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平顶山东部矿区煤系气资源量估算及有利开发层段预测 被引量：2
1
作者 李延河 倪小明 +1 位作者 王保玉 赵锦程 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第2期147-155,共9页
近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特... 近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特征,提出有利层段优选模型。结果表明:二1煤层和四2煤层的平均实测含气量分别为12.36和9.77 m^(3)/t,平均含气量梯度分别为2.56和1.60 m^(3)/(t·hm);二煤段、三煤段和四煤段的平均实测全烃值分别为0.39%、1.04%和0.85%,含煤岩系的含气量随全烃值的增加呈线性增大;平顶山东部矿区的煤系气总资源量为214.20×10^(8) m^(3),资源丰度为2.15×10^(8) m^(3)/km^(2);在区域分布上,首山一矿煤系气的总资源量最高,平煤八矿和十三矿中等,平煤十矿较低;垂向上,二煤段煤系气总资源量最高,四煤段次之,三煤段最小;研究区的有利指数为0.005~0.475,平均为0.172,煤系气开发有利层段3个,较有利层段5个,不利层段4个;区域上的优先开发顺序依次为首山一矿、平煤十矿、平煤十三矿和平煤八矿,垂向上的优先开发层段依次为二煤段、四煤段和三煤段。研究成果可为平顶山东部矿区煤系气有利开发层段的优选提供地质依据。 展开更多
关键词 煤系气 含气量 资源量 有利层段 平顶山矿区
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平顶山煤田岩溶地热水中稀土元素的分布特征及其影响因素
2
作者 李延河 武占辉 +3 位作者 李洁祥 于振子 张波 王心义 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期88-99,共12页
目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs... 目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs)的分布特征与迁移规律。结果结果表明,寒武系灰岩含水层中REEs质量浓度较低(0.054~0.244μg/L),沿径流路径呈下降趋势;稀土元素(post-archean Australian shale,PAAS)标准化配分模式表现为MREEs和HREEs相对富集,LREEs相对亏损,并且具有明显的Eu正异常和程度不一的Ce负异常,且Ce负异常程度和Eu正异常程度从补给区到排泄区呈降低趋势;水化学平衡软件MINTEQ 3.1模拟结果表明,地热水中REEs以Ln(CO_(3))^(2-)和Ln CO_(3)^(+)络合态为主,随原子序数增大或p H升高,Ln(CO_(3))^(2-)摩尔分数明显增大,而Ln CO_(3)^(+)摩尔分数依次递减,另外,地热水中还存在少量Ln SO_(4)^(+),Ln_(3)^(+),Ln HCO3^(2+),Ln F^(2+)和Ln(SO_(4))^(2-),其摩尔分数随原子序数增大依次减小,同时受地热水p H和HCO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),F^(-)浓度共同控制;此外,岩溶地热水中还表现出明显的Y正异常和高ρ(Y)/ρ(Ho),可能与地热水富集Ca^(2+)有关。结论研究结果拓展了稀土元素在煤田水文地球化学研究中的应用,可为揭示矿区深部岩溶地热水补径排过程提供重要依据。 展开更多
关键词 平顶山煤田 岩溶地热水 水化学 稀土元素
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平顶山矿区多煤层卸压立体抽采模式与工程示范 被引量：2
3
作者 李延河 倪小明 贾晋生 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期162-172,共11页
