摘要：众所周知,煤炭不是直接裸露在地球表面等着人们去开采的,而是埋藏在地表之下,由专业技术人员进行设计和开采。煤炭开采方法有很多,常见的是井工开采和露天开采。所谓煤炭露天开采,就是先移走煤层上面的表土和岩石,使煤炭敞露地表后再进行开采的方法。移去表土和岩石的过程称为剥离,采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常采用台阶分层、自上而下逐层开采的方式,在空间上形成阶梯状。

摘要：我国存在大量的煤炭与天然气重叠赋存资源,出于对资源开采效率的要求,大量的煤与天然气重叠资源需要在同一时空内同步开采,传统的煤与天然气开采理论与技术难以满足协同开采出现的技术难题,煤与天然气协同开采的进程受到了严重制约。基于此,结合国内煤与天然气重叠赋存情况对煤与天然气协同开采进行了科学定义,总结了已有可借鉴的煤与天然气开采技术和相关理论。建立了天然气井近场岩体力学理论、天然气近场围岩耦合损伤理论、“围岩–水泥环–套管”耦合损伤理论、煤与天然气协同开采垂直场围岩耦合损伤理论,揭示了煤与天然气协同开采围岩的耦合损伤机理,为煤与天然气技术体系的构建提供了理论基础。提出了“煤与天然气协同开采技术”“煤炭开采通过废弃井技术”和“天然气近场小煤柱留设技术”3项技术以及“协同开采分区规划系统”“透明地质与生产信息动态监测系统”和“煤与天然气协同区安全监测与评价系统”三大系统,为煤与天然气协同开采提供技术支持,提高煤炭与天然气资源的开采效率。在此基础上,构建了煤与天然气协同开采的理论与技术体系,明确了煤与天然气协同开采未来的研究重点,提出了我国煤与天然气资源安全、绿色、高效协同开采的技术路径与研究方向。

摘要：针对新时期下我国煤炭资源安全稳定供给难题,系统分析了煤炭资源存在的开发供给不均衡、需求变化不确定等矛盾,剖析了提升煤炭高质量稳定供给能力存在的主要问题,提出了煤炭智能柔性开发供给技术体系与建设思路。系统分析了煤炭智能柔性开发供给体系的技术内涵与特征,提出了综合考虑煤矿生产能力柔性系数与煤炭运销能力柔性系数的煤炭开发供给柔性度的概念,采用运筹学等方法建立了煤炭智能柔性开发供给响应模型,基于物联网、区块链等技术建设全国煤炭供需监测预警平台(中心),采用分布式技术对煤炭全产业链数据进行监测分析,预测煤炭开发供给柔性度,确定由煤矿、运销中心和消费区组成的供应链最优供给方案。分析了构建煤炭智能柔性开发供给体系的核心要素,研究了基于全国煤炭供需监测预警平台(中心)的煤炭智能柔性开发供给支撑技术体系,主要包括生产端支撑技术、运输端支撑技术、消费端支撑技术与基础平台支撑技术,提出了煤炭智能柔性开发供给运行模式。

摘要：分析了我国综合机械化的发展历程,总结了在机械化开采方面从引进、消化、吸收再到发展创新的成功经验,认为:①我国煤矿机械化开采历经50 a发展,大体可分为3个阶段,即探索阶段(20世纪70—80年代)、大发展阶段(20世纪90年代)和全面突破阶段(21世纪初至今);②在工作面煤机装备发展理念方面,20世纪80,90年代总体是突出经济实用型,21世纪初至“十二五”末期,煤机装备突出重型化和高可靠性,以达到装备效益的最大化,“十三五”至今,煤机装备向智能化、无人化方向发展,以实现工作面设备集群的智能感知和协同控制;③采煤方法与工艺依然是煤矿机械化发展的基础,任何采煤方法或工艺的变革都会促进煤机装备产业的升级换代,甚至脱胎换骨的进步,而煤机装备是采煤方法与工艺的载体,因此采煤方法与工艺研究依然是煤矿开采的基础和根本;④尽管我国煤机装备的整体水平有了巨大提高,但在关键元部件、材料、工艺、整机可靠性方面,与国际先进国家依然存在一定的差距;⑤煤矿智能化是煤炭行业发展的必然趋势,是煤炭科技工作者的理想和努力方向,但其前提必须是装备要具有高可靠性,而且采煤工艺的可操作性与岩层控制的定量化理论也是智能化实现的基础;我国煤矿机械化的发展历程表明,煤机装备的研发和应用应立足于采煤方法与工艺的不断创新,适合煤炭赋存特点的多样化机械化开采模式也是我国煤炭科技发展的必由之路。

摘要：针对煤层爆破卸压造成冲击地压巷道支护失效、大变形等问题,采用现场试验和研究分析的方法,揭示了爆破对巷道支护的损伤效应,提出了冲击地压巷道"爆破卸压-支护加固"协同防控理念原则及实现路径。结果表明:煤层爆破具有"增塑、降载、耗能"的卸压减冲作用,但也会产生"围岩劣化、支护衰减、结构失稳、巷道变形"等不利影响。坚持爆破卸压解危优先、巷道损伤最低的防控理念,"卸-支"辩证统一,协同双效。一旦爆破对支护造成过大损伤,需要进行补强支护,重塑稳定的巷道支护结构和承载能力。"卸-支"协同防控原则包括:归一原则、统筹原则、精准原则、有序原则。"卸-支"协同防控实现路径为:确定巷道冲击危险区域—煤层爆破卸压设计—爆破卸压施工与监测—爆破卸压效果及围岩损伤效应评价—爆破参数优化及巷道支护重塑。

