矿井智能化建设与开采生产

  • 金谷矿充填工作面旋转开采技术研究与应用

    崔守慧;岳炜;秦小卫;

    针对山西古县金谷矿11号煤层受老窑采空破坏区、地面村庄建筑物等影响,回采工作面不规则布置须旋转开采的难题,以11101充填工作面为工程背景,运用理论分析和现场实测的方法对充填工作面旋转开采技术进行了研究。为提高转采的安全性和实施效率,提出了在工作面旋转末端的11101胶带顺槽转角处北侧提前施工配巷的转采技术方案,安全高效地实现了48°~50°大角度旋转开采。施工转采配巷的方式适合金谷矿11号煤层回采面转采工程,成功应用于11101充填工作面,并在全矿得到推广,大大提高了煤炭回采率和矿井生产效率。

    2024年07期 v.42;No.287 1-5+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K]
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  • 高地应力厚煤层综放面切顶留巷关键技术应用研究

    夏刘云;

    针对古汉山矿原工作面之间留一定宽度的煤柱,在开采时存在资源浪费、巷道应力集中支护困难、采掘接续紧张等问题,综合运用理论、模拟以及现场试验等手段方法,提出切顶留巷技术。结果表明,切顶后采空区侧基本顶随采随落,矸石及时支撑覆岩并抑制其回转下沉。提出利用锚索强化顶帮结构,确保沿空留巷的稳定。沿空留巷后帮部收缩量为485 mm,顶底板收缩量为686 mm,底鼓量达500 mm,底鼓较大的主要原因是留有1~2 m的底煤,底板强度偏低。经简单卧底修复后能够达到二次使用的要求,为厚煤层放顶煤开采条件下实施沿空留巷技术提供科学参考。

    2024年07期 v.42;No.287 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2007K]
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  • 工作面过断层区施工方案及支护技术优化

    张鑫禹;

    针对五阳煤矿7521工作面过7521~(-2#)逆断层期间受断层牵引影响,断层下盘煤体下移,工作面迎头揭露岩体断面大、硬度高,采煤机强行破岩时回采效率低、破岩量大、设备故障率高等技术难题,通过对过断层回采方案进行对比分析,提出了“旋转回采+俯斜回采”联合回采工艺,并对俯斜回采顶板采取“超前管棚注浆+柔性纤维网+玻璃钢梯形梁”联合支护技术。应用效果表明:采用俯斜回采工艺后,断层区可减少破岩量为2784 m~3,减少设备维修费用达27.9万元,回采速度提高至4.8 m/d;采取联合支护后工作面端面距减小至0.3 m,煤壁片帮长度减小至1.6 m,片帮深度减小至0.5 m以下,支架初撑力及工作阻力提高至98%以上,取得了显著应用成效。

    2024年07期 v.42;No.287 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K]
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  • 煤柱群回采沿空掘巷护巷煤柱尺寸研究

    王远东;徐大龙;顾伟;

    以赵庄煤矿五盘区煤柱回收工作面为研究背景,通过理论计算得到了沿空掘巷煤柱的留设尺寸应不小于4.1 m,并采用数值模拟对掘巷及回采期间不同宽度煤柱的围岩应力及塑性区进行了分析,数值模拟方案设计了4 m、5 m、6 m、17 m、18 m、19 m、20 m及25 m共8种煤柱尺寸留设方案,最终确定了煤柱的最优合理尺寸为19 m。现场矿压监测结果表明,留设宽度为19 m的护巷煤柱且进行合理支护后,沿空巷道围岩稳定性得以提高,可以满足工作面安全生产要求,实现五盘区残余煤柱的安全高效回收。

    2024年07期 v.42;No.287 17-22+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K]
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  • 综放孤岛工作面过空巷安全技术研究

    潘瑞;徐大龙;顾伟;

