煤炭开采粒级控制理论与应用

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作者:
出版社: 科学出版社
2021-02
版次: 1
ISBN: 9787030570925
定价: 198.00
装帧: 其他
开本: 16开
纸张: 纯质纸
  • 本书是有关大型现代化矿井块煤增产开采理论与技术方面的专著。以国家大型煤炭开发基地为例,采用煤炭产品供给侧结构分析和绿色开采与清洁利用思想,通过大型矿井块煤增产实践和理论成果的系统研究,提出了块煤增产和开采粒级控制新概念、新原理和新方法,建立了大型矿井块煤增产开采新方法与现代生产系统块煤的限下率控制新技术,构建了煤炭开采块煤增产理论与技术体系。通过在五个矿区大型矿井的开采工业试验,提高了块煤率,改善了煤产品质量,降低了生产成本,取得了显著的社会效益、生态环境效益与经济效益。
       书中内容涉及岩石力学与采矿、煤炭利用与加工等交叉新技术和系统管理理念,可供从事煤炭开采、加工、利用等领域科研工作者、技术人员和管理者参考,也可作为研究生的参考用书。 第一篇  理论与技术

    第1章  绪论

     1.1  理论的产生、发展与形成

     1.2  块煤粒级控制的内容

     1.3  块煤粒级控制的系统

     1.4  需求推动与工程应用

     参考文献

    第2章  硬煤的物理力学性质

     2.1  硬煤的物理性质

       2.1.1  宏观物性特征

       2.1.2  微观物性特征

       2.1.3  煤体理化特征

     2.2  硬煤的力学性质

       2.2.1  硬煤变形性质

       2.2.2  硬煤破碎强度

     2.3  煤层结构裂隙分类

       2.3.1  煤层裂隙分类

       2.3.2  煤层裂隙分形

    第3章  压裂块煤开采方法

     3.1  矿压对煤层的破碎作用

       3.1.1  综采工作面煤体裂隙演化机理

       3.1.2  综放工作面煤体裂隙演化机理

     3.2  水压裂技术

       3.2.1  煤岩水压裂机理

       3.2.2  水压预裂弱化原理

       3.2.3  裂化煤层渗透性

       3.2.4  煤层压裂能量转化与释放

       3.2.5  水压裂化工艺

       3.2.6  压裂液清洁材料

       3.2.7  煤层压裂装备

     3.3  气压裂化技术

       3.3.1  气压裂化类型

       3.3.2  气压裂化原理

       3.3.3  气压裂化对煤岩体作用特征

       3.3.4  气压裂化工艺

     3.4  冲击破煤技术

       3.4.1  脉冲水破煤原理

       3.4.2  高压电脉冲破煤原理

       3.4.3  机械冲击破煤原理

       3.4.4  爆破冲击破煤原理

       3.4.5  冲击破煤裂化工艺

     3.5  混合裂化技术

       3.5.1  混合裂化原理

       3.5.2  混合裂化工艺

     3.6  煤层破碎性评价及分类

       3.6.1  煤层破碎性分类

       3.6.2  煤层破碎分级影响因子

       3.6.3  煤层破碎影响因子与分形维数的关系

    第4章  压裂煤层矿压显现规律

     4.1  压裂煤层矿压观测

     4.2  压裂煤层矿压显现

       4.2.1  上覆岩层结构与分类

       4.2.2  压裂煤层矿压分区

       4.2.3  煤层顶底板分类

     4.3  压裂煤层顶板控制

       4.3.1  压裂煤层支护围岩关系

       4.3.2  压裂煤层开采煤壁控制

       4.3.3  压裂煤层顶板管理方式

    第5章  块煤采煤机原理

     5.1  块煤采煤机概念

     5.2  综采块煤开采工艺

       5.2.1  滚筒采煤机块煤开采工艺

       5.2.2  开采装备配套

       5.2.3  块煤开采支护工艺

     5.3  块煤采煤机的原理

       5.3.1  截煤理论

       5.3.2  截槽间距分析

       5.3.3  块煤采煤机工作原理

       5.3.4  切削图与块煤率

     5.4  块煤采煤机性能

       5.4.1  普氏系数对可截割性的影响

