基础研究

  • 煤矸石大粒径粗骨料比例对充填膏体性能影响的试验研究

    刘音;李金平;路瑶;周煜明;

    为了研究充填体中煤矸石大粒径粗骨料所占比例对充填体性能的影响,利用破碎煤矸石、粉煤灰和水泥制成充填膏体,其粗骨料中大粒径粗骨料占质量比例为0,5%,10%,15%,20%。分别测试了其坍落度,初、终凝时间以及养护1d,3d,7d,28d后的单轴抗压强度。试验结果表明:大粒径粗骨料比例对充填膏体的流动性能具有较大影响,在质量浓度一定的情况下,随着大粒径粗骨料比例的增加,充填膏体流动性能变差,采用试验条件的骨料配比时,充填膏体坍落度由226mm减小到176mm,而充填膏体初、终凝时间基本不变;充填膏体试件早期强度受其影响不大,而后期强度随着大粒径的比例增加而呈准线性增加的趋势,最大达到4.018MPa。综合分析可知15~25mm粗骨料粒径颗粒比例为15%时,充填膏体性能最好。

    2016年05期 v.21;No.132 1-3+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 534K]
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  • 两柱与四柱综放支架对顶煤二次破碎效果分析

    方树林;刘坤;刘前进;

    为研究两柱和四柱综放支架对顶煤的二次破碎效果,采用ANSYS仿真模拟手段分析了支架反复支撑对顶煤的破坏机理,并得出了两种综放支架在不同硬度煤层条件下的顶煤破坏高度。结果表明:随着支架反复支撑次数的增加,顶煤的破坏范围和破坏程度均加大,四柱式综放支架对顶煤的破坏效果优于两柱式综放支架,而端面控顶效果不如后者。对于坚硬或特厚煤层综放开采建议优先选用四柱综放支架,当顶煤的实际厚度大于综放支架对顶煤的最大破坏高度时,需对顶煤采取弱化措施。

    2016年05期 v.21;No.132 4-7+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K]
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地质与勘测

  • 小线框瞬变电磁仪探测煤矿采空区参数试验研究与应用

    孙林;

    针对探测煤矿采空区常用的大线框瞬变电磁仪需要布设较大的线框,野外施工复杂,采集时采用磁探头接收,抗干扰能力差等问题,采用具有受地形起伏影响小,抗干扰能力强,铺设线框简单等优点的小线框瞬变电磁仪。通过对小线框瞬变电磁仪探测采空区的参数进行试验研究,并应用于实践,以及与传统大线框瞬变电磁仪探测结果进行对比分析,结果表明,采用小线框瞬变电磁仪探测煤矿采空区也能取得良好的效果。

    2016年05期 v.21;No.132 8-10+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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  • 煤层厚度变化的透射槽波探测技术

    李刚;

    为解决工作面内煤层厚度变化对煤矿采掘部署、生产计划、采出率的影响问题,首先分析了煤层厚度变化的地质原因及主要探测手段;其次,在介绍槽波探测理论的基础上,采用3D正演模拟方法对工作面内部煤层厚度变化情况进行了研究,证明了透射槽波探测煤层厚度的可行性;最后,采用透射槽波探测技术对黄陵某矿工作面内部煤层厚度变化情况进行了探测,查明了工作面煤层厚度变化情况。探测结果表明透射槽波探测技术能够有效探查工作面内部的煤层厚度变化,为矿井安全开采提供有效技术支撑。

    2016年05期 v.21;No.132 11-13+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K]
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开采技术与装备

  • “三软”厚煤层综放开采采出率影响因素及规律分析

    张浩;徐学锋;李正可;

    以新郑煤电公司11208工作面开采地质条件为背景,对煤炭损失构成进行了系统分析,结果表明:三软厚煤层综放开采的采出率主要受煤柱宽度、底煤厚度和底煤过渡角等因素影响。在综放开采中减小煤柱宽度和底煤厚度,适当增加底煤过渡角,可大大提高综放开采采出率。

    2016年05期 v.21;No.132 14-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 784K]
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  • 松散含水层下提高开采上限研究与实践

    陈喜恩;

    基于井田已有地质、水文资料和第四系水文地质补充勘探的基础上,吸收国内类似水体下开采的实践经验,分析研究了提高开采上限压煤区的水文地质、开采条件。通过研究与实践,工作面第一分层已安全地采出第四系松散含水层下0.618Mt煤炭,结果表明采用合理的开采方法缩小防水煤柱,提高开采上限,对解放全区水体下压煤具有十分重要的意义。

    2016年05期 v.21;No.132 18-20+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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  • 孤岛开采对矿井通风系统的影响性研究

