中国科技期刊卓越行动计划推介:《煤炭学报》2025年第4期
《煤炭学报》2025年第4期上线
“特厚煤层超大采高开采技术与装备”专题
客座主编致读者
康红普 院士
煤炭是我国的主体能源,对保障我国能源安全、促进经济社会发展起着非常重要的作用。2024年我国煤炭产量达47.8亿t,其中晋陕蒙新占81.7%。陕西榆林与内蒙古鄂尔多斯地区产量约占30%,对于保障我国煤炭供应尤为重要。厚及特厚煤层是我国煤矿高产高效开采的主体煤层,储量占45%以上。8 m以上的特厚煤层分布广泛,尤其在我国西部煤炭主产区,特厚煤层储量丰富。目前,我国千万吨矿井有81处,90%以上在西部,且矿井的主采煤层多为厚及特厚煤层。
超大采高综采(采高大于6 m)是厚及特厚煤层安全高效开采的有效方法。近10年来我国超大采高综采不断取得新突破,相继开展了6~10 m的超大采高综采实验与应用,兖矿金鸡滩矿8.2 m、神东上湾矿8.8 m、陕煤曹家滩煤矿10 m超大采高开采技术与装备,代表了我国超大采高技术不同阶段的最高水平。
超大采高工作面随采高增大存在岩层控制、装备制造、智能控制、灾害防治等多方面的问题。随着采高增加矿压显现强度呈明显增大趋势,煤壁片帮冒顶控制难度加大。超大采高工作面采动影响范围大,回采对顶板含水层的扰动破坏程度剧烈,西部第四系含水层影响工作面的安全回采。超大采高工作面设备尺寸大、质量大、过煤量大、负载重,需研究适应超大采高工作面相关的装备以及相应的材料、机构、加工工艺等。在国家863计划、国家科技支撑计划及国家重点研发计划等多个项目资助下,汇聚了相关专家学者协同攻关,超大采高技术与装备取得了一大批创新性研究成果,促进了煤炭开采技术与装备的快速发展。
陕煤曹家滩煤矿2-2煤层平均厚度达10 m,采用综放开采存在回收率低和含矸率高的问题。2020年,陕西煤业化工集团联合中国煤炭科工集团、中煤科工开采研究院、郑州煤矿机械集团公司等10多家单位,开展了“曹家滩矿超大采高综采关键技术与成套装备研究”项目研究,旨在突破10 m特厚煤层一次采全高的技术瓶颈,引领行业技术进步。经过5年的攻关,曹家滩煤矿122104超大采高工作面获得成功最高采高达到9.75 m,常态化采高为9.2~9.5 m,最高日产7.18万t,最高月产155万t,工作面已于2025年4月12日顺利回采完毕。该项目成功研制了世界首套10 m超大采高综采成套装备,包括ZY29000/45/100D型液压支架、MG1250/3350-WD采煤机及SGZ1600/3×2000刮板输送机等,创造了多项世界纪录,标志着我国超大采高开采技术与装备发展达到了新的高度。同时,项目形成的“支−卸”协同围岩控制技术、“空−天−地−井”多场多参量监测技术等,为特厚煤层安全高效开采提供了全新解决方案。
为了展示我国该领域相关理论与技术成果,《煤炭学报》特别组织策划本次专题,专题自征稿发布以来,受到了煤炭行业科技界同仁的高度关注。专题共收到来稿60余篇,最终录用10篇,专题稿件紧紧围绕3个主题进行报道,即:① 超大采高开采围岩控制理论和技术;② 超大采高关键开采装备;③ 厚硬顶板水力压裂技术与装备。在此,对大力支持本专题的专家学者表示衷心的感谢! 希望借助此次专题,深入交流超大采高开采技术与装备最新成果。
目次一览
01
“特厚煤层超大采高开采技术与装备”专题
特厚煤层10 m超大采高综采关键技术及装备
康红普, 雷亚军, 赵福堂, 徐刚, 李增林, 李明忠, 王锐, 黄志增, 刘江斌, 马英, 韩存地, 冯彦军, 张震, 张金虎, 任建超, 宋业杰, 曾明胜, 程利兴
超高工作面上覆厚硬岩组破断运动规律与多重动载产生机理
王家臣, 王兆会, 孙文超, 李猛, 张鑫, 李家龙, 侯东鑫
再论大采高采场顶板“组合短悬臂梁−铰接岩梁”定量化结构
闫少宏, 路洋波, 尹希文, 徐刚
超大采高工作面厚硬顶板压裂卸压技术研究及应用
雷亚军, 冯彦军, 康红普, 赵福堂, 尚晓光, 王锐, 王鹏, 张震, 任建超, 赵凯凯, 郑仰发, 刘晓刚