    针对岳城矿大巷煤柱回收工作面在回采过程中面临过空巷的技术难题,空巷内会出现顶板压力大、冒顶严重等问题,影响工作面的正常回采,以岳城煤矿大巷煤柱回收工作面为研究背景,通过理论计算得到了空巷支护强度应大于6.03 MPa,并采用数值模拟对不同支护强度下巷道的顶板应力及位移进行了分析,确定了当顶板支护强度达到7 MPa及以上时,空巷顶板下沉量可以控制在合理的范围内。空巷支护采用木垛支护,采用数值模拟对不同支护排距下空巷的顶板应力及位移进行了分析,确定选取0.7 m排距、1.5 m×3 m×3 m的联锁木垛可以满足综放工作面过空巷段的支护要求。现场矿压监测结果表明,当空巷顶板支护强度达到7 MPa及以上时,可以满足工作面安全生产要求,实现岳城矿大巷煤柱回收工作面的安全高效回采。

    2024年07期 v.42;No.287 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2012K]
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  • 膏体充填开采影响下南副井煤柱留设模拟分析

    张勇;王振亭;陈文;

    由于矿井煤炭资源储量日趋枯竭,为延长矿井服务年限、确保膏体充填开采对南副井无影响,矿井决定采用膏体充填开采技术,在对南副井无影响前提下,回收33采区工广压煤部分煤炭资源。通过实施岩体内部各岩层影响边界值数值模拟,并参照地表岩移观测与地表钻孔岩移观测成果,垂直剖面法采用综合移动角代替第四系45°与基岩移动角设计井筒保护煤柱,符合煤层基岩与第四系移动规律,利用垂直断面法、数值模拟方法设计并确定南副井保护煤柱。按设计南副井保护煤柱布置的膏体充填开采工作面,概率积分法变形预计表明,采后对南副井无影响。

    2024年07期 v.42;No.287 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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  • 特厚煤层切顶卸压小煤柱迎采掘巷技术研究

    曹志勇;

    韩家洼煤矿煤柱留设以往均采用30 m,严重浪费了宝贵的煤炭资源。以韩家洼煤矿22401和22402两个工作面为研究对象,通过应用极限平衡理论对现状分析和科学计算,确定采用6 m区段小煤柱,辅助预裂爆破切顶卸压技术,强制切断22401采空区与相邻工作面的顶板联系,阻断采空区顶板压力传递,减弱对相邻迎掘巷道的采动影响,加强22402回风顺槽支护质量和迎采补强措施,保证小煤柱下22402回风顺槽迎掘安全质量,为同类型矿井迎采掘进提供参考。

    2024年07期 v.42;No.287 36-40+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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  • 全煤掘进巷道顶板冒漏机理及支护技术

    申梦飞;

    王庄煤矿106运巷掘进期间顶板破碎、冒漏,导致顶板维护难度大、支护失效率高、掘进效率低。从煤层赋存、集中应力、支护强度以及掘进工艺等方面,分析了巷道顶板破碎冒漏机理,提出了“注浆锚索加固+人工假顶+密集工字钢棚”联合支护技术。应用效果表明:冒漏区顶板采取联合支护8 d后,顶板趋于稳定,最大下沉量为175 mm,两帮煤柱收敛量降低至250 mm,巷道在后期掘进中未出现冒漏事故,联合支护能够有效控制顶板冒漏范围扩大,约束围岩变形、破碎现象,取得了显著应用成效。

    2024年07期 v.42;No.287 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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  • 大倾角长壁采场煤矸互层顶板稳定性研究

    苏建栋;

    针对梨园河矿25213工作面大倾角、煤矸互层顶板赋存不稳定、强度低、易失稳的条件,研究在不同工作面长度和倾角下的运移规律,并分析硬夹矸层、中硬夹矸层及软硬夹矸层在不同厚度下对支承压力产生的影响。通过现场矿压监测发现,煤矸互层顶板下支架工作呈阻力较低、受载不稳定等特点,针对性设计了提高支架工作阻力、带压擦顶移架,浅截取、深保护,跟机插顶等稳定性控制措施,有效提高了各区支架平均工作阻力,减少了煤矸互层顶板架前漏冒次数,漏冒次数减少了约53%,倾倒次数减少了约52%。