平顶山矿区多煤层发育、含气层段多,仅靠井下进行瓦斯治理工程量大、难度高。为了开辟平顶山矿区瓦斯抽采新模式,达到“采一层抽多层”的目的,采用气测录井与含气量测试相结合的方法精准判识了煤系主要含气层段和含气量;采用体积法评价... 平顶山矿区多煤层发育、含气层段多,仅靠井下进行瓦斯治理工程量大、难度高。为了开辟平顶山矿区瓦斯抽采新模式,达到“采一层抽多层”的目的,采用气测录井与含气量测试相结合的方法精准判识了煤系主要含气层段和含气量;采用体积法评价了东部5对矿井采动区和采空区的煤系气资源量。基于“O”形圈理论和“防-抗-让”思想,分别优化设计了采动井、采空井的井位、层位和井身结构,构建了采动区、采空区多煤层卸压立体抽采模式并进行了工程示范。结果表明:(1)二_(1)煤层顶板200 m范围内存在四煤组、三煤组、二_(1)煤层顶板60 m范围内的砂岩/泥质砂岩互层段等3处主要含气段。平顶山矿区东部5对矿井的采动区和采空区资源量分别为26.36×10~8 m^(3)和20.00×10~8 m^(3)。(2)采动井最佳井位为0.17~0.28倍采长,且靠近回风巷条带区域;走向上,采动井的间距一般为80~100 m。创建了“大口径、避开岩体变形强烈区、P110梯型扣套管”的采动直井稳孔技术体系和“下行水平轨迹+提高套管强度”的采动L型水平井稳产技术体系,保证了产气通道的畅通性。采空井一般布置在距离回风巷30~50 m的区域,完钻位置一般为二_(1)煤层顶板40~60 m的范围;筛管布置在四煤段顶板至裂隙带底部。(3)建立了“地面采动直井/定向井-采动L型水平井-采空井”联作的卸压立体抽采模式,实现了多气源立体抽采。截至2024年4月30日,累计抽采纯量达5258.8万m^(3),总利用量达到3735.4万m^(3),率先在河南省实现了煤系气产业化开发,示范和引领带动作用显著。 展开更多
关键词 煤系气 多煤层卸压 立体抽采模式 采动区 采空区 平顶山矿区
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河南平顶山矿区含煤地层沉积环境及其对煤系气成藏的控制
4
作者 李延河 王保玉 +3 位作者 刘顺喜 倪小明 王娟 胡斌 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1420-1434,共15页
近几年来,河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破,采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40500 m^(3)、20000 m^(3)和4500 m^(3)。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景,本次工作采用地层学与沉积学的研究方法,开展了精细... 近几年来,河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破,采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40500 m^(3)、20000 m^(3)和4500 m^(3)。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景,本次工作采用地层学与沉积学的研究方法,开展了精细的地层、沉积特征和沉积序列以及气测录井资料分析,从而揭示出本区主要含煤地层山西组和下石盒子组中煤系气(煤层气、页岩气和致密砂岩气)生成与赋存的沉积环境,也就是潮坪上的泥炭沼泽(泥炭坪)、三角洲分流间湾沼泽和分流河道沉积环境控制了煤系气的成藏。基于地层沉积特征在垂向上的变化规律,划分出9种不同沉积环境的沉积序列类型,并在综合分析的基础上,提出了平顶山矿区山西组—下石盒子组煤系气赋存的沉积环境模式。研究还表明,区内煤系气含量变化及区域分布特征不仅与滨岸潮坪沼泽、三角洲分流河道砂体和分流间湾沼泽的时空变化密切相关,而且还与储集层厚度变化相关。该成果可为今后平顶山地区煤系气勘探开发井的设计、部署与施工提供科学依据。同时,对华北地区相同含煤地层的煤系气开发也具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 煤系气开发 地质勘探 含煤地层 山西组 下石盒子组 平顶山矿区
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平煤股份公司同一控制下企业合并会计处理的实践及探讨
5
作者 赵运通 《中国煤炭》 北大核心 2012年第3期30-33,共4页
依据现行企业会计准则,结合平煤股份公司并购重组实例,对同一控制下企业合并的会计处理进行分析,探讨了在同一控制下企业合并模式复杂业务的分拆与特殊业务的合并处理问题。
关键词 平煤股份公司 同一控制下企业合并 会计处理
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煤矸石在绿色矿山建设中的规模化利用技术研究进展 被引量：5
6
作者 史全林 龙力华 +2 位作者 杨前 王少辉 谢大伟 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期113-125,共13页
