紹了錨桿支護技術(shù)的最新研究成果.在支護理論方面，認為錨桿支護的主要作用在于控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動、張開裂隙等擴容變形與破壞，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)力學測試儀器包括小孔徑水壓致裂地應(yīng)力測量裝置、圍巖強度原位測量裝置及鉆孔窺視儀的技術(shù)特征與使用方法.論述了錨桿支護動態(tài)信息設(shè)計方法的特點與設(shè)計步驟，及面向現(xiàn)場工程技術(shù)人員使用的支護設(shè)計軟件的組成與功能；分析了高強度錨桿支護材料的力學性能；介紹了國內(nèi)錨桿施工機具的發(fā)展現(xiàn)狀.

煤巷；錨桿支護；成套技術(shù)

來源出版物：煤炭學報，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分析

繆協(xié)興，陳榮華，白海波

摘要：提出了在控制采場頂?shù)装逅\移中隔水關(guān)鍵層的概念，建立了復(fù)合隔水關(guān)鍵層的基本力學模型，進而對具有5層巖層組成的復(fù)合隔水關(guān)鍵層進行了相關(guān)的強度和剛度分析，給出了不同組合的阻隔水能力判定.從巖層運動與水體運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：煤炭學報，2007，32（6）：561-564入選年份：2012

預(yù)應(yīng)力在錨桿支護中的作用

康紅普

摘要：目的：隨著煤礦開采強度的大幅度增加，對巷道支護技術(shù)也提出了更高的要求.我國煤礦對錨桿預(yù)應(yīng)力的認識還不夠，往往通過增加錨桿密度提高支護效果，導(dǎo)致錨桿支護密度過大，支護系統(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、施工機具扭矩小，不能實現(xiàn)高預(yù)應(yīng)力也是一個重要原因.因此，有必要從理論上進一步深入研究高預(yù)應(yīng)力支護體系的作用機理，為支護設(shè)計提供可靠依據(jù)，使錨桿支護真正實現(xiàn)主動、及時支護，實現(xiàn)從低強度、高強度到高剛度、高預(yù)應(yīng)力支護的跨越.

方法：在不考慮原巖應(yīng)力場的條件下，采用有限差分數(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)力場分布特征，以及鋼帶對錨桿預(yù)應(yīng)力擴散的作用.同時提出錨桿主動支護系數(shù)、錨桿強度利用系數(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、強力錨桿支護系統(tǒng)的井下應(yīng)用情況.

結(jié)果：（1）當錨桿預(yù)緊力較小時，錨桿之間有效壓應(yīng)力區(qū)較小且相互獨立，未連成整體.近零應(yīng)力區(qū)范圍大，錨桿支護在近零應(yīng)力區(qū)幾乎沒有加固圍巖的作用.當預(yù)緊力較大時，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，錨桿對錨桿之間的圍巖起到有效的支護作用.（2）無鋼帶時，錨桿形成的有效壓應(yīng)力區(qū)都是彼此獨立的，錨桿不能有效支護錨桿之間的圍巖.有鋼帶時，在頂板表面附近，形成連續(xù)的有效壓應(yīng)力帶，預(yù)應(yīng)力擴散范圍大，錨桿能有效支護錨桿之間的圍巖.（3）當錨索施加較小的預(yù)緊力時，有效壓應(yīng)力區(qū)小，分布孤立.預(yù)緊力較大時，錨索之間的有效壓應(yīng)力區(qū)重疊，對錨索之間的圍巖有較明顯的主動支護作用.（4）由于錨桿與錨索的聯(lián)合支護作用，顯著提高了錨桿錨固區(qū)內(nèi)的壓應(yīng)力值，疊加成一個范圍很大的主動支護區(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)，對其間圍巖主動支護相當明顯.（5）現(xiàn)場應(yīng)用表明，預(yù)應(yīng)力對錨桿支護控制圍巖變形的能力起決定性作用，鋼帶在預(yù)應(yīng)力支護系統(tǒng)中的作用非常重要，預(yù)應(yīng)力錨桿支護存在臨界支護剛度.

