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| 內容簡介： |
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。
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| 目錄：
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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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| 內容試閱：
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前言
煤炭是我国的主体能源和重要工业原料。国 家统计局2019年统计显示 ，全国煤炭产能38.5 亿t，同比增长4%，占能源消耗总量57.7%。 2019年中国进口煤峰会透露，目前我国大型矿井 产能占比80%以上，千万吨矿井完成产能6.7亿t ，占到全国产能的近五分之一。鄂尔多斯盆地煤 炭资源丰富，已是我国建成的大型矿井和超大型 矿井的集中区，亿吨级优质煤产能的国家煤炭供 给中心。进入21世纪，随着煤炭供给侧结构改革 和全球对资源绿色开采和清洁利用需求的增长， 对矿井原煤产品质量提出了更高要求，科学进行 块煤增产和开采粒级控制，调节国家煤炭基地终 端产品结构，提质增效，成为增加晋、陕、内蒙 古国家基地优质煤炭资源供给，提高社会环境和 企业经济总效率的重要方法。随着我国大型煤矿机械化、智能化水平的不 断提高，矿井块煤产出率却并没有因产能增长而 同步增加，却面临了块煤产出率同比降低的难题 。根据陕北、内蒙古地区的***基地56对大型 矿井的实际统计，现有矿井实现块煤销售率平均 为15%，最终产出粒径小于6mm的粉煤率超过57% ，导致块煤源头产能不足，市场供需的矛盾凸显 。究其本质，在于对块煤增产和开采粒级控制方 法的研究不足，缺少综合提高块煤产出率的有效 技术支撑。随着我国能源消费结构的调整，寻求 、探索一种高产、高效的块煤增产方法，已是我 国煤炭绿色开采和清洁利用，提高供给侧产品质 量，服务社会，增加环境和经济效益的当务之急 。因此，块煤开采的意义是：一方面在从大型矿 井生产源头实现清洁开采，提质增效，节能降耗 的同时，提高块煤率，增加煤炭资源的开发价值 ；另一方面以市场需求和增加产品价值为导向， 从供给侧改革开采方法，为工业应用及煤化工转 换提供清洁原料，最终实现煤炭绿色开采和清洁 利用。该技术为解决超大型矿井择优提高块煤率 、提升设备工艺效益、降低块煤限下率，实施从 煤炭开采的源头、储运与转化应用各环节的一整 套绿色开采战略目标奠定了基础，为大型煤炭基 地绿色开采提供了全新的技术方法，特别是对我 国晋、陕、内蒙古侏罗纪煤田国家开发基地煤炭 开采、转化、利用和可持续发展具有重要的支撑 价值和现实意义。因此，依托国家大型煤炭开发基地，研究提 高块煤产出率问题，分析千万吨级矿井系统提高 块煤供给的制约因素，建立大型矿井块煤增产和 开采粒级控制的理论模型，研究大功率高强度开 采中煤粒块度增产方法和限下率控制规律，建立 大型矿井系统的块煤增产理论与创新应用技术， 是晋、陕、内蒙古侏罗纪煤炭开发基地实现绿色 开采和煤产品结构改革、提质增效面临的重大需 求和关键问题。随着煤炭供给侧结构深化改革，绿色开采和 清洁高效利用是煤炭能源经济发展的现实选择。 20世纪中期以后，煤粒块体作为洁净煤技术 （clean coal technology，简称CCT）的重要 组成部分得到全世界的重视。美国首先提出的 CCT，就是指在煤炭的开发、加工和利用的全过 程中旨在减少污染、提高能源利用效率的加工、 燃烧、污染控制等技术的总称。1986年美国率先 实施了国家洁净煤技术示范计划（clean coal technology demonstration program， 简称CCTDP）。之后，欧洲共同体国家推出了 煤炭《未来能源计划》。日本开发了提高煤炭利 用效率与转化技术等洁净煤方法。1995年，我国 成立国家洁净煤技术领导协调小组，组织煤炭清 洁生产和利用的技术攻关。之后明确提出了我国 洁净煤技术发展的四大领域和14项关键技术，包 括型煤技术在内的我国洁净煤技术得到了迅速的 发展。2006年我国通过《煤炭产品品种和等级划 分》（GBT 176082006）将煤炭块度粒级划 分为9个不同等级标准，分别对应国民经济行业 指导利用，如清洁燃烧、煤造气工业方面。同时 ，针对不同煤质的煤产品需求，如无烟煤，指导 开发不同的煤粒产品。按照煤炭块度粒级需求， 标准对不同煤炭终端产品粒度提出了建议。2015 年国家能源局在印发的《煤炭清洁高效利用行动 计划（20152020年）》中明确提出了煤炭清 洁高效利用目标。北京市要求2017年底全市范围 内实现无煤化；山东省淄博市人民政府下发的《 2016年全市推广使用洁净型煤和兰炭实施方案》 更是细分到各个区县必须完成的具体指标。在煤 炭消费总量控制、国家气候承诺、节能技术进步 及再生能源利用率提升的背景下，十三五期 间国内煤炭市场年需求量仍平均在35亿t左右， 涉及国民经济七大基础行业的块煤消耗量为3.5 亿t规模，相当于原煤总量的10%；同时十三五 末我国煤转化利用将新增原料块煤2亿t。陕、 内蒙古优质块煤资源是国内的主要供应来源，按 照块煤产能4亿t计算，该区块煤产出率需接近原 煤总产能的50%，这是个难题。同时，有1.5亿t 块煤产能需要非主力煤种配箱完成。显然，难以 满足消费市场的需求。21世纪初，随着晋、陕、内蒙古地区的国 家基地煤炭绿色开采和清洁高效利用需求的增长 ，以及国家大型矿井大功率高强度
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