    刘晓玲;宋海燕;陈继涛;

    针对某煤矿孤岛A工作面回采后孤岛面供风困难、向邻近采空区C的漏风量增加、矿井局部巷道阻力显著增大等问题,对矿井通风基础数据进行测定分析与模拟,建立可靠的风网解算模型;利用计算机网络模拟软件对孤岛A工作面回采后矿井通风系统进行模拟解算,根据解算结果制定孤岛A工作面回采后矿井通风系统优化方案。由此,对孤岛开采下的矿井通风系统通风困难及采空区火灾防治提供了技术指导。

    2016年05期 v.21;No.132 21-23+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
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  • 矿用液压支架支护质量综合监测保障系统设计与实现

    侯刚;

    为了及时全面地掌握和了解工作面液压支架支护质量,采用了矿用液压支架支护质量综合监测保障系统,通过液压支架姿态无线微功耗自供电实时监测、液压支架受力状态无线微功耗自供电实时监测、液压支架支护质量实时监测与预警、液压支架支护质量综合保障信息四部分实现了对液压支架姿态、初撑力、循环末阻力、周期来压、支护质量、保障信息等方面内容的显示、不合理使用和隐患预警。结果表明通过该系统实现了对矿用液压支架支护质量全面、综合性地监测和保障,保证了综采工作面液压支架安全、高效、长寿命地使用。

    2016年05期 v.21;No.132 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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  • 高压大流量乳化液泵站可靠性分析与研究

    李然;贾琛;叶健;刘昊;沈罗丰;王伟;徐鹏;苏哲;

    基于材料强度学、动力学、摩擦学、振动学、计算流体动力学等理论,采用有限元、流体仿真、液压系统仿真等计算机仿真技术,结合创新的工艺和高精加工方法,攻克了大功率低速重载传动技术和大通径快速响应泵头技术,并通过耐久性、超载及变频低速等可靠性试验的考核,成功研制出高压大流量乳化液泵站。研制的泵站在伊泰酸刺沟煤矿6上111面36MPa的超高应用环境下进行了工业性试验,试验结果表明:泵站运行可靠稳定,故障率明显低于国内同类产品。

    2016年05期 v.21;No.132 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 921K]
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  • 刮板输送机中部槽关键部件磨损形貌及影响因素分析

    史志远;

    针对刮板输送机中部槽磨损严重造成故障多发的情况,调研了典型煤矿用户、生产企业、维修现场及检测检验中心等刮板输送机相关单位,根据现代摩擦学理论、交互作用原理及疲劳损伤理论,结合中部槽结构组成及使用工况,对调研获得的磨损样槽资料进行了研究,总结出了中部槽的基本磨损形貌,并从不同类型的工况环境中分析出了形成中部槽磨损状态的重要影响因素。

    2016年05期 v.21;No.132 33-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K]
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  • 2000L/min安全阀特性试验装置的研制

    赵忠辉;

    为了满足2000L/min安全阀的试验要求,解决试验技术与装备制约大流量安全阀技术进步的难题,在500L/min,1000L/min安全阀试验技术的基础上,研究了额定流量稳定输出时间控制、压力梯度控制等关键技术,研制了液压支架用安全阀特性试验装置,系统输出流量2000L/min以上,满足了GB25974.3-2010关于压力-流量特性试验的要求,填补行业空白。

    2016年05期 v.21;No.132 36-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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巷道支护理论与技术

  • 保护层下倾斜煤层回采巷道布置位置的研究

    贺增源;

    煤层开采引起的应力集中会造成底板的破坏,底板应力场及破坏深度是决定近距离煤层巷道位置的重要因素。结合谢一矿4671B4工作面回采巷道的具体地质力学条件,采用滑移线场理论计算确定了上保护层B6煤开采后的最大底板破坏深度和上层煤柱塑性区影响范围。使用FLAC3D数值模拟软件分析不同位置下巷道围岩的力学特征及机巷和风巷的最大位移量,对工程实践中采用内错式的布置方式的合理性进行验证。

    2016年05期 v.21;No.132 40-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 510K]
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  • 深孔高强锚注技术在深井巷道修复中的应用

    郝笑甜;

    为研究深孔高强锚注加固技术在深井巷道修复中所发挥的作用,基于淮南潘一矿东区11-2采区轨道上山实际地质条件,辅助电子窥镜观测技术对该区域支护失效及围岩破坏原因进行分析,提出采用深孔高强注浆锚索进行巷道修复的技术方案。通过采用多点位移计、电子窥镜等观测手段进行监测,结果表明:深孔高强锚注加固技术能够有效控制巷道围岩变形、充填破碎围岩;采用锚注支护后,巷道顶板及两肩窝变形量最大约为1~2mm,巷道变形得到了有效控制;深孔高强锚注加固技术对松动范围和松动程度都比较大的应力集中区巷道围岩具有良好的加固修复作用。