結(jié)論：提高錨桿支護系統(tǒng)的剛度對支護效果非常重要，錨桿預(yù)應(yīng)力起決定性作用.錨桿預(yù)應(yīng)力越高，錨桿的主動支護作用越大.鋼帶實現(xiàn)了錨桿預(yù)應(yīng)力的有效擴散，顯著提高了對錨桿之間圍巖的支護作用.錨桿與錨索聯(lián)合支護形成一個范圍很大的主動支護區(qū)，以錨索為骨架、錨桿為連續(xù)帶的骨架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對其間圍巖主動支護效果明顯.錨桿主動支護系數(shù)、錨桿強度利用系數(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)力擴散系數(shù)及臨界支護剛度等概念和參數(shù)，可用于描述預(yù)應(yīng)力錨桿支護作用及支護應(yīng)力場分布特征.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，達到或超過臨界值后錨桿支護可有效控制圍巖變形與破壞.

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

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

康紅普，王金華，林健

摘要：針對煤礦深部及復(fù)雜困難巷道條件，分析了錨桿支護作用，提出高預(yù)應(yīng)力、強力支護理論，大幅度提高支護系統(tǒng)的初期支護剛度與強度，保持圍巖的完整性，減少圍巖強度降低；開發(fā)出高預(yù)應(yīng)力、強力支護系統(tǒng)，包括強力錨桿、強力鋼帶及強力錨索系列材料，力學性能得到顯著提高；高預(yù)應(yīng)力、強力支護系統(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，項板離層僅為原來的 5%，巷道支護狀況發(fā)生了本質(zhì)改變.實踐證明，高預(yù)應(yīng)力、強力支護系統(tǒng)可有效控制圍巖變形與破壞.同時，提高頂板支護的剛度與強度可有效地減小煤幫壓力和底臌.

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

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

深部巷道圍巖力學特征及其穩(wěn)定性控制

常聚才，謝廣祥

摘要：通過對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整體注漿加固支護技術(shù)，即在高強度、高預(yù)應(yīng)力錨桿支護的基礎(chǔ)上，適時實施錨索關(guān)鍵部位加強耦合支護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行參數(shù)優(yōu)化.工程實踐表明，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；力學特征；耦合支護

來源出版物：煤炭學報，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，這種采煤方法在達到高產(chǎn)高效的同時，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，本文將要重新認識以前的研究成果并對大采高綜放開采頂板活動規(guī)律進行深入研究.

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大的必然性.通過對控頂區(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”，通過計算頂板巖層自重及變形壓力得到了支架外載計算公式.

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）極限下沉量計算方法：隨著工作面的推進，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)時中部鉸點的下沉量稱為極限下沉量，其計算公式為 Δj=h－ql2/4kh［σ］.對于特定開采條件頂板極限下沉量是頂板巖層的一個特征值，也是一個屬性值.（3）可能下沉量計算方法：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范圍明顯加大.（4）從頂板對控頂區(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)異常強烈，提出了支架外載計算公式.

結(jié)論：（1）特厚煤層綜放開采必然使直接頂巖層范圍進一步擴大，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動，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：煤炭學報，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，探索實現(xiàn)采煤與生態(tài)環(huán)境保護并重的科學采煤途徑.

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；通過實測4種典型植被生理指標與地下水水位埋深之間的關(guān)系，揭示安全生態(tài)水位；運用地質(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?shù)叵滤宦裆钕陆档? m以下時，表生生態(tài)退化將在所難免；（3）煤炭開采時上覆巖層會形成兩種裂隙.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，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).當隔水層厚度為18～33倍采高時，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).當隔水層厚度小于18倍采高時，無論采用何種采煤方法，隔水性都會失穩(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踐.在保水限采區(qū)的榆卜界、三臺界煤礦等開展了窄條帶保水開采工程實踐，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，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護與采煤并重的科學采煤技術(shù)體系，并成功開展了工程實踐.

來源出版物：煤炭學報，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、實用的技術(shù)、稱職的人員、科學的標準、嚴格的制度、精細的管理、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)境達標、處置有效、機構(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：煤炭學報，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)合采礦科技進步，采用數(shù)字化、信息化與自動化3條主線對數(shù)字礦山等概念進行了矩陣描述.指出：數(shù)字化、信息化、自動化是智能采礦的3項關(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.以當前煤礦安全避險六大系統(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個主攻方向，即數(shù)字礦山集成平臺、采礦模擬仿真系統(tǒng)、露天礦全自動化系統(tǒng)、井下定位與導(dǎo)航技術(shù)、采場環(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：煤炭學報，2012，37（3）：357-365入選年份：2012