【背景】我国煤矸石固废产量大、堆存量持续增加,长期堆放会造成土地资源的浪费且污染矿区环境。利用煤矸石制备高附加值化工产品、提取有用元素等固废处理方式,存在消纳能力不足等问题,难以满足大宗固废规模化处置利用和绿色矿山建设... 【背景】我国煤矸石固废产量大、堆存量持续增加,长期堆放会造成土地资源的浪费且污染矿区环境。利用煤矸石制备高附加值化工产品、提取有用元素等固废处理方式,存在消纳能力不足等问题,难以满足大宗固废规模化处置利用和绿色矿山建设要求。【进展】煤矸石在矿区复垦、井下充填等领域综合利用,是实现其规模化处置利用的重要发展方向。系统总结了煤矸石的物理化学特性及其资源属性,并分析了煤矸石长期堆放对矿区大气、土壤、水体等影响;以绿色矿山建设为出发点,重点介绍了煤矸石作为塌陷区复垦、地聚物注浆、固体充填、膏体充填及似膏体充填等材料的固废规模化处置与利用技术的原理、发展及应用效果。发现煤矸石复垦材料能够改善土壤性质、促进植物生长,但存在短期内重金属迁移污染环境等问题;煤矸石作为地聚物注浆材料实现了煤矸石重金属物质的有效固化,降低了重金属元素释放对环境的危害;煤矸石固体充填技术具有煤矸石处理工艺简便、辅助材料使用少的优势,但面临充填效果不均匀、污染地下水等挑战;归纳了煤矸石膏体充填材料、似膏体充填材料的原料配方及流动性优势,分析了材料的微观水化机理与流动特性,为矿井充填开采提供了关键技术支撑。最后提出目前煤矸石存在活性难以充分激发并利用、应用缺乏前期分类预处理、井下充填注浆利用成本高以及规模化利用缺乏激励性政策支持等问题。【展望】为进一步推动煤矸石在矿区的安全高效、风险可控及规模化利用,未来将重点围绕煤矸石低成本复合活化方法、煤矸石固废利用过程环境友好性评估、煤矸石矿化封存CO_(2)与负碳利用等开展研究,为煤矸石“绿色−高效−高值”综合利用路径发展提供思路,提高煤矸石的规模化利用和风险防范能力,促进固废利用与绿色矿山建设的协同发展。 展开更多
关键词 绿色矿山 煤矸石 固废利用 复垦 充填 活化 负碳
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基于PSO−SVR的掘进工作面风温预测 被引量：1
7
作者 李延河 万志军 +6 位作者 于振子 苟红 赵万里 周嘉乐 师鹏 甄正 张源 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期183-191,共9页
随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,矿井开采深度日益增大,热害问题也随之加剧。采掘作业空间是井下的主要热害场所,对其进行热害防治是矿井安全高效生产的重要基础。矿井热害治理的前提是明确其冷负荷,因此对采掘作业空间风温进行精准预... 随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,矿井开采深度日益增大,热害问题也随之加剧。采掘作业空间是井下的主要热害场所,对其进行热害防治是矿井安全高效生产的重要基础。矿井热害治理的前提是明确其冷负荷,因此对采掘作业空间风温进行精准预测意义重大。建立了基于PSO-SVR(基于粒子群的支持向量回归)的掘进工作面风温预测模型,利用模型中的惩罚因子C和核函数参数g对模型进行了寻优。通过现场实测及文献调研,建立了掘进工作面风温预测训练样本集。通过与最小二乘法估计MLR模型和经“试错法”标定参数的常规SVR模型进行对比,分析了PSO-SVR算法的优势。将PSO-SVR算法模型应用于平煤十矿己-24120保护层风巷风温预测,并依据风温预测结果,指导了制冷机组的选型和降温方案设计。结果表明:PSO-SVR模型预测性能最优,模型绝对误差百分比仅为1.85%,较常规SVR模型减小了55.9%,可见PSO优化模型参数对于提高SVR拟合度、泛化性及预测精度具有重要作用。巷道每掘进100m,工作面风流平均温升0.16℃,掘进至2000m时巷道迎头风温升至35.8℃。己-24120保护层风巷需冷量为1083.28kW,设计制冷机组总制冷量为1085 kW。己-24120保护层风巷实施降温后,工作面平均温降8.6℃,降温效果显著,表明了PSO-SVR掘进工作面风温预测模型的可靠性和可行性。 展开更多
关键词 掘进工作面 风温预测 粒子群 支持向量回归 矿井降温
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含软弱夹层复合层状试样力学行为及能量演化特性研究 被引量：1
8
作者 刘学伟 雷俊强 +3 位作者 刘滨 姚文杰 白纪成 刘泉声 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期126-140,共15页