    2024年07期 v.42;No.287 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
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  • 大埋深锚网索巷道支护参数优化

    王大威;

    板集煤矿现开采5煤层,埋深较大。针对顺槽巷道的顶板支护盲目增加锚索支护密度,增加到一定程度后所起到的效果提升不够明显,会加速顶板岩层风化、浪费支护材料及人力、后期巷道维护工程量大等问题。采用数值模拟沿5煤顶板、5煤中间、5煤底板三种掘进方式,对巷道支护参数进行设计、验算,提出了三种支护方案。采用数值模拟进行支护效果分析,沿5煤顶板掘进时顶板变形量最小,便于后期巷道维护;当锚杆间排距900 mm×900 mm、顶板锚索间排距1800 mm×1800 mm进行支护后,巷道围岩得到有效控制,能够有效减少锚索支护材料的消耗。巷道掘进支护后对巷道布置两个测站采集数据分析验证,达到了巷道围岩得到稳定控制的效果,节约66.7%的支护锚索施工。

    2024年07期 v.42;No.287 51-56+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K]
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灾害防治与职业健康

  • 综采工作面采空区漏风规律分析及治理措施

    付晓光;徐士龙;祝传军;

    113_上05工作面为孤岛工作面开采,两巷与采空区留设煤柱仅5 m,煤柱容易压裂、压酥,采空区漏风通道复杂,自然发火防治问题严重。通过对113_上05回采采空区漏风特性的研究,找出了采空区的漏风通路及漏风倾向,应用充填滞留覆盖剂防治采空区漏风,首先采用压差和能位测定方法定性分析采空区的漏风源与漏风汇,采用SF_6示踪法探测采空区漏风的发展趋势及规律,最后采用充填滞留覆盖剂治理技术对采空区漏风进行防治并测定封堵效果。结果表明,采用充填式封隔式封严工艺,有效地控制了113_上05综采面采空区的漏风,降低了采空区遗留煤的自燃危险,从而确保了113_上05综采工作面的安全生产。

    2024年07期 v.42;No.287 57-61+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K]
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  • 良庄煤矿通风系统可靠性预警指标体系的构建

    马群;

    针对良庄煤矿通风系统不够合理、减灾抗灾能力较差,不能达到矿井灾害防治的要求,运用系统工程的观点,构建通风系统可靠性预警指标体系,提出了对矿井通风系统分区式监测管理方法。该方法将矿井通风系统开采区域划分为三个安全分区进行矿井通风系统逻辑分析,分析关键分支选取原则和方法,确定10条关键分支;利用粗糙集-神经网络的方法,给出关键分支关键测点的预警指标值。研究结果对于保障矿井的安全高效开采具有重要的理论与现实意义。

    2024年07期 v.42;No.287 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K]
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  • 德泉煤矿1-2煤层房柱区火灾治理技术应用

    张建荣;

    针对德泉煤矿1~(-2)煤层房柱采空区存在遗煤自燃的风险,为了降低火区对下煤层工作面回采影响,提出堵漏风、注浆灭火和边界封堵综合治理方案,注浆灭火效果明显。研究结果表明:根据采空区高温区域情况,布置的灭火注浆钻孔和注浆封堵钻孔合理,能有效地抑制火区的发育;现场钻孔窥视实测发现高浓度泥浆能够堆积到巷道顶板附近,表明黄泥灌浆的流动性好,覆盖范围广;基于管道风机和预埋束管的方法,对火区及周边采空区内的真实气体进行了气体监测和温度监测,气体温度、CO浓度数值及其稳定时间均满足火灾熄灭要求,表明现场取得了良好的灭火和堵漏风效果。

    2024年07期 v.42;No.287 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K]
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  • 煤层钻孔瓦斯渗流特性研究