    2016年05期 v.21;No.132 44-47+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1821K]
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  • 连采工作面支巷围岩破坏特征及控制技术研究

    张蓓;

    基于连采工作面支巷围岩变形破坏情况的现场实测,通过数值模拟计算,对同一区段回采过程中和不同区段顺序回采后支巷围岩的应力演化规律进行了研究,得到了围岩变形破坏的薄弱部位和关键因素,提出了连采工作面支巷围岩强化控制技术。研究结果表明:本工作面与上工作面采动影响叠加导致支巷围岩应力分布呈现出不对称性,而采硐煤柱可将顶板的长跨度变为连续的短跨度,进而减弱支巷应力集中程度。通过提高支护强度和增加采硐煤柱尺寸,可增加围岩应力的均匀性,有效控制围岩薄弱部位的突发性破坏,实现围岩的稳定性控制。

    2016年05期 v.21;No.132 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K]
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  • 大断面厚顶煤巷道围岩控制技术研究

    徐祝贺;李永明;杨玉亮;

    分析了大断面厚顶煤巷道围岩难支护的原因为围岩破坏不确定性强、围岩变形破坏严重。通过理论分析、数值模拟研究了煤巷的破坏特征,提出采用具有"柔性"的锚杆和具有"刚性"的锚索联合支护技术,并运用数值模拟对支护方案的主要参数进行了研究。结合生产地质条件确定了煤巷的支护方案,现场实践表明该支护技术能有效控制大断面煤巷变形,支护效果较好。

    2016年05期 v.21;No.132 52-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 879K]
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  • 切顶卸压沿空留巷之复合型顶板的定向聚能切缝技术

    汤朝均;宋润权;宋立兵;胡建平;郭鹏飞;

    针对12201工作面切顶卸压沿空留巷项目中复合型顶板岩层间隔分明、岩性差异大的特点,提出了聚能管间隔空气柱装药的方式进行定向聚能切缝爆破,并首次在此类项目中采用孔内摄像仪对切顶孔爆破前后孔内岩性和裂隙进行记录、对比的方法验证切缝效果,解决了因复合型顶板导致的定向聚能切缝效果差的难题,确保了切顶卸压沿空留巷项目的成功应用。

    2016年05期 v.21;No.132 56-58+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K]
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  • 深井车场大型三角形交岔点破坏机理及加固方法研究

    王强;褚晓威;

    针对潞安深部矿井李村矿车场大型三角形交岔点持续变形的情况,采用数值模拟分析变形破坏特征为三角剪切破坏严重,岩柱完整核区小,交岔点处顶板张拉破坏严重。采用既能注浆又能锚固的注浆锚索复合加固方式,提高或恢复浅部破坏区内的围岩强度,能够控制围岩的持续变形。井下试验表明该种加固方式下,交岔点附近区域围岩的变形逐渐稳定,并不再增加,达到预期加固效果。

    2016年05期 v.21;No.132 59-63+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2010K]
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特殊采矿与矿区环境治理

  • 河流下断层煤柱区残采工作面安全开采分析

    张玉军;

    以权家河煤矿河流下断层煤柱区残采回采为例,在分析确定5329残采工作面覆岩类型的基础上,预计了断层存在条件下的导水裂缝带高度,对地面河流和第四系含水层这一复合水体留设了防水安全煤岩柱,并确定了合理开采厚度,根据河流与工作面、断层的空间关系,在回采的不同阶段留设了不同的断层煤柱。研究结果表明:针对5329工作面埋深浅的条件,采高控制在2.3m的条件下能满足留设防水煤柱岩柱的要求;在距切眼120m阶段,开采该阶段需要留设的断层煤柱尺寸不小于21m,120~停采线阶段,需要留设的最小断层煤柱尺寸为72.5m,才能保证安全回采。

    2016年05期 v.21;No.132 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K]
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  • 沙吉海煤矿厚煤层综放开采覆岩破坏特征研究

    李东发;宋业杰;李磊;

    应用室内相似材料模拟和地表钻孔实测方法,对沙吉海煤矿侏罗系中统厚煤层综放开采的覆岩破坏特征进行研究,实测得出了该矿B10煤层开采的覆岩破坏高度,明确了采动裂缝发育的基本特征。研究表明,B10煤层开采的覆岩破坏最大高度可以按照裂采比13.59、垮采比3.80进行预计。研究结论可为沙吉海煤矿及新疆地区类似条件矿井受水害威胁煤炭资源的安全回收提供可靠的数据支撑。