工程中广泛存在的复合层状围岩的软弱层几何特征(倾角和厚度)对岩体稳定性的影响至关重要。为研究软弱层厚度及倾角对复合层状岩体的力学行为影响,首先,开展了含不同软弱层倾角(0°、30°、45°、60°)和厚度(1、2、3、... 工程中广泛存在的复合层状围岩的软弱层几何特征(倾角和厚度)对岩体稳定性的影响至关重要。为研究软弱层厚度及倾角对复合层状岩体的力学行为影响,首先,开展了含不同软弱层倾角(0°、30°、45°、60°)和厚度(1、2、3、4 cm)的复合层状岩体试样的单轴压缩试验,试验结果表明,随着软弱层倾角增加,试样的峰值强度和弹性应变能密度逐渐下降,但下降幅度随厚度的增加而降低,同时试样破坏模式由非层理面内张拉或整体破坏转为层理内滑移破坏;随着软弱层厚度的增加,试样的峰值强度逐渐减小,试样的破坏模式由沿层理面滑移转为层理面滑移与轴向劈裂的组合破坏模式。其次,通过最大信息系数分析表明,软弱层的厚度和倾角分别为试样力学特性与能量特性的主控制因素。最后,基于能量理论分析并结合峰前弹性应变能比和耗散能比,发现软弱层的不同倾角和厚度导致能量释放模式不同,进而影响试样的破坏模式和强度特征。研究结果揭示了软弱层对复合层状围岩的重要影响规律,对类似岩体的稳定性分析具有实际的参考价值。 展开更多
关键词 复合层状岩石 软弱层 几何关系 力学特征 能量特性
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不同多孔介质布置下低浓度甲烷燃烧特性
9
作者 张建国 翟成 +4 位作者 张国川 曹运齐 刘方 仝艳军 苏童 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6752-6759,共8页
为了解决传统直燃式多孔介质燃烧器存在火焰稳定性差、燃烧效率低和贫极限高的问题,通过构建5种排布方式的多孔介质燃烧器用于低浓度甲烷(low-concentration methane,LCM)燃烧实验,研究不同多孔介质排布方式、当量比和流量对LCM燃烧特... 为了解决传统直燃式多孔介质燃烧器存在火焰稳定性差、燃烧效率低和贫极限高的问题,通过构建5种排布方式的多孔介质燃烧器用于低浓度甲烷(low-concentration methane,LCM)燃烧实验,研究不同多孔介质排布方式、当量比和流量对LCM燃烧特性的影响,并分析贫燃工况下的CH4转化率、污染物排放和烟气温度。结果表明:渐变E型多孔介质燃烧器具有最佳的LCM燃烧适应性,可部分弥补LCM燃烧过程中的界面温度扰动,提高LCM燃烧稳定性。在当量比0.39、流量50 L/min的条件下,LCM驻定燃烧时间超过140 min,火焰位置始终维持在60 mm处。LCM在E型燃烧器中燃烧的CH4转化率为99.99%,CO和NOx排放分别为531×10^(-6)和23×10^(-6),产生平均温度588℃以上的高品质烟气可用于工业生产。研究成果为提高煤矿低浓度瓦斯利用效率、降低甲烷排放提供重要参考。 展开更多
关键词 多孔介质燃烧 低浓度甲烷 渐变排布 燃烧特性 可燃极限
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基于改进SVD-HPO-VMD电缆局部放电去噪方法
10
作者 马星河 李凯濛 +1 位作者 赵军营 刘鹏 《广东电力》 北大核心 2025年第4期89-100,共12页
对局部放电(partial discharge,PD)的检测是获知高压电缆绝缘状态的主要手段之一,但现场对PD信号的检测易受到噪声的干扰,从而影响对信号检测的准确度。为此,提出一种采用猎人猎物优化算法(hunter-prey optimization algorithm,HPO)优... 对局部放电(partial discharge,PD)的检测是获知高压电缆绝缘状态的主要手段之一,但现场对PD信号的检测易受到噪声的干扰,从而影响对信号检测的准确度。为此,提出一种采用猎人猎物优化算法(hunter-prey optimization algorithm,HPO)优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD),再采用改进奇异值分解(singular value decomposition,SVD)对PD信号进行降噪的方法。首先,对含噪PD信号进行傅里叶变换,在傅里叶变换功率谱中运用差分变换及设定阈值的方法去筛选周期性窄带干扰奇异值;然后,通过HPO优化VMD的参数选择,分解出K个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),利用模糊散布熵(fuzzy dispersion entropy,FuzzyDispEn)确定IMF的性质,从而区分有效分量和噪声分量,对分类后的噪声主导分量通过改进小波阈值方法进行去噪;最后,将信号进行重构,通过仿真和实验计算去噪后信号的信噪比、归一化相关系数以及均方误差,并与传统方法进行比对,证明提出的方法能够有效去除PD信号中的噪声分量,能够运用到供电系统中。 展开更多