    郭敏;

    针对阳泉新宇岩土工程有限责任公司Ⅱ7_224S工作面7_2煤层瓦斯抽采问题,建立穿层钻孔抽采瓦斯三维几何模型,研究分析钻孔抽采方案中孔周围瓦斯渗流特征,煤层应力分布特点、渗透率变化情况、钻孔有效抽采半径,结合孔群联合抽采方式和抽采叠加效应的影响,合理规划抽采钻孔的孔距,对采空区及煤矿巷道附近的瓦斯排放带宽度进行研究,仿真结果表明采空区及煤矿巷道附近的瓦斯排放带宽度分别为22.3 m、28.1 m。结果表明:钻孔抽采30 d有效半径为0.87 m,90 d有效半径为1.5 m;实际测得巷道周围瓦斯排放带宽度为25 m宽,采空区周围瓦斯排放带宽度为30 m宽,与模拟结果接近。

    2024年07期 v.42;No.287 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1709K]
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  • 碾焉煤矿8号煤层瓦斯抽采系统优化

    孙佳磊;

    为了降低矿井巷道掘进工作量,提高资源的回收率,碾焉煤矿8号煤层采用了沿空留巷的采煤技术方法,相较于传统采煤工艺其瓦斯运移规律有所不同。为了解决新的采煤方法所带来的瓦斯灾害问题,针对邻近层瓦斯涌出量较大的问题,通过对回采工作面采出后上覆岩层“三带”分布特征分析,提出利用高位钻孔抽采邻近层瓦斯,通过现场试验确定了抽采钻孔施工的相关参数,同时优化了新、老采空区瓦斯抽采方法及技术参数。通过现场试验8103工作面邻近层瓦斯采用高位钻孔抽采后抽采量为12.39 m~3/min,采用现采空区插管法抽采后现采空区抽采量为15.77 m~3/min,回采工作面瓦斯抽采率为57.15%。抽采优化研究提高了碾焉煤矿8号煤层瓦斯抽采效率,抽采效果及抽采浓度均达到预期效果。

    2024年07期 v.42;No.287 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1864K]
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  • 长水平孔超前水力压裂治理巷道顶板技术研究

    仝晓军;渠文钟;

    针对特厚煤层工作面回采期间伴随强矿压显现、巷道超前影响范围大、矿压剧烈、不易维护的问题,以同忻煤矿8311工作面2311巷为工程研究背景,采用长孔水力压裂原理,通过优化水力压裂参数制定了长孔水力压裂方案。结果表明:采取长水平孔超前水力压裂措施后,超前采动压力强度和范围明显降低,并且0~20~#支架处工作面支架阻力降低,悬顶能够及时垮落;改善了巷道围岩应力环境,有效降低了两侧采空区顶板岩层向工作面端头巷道传递应力的等级,巷道围岩变形降低60%以上;改善了工作面端头以及回采前方巷道应力结构,来压强度明显减弱,起到了调控巷道应力等级的目的,从而实现工作面安全高效回采。

    2024年07期 v.42;No.287 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K]
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机械电气与自动化

  • 基于组合赋权法的采煤机健康状态评估模型构建设计研究

    韩新明;

    为解决采煤机健康状态评估过程中存在的监测参数冗余、状态评估指标不合理,导致评估准确率低的问题,干河煤矿从采煤机基本组成结构入手,使用灰色关联分析法确定故障与指标的关联性,设置关联度阈值,筛选关键指标,构建采煤机健康状态评估体系;使用组合赋权法完成健康状态评估模型建立,进行指标数据无量纲化处理、计算指标权重;根据灰色聚类评估白化权函数构建采煤机健康状态评估模型,得到采煤机健康状态,对健康状态评估模型进行验证,将截割部数据提取后完整导入进行筛选,然后将数据导入采煤机健康状态评估模型完成健康评估,对比层次分析法、熵权法、组合赋权法评估结果的准确度。结果显示,组合赋权法评估结果的准确度最高,达到85%。