煤炭開采新理念--科學開采與科學產(chǎn)能

謝和平，王金華，申寶宏，等

摘要：針對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開采和科學產(chǎn)能的概念和內(nèi)涵.科學開采是指在科學發(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行的安全、高效、綠色、經(jīng)濟、社會協(xié)調(diào)的可持續(xù)開采；科學產(chǎn)能是指在具有保證一定時期內(nèi)持續(xù)開發(fā)的儲量前提下，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)機械化程度的煤炭科學產(chǎn)能評價指標體系與標準，并對我國五大產(chǎn)煤區(qū)及全國和發(fā)達國家進行了科學產(chǎn)能分析對比.結(jié)果表明：2010年我國煤炭產(chǎn)能得分平均為42.58分，按科學產(chǎn)能標準得分在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、德國等世界先進產(chǎn)煤國的煤炭科學產(chǎn)能得分均在90分以上，我國與世界先進水平差距較大，應(yīng)當全面推行科學開采和科學產(chǎn)能的理念，堅持煤炭科學開采，全面提升我國煤炭開采的科學化水平.

關(guān)鍵詞：科學開采；科學產(chǎn)能；評價指標；產(chǎn)能分析

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

保護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算方法，利用RFPA應(yīng)用系統(tǒng)模擬分析了保護層開采過程中，被保護層層厚變形規(guī)律、煤層水平變形特征和保護層與被保護層之間的相對層間距對被保護層保護效果的影響，認為隨著保護層采煤工作面向前推進，被保護層垂直變形呈現(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)域煤體機械破壞，有利于被保護層次生裂隙的發(fā)育；相對層間距對被保護層卸壓變形產(chǎn)生較大影響，相對層間距愈大，其變形量減小，不利于煤層離層裂隙和破斷裂隙的產(chǎn)生.對數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場實際測定結(jié)果進行對比分析，兩者基本吻合.

關(guān)鍵詞：保護層開采；數(shù)值模擬；煤巖變形；煤與瓦斯突出

來源出版物：煤炭學報，2008，33（1）：17-22入選年份：2013

大采高綜放開采幾個理論問題的研究

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、煤壁片幫冒頂機理與防治、提高工作面煤炭采出率、大斷面高煤幫巷道支護、圍巖活動規(guī)律與特種綜放支架研發(fā)進行了探討，以期推動這一技術(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：煤炭學報，2008，33（5）：481-484入選年份：2013

預(yù)應(yīng)力錨桿支護參數(shù)的設(shè)計

康紅普，姜鐵明，高富強

摘要：在不考慮原巖應(yīng)力場的條件下，采用有限差分數(shù)值計算軟件FLAC3D，分析了錨桿預(yù)應(yīng)力、錨桿長度、錨桿支護密度、錨桿安裝角度及錨固方式等支護參數(shù)對錨桿預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力場一錨桿預(yù)應(yīng)力場的影響.基于數(shù)值模擬結(jié)果，結(jié)合井下應(yīng)用情況，對預(yù)應(yīng)力錨桿支護涉及的參數(shù)，包括預(yù)應(yīng)力，錨桿直徑、強度、長度、密度、角度，錨固方式，組合構(gòu)件參數(shù)，錨索支護參數(shù)等進行了全面、系統(tǒng)的分析，提出了預(yù)應(yīng)力錨桿支護參數(shù)選擇的原則、范圍.

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

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

煤與瓦斯突出過程的力學作用機理

胡千庭，周世寧，周心權(quán)

摘要：以"煤與瓦斯突出是一個力學破壞過程"的認識為前提，通過理論分析和數(shù)值模擬，對煤與瓦斯突出過程的力學作用機理進行了深入研究.對突出的準備、發(fā)動、發(fā)展和終止過程重新進行了劃分，給出了各個過程詳細的描述.在突出準備階段，圍巖發(fā)生應(yīng)力集中和強度破壞，為后續(xù)的失穩(wěn)創(chuàng)造了條件.突出的發(fā)動是圍巖的突然失穩(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煤的拉伸和剪切破壞，并可分為粉化和層裂2個階段.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；機理；失穩(wěn)

來源出版物：煤炭學報，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，對各種充填方式的充填過程、優(yōu)缺點及適用條件進行了分析.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：煤炭學報，2010，35（12）：1963-1968入選年份：2013

不同開采條件下采動力學行為研究

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、無煤柱開采與保護層開采）工作面支承壓力分布規(guī)律，揭示了采動影響下工作面前方煤體支承壓力峰值大小及位置的采動力學特征，獲得工作面前方煤體所承受的采動力學應(yīng)力環(huán)境條件，據(jù)此進一步開展了不同開采條件下煤體采動力學行為的實驗研究.通過升高軸向應(yīng)力的同時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力學行為和應(yīng)力集中系數(shù)，以及不同開采條件下煤體破壞時的支承壓力、水平應(yīng)力、變形等的差異，同時揭示了工作面前方煤體的采動力學行為與開采條件的關(guān)系.