       5.4.2  截割阻抗对可截割性的影响

       5.4.3  煤体物性对可截割性的影响

       5.4.4  煤体裂隙对可截割性的影响

       5.4.5  切削面积对可截割效率的影响

     5.5  块煤采煤机技术参数

       5.5.1  煤质参数

       5.5.2  煤机参数

     5.6  块煤采煤机开发

       5.6.1  截齿受力与滚筒负荷波动

       5.6.2  采煤机参数改进

       5.6.3  块煤滚筒的结构特征

       5.6.4  块煤滚筒的制造

       5.6.5  装备样机

     5.7  块煤采煤机运行工况

       5.7.1  块煤采煤机运行速度

       5.7.2  块煤采煤机截割阻力

       5.7.3  块煤采煤机比能耗

       5.7.4  块煤采煤机截割速度

       5.7.5  块煤采煤机切削面积

    第6章  块煤破坏与止损控制

     6.1  块煤结构模型与运动仿真

       6.1.1  块煤结构模型

       6.1.2  块煤颗粒碰撞仿真分析

       6.1.3  煤流模型及运动

       6.1.4  煤流粒块破坏

     6.2  煤流颗粒系统的能量分析

       6.2.1  弹性势能的变化

       6.2.2  表面能的变化

       6.2.3  塑性势能的转化

       6.2.4  辐射能

       6.2.5  动能

     6.3  破碎准则

       6.3.1  运动颗粒的能量平衡

       6.3.2  块煤破裂规律

       6.3.3  块煤破碎准则

     6.4  煤流转载块煤止损方法

       6.4.1  煤流转向中的止损方法

       6.4.2  下跌煤流的止损方法

       6.4.3  煤流出口的止损方法

       6.4.4  溜煤摩擦止损方法

     6.5  仓储系统块煤止损方法

       6.5.1  仓储止损

       6.5.2  仓储参数优化

       6.5.3  仓储块煤止损控制

    第7章  长壁综合机械化采煤工作面煤层预裂块煤开采技术

     7.1  长壁综合机械化采煤工作面煤层预裂块煤开采方案

       7.1.1  单排平行张拉孔间隔脉冲压裂预裂方案(STPF)

       7.1.2  双排“三角”平行剪切孔脉冲压裂方案(DSPF)

       7.1.3  混合长孔压-剪混合预裂方案

       7.1.4  多排“扇形”脉冲预裂方案

     7.2  煤层预裂块煤开采技术工艺

       7.2.1  技术工艺流程

       7.2.2  煤层预裂工艺

       7.2.3  采煤工艺优化

       7.2.4  采煤设备改造

       7.2.5  矿压利用

       7.2.6  转储系统改造

     7.3  工艺参数

       7.3.1  实施压裂工艺参数

       7.3.2  采煤工艺优化参数

       7.3.3  采煤设备参数

       7.3.4  矿压利用参数

       7.3.5  转储系统设计

     7.4  效果监测

       7.4.1  常规监测

       7.4.2  压裂监测

       7.4.3  效果监测

    第8章  机械化工作面煤层爆破块煤开采技术

     8.1  块煤开采爆破技术

       8.1.1  常规爆破工艺

       8.1.2  气体爆破工艺

     8.2  块煤开采爆破技术方案
  • 内容简介:
    本书是有关大型现代化矿井块煤增产开采理论与技术方面的专著。以国家大型煤炭开发基地为例,采用煤炭产品供给侧结构分析和绿色开采与清洁利用思想,通过大型矿井块煤增产实践和理论成果的系统研究,提出了块煤增产和开采粒级控制新概念、新原理和新方法,建立了大型矿井块煤增产开采新方法与现代生产系统块煤的限下率控制新技术,构建了煤炭开采块煤增产理论与技术体系。通过在五个矿区大型矿井的开采工业试验,提高了块煤率,改善了煤产品质量,降低了生产成本,取得了显著的社会效益、生态环境效益与经济效益。
       书中内容涉及岩石力学与采矿、煤炭利用与加工等交叉新技术和系统管理理念,可供从事煤炭开采、加工、利用等领域科研工作者、技术人员和管理者参考,也可作为研究生的参考用书。
  • 目录:
    第一篇  理论与技术

