《煤炭学报》“交叉·前沿”专栏_中国煤炭行业知识服务平台

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《煤炭学报》“交叉·前沿”专栏

来源：煤炭学报

自2021年第1期开始，《煤炭学报》增设“交叉·前沿”栏目，主要刊登煤炭行业及相关领域的交叉融合和前沿基础研究成果，以及新理论、新概念、新方法及其在本领域的创造性应用的理论和技术成果。

行业视野: 煤炭学报
类别; 95个
关键词; 104位
专家; 20篇
论文; 34836IP
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基于井下生态保护的煤矿职业健康防护理论与技术体系

作者(Author)：顾大钊, 李全生

摘要：职业健康是人类社会发展过程中的焦点问题。煤矿采掘活动伴生的粉尘、尾气、噪声等恶化了井下生态环境。由于井下空间有限，仅靠人工通风难以快速将污染空气稀释至清洁空气的标准，对人员健康等均有不同程度的损害，甚至引发尘肺病。针对煤矿生产过程中尘肺病防治难，且从业人员众多的问题，分析了我国尘肺病治理现状;以煤矿井下生态保护为基础，系统分析了采掘过程中产尘途径和井下人员工作及设备运行环境，阐释了井下生态的概念及内涵，提出了以开发前规划、开发中保护、开发后利用为内涵的煤矿井下生态全生命周期保护利用理念;形成了以采掘源头降尘、除尘，扩散过程控尘及增强人员有效防护的“源头控尘-扩散降尘-有效防护”的系统防护模式;建立了基于开采源头减尘、降尘的煤矿开采规划布局及开采工艺优化的井下生态保护与高可靠、轻量化、智能化个体防护装置有机结合的煤矿职业健康防护技术体系。提出了基于源头减尘降尘的煤炭开采布局、煤层高效注水增润、高效环保抑尘降尘剂、干式高效过滤除尘、液压支架架间局部密闭隔尘、采煤机尘源自动跟踪喷雾降尘、难密封尘源高效捕收，综掘机气液联动吸风喷雾降尘等煤矿井下生态保护关键技术。研究工作为降低煤矿井下粉尘、改善井下作业环境提供借鉴。

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煤炭学报

2021年第03期

777

416
一种废弃矿井地热资源再利用系统研究

作者(Author)：浦海, 卞正富, 张吉雄, 许军策

摘要：废弃矿井的再利用对矿业产业的可持续发展起着至关重要的作用。矿井废弃后仍赋存着丰富的资源，有潜在的积极用途，尤其是大量可再生地热资源的产生有着巨大的应用前景。论文分析了国外废弃矿井地热资源开采与利用现状，并提出了一种废弃矿井地热资源利用循环系统模型，该系统利用顶板垮落后采空区的储水优势，能够充分利用废弃矿井地热、水及空间资源，进行清洁能源的生产，避免了矿井废弃后资源的浪费与次生灾害的发生，同时可有效地降低温室气体排放和环境污染。研究结果表明：倾向长度350 m，走向长度4 000 m，高度6 m近水平工作面采空区的储水能力约为580 000 m3，静态储能约为5 200 MWh；考虑不同地层采空区的温度特性，设置冷热源水库，整个系统运行时功率可达8.4 MW，年供能约24 960 MWh，可约为250 000 m2住宅空间进行有效的供暖或制冷。与传统化石能源煤炭相比，系统运行时每年可减少约为7 812 t二氧化碳的排放，碳排放系数仅为0.072 kgCO2/kWh，降低了81%以上。此外，相关部门应建立健全废弃矿井的管理机构，提前做好矿井关闭前再利用计划。同时，矿业企业要做好再利用的技术储备与措施，实现废弃矿井的再利用，推动采矿区域环境恢复和经济复苏。该研究成果有助于为地热资源丰富、矿业发达区域利用废弃矿井地热资源提供有意义的参考。

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煤炭学报

2021年第02期

1793

1681
再论废弃矿井利用面临的科学问题与对策

作者(Author)：袁亮, 杨科

摘要：在经济发展新常态和供给侧改革背景下，关闭/废弃矿井数量逐年增多，仍遗留大量可开发利用资源，开展关闭/废弃矿井资源开发利用意义重大。目前，相关研究工作仍相对滞后，难以系统解决遗留能源资源及地下空间开发利用等方面存在的科学问题和技术瓶颈。基于山西省关闭/废弃矿井资源禀赋与开发现状分析，结合关闭/废弃矿井遗留煤炭地下气化、遗留煤层气地面抽采、地下空间储能储物等重大需求，亟需研究关闭/废弃矿井能源资源协同综合利用评价方法、固-液-气及应力-位移-渗流-温度等多相多场动态演化机制、复杂遗留空间煤层气运移规律与储集成藏机理、复杂岩体多场耦合作用机理及稳定性控制等四个关键科学问题，攻克关闭/废弃矿井能源资源协同利用安全与风险评价技术、遗留煤炭地下气化炉构建及气化工艺、遗留煤层气资源地面抽采与利用、地下储库（储水、储油、储气等）库容探测与防渗等四项关键核心技术。基于矿井全生命周期绿色利用科学理念，以白家庄煤矿为例，提出了山西省关闭/废弃矿井遗留资源和空间资源“能源化、资源化、功能化”协同利用综合性解决方案，创新了“政产学研用金”协同机制为基础的关闭/废弃矿井能源资源精准开发与利用新模式。

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煤炭学报

2021年第01期

2163

2085
原位改性流体化采矿科学、技术与工程

作者(Author)：赵阳升, 梁卫国, 冯子军, 冯增朝, 杨栋

摘要：为了解决传统方法难以有效开发非常规地质资源能源问题，提出了原位改性流体化采矿方法，即在原位对矿体进行物理、化学性态改造，实施矿物的流体化开采的一种新型采矿方法，系统介绍了这一新型采矿方法的概念与内涵、科学理论、技术原理与关键技术、工程应用领域等核心内容。其突出内涵是在原位，采用物理与化学方法改造矿体与矿物，改造后的矿体多孔化、矿物流体化、矿物提质改性，实现矿物流体化开采。根据矿体性态变化特征，原位改性流体化采矿问题可分为残留骨架和无残留骨架两类问题。科学理论主要包括固流热化学耦合作用下矿体物理与力学特性演变规律、两类问题的固流热化学耦合的非线性理论模型。技术原理包括原位改性流体化采矿的适用性判据、物理改性原理和化学改性原理。建立的三维孔隙裂隙双重介质逾渗理论是该方法适用性确定的主要依据。概括介绍了覆盖的工业与工程领域及其相应的原位改性流体化采矿技术、工程的发展现状及其展望，这些工业与工程领域包括煤层气、盐矿、油页岩、放射性及有色金属矿产、天然气水合物、低变质煤、干热岩地热等。原位改性流体化采矿方法将有力推动极为广泛的、新型的、下一代非常规地质资源能源的清洁高效开发。

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煤炭学报

2021年第01期

2580

2143