关键词 局部放电 变分模态分解 奇异值分解 猎人猎物优化算法 模糊散布熵
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深部矿井高应力巷道隔热材料的研制与性能研究
11
作者 杨明 邓辉 +3 位作者 蒋亚伟 姚丽敏 周子恒 宋柯燕 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第6期2166-2178,共13页
基于深部矿井高应力巷道的隔热与支护问题,并为推动固废资源化利用,以粉煤灰陶粒作为隔热混凝土基料,开展正交试验,探究粉煤灰、玄武岩纤维和麦秆纤维混掺对材料隔热及力学性能的影响;运用功效系数法确定巷道隔热材料最佳配比,借助低场... 基于深部矿井高应力巷道的隔热与支护问题,并为推动固废资源化利用,以粉煤灰陶粒作为隔热混凝土基料,开展正交试验,探究粉煤灰、玄武岩纤维和麦秆纤维混掺对材料隔热及力学性能的影响;运用功效系数法确定巷道隔热材料最佳配比,借助低场核磁共振和扫描电镜观测试样微观形貌,深入揭示粉煤灰及纤维掺入对试样隔热性能及力学损失的作用机理。结果表明,麦秆纤维对导热系数和抗压强度影响最为显著,玄武岩纤维次之,粉煤灰影响偏小。当粉煤灰以30%质量分数取代水泥,玄武岩纤维和麦秆纤维分别按胶凝料质量的0.5%和6%掺入时,材料导热系数可达最佳0.185 2 W/(m·K),且能为巷道支护起到一定力学辅助支撑作用。在此最佳配比下,粉煤灰填充部分孔隙致使小孔数量减少,而纤维分割内部结构形成空腔并连通部分孔隙,使得整体孔隙率变大,隔热能力得以强化。同时从力学受损形貌看出,纤维与基体紧密粘连,发挥着桥接与延缓裂缝发展的作用,使得样品受损时维持断而不裂状态,有效保留部分力学性能。研究结果可为深部矿井高应力巷道隔热材料研制提供一定参考。 展开更多
关键词 安全工程 热害防治 隔热材料 正交试验 固废利用
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偏最小二乘回归分析法的突水水源判别模型
12
作者 李昂 程迅 +5 位作者 吕璐娜 丁学松 景长生 刘军亮 高喆森 范六一 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第4期771-783,共13页
为弥补现有判别方法与矿区实际水源数据库结合不足等问题,提出一种基于Piper三线图、箱型图和聚类分析的突水水源判别方法,构建平煤五矿水源常量离子库,并结合偏最小二乘回归分析法(PLS-DA)预测矿井突水来源;通过MATLAB软件研发一套矿... 为弥补现有判别方法与矿区实际水源数据库结合不足等问题,提出一种基于Piper三线图、箱型图和聚类分析的突水水源判别方法,构建平煤五矿水源常量离子库,并结合偏最小二乘回归分析法(PLS-DA)预测矿井突水来源;通过MATLAB软件研发一套矿井水源判别软件系统,快速、准确地判别煤矿井下突水水源,将矿区地下水层常量离子库中34个水样作为训练样本,其中6个水样作为测试样本进行训练测试,并在平煤五矿工作面中应用。结果表明:模型的累积解释力R^(2)X(cum)达到99.96%,交叉验证累积预测力Q^(2)(cum)为73.7%,模型对砂岩水、太灰水和寒灰水的分类预测准确,该方法判别出的采空区水源与实际情况相符。研究为井下注浆支护和回采设计提供了理论支持,并为矿井突水的快速识别提供了一种新的定量分析方法。 展开更多
关键词 突水水源判别 水源数据库 PLS-DA算法 训练样本
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基于改进NSGA-Ⅱ的煤矿井下智能无轨辅助调度路径优化方法研究 被引量：2
13
作者 贾纯纯 马超 +2 位作者 张亚邦 易贝贝 王海波 《中国矿业》 北大核心 2025年第5期137-143,共7页
针对现有煤矿井下智能无轨辅助运输系统调度及路径规划效率低、考虑现实约束不足的问题,提出了一种基于改进NSGA-II的调度运输路径规划方法。以最小运输成本、最小电力机车机器人总等待时间、最小煤矿运输期望偏差为目标函数,最小卸货... 针对现有煤矿井下智能无轨辅助运输系统调度及路径规划效率低、考虑现实约束不足的问题,提出了一种基于改进NSGA-II的调度运输路径规划方法。以最小运输成本、最小电力机车机器人总等待时间、最小煤矿运输期望偏差为目标函数,最小卸货量、装货点运出总容量、装货次数、卸货点的最大卸货容量等约束条件建立煤矿井下智能无轨辅助运输系统多目标优化函数。提出了一种改进NSGA-II的多目标优化算法,使用Levy飞行、随机游走、自适应权重等策略分别提高算法的全局和局部搜索能力,加快算法收敛速度。模拟场景实验表明,与无优化方案相比,所提改进NSGA-II优化后的平衡方案使运输成本降低约19%,排队等待时间缩短约56%,最小煤矿运输期望偏差下降约40.5%。实验结果验证了所提改进NSGA-II算法优化结果的有效性和实用性,可为煤矿井下生产管理提供多种优化选择方案,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 煤矿 智能无轨辅助运输 调度 路径优化 非支配排序遗传算法