    2016年05期 v.21;No.132 68-70+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 621K]
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  • 基于StaMPS技术的矿区开采沉陷监测与分析

    李达;邓喀中;陈华;杨俊凯;高明章;

    针对DIn SAR技术易受时空失相关、大气相位延迟等影响的问题,采用Sta MPS方法对12景ALOS PALSAR数据进行时序处理。首先获取了采动区边缘区域2012-2014年的非线性时序沉降量,在工作面边缘地区走向方向和倾向方向各选取若干点,提取各点的时序沉降量进行时序分析,掌握了采动区在不同时间段里的地表下沉情况。实验表明Sta MPS技术可为矿区的开采沉陷监测与分析提供新的手段。

    2016年05期 v.21;No.132 71-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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矿山压力与灾害控制

  • 水力压裂在酸刺沟煤矿初次放顶中的应用

    冯彦军;周瑜苍;刘勇;李渊;王志超;马冰;段书武;

    针对酸刺沟煤矿4号煤与6号煤顶板岩层与工作面初采特点,分析顶板岩层水力压裂的分层弱化与初次垮落特点。通过观察顶板岩层结构和监测水力裂缝扩展、水压变化以及顶板垮落情况,确定钻孔与压裂参数。研究结果表明:采用单孔多次压裂方法可有效弱化、分层顶板,顶板分层、分区域、分次及时垮落,保证工作面初采安全;对于4号煤顶板,压裂钻孔间距为10m,水压为10~20MPa;对于6号煤顶板,压裂钻孔间距为8~10m,水压为13~30.8MPa。与爆破强制放顶方法相比,水力压裂初次放顶法更为安全、合理。

    2016年05期 v.21;No.132 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 基于微震监测的综放工作面覆岩“两带”高度确定

    杜涛涛;

    为了实现微震监测确定综放工作面覆岩垮落带、裂缝带高度的目的,为综放工作面的"两带"研究提供依据,通过微震监测,分析了"两带"微震事件分布特征,确定了"两带"高度,经地面钻孔探测,验证了微震监测覆岩"两带"高度的可行性。研究表明:现场微震监测了垮落带岩层"裂隙产生—裂隙扩展—岩层断裂—岩层垮落"的过程,以微震事件分布密集且分层集中为主要特征;裂缝带岩层"裂隙产生—裂隙扩展—岩层断裂"的过程,以微震事件分布不集中,自下而上逐渐减少甚至消失为特征;同一属性岩层微震事件具有明显的分层特征,低位分层微震事件集中、高位分层微震事件明显减少的特征,综合利用微震事件分布及分层集中特征作为判断"两带"的重要依据,分析得到垮落带的高度为109m,裂缝带岩层高度246~380m。微震监测"两带"高度较实测结果有些偏差,但基本可以满足现场需要。

    2016年05期 v.21;No.132 79-82+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1840K]
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  • 高应力区巷道掘进矿压综合防治方法探究与实践

    徐元强;吴学松;

    针对高应力区巷道掘进困难、易发生冲击矿压的难题,运用FLAC3D对巷道掘进过程中应力演变进行模拟,结合区域构造实际,分析了冲击矿压发生的原因,从技术与管理两个层面入手,提出了以立体、多方位、长短孔差异爆破综合卸压方案和《掘进工作面矿压安全管理"十禁令"安全管理办法》为核心的高应力区巷道掘进矿压综合防治方法,并进行实践应用,该方法提高了掘进工效,极大地降低了冲击矿压次数,有效控制了冲击矿压的破坏程度,实现了工作面安全掘进。

    2016年05期 v.21;No.132 83-85+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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  • 崔木煤矿动静载联合作用下冲击地压防治技术

    林青;纵峰;李根;王涛;秦子晗;

    针对崔木煤矿21306工作面在掘进和回采期间频繁发生冲击显现的问题,通过数值模拟和微震监测,确定了崔木煤矿冲击地压发生的动静载主控因素,并提出了相对应的防治措施。研究结果表明:采掘工作面静载荷主要来源于侧向支承压力、超前支承压力和构造应力三者叠加,而坚硬厚层顶板的活动断裂为主要动载荷源,动静载荷联合作用时极易发生冲击地压。基于此,从降低煤体内的集中高应力和避免顶板悬顶两个方面着手,制定了大孔径钻孔卸压和顶板深孔预裂爆破相结合的防治方案,实施结果表明通过对两种载荷采取对应措施,有效降低了冲击危险,保障了21306工作面的安全回采。