    第1章  绪论

     1.1  理论的产生、发展与形成

     1.2  块煤粒级控制的内容

     1.3  块煤粒级控制的系统

     1.4  需求推动与工程应用

     参考文献

    第2章  硬煤的物理力学性质

     2.1  硬煤的物理性质

       2.1.1  宏观物性特征

       2.1.2  微观物性特征

       2.1.3  煤体理化特征

     2.2  硬煤的力学性质

       2.2.1  硬煤变形性质

       2.2.2  硬煤破碎强度

     2.3  煤层结构裂隙分类

       2.3.1  煤层裂隙分类

       2.3.2  煤层裂隙分形

    第3章  压裂块煤开采方法

     3.1  矿压对煤层的破碎作用

       3.1.1  综采工作面煤体裂隙演化机理

       3.1.2  综放工作面煤体裂隙演化机理

     3.2  水压裂技术

       3.2.1  煤岩水压裂机理

       3.2.2  水压预裂弱化原理

       3.2.3  裂化煤层渗透性

       3.2.4  煤层压裂能量转化与释放

       3.2.5  水压裂化工艺

       3.2.6  压裂液清洁材料

       3.2.7  煤层压裂装备

     3.3  气压裂化技术

       3.3.1  气压裂化类型

       3.3.2  气压裂化原理

       3.3.3  气压裂化对煤岩体作用特征

       3.3.4  气压裂化工艺

     3.4  冲击破煤技术

       3.4.1  脉冲水破煤原理

       3.4.2  高压电脉冲破煤原理

       3.4.3  机械冲击破煤原理

       3.4.4  爆破冲击破煤原理

       3.4.5  冲击破煤裂化工艺

     3.5  混合裂化技术

       3.5.1  混合裂化原理

       3.5.2  混合裂化工艺

     3.6  煤层破碎性评价及分类

       3.6.1  煤层破碎性分类

       3.6.2  煤层破碎分级影响因子

       3.6.3  煤层破碎影响因子与分形维数的关系

    第4章  压裂煤层矿压显现规律

     4.1  压裂煤层矿压观测

     4.2  压裂煤层矿压显现

       4.2.1  上覆岩层结构与分类

       4.2.2  压裂煤层矿压分区

       4.2.3  煤层顶底板分类

     4.3  压裂煤层顶板控制

       4.3.1  压裂煤层支护围岩关系

       4.3.2  压裂煤层开采煤壁控制

       4.3.3  压裂煤层顶板管理方式

    第5章  块煤采煤机原理

     5.1  块煤采煤机概念

     5.2  综采块煤开采工艺

       5.2.1  滚筒采煤机块煤开采工艺

       5.2.2  开采装备配套

       5.2.3  块煤开采支护工艺

     5.3  块煤采煤机的原理

       5.3.1  截煤理论

       5.3.2  截槽间距分析

       5.3.3  块煤采煤机工作原理

       5.3.4  切削图与块煤率

     5.4  块煤采煤机性能

       5.4.1  普氏系数对可截割性的影响

       5.4.2  截割阻抗对可截割性的影响

       5.4.3  煤体物性对可截割性的影响

       5.4.4  煤体裂隙对可截割性的影响

       5.4.5  切削面积对可截割效率的影响

     5.5  块煤采煤机技术参数

       5.5.1  煤质参数

       5.5.2  煤机参数

     5.6  块煤采煤机开发

       5.6.1  截齿受力与滚筒负荷波动

       5.6.2  采煤机参数改进

       5.6.3  块煤滚筒的结构特征

       5.6.4  块煤滚筒的制造

       5.6.5  装备样机

     5.7  块煤采煤机运行工况

       5.7.1  块煤采煤机运行速度

       5.7.2  块煤采煤机截割阻力

       5.7.3  块煤采煤机比能耗

       5.7.4  块煤采煤机截割速度

       5.7.5  块煤采煤机切削面积

    第6章  块煤破坏与止损控制

     6.1  块煤结构模型与运动仿真

       6.1.1  块煤结构模型

       6.1.2  块煤颗粒碰撞仿真分析

       6.1.3  煤流模型及运动

       6.1.4  煤流粒块破坏

     6.2  煤流颗粒系统的能量分析

       6.2.1  弹性势能的变化

       6.2.2  表面能的变化

       6.2.3  塑性势能的转化

       6.2.4  辐射能

       6.2.5  动能

     6.3  破碎准则

       6.3.1  运动颗粒的能量平衡

       6.3.2  块煤破裂规律

       6.3.3  块煤破碎准则

     6.4  煤流转载块煤止损方法

       6.4.1  煤流转向中的止损方法

       6.4.2  下跌煤流的止损方法

       6.4.3  煤流出口的止损方法

       6.4.4  溜煤摩擦止损方法

     6.5  仓储系统块煤止损方法

       6.5.1  仓储止损

       6.5.2  仓储参数优化

       6.5.3  仓储块煤止损控制

    第7章  长壁综合机械化采煤工作面煤层预裂块煤开采技术

     7.1  长壁综合机械化采煤工作面煤层预裂块煤开采方案

       7.1.1  单排平行张拉孔间隔脉冲压裂预裂方案(STPF)

       7.1.2  双排“三角”平行剪切孔脉冲压裂方案(DSPF)

       7.1.3  混合长孔压-剪混合预裂方案

       7.1.4  多排“扇形”脉冲预裂方案

     7.2  煤层预裂块煤开采技术工艺

       7.2.1  技术工艺流程

       7.2.2  煤层预裂工艺

       7.2.3  采煤工艺优化

       7.2.4  采煤设备改造

       7.2.5  矿压利用

       7.2.6  转储系统改造

     7.3  工艺参数

       7.3.1  实施压裂工艺参数

       7.3.2  采煤工艺优化参数

       7.3.3  采煤设备参数

       7.3.4  矿压利用参数

       7.3.5  转储系统设计

     7.4  效果监测

       7.4.1  常规监测

       7.4.2  压裂监测

       7.4.3  效果监测

    第8章  机械化工作面煤层爆破块煤开采技术

     8.1  块煤开采爆破技术

       8.1.1  常规爆破工艺

       8.1.2  气体爆破工艺

     8.2  块煤开采爆破技术方案
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