曹家滩煤矿10 m超大采高工作面采场围岩控制技术
王锐, 徐刚, 康红普, 张震, 雷亚军, 冯彦军, 马英, 黄志增, 刘前进, 刘晓刚, 蔺星宇, 马镕山, 赵振, 李正杰
曹家滩煤矿10 m超大采高覆岩垮落结构模型及矿压作用机理
张震, 黄志增, 刘晓刚, 任建超, 刘前进, 蔺星宇, 薛吉胜, 马镕山
10 m超大采高工作面煤壁片帮“支–卸”协同防控原理
刘江斌, 黄志增, 刘前进, 张震, 韩存地, 蔺星宇, 马镕山, 赵振
超大断面巷道支护关键技术及采动应力演化规律
程利兴, 王锐, 张镇, 李增林, 任建超, 汪占领, 贾金河
10 m超大采高液压支架关键结构及其承载特性
韩会军, 雷亚军, 张金虎, 韩存地, 曾明胜
超大采高综采新近系红土层采动隔水性监测及响应特征
宋业杰, 鞠文君, 张玉军, 华照来, 尹希文, 胡皓宇, 刘前进
02
采矿理论与工程
煤炭资源四元开发模式创新与实践
张吉雄, 张强, 周楠, 李猛, 巨峰
爆破动载下锯齿状岩–充界面胶结充填体损伤规律研究
邱泓杰, 邱贤阳, 张舒, 史秀志, 陶明, 曹日红, 曹铭宇
正融碎屑冰冻体剪切强度劣化机理数值模拟研究
孟秋杰, 宋宜祥, 黄达, 马文著, 钟助
碎软煤层间接压裂破裂压力及裂缝形态演化试验
朱帝杰, 梁卫国, 牛栋, 落弘业, 任森涛, 胡善为
联合震源破裂信息反演解析巨厚覆岩强矿震应力触发机制
杨耀, 曹安业, 刘耀琪, 白贤栖, 王常彬, 薛成春, 王强
基于LIBS技术的岩石矿物–强度转换模型及单轴抗压强度的快速批量测试与应用
张庆贺, 王晓蕊, 王传兵, 李维国, 宫凤强, 章新生, 李井国
微波辅助双压头冲击岩石类材料的细观–宏观分析
王鹏, 岳中文, 徐胜男, 高丹, 任猛, 李阿康, 刘伟俊
03
安全科学与工程
松软煤层无水化增透理论及技术发展趋势
刘勇, 张汶定, 陈长江, 魏建平, 徐向宇, 张宏图, 南勤聪, 校朋伟
含瓦斯煤与水之间接触动态演化特性及微观机制
岳基伟, 韩奇峻, 梁跃辉, 石必明, 申晓静, 郑梦浩, 张明月, 廖杰, 王辰
煤矿井下锂离子蓄电池热失控燃爆风险防控技术研究现状与挑战
姚勇征, 王奕渊, 周福宝
C12H25–(HG)亲水基团对无烟煤润湿影响的试验和分子模拟
张江石, 贾宏福, 任晓锋, 王亚南, 张琪, 佟林全, 王彦辉
04
煤与煤系气地质与勘查
大宁−吉县区块深部煤层气井排采制度研究与实践
陈明, 王大猛, 余莉珠, 孙俊义, 冯鑫, 张康, 古现锋, 王立伟, 尹泽松, 张欢
低产煤层气井无机矿物泡排酸蚀解堵特性
张惜图, 胡胜勇, 冯国瑞, 赵瑞锦, 范雯莉, 李国富, 武玺
石墨烯对高硫煤厌氧发酵产H2S的影响机制
赵文杰, 苏现波, 赵伟仲, 周艺璇
鄂尔多斯盆地南部三叠系页岩和侏罗系富油煤生烃动力学差异及其原位共采的温度条件
郑瑞辉, 鲍园, 张枝焕, 袁轩
煤显微组分对成炭过程及储钠行为的影响
何润东, 郭行, 孙仲超, 李文翠
05
煤炭加工与利用
热分析获取锅炉内煤着火特性——Part Ⅱ:本征反应动力学
刘洋, 石泽正, 陈朝帅, 苟皓语, 陶继业, 徐世明, 余波, 赵培涛, 傅培舫, 周怀春
基于激光诱导击穿光谱技术的碱金属Na定量检测
沈思劼, 李驰, 周王峥, 王珍珍, 严俊杰, 侯宗余, 王哲, 出口祥啓
比表面积N2吸脱附法在牛粪颗粒及其高效燃烧产物表征中的特性
赵萌, 侯卜瑛, 梁渊超, 刘晓英, 武林杰, 焦小龙, 兰兴博
回转窑内煤粉–烟气混合燃烧特性
赵楠, 刘鹏, 马梓舰, 胡仁国, 刘安洲
06
煤矿机电与智能化
基于多元变分模态分解与改进小波阈值的矿用电缆局放去噪方法
曹继元, 王彦文, 陈鹏, 周暄, 朱伟雄, 张一赫, 王乐
基于结构和纹理感知的井下低光照自监督图像增强方法
潘杉, 于挺, 陈伟, 田子建, 岳中文
基于多环嵌套的矿山车辆铰接系统差动折腰转向控制策略
吉志勇, 武仲斌, 任志勇, 张瑞亮, 王铁