關(guān)鍵詞：開采條件；采動力學；放頂煤開采；無煤柱開采；保護層開采

來源出版物：煤炭學報，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，對加工成的9個標準試件（50 mm*H100 mm）進行全應(yīng)力-應(yīng)變過程中的滲透測試及CT掃描試驗.滲透試驗結(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.在滲透試驗前后對試件進行CT掃描，結(jié)果表明，滲透試驗前試件上基本觀測不到有微觀孔隙裂隙的存在，滲透試驗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.

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：煤炭學報，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、底板突水等日益嚴重的特點入手，闡述了國內(nèi)外關(guān)于深部、淺部差異的量化界線.進一步針對煤炭科學開采對資源儲量和開采技術(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：煤炭學報，2012，37（4）：535-542入選年份：2013

全斷面高預(yù)應(yīng)力強力錨索支護技術(shù)及其在動壓巷道中的應(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難題，而且驗證了支護理論的正確性.

關(guān)鍵詞：全斷面錨索支護；高預(yù)應(yīng)力；強力錨索；動壓巷道

來源出版物：煤炭學報，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、煤炭產(chǎn)量遠程監(jiān)測、全礦井移動通信、無人值守遠程監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)等幾個方面介紹了煤礦監(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；救災(zāi)機器人

來源出版物：煤炭學報，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

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號聯(lián)絡(luò)巷處于微風無風狀態(tài)，造成瓦斯局部積聚達到爆炸濃度，1號聯(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.建議通過機械化、信息化、自動化減少井下作業(yè)人員，簡化通風和供電等系統(tǒng)，電氣設(shè)備設(shè)置在全風壓新鮮風流處，盡量減少局部通風機使用，合理加大通風、供電、提升、運輸?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

來源出版物：煤炭學報，2010，35（1）：72-75入選年份：2013

錨索支護傳力機制與應(yīng)力分布的數(shù)值模擬

王金華，康紅普，高富強

摘要：采用 FLAC3D對錨索預(yù)應(yīng)力在巷道圍巖中形成的應(yīng)力場-錨索預(yù)應(yīng)力場分布特征進行了數(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??；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"形的整體支護結(jié)構(gòu)，錨索預(yù)應(yīng)力及主動支護作用擴散到大部分錨固區(qū)域.錨索預(yù)應(yīng)力場分布形態(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；預(yù)應(yīng)力；應(yīng)力場；數(shù)值模擬

來源出版物：煤炭學報，2008，33（1）：1-6入選年份：2013

非均勻、隨機裂隙展布巖體滲流應(yīng)力耦合模型

張春會

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

方法：本文將巖體視作由非均質(zhì)巖塊和隨機裂隙組成，利用 Weibull分布模擬巖塊力學特性參數(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、負指數(shù)分布、正態(tài)分布等，裂隙的密度服從泊松分布，進而建立的非均質(zhì)、隨機裂隙巖體虛擬模型.利用 Monte-Carlo隨機模擬技術(shù)，在 Matlab6.0下開發(fā)了相應(yīng)的虛擬巖體生成程序HRFRGM.在巖體力學試驗和工程地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，利用 HRFRGM能生成與實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耦合模型，進而建立了非均質(zhì)、隨機裂隙巖體變形和瓦斯流動耦合數(shù)學模型，并開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值計算程序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)場調(diào)查確定了工程煤巖體裂隙幾何形狀參數(shù)的統(tǒng)計分布規(guī)律和統(tǒng)計參數(shù)，通過室內(nèi)力學試驗確定了煤巖塊彈性模量和強度參數(shù)的Weibull統(tǒng)計參數(shù)，然后利用HRFRGM生成工程虛擬煤巖體，利用HRFRGM-Coupling Analysis 進行瓦斯抽放模擬.