    2024年07期 v.42;No.287 89-92+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K]
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  • 采煤机螺旋滚筒工作性能优化分析

    业巧云;

    针对王村煤业使用的MG2×55/250-BW型采煤机因经常发生螺旋滚筒叶片磨损损耗而造成企业停产、生产成本居高不下等问题,采用三维建模分析与离散元数值模拟分析的方法对采煤机滚筒与叶片进行了模拟仿真分析,通过对叶片进行模拟,得出叶片所受的侧向力最小,截割阻力居中,牵引阻力最大,叶片受到的主要磨损为摩擦磨损,叶片齿根、外缘以及尾部位置磨损最为严重。通过对叶片磨损因素分析,得出采煤机滚筒转速的影响程度大于坚固系数,大于采煤机牵引速度,大于滚筒叶片螺旋升角。通过对采煤机工作性能多目标优化分析,得出煤机最优参数牵引速度为4.23 m/min,坚固性系数为3.5,滚筒转速为80.65 r/min,螺旋升角为11.56°。依据不同的煤层夹矸进行了采煤机自适应截割控制系统设计,运用该系统王村煤业装煤率上升了1.8%,螺旋叶片因磨损更换的数量下降了15.7%,年产值上升1380万元,符合相关优化分析要求。

    2024年07期 v.42;No.287 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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  • 变频电磁除垢装置在李楼煤业的研究与应用

    贾永;苑小光;龙成;

    李楼煤业能源中心能源站循环系统设备和管道内部易产生腐蚀、结垢,造成设备、管道严重腐蚀,对能源站的稳定运行产生了严重影响。针对化学除垢+人工除垢的方案成本高,对各种化学药剂投放时间、投放精度的要求极高,很难适应矿区空调水系统的实际工作需求,人工除垢则存在着效率低、盲区大、安全性差的不足问题,提出了一种新的变频电磁除垢装置,能够产生交变的高频电磁场,管道内的水分子在经过高频电场时能够被磁化,降低水质中各种结垢离子的结晶性,进而提升防垢效果。通过挂片试验对比,在采用电磁除垢装置以后,能够将空调水系统中的平均腐蚀速率降低67.7%,有效地提升了李楼煤业空调系统的应用可靠性。

    2024年07期 v.42;No.287 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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  • 带式输送机不同输送带对输送能耗影响分析

    苏丹丹;

    针对王村煤业8112综采工作面带式输送机输送带能耗较大的问题,研究不同输送带会对耗能造成的影响,研究带式输送机输送带产生能耗的机理并分析节能输送带的工作原理;对王村煤业8112综采工作面使用的带式输送机输送带进行测试,搭建了带式输送机滚动阻力测量装置,确定测量对象分别为两条带式输送机传统输送带和三条带式输送机节能输送带,设置3个探针9个测试点对五条输送带不同温度下的行进距离和时间进行测量。测试结果表明:与标准输送带1-ST相比,所有测试的节能带都显示出更低的滚动阻力值,其中节能带的压痕滚动阻力降低了约18.5%;使用节能输送带的带式输送机驱动系统的功率需求大幅下降,功耗平均每年可降低约15.3%以上。

    2024年07期 v.42;No.287 103-107+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1826K]
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煤矿地质与防治水

  • 小保当煤矿风积沙松散层三维地震地质特征研究

    杨彪;麻银斗;侯晓冰;

    小保当一号矿井地形起伏较大,地质构造复杂多变,传统勘探技术难以满足该矿井全方位勘查的需要,严重制约矿井的安全高效生产。以该矿井首采区地质条件为研究背景,综合应用理论分析、现场试验以及现场勘探等方法,判定矿井风积沙松散层首采区为地震勘探地质一般区,得出了影响该区域内三维地震勘探的影响因素为地形因素、激发因素以及接收因素,制定了适用于风积沙松散层三维地震勘探方案,查明了勘探区内风积沙松散层厚度在50~115 m之间变化,南部最厚达到115 m;勘探区内各煤层厚度整体表现为由西北向东南逐渐变厚的变化趋势,煤层总体呈向北西倾斜的单斜形态;勘探区内2~(-2)、5~(-2)煤层共有9条断层且均为正断层,其中落差大于5 m的断层2条。