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带压环境下煤体瓦斯解吸特性及模型 被引量：1
14
作者 梁跃辉 石必明 +6 位作者 岳基伟 钟珍 韩奇峻 张铖铖 彭杰 张海卿 梅文强 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1569-1582,共14页
煤层瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一个关键技术参数,在直接测定煤层瓦斯含量取样过程中,由于钻孔内风压的存在,煤样在钻孔内瓦斯解吸处于带压环境。然而,目前煤样在钻孔内的瓦斯损失量是基于常压环境下瓦斯解吸量进行推算的,其造成煤层瓦... 煤层瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一个关键技术参数,在直接测定煤层瓦斯含量取样过程中,由于钻孔内风压的存在,煤样在钻孔内瓦斯解吸处于带压环境。然而,目前煤样在钻孔内的瓦斯损失量是基于常压环境下瓦斯解吸量进行推算的,其造成煤层瓦斯含量测定不准确。基于此,开发了一套带压环境下煤体瓦斯解吸实验平台,探究了煤样在正压和变压环境下瓦斯解吸量、解吸率、扩散系数的演化规律,构建了带压环境下煤体瓦斯解吸模型,采用有限元分析软件数值解算了扩散系数方程。研究结果表明:煤样在孔内运移阶段,其瓦斯解吸过程处于正压环境,解吸量、解吸率、扩散系数与解吸压力呈现负相关的关系;在孔口接样阶段,煤样由带压环境向常压环境突变,常压环境下瓦斯解吸量、解吸率、扩散系数与瓦斯压力呈现正相关的关系;带压环境煤体√t瓦斯解吸模型计算的损失量更接近于实验测试的瓦斯解吸量,然而传统法(法和幂函数法)推算的瓦斯损失量远远偏离实验测试的瓦斯解吸量;传统法需要测定常压环境下瓦斯解吸量,才能间接推算瓦斯损失量,而带压环境下煤体瓦斯解吸模型依据取样风压、瓦斯压力及取样时间,可直接获得煤样的瓦斯损失量;研究结果为瓦斯损失量的准确推算及煤层瓦斯灾害防治奠定理论基础。 展开更多
关键词 煤层瓦斯含量 带压环境 瓦斯解吸 损失量推算 矿井瓦斯防治
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基于改进麻雀优化算法的概率积分法参数反演
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作者 白纪成 王建敏 +2 位作者 李晓 李延辉 张治军 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期395-402,共8页
为解决麻雀优化算法(SSA)在开采沉陷预测模型参数反演计算中收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出一种改进的麻雀优化算法(ISSA)。该算法在种群初始化过程加入Kent映射,增强种群个体的均匀分布;在发现者位置更新中引入鹦鹉优化算法的... 为解决麻雀优化算法(SSA)在开采沉陷预测模型参数反演计算中收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出一种改进的麻雀优化算法(ISSA)。该算法在种群初始化过程加入Kent映射,增强种群个体的均匀分布;在发现者位置更新中引入鹦鹉优化算法的觅食行为,并根据适应度调整安全值;融合t扰动分布和透镜反向学习策略,提高算法的性能。分别采用鲸鱼优化算法(WOA)、SSA、ISSA对概率积分法(PIM)的参数进行反演,利用含有反演参数的PIM对实验工作面的沉降值、抗粗差干扰能力、抗随机误差进行仿真实验。研究结果表明:与WOA、SSA相比,采用ISSA反演参数的PIM仿真效果最优。将ISSA应用于工程实例,反演参数的PIM计算值更接近实际值。研究成果为提高沉陷预计精度与矿区灾害检测提供参考。 展开更多
关键词 概率积分法 麻雀优化算法 鹦鹉优化算法 Kent映射 透镜反向学习 开采沉陷
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井下运输巷带式输送机撒煤自动清扫机构设计及仿真分析