結(jié)果：對生成的非均質(zhì)、隨機裂隙煤巖體的單元力學參數(shù)值和隨機裂隙網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，生成的煤巖體的力學參數(shù)及隨機裂隙網(wǎng)絡(luò)符合預(yù)期，這表明本文提出的非均質(zhì)、隨機裂隙巖體模擬方法合理. 對非均質(zhì)、隨機裂隙煤巖體內(nèi)的瓦斯抽放過程進行模擬，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，從計算結(jié)果可以看出：（1）隨機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，因此在評價抽放井產(chǎn)氣速度時應(yīng)考慮裂隙的分布密度；（3）煤巖的非均質(zhì)力學特性導(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 ，進而影響瓦斯壓的分布規(guī)律 ，使得其不再呈現(xiàn)對稱性，這與工程觀測數(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隨機模擬技術(shù)模擬基質(zhì)巖塊的非均質(zhì)力學特性，生成巖體內(nèi)的隨機裂隙網(wǎng)絡(luò)，建立了非均質(zhì)、隨機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)、隨機裂隙展布特性，而且能自動轉(zhuǎn)化為有限元模型，進行數(shù)值分析.在HRFRGM基礎(chǔ)上，建立了非均質(zhì)、隨機裂隙展布煤巖體變形和瓦斯流動耦合數(shù)學模型，并開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值計算程序HRFRGM-Coupling Analysis，利用該程序能較好地反映巖體非均質(zhì)、隨機裂隙展布對瓦斯抽放過程的影響.

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

煤礦乏風的蓄熱逆流氧化

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.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重浪費；另一方面，加劇了大氣污染，甲烷是一種溫室氣體，以100年計甲烷的溫室效應(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中CH4具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義.煤礦乏風中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煤礦乏風的氧化過程進行了研究，考察了CH4濃度、乏風流量、換向周期和反應(yīng)區(qū)溫度對煤礦乏風氧化的影響.

方法：搭建了煤礦乏風蓄熱逆流氧化裝置，它是由1個氧化反應(yīng)爐、4個閥門和1個能量獲取系統(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個熱電偶測點，兩換熱器內(nèi)部稱為中心區(qū)，共布置4個熱電偶測點，換熱器外側(cè)稱為預(yù)熱區(qū)，分別布置4個熱電偶測點，熱電偶輸出信號與計算機相連接，可實現(xiàn)對爐內(nèi)溫度場的瞬態(tài)監(jiān)測.氣體的流向變化由2個1組共4個電磁閥實現(xiàn).模擬煤礦乏風由天然氣和空氣配制而成.

結(jié)果：（1）爐內(nèi)溫度場分布呈現(xiàn)一種中間高、兩端低的對稱式分布，中心區(qū)具有較高的溫度，從而可以保證氧化反應(yīng)的順利進行，兩側(cè)進出口的溫度較低，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 CH4濃度為0.2%時，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)的進行，兩側(cè)預(yù)熱區(qū)的溫度變化不大，進出口溫差變化較小，說明排煙熱量損失基本不變，受CH4濃度變化的影響較小；（4）隨著乏風流量的增加，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)的進行，同時進出口溫差變大，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)溫度場分布呈現(xiàn)一種中間高、兩端低的對稱式分布，當CH4濃度為0.2%時，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；煤礦乏風氧化的最低反應(yīng)溫度為880℃左右.

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

大采高綜采煤壁片幫冒頂機理與控制技術(shù)

寧宇

摘要：通過三維數(shù)值模擬分析認為，大采高綜采工作面加長、采高加大易于發(fā)生片幫，其機理：在采動應(yīng)力作用下，煤壁先發(fā)生較小的撓曲變形，達到極值時，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、二級護幫機構(gòu).回采工藝：電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)擦頂移架、及時移架，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；二級護幫機構(gòu)

來源出版物：煤炭學報，2009，34（1）：50-52入選年份：2013

綜合機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，即建立充填采煤的巖層控制理論和解決將充填體進入采空區(qū)的空間、通道和動力等技術(shù)途徑；建立了固體充填采煤巖層移動控制和地表沉陷預(yù)計的等價采高方法；提出了能與傳統(tǒng)綜合機械化采煤技術(shù)相適應(yīng)的綜合機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)用實踐表明，綜合機械化固體充填采煤除具有密實充填嚴格控制巖層移動和地表沉陷優(yōu)點外，還能實現(xiàn)高產(chǎn)、高采出率采煤等良好的經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益.