摘要：能源安全是国家安全与稳定发展的基石,能源高质量发展是国家经济长期增长的基本保障。文章分析俄乌冲突、美国能源统治和我国能源消费增长刚性需求等复杂国内外形势影响,以及我国能源转型发展的不确定性,总结其对我国能源发展和能源安全的战略要求;立足我国能源结构和资源禀赋,建立以化石能源为基础的自主可控、安全可靠的综合能源保障体系,发展多渠道能源开发和能源储备,制定支撑能源转型低碳发展的战略思路和技术路线;提出建立现代能源与矿业治理体系平台及拓扑图和构成:5G能源专网、能源与矿业大数据人工智能处理平台、区块链能源与矿业产业协作监管平台、省级和国家级监管中心,推进建立能源产业全方位安全观与现代能源矿业治理体系,为我国能源高质量发展和能源安全提供保障。

摘要：基于巷道支护对冲击地压防治的重要性以及冲击地压巷道支护技术研究的迫切性,从冲击地压巷道支护理论与技术、主要支护形式和支护材料方面总结了近10年来我国冲击地压巷道支护技术取得的重要研究成果,并从冲击地压巷道支护机理、防冲思维、支护技术的实用性、监测技术、智能化采掘等方面对冲击地压巷道支护技术的发展方向进行了展望。

摘要：为了研究断层对开采沉陷影响机制,将工作面开采对覆岩的扰动视为应力波在岩层介质中的传递,建立了应力波在软弱岩层和坚硬岩层间双向传递的应力表达式。采用理论和数值计算分析了软弱岩层介质对应力波传递的影响,揭示了断层对覆岩移动变形和应力传递阻隔机制并通过相似模拟进行验证,最后利用数值计算分析了不同断层特征参数对覆岩移动变形阻隔作用的影响程度。结果表明:工作面开采产生的应力波波速越大,采动对覆岩的扰动越大;断层带岩体作为破碎带存在,应力波在断层带岩体多重反射作用下穿过断层带后波速下降明显,开采盘与非开采盘应力波最大波速之比为4.68~35.61,断层对采动应力传递具有阻隔效应,覆岩移动变形主要发生在开采盘;由于应力波穿越断层后在浅部波速衰减小于深部,浅部断层带岩体先于深部断层带岩体发生非连续变形;断层特征参数对覆岩移动变形传递阻隔作用排序为断层带宽度>断层落差>断层倾角>断层带岩体内摩擦角>断层带岩体黏聚力。

摘要：为贯彻落实八部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》(发改能源﹝2020﹞283号),科学规范有序开展煤矿智能化建设,国家能源局、国家矿山安全监察局制定出台了《煤矿智能化建设指南(2021年版)》(以下简称《指南》)。为了帮助读者正确领会《指南》的核心要义,推动煤炭企业更好落实煤矿智能化建设的主体责任,确保实现《指南》中露天煤矿智能化建设的总体目标,现对《指南》中露天煤矿部分的相关内容进行解读。

摘要：煤炭是实现清洁高效利用的最经济、最可靠的能源,煤炭资源的智能、安全、高效开发与低碳清洁利用是实现我国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。基于我国煤矿智能化初级阶段的发展要求,开展了煤矿智能化技术体系研究和工程建设,进行了智能化煤矿顶层设计研究,以"矿山即平台"的理念将智能化煤矿整体架构分为设备层、基础设施层、服务层与应用层,实现煤矿生产、安全、生态、保障的智能化闭环管理。针对智能化煤矿存在的信息孤岛问题,开展了多源异构数据建模、特征提取与数据挖掘等技术研究,研发了基于数据驱动的信息实体建模与更新技术;研究了智能化煤矿高精度三维地质模型构建方法,通过在刮板输送机上布设巡检机器人与三维激光扫描仪,将三维激光扫描数据与地质模型数据、采煤机位姿数据、采煤机摇臂截割数据进行有效融合,获取采煤机的实时截割曲线,通过比对采煤机实际截割曲线与地质模型的煤岩层分界面曲线,实现基于地质模型动态更新的煤层厚度自适应截割控制方法;研发了工作面采掘接续智能设计技术,实现了接续工作面图纸、规程、规范的智能设计,大幅降低了采掘接续过程中的重复劳动;研究了掘锚一体机的位姿检测与导航技术、自动打锚杆技术、自动铺网技术、巷道三维建模与质量监测技术,探索了基于远程视频监控的巷道智能高效掘进技术与装备;以"有人巡视,无人操作"为特征的智能化开采工作面在全国逐渐推广应用,开展了基于三维地质模型动态更新的采煤机自适应截割技术研发与实践,在部分矿区取得较好的试验效果。分析了智能分选技术、智能辅助运输技术、5G通信技术在煤矿井上下应用存在的技术难点及解决的技术路径,从技术研发角度系统分析了制约智能化煤矿建设的关键技术难题。详细阐述了神东煤炭集团、兖矿集团、同煤集团、阳煤集团、淄矿集团、新汶矿业集团等国内大型煤炭生产企业现阶段在智能化煤矿建设中取得的阶段性成果,从技术研发与现场实践相结合的角度分析了智能化煤矿建设过程中存在的主要技术难题与发展方向。同时对煤矿智能化标准体系进行研究,提出了煤矿智能化标准体系框架,起草制定了"智能化煤矿分类、分级技术条件与评价指标体系"、"智能化综采工作面分类、分级评价技术条件与指标体系"等相关标准,为智能化煤矿建设提供标准支撑。