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作者 杨姣 李冲 +5 位作者 鲍久圣 杨瑞 张小牛 王雷 胡而已 戴守晨 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期123-133,共11页
带式输送机作为煤矿井下主煤流运输装备,在运行过程中会出现撒煤及堆煤现象,而传统人工清理方式效率低且存在安全隐患,现有针对煤料清扫的巷道清理机器人存在清煤场景受限、清煤机构灵活性差等问题。针对上述问题,设计了一种井下运输巷... 带式输送机作为煤矿井下主煤流运输装备,在运行过程中会出现撒煤及堆煤现象,而传统人工清理方式效率低且存在安全隐患,现有针对煤料清扫的巷道清理机器人存在清煤场景受限、清煤机构灵活性差等问题。针对上述问题,设计了一种井下运输巷带式输送机撒煤自动清扫机构,该机构由PCC型扒煤机械臂和CRRR型挖运机械臂组成,通过履带行走平台搭载其到达指定位置,然后由扒煤机械臂将胶带下方堆积的煤料扒出并聚拢,再由挖运机械臂将聚拢的煤料挖起并放回至胶带上。利用Ansys Workbench软件对扒煤机械臂插入煤堆和水平扒煤工况进行了静力学仿真,对频繁启停的扒煤机械臂齿轮齿条升降机构进行了瞬态动力学仿真分析;利用ADAMS软件分别对扒煤机械臂自主扒煤、挖运机械臂自主挖运作业过程进行了运动学和动力学仿真。仿真结果表明:自动清扫机构的强度与刚度能满足实际工作需求,且具有一定的安全裕量;清扫机构的扒煤机械臂与挖运机械臂均可根据给定关节转角平稳运行至目标位置,满足煤矿井下运输巷最窄处仅80 cm条件下的撒煤清理作业需求;在负载变化条件下,清扫机构各关节的力矩响应情况均符合预期,验证了其结构与实际任务需求之间的匹配性。 展开更多
关键词 带式输送机 撒煤自动清扫 巷道清理机器人 扒煤机械臂 挖运机械臂 有限元仿真 运动学仿真 动力学仿真
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深埋煤层群上被保护层卸压瓦斯精准溯源量化模型与方法
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作者 卫德俊 陈学习 +6 位作者 刘照辉 吴建宇 姚威 刘鹏 肖健 韦晓波 孙洪涛 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期150-157,共8页
为解决突出深埋煤层群采用保护层开采时上被保护层卸压瓦斯分布规律难以精准确定的问题,基于碳、氢同位素质量守恒原理,构建三端混源瓦斯精确量化溯源模型。通过采集丁_(5-6)、戊_(8)、戊_(9-10)煤层母本瓦斯气样及距开采层不同高度的... 为解决突出深埋煤层群采用保护层开采时上被保护层卸压瓦斯分布规律难以精准确定的问题,基于碳、氢同位素质量守恒原理,构建三端混源瓦斯精确量化溯源模型。通过采集丁_(5-6)、戊_(8)、戊_(9-10)煤层母本瓦斯气样及距开采层不同高度的混合瓦斯气样,开展碳、氢同位素测试分析。研究结果表明:回采工作面上隅角埋管抽采的混合瓦斯中,丁_(5-6)、戊_(8)、戊_(9-10)煤层瓦斯占比分别为16%、78%、6%;在戊_(9-10)煤层顶板8倍、10倍、12倍、14倍采高处,丁_(5-6)煤层卸压瓦斯占比依次为26%、31%、37%、45%,戊_8煤层卸压瓦斯占比则分别为72%、66%、61%、53%。该研究成果实现了开采空间内被保护层卸压瓦斯分布的量化分析,不仅可为保护层回采工作面邻近层卸压瓦斯的精准抽采提供指导,还能为评估被保护层的卸压保护效果提供重要参考依据。 展开更多
关键词 保护层开采 碳氢同位素 三端溯源模型 卸压瓦斯 瓦斯抽采
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平顶山矿区一矿煤矸石中微量元素赋存状态研究 被引量：5
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作者 许红亮 郭辉 +4 位作者 宋文娟 卢红霞 刘自勤 张振宏 张广军 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期65-69,共5页