    2024年07期 v.42;No.287 108-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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  • 底板承压水上底抽巷布置层位及围岩控制技术研究

    段东东;

    针对古汉山矿高应力、底板承压水条件下底抽巷存在围岩控制困难且易发生突水事故的问题,通过运用理论分析、数值模拟及现场试验的综合方法,研究底抽巷底板突水发生机制及其围岩破坏特征,提出底抽巷围岩综合治理技术。研究结果表明,底抽巷围岩存在的非对称塑性区使其底板隔水层厚度变小后突水风险增加;底抽巷合理的布置层位为与煤层底板垂距12 m、距回采巷道水平内错8 m;采用提高支护强度并配合注浆的手段对底抽巷协同治理;试验期间,底抽巷顶底板变形252 mm、两帮变形219 mm,提高了瓦斯抽采率,确保工作面安全开采,为相似地质条件下底抽巷的治理提供技术参考。

    2024年07期 v.42;No.287 114-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K]
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  • 岩溶陷落柱水文地质条件分析及防治水对策

    孙学启;於珂;梁亚梅;

    三维地震显示鲁西南某煤矿存在4个疑似陷落柱的异常区,通过地面钻探验证了1~#、2~#异常区为岩溶陷落柱,基本查明岩溶陷落柱的空间形态及发育高度,岩溶陷落柱富水性差,陷落柱内破碎混杂的岩块已重新固结成岩。岩溶陷落柱总体为不透水岩层,不排除采动后构造活化,奥灰水沿陷落柱导入井下。为确保安全开采,采掘过程中应留设陷落柱保护煤柱,采用不同方法计算了3_上采煤工作面与陷落柱间的安全保护煤柱,提出了陷落柱影响区采掘活动的防治水措施,确保矿井安全生产。

    2024年07期 v.42;No.287 120-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1930K]
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  • 矿井积水与破碎煤岩体水-岩相互作用研究

    张润超;

    矿井积水与采空区破碎煤岩体的长期相互作用将会导致水质发生变化,并有可能成为污染地下含水层的直接因素。为探究二者相互作用过程中的水质变化规律,试验分析了不同温度,不同风化程度条件下的离子变化规律与内在机理。结果表明:随着温度以及煤岩体风化程度的增加,Na~+与K~+的释放总量与速度均会表现为正相关的演化规律;Ca~(2+)浓度变化受到溶蚀与沉淀的综合作用结果,表现为先上升后下降的趋势;水体总碱度变化过程可分为初期溶蚀阶段,中期吸附阶段,后期稳定阶段;水体总硬度变化过程可分为初期溶蚀阶段,中期吸附阶段,后期溶蚀阶段;破碎煤岩体净化水体的过程中存在溶蚀、沉淀与吸附的竞争过程,并且具有明显的时效性,对水质具有重要影响。

    2024年07期 v.42;No.287 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K]
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  • 厚硬覆岩工作面初次放顶矿山压力实测研究

    王应启;韩涛;李光宝;

    通过分析济宁三号煤矿123_下01(南)综放工作面地质条件、直接顶的初垮、基本顶的初垮、微震监测等内容,揭示了影响该工作面出现强矿压显现的主要因素为推进速度、上覆厚硬顶板、开采深度、断层等。该工作面初次放顶期间矿压显现特征:直接顶初次垮落步距21.75 m;基本顶初次来压平均步距51 m;动载系数1.41;初次放顶期间矿压显现程度剧烈,基本顶分层分段来压明显,持续时间7个小班;该工作面本次基本顶初次来压整体呈现“中间小两头大”的运动特征。研究所得结论为厚硬覆岩工作面初次放顶强矿压显现准确解释提供了依据。