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

來源出版物：煤炭學報，2010，35（1）：1-6入選年份：2013

煤炭的科學開采

錢鳴高

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

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

來源出版物：煤炭學報，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)計值；②AQBJ——安全監(jiān)控，模擬量及開關(guān)量等報警、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)自動向監(jiān)控中心傳送模擬量饋電異常、模擬量斷電、模擬量報警、模擬量統(tǒng)計值、開關(guān)量饋電異常、開關(guān)量報警（斷電）、開關(guān)量動作、系統(tǒng)工作異常、初始化等信息.具體包括：①模擬量統(tǒng)計值每5 min至少上傳1次，內(nèi)容包括：煤礦、時間（年-月-日/時：分：秒）、監(jiān)測地點、被測量名稱、平均值、最大值、最大值時刻、最小值、最小值時刻等；②模擬量及開關(guān)量等報警、斷電、饋電狀態(tài)變化立即上傳，內(nèi)容包括：煤礦、時間（年-月-日/時：分：秒）、類別（模擬量、開關(guān)量、工作狀態(tài)、處理措施等）、監(jiān)測地點、被測量名稱、狀態(tài)（報警、解除報警；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)變化時刻（年-月-日/時：分：秒）、監(jiān)測地點、被測量名稱、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、生成時間（年-月-日/時：分：秒）、監(jiān)測地點、被測量名稱、單位、報警值、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、生成時間（年-月-日/時：分：秒）、監(jiān)測地點、被測量名稱、報警（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)反饋確認信息；中心站只有接收到監(jiān)控中心的確認信息后，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)計值，則主動向中心站請求發(fā)送，連續(xù)3次無應(yīng)答，則認定通信故障，發(fā)出報警信號并存儲記錄.當通信恢復(fù)正常時，中心站應(yīng)在不影響正常數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，補發(fā)通信中斷期間的模擬量統(tǒng)計值、報警、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)標準《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：煤炭學報，2009，34（11）：1546-1549入選年份：2013

煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點與關(guān)鍵技術(shù)研究

孫繼平

摘要：對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95%、賦存條件差、災(zāi)害嚴重、小煤礦多、機械化、信息化程度低等.提出了煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點：電氣防爆、無線傳輸衰減大、GPS信號不能覆蓋煤礦井下、無線發(fā)射功率小、抗干擾能力強、抗故障能力強、宜采用樹形結(jié)構(gòu)、傳輸距離遠、不宜采用中繼器、設(shè)備體積小、電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強、防護性能好等.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、處理等標準；礦用安全標志準用產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、倉儲、使用、維護等全過程管控；礦用安全炸藥生產(chǎn)、運輸、儲存、領(lǐng)退、使用等全過程管控；礦用重大關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運輸、倉儲、使用、維護等全過程管控；煤礦井下人員精確定位、自動識別與培訓監(jiān)管；瓦斯檢查員、安全檢查員、電鉗工、放炮工、絞車司機、采煤機司機、水泵操作工等及其操作設(shè)備、作業(yè)環(huán)境人機環(huán)閉鎖控制；無人工作面地面遙控；煤炭產(chǎn)、運、銷、用全程管控；應(yīng)急救援裝備與救護隊等管理；煤炭地質(zhì)勘探、設(shè)計、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：煤炭學報，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)為主要試驗研究基地，應(yīng)用巖石力學、巖層移動、"O"形圈、瓦斯流動等理論，研究卸壓開采采場內(nèi)巖層移動及應(yīng)力場分布規(guī)律、裂隙場演化及分布規(guī)律、卸壓瓦斯富集區(qū)及運移規(guī)律等科學規(guī)律.針對不同煤（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：煤炭學報，2009，34（1）：1-8入選年份：2013

煤層底板突水評價的新型實用方法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，張波，趙文德，等

摘要：為解決煤層底板突水預(yù)測預(yù)報評價難題，在煤層底板突水主控指標體系和脆弱性指數(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)法對該礦煤層底板突水進行了預(yù)測評價，并分別生成煤層底板突水脆弱性分區(qū)圖，并對3種預(yù)測評價結(jié)果進行了詳細對比和擬合分析，總結(jié)提出了3種預(yù)測評價方法的適用條件和他們各自的特點及優(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：煤炭學報，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)，基于實例闡述了邊采邊復(fù)技術(shù)的優(yōu)越性.實例研究表明：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，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：煤炭學報，2013，38（2）：301-307入選年份：2013