    2016年05期 v.21;No.132 86-88+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K]
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  • 残余瓦斯含量法在测定瓦斯抽采有效半径中的应用研究

    公衍伟;姬鹏锦;韩真理;解庆雪;

    根据瓦斯抽采有效半径测定方法的研究现状及各种方法优缺点的分析结果,提出残余瓦斯含量法测定抽采有效半径,并以林华煤矿9号煤层为例进行了现场测定,得到不同抽采时间对应的抽采有效半径,为合理布置抽采钻孔间距提供了科学依据,提高了瓦斯抽采效率,降低瓦斯抽采成本。

    2016年05期 v.21;No.132 89-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • 贫煤孔隙特征及其对瓦斯解吸的影响

    王军;

    为了研究贫煤孔结构特征对瓦斯解吸规律的影响,采用低温液氮吸附法针对5个贫煤煤样的纳米级(<100nm)孔隙结构进行了分析。同时根据瓦斯解吸实验,将实验结果与煤的孔隙结构特征相结合,分析纳米级孔隙结构对煤体瓦斯解吸的影响。结果表明:贫煤的小孔(10~100nm)和微孔(<10nm)发育,微孔主要占据了孔隙的比表面积,决定瓦斯解吸特性,在相同平衡压力条件下,瓦斯解吸量随比表面积的增加而增加,呈现出较好的线性关系;孔比表面积是影响解吸量的主要因素,而孔容与瓦斯解吸量的关系不明显。研究结果对煤矿瓦斯涌出量预测具有重要意义。

    2016年05期 v.21;No.132 92-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]
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  • 含水岩层下向穿层钻孔瓦斯预抽技术研究

    周成刚;申茂良;朱亚林;

    为解决地质构造复杂,煤层顶底板岩层含水条件下,下向瓦斯预抽受岩层水影响较严重的问题,提出一种注浆防水工艺和新型式的下向钻孔封孔技术。结合某实验矿井的地质情况,通过实验室研究和现场实验配制特效的注浆浆液,根据现场测定的注浆有效半径,合理布置注浆防水钻孔,并对下向抽采钻孔采用新型的封孔技术。通过瓦斯抽采效果对比分析,结果表明,岩层水所带来的不利影响得到较好地解决,封孔效果良好,抽采浓度和纯量均有很大幅度地提高。

    2016年05期 v.21;No.132 95-97+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 济宁三号煤矿采场顶板离层水对生产的影响

    李新凤;白锦琳;

    详细介绍了研究区地质与水文地质条件,对济宁三号煤矿3上煤顶板离层水形成条件及对生产的影响进行了研究;提出了采用导流孔和截流孔来防治离层水突水。结果表明:井田部分区域3上煤导水裂缝带上部岩组由厚层中细砂岩及泥岩交叉互层构成,3上煤顶板砂岩富水性较好,具备离层水形成条件,且以静水压涌突水为主。井田西区3上煤导水裂缝带顶板泥岩分布的大部分区域泥岩厚度小于安全临界厚度17.9m,开采受离层水影响,今后开采西区3煤时应注意离层水害的影响。

    2016年05期 v.21;No.132 98-100+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
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经济技术与管理

  • 基于平衡计分卡的煤矿综合绩效考核体系及系统实现

    李睿哲;谭章禄;

    以S煤业公司为背景,在分析其绩效管理现状及问题的基础上,以平衡计分卡为理论指导,通过专家评判法、头脑风暴法及层次分析等方法的运用,制定了S煤业战略地图,确定其考核要素、考核指标及其权重,以及明确了考核主体、对象等问题,从而构建了基于平衡计分卡的综合绩效考核体系框架,并以部门绩效考核及个人绩效考核2个视角对其进行了详细阐述,最终运用信息化技术建立了综合绩效考核系统,实现了S煤业绩效考核工作的科学性与有效性。

    2016年05期 v.21;No.132 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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青年论坛

  • 急倾斜煤层工作面液压支架压力监测系统设计

    孙学波;

    针对在线矿压监测系统在急倾斜综采工作面布线复杂、系统不稳定等问题,设计了一种基于低功耗无线传感器的液压支架压力监测系统。该系统以低功耗TI单片机MSP430为主控CPU,通过无线射频芯片SI4463实现无线压力数据传输,结合TD-Mesh无线网络协议,实现对急倾斜工作面的液压支架压力数据进行采集、存储、显示、无线路由及发送等操作。测试结果表明,该系统数据测量精确,具有很高的可靠性,适合在急倾斜工作面环境下应用。

    2016年05期 v.21;No.132 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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