    2024年07期 v.42;No.287 132-135+141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K]
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  • 软弱层间岩层空区积水疏放孔防塌技术研究

    靳伟民;

    针对在工作面疏放上覆采空区积水的过程中,受到煤层间软弱覆岩的影响,钻孔极易塌孔、缩径,堵塞疏水通道,导致采空区积水疏放效率低乃至无法疏放问题,以磁窑沟煤矿13103工作面为研究对象,基于筛管强度理论,研制了一种疏放水钻孔防塌孔护管,对护管在软弱层间岩层采空区积水疏放工程中的应用展开研究。结果表明:煤层间软弱砂岩的完整性差和采空区顶板岩层的失稳破碎,是导致钻孔产生塌孔、缩径的根本原因;护管采用钢制管体、螺纹连接,管壁设有疏水孔和倒索,通过筛孔护管强度校核及筛孔参数优选,确定疏水孔直径16 mm、密度28孔/m及相位角30°;通过在软岩孔段中安装钢制筛管可以有效解决塌孔问题,应用护管后的钻孔出水量衰减明显减缓,单孔最大疏放水速率提升58.3%。

    2024年07期 v.42;No.287 136-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K]
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  • 工作面底板水害治理及防治技术研究

    贾先德;

    以山西宁武榆树坡煤业为工程背景,针对隔水层厚度小、突水威胁大问题,采用理论分析、工业性试验和现场实测的方法,分析了工作面充水水源、充水通道及充水强度,提出了底板定向钻探及注浆改性的矿井水灾害防治措施,减小了底板水对工作面回采的威胁。结果表明:地表水对工作面不产生直接威胁,顶板砂岩裂隙含水层及奥灰岩溶裂隙含水层将会是工作面涌水的主要来源;通过钻探探查、注浆改性综合治理,增加了隔水层阻水性能、消除了底板薄弱区。现场物探结果显示,底板地层主要裂隙被泥浆注满凝固,电阻率值有明显的增高,注浆改性对含水裂隙的封堵作用较为明显,可有效防止采掘过程中奥灰水通过导水通道突出造成矿井水害事故。

    2024年07期 v.42;No.287 142-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1721K]
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  • 厚坚硬顶板来压规律与放顶研究

    王开伟;张华磊;

    针对厚坚硬顶板来压步距较大和顶板难以垮落等问题,以袁店一矿1033中工作面为工程研究背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测等相结合的方法,研究厚坚硬顶板岩层演化规律,该工作面顶板初次来压步距为50 m左右。为解决顶板悬顶带来的危害,提出水力压裂放顶方法,通过数值模拟放顶前、后的上覆岩层位移与应力的变化,验证该方法可行性。研究结果表明:水力压裂后支架阻力由32.50 MPa减少到24.32 MPa,降低约25.17%;顺槽顶板最大位移沉降量从140 mm减少到95 mm,减少约32.14%。

    2024年07期 v.42;No.287 147-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K]
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  • 东周窑井田山4号煤顶板稳定性评价

    张强;程岳宏;

    由于经历了复杂的构造作用和沉积作用,导致不同主采煤层或同一主采煤层不同部位顶板稳定性差异较大。为了避免矿井生产过程中顶板冒落、垮塌等安全事故发生,以东周窑井田山4号主采煤层为研究对象,从顶板自然成因的角度入手,分析影响煤层顶板稳定性的沉积条件、构造特征和岩石力学性质等因素,确定顶板岩性组合、优势岩性、含砂率、直接顶厚度、顶板结构、断裂发育程度、平面变形程度、抗压强度、抗拉强度共9个评价指标,建立递阶层次评价模型,并应用模糊数学综合判别法对顶板稳定性进行综合评判,得出山4煤顶板非常稳定区、稳定区和中等稳定区分布范围。评价结果为煤矿顶板管理、顶板隐患治理及高效开采提供理论依据。