采用逐级化学提取法研究平顶山矿区一矿煤矸石中Be、V、Cr、Co、Ni、Cu、Sr、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb、Th、U、Hg、As、Se等17种有害微量元素的赋存状态,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和原子荧光光谱法(AFS)分析了煤矸石和各提取状态... 采用逐级化学提取法研究平顶山矿区一矿煤矸石中Be、V、Cr、Co、Ni、Cu、Sr、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb、Th、U、Hg、As、Se等17种有害微量元素的赋存状态,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和原子荧光光谱法(AFS)分析了煤矸石和各提取状态样品的微量元素含量。结果表明:煤矸石的有害微量元素均以残渣态为主,碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态、有机物和硫化物结合态次之,可交换态的含量相对较少。各种微量元素在某一赋存状态下所占的质量比例相差较大,对环境的潜在危害性不同。V、Sr、Cd、Ba、Pb、Hg、Se的潜在可淋失率超过了10%,在表生地质条件下对环境具有较大的危害性。 展开更多
关键词 煤矸石 逐级化学提取 有害微量元素 赋存状态 潜在可淋失率
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平顶山矿区一矿煤矸石特征及其利用途径分析 被引量：8
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作者 许红亮 郭辉 +5 位作者 姜三营 刘素青 李志勇 张广军 张振宏 宋文娟 《中国矿业》 北大核心 2012年第7期49-52,共4页
采集平顶山矿区一矿煤矸石山混合矸,经过粉碎、研磨、缩分后,采用常规化学分析、XRF、XRD、SEM、EDS、FTIR和DSC-TG研究煤矸石的化学组成和矿物组成,用高纯锗γ能谱法检测煤矸石的放射性,根据GB/T212-2008、GB/T213-2008对煤矸石进行工... 采集平顶山矿区一矿煤矸石山混合矸,经过粉碎、研磨、缩分后,采用常规化学分析、XRF、XRD、SEM、EDS、FTIR和DSC-TG研究煤矸石的化学组成和矿物组成,用高纯锗γ能谱法检测煤矸石的放射性,根据GB/T212-2008、GB/T213-2008对煤矸石进行工业分析和发热量测定。结果表明:煤矸石的主要化学成分为SiO2、Al2O3,以及Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、MnO等;矿物组分为高岭石、石英、白云母、白云石、方解石、伊利石和微量黄铁矿,并含有较多的有机碳。煤矸石放射性符合国标A类装修材料的要求,碳含量和发热量达到三类煤矸石要求,可以用来制备烧结砖、水泥和轻集料等建材制品。 展开更多
关键词 煤矸石 化学组成 矿物组成 物理性能
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煤矿区地面采动井抽采瓦斯动态变化特征及影响范围研究
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作者 贾晋生 吕闰生 +2 位作者 杨国和 姚晋宝 陈李松 《中国矿业》 北大核心 2025年第8期234-243,共10页
为了研究煤矿区地面采动井抽采瓦斯动态变化规律和抽采范围,以平煤六矿戊_(8)-32030回采工作面为研究对象,基于采矿“〇”型圈、“上三带”及“下三带”理论,采用理论计算、工程试验、多元数据融合分析等方法,优化设计了戊_(8)煤层地面... 为了研究煤矿区地面采动井抽采瓦斯动态变化规律和抽采范围,以平煤六矿戊_(8)-32030回采工作面为研究对象,基于采矿“〇”型圈、“上三带”及“下三带”理论,采用理论计算、工程试验、多元数据融合分析等方法,优化设计了戊_(8)煤层地面采动井井位、层位以及井身结构,筛选并验证了不同井型、井身结构采动井的抽采效果,定量评价了采动井水平方向和垂直方向的抽采影响范围,阐明了顶板来压与抽采瓦斯纯量的动态变化规律,揭示了顶板垮落与周期来压对采动井协同助产-制约机制。研究结果表明,采动直井抽采效果优于采动定向井,三开井身结构优于二开井身结构,抽采瓦斯纯量和瓦斯浓度均较高;地面采动井的抽采曲线可划分为抽采波动区和抽采稳定区两个区间,抽采波动区受工作面顶板周期来压控制,抽采波动区与周期来压距离同步,抽采瓦斯纯量和抽采瓦斯浓度均表现为先上升再下降,然后再上升的循环,抽采稳定区则反之;四口抽采试验井在垂向上直接影响范围为戊_(8)煤层顶板以上62.4 m,底板以下17.1 m,共79.5 m;在平面上的抽采直接影响范围分别为200 m、250 m、240 m、180 m,平均217 m,且随工作面回采将持续增大;戊_(8)煤层开采时,下邻近戊_(9-10)煤层向戊_(8)采掘空间排放率为55%左右,上邻近丁组煤层向戊_(8)采掘空间排放率为0。研究成果将为平煤六矿,以及平煤西部矿区类似地质条件的矿井提供地面瓦斯治理技术参考和借鉴。 展开更多
关键词 采动井 井身结构 抽采范围 煤矿区 抽采效果
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