    2024年07期 v.42;No.287 152-156+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1798K]
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  • 采动地表影响规律技术研究与应用

    闫晓萌;

    针对店坪煤矿9-208工作面局部将在工业广场及附近村庄煤柱边缘下方进行穿掘的状况,为保障保护煤柱不受采掘破坏影响,利用该矿在9-200地表和3-3032巷分别建立移动观测站获得的移动角值,对9-208工作面采动影响范围进行预计,应用概率积分法超前预计了9-208工作面回采后地表影响程度,对9-208安全回采进行了评价,为最大限度安全高效地将宝贵的煤炭资源开采出来,最大限度减弱地表受下方采动影响,提供了科学可靠的技术依据,化解矿井日益减少的煤炭资源困境。

    2024年07期 v.42;No.287 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K]
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信息化技术与绿色发展

  • 煤矿风井防爆盖自动控制锁紧装置设计与应用

    苏乔峰;

    永安煤矿通风系统反风操作时立风井防爆盖采用传统人工操作压板式反风锁紧装置,在无准备情况下10 min内无法完成防爆盖的压紧和风机反转操作,存在严重安全隐患。针对该问题提出一种基于液压驱动和自动化控制的防爆盖自动控制锁紧装置,主要由液压驱动的防爆盖反风锁紧装置和自动控制系统组成。通过改进防爆盖的锁紧机制,实现快速、可靠的反风操作。结果表明:该防爆盖自动控制锁紧装置可远程控制实施防爆盖的压紧和风机反风操作,反风操作时间均在10 min内,符合安全规范,能够降低劳动强度,减少人工操作带来的安全风险,未发生因防爆盖压紧问题导致的通风安全事故,经济社会效益显著。

    2024年07期 v.42;No.287 163-166+171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
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  • 赵楼煤矿掘进工作面智能化控制系统的设计与应用研究

    陈祥祥;谷保栋;郭端琛;

    针对赵楼煤矿7304轨顺(1~#)掘进工作面掘进作业期间存在掘进效率低、劳动强度高、智能化水平低等问题,提出一套基于人工智能、物联网和大数据的智能化控制系统,控制系统集成先进感知技术、控制策略、数据分析和远程协同操作功能。应用结果表明:该智能化控制系统能够实现对掘进机运行状态的实时监控、记忆截割与路径规划、多设备间智能协同以及环境的实时感知等功能,提高了作业安全性,改善了工作环境,掘进面巷道掘进效率提高了35%,每天可减少工作人员24人,创造经济效益约290万元/a。系统的应用有效解决了掘进面掘进效率和安全问题,为赵楼煤矿智慧矿山的建设奠定了基础。

    2024年07期 v.42;No.287 167-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1603K]
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  • 王洼二矿智慧矿山系统建设及其应用实践

    张涛;

    以王洼二矿为研究对象,对智慧矿山系统建设及应用进行实践研究。王洼二矿提出智慧矿山建设的目标,实现生产安全可控、实时监测、定位追溯、报警联动等多项智能化功能,对智慧矿山建设总体架构从感知层、传输层、数据层、平台层、应用层和展现层六大部分进行分析,对智慧矿山系统建设从信息基础设施建设、综合自动化平台建设、智能化采掘工作面建设、智能生产辅助系统建设等方面进行实践分析。应用结果表明:王洼二矿智慧矿山系统实现了少人则安、无人则安的目的,有效加强人员行为管控和提升矿井安全管理水平,安全效益显著。

    2024年07期 v.42;No.287 172-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K]
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  • 矿用带式输送机智能监控系统设计

    张卫国;

    矿用带式输送机采用人工值守现场控制的管理模式,在复杂工况下运行时,存在运行故障难以快速感知和及时控制、传送带转速与运载煤量匹配效果差、设备能耗高和人力投入多等问题。针对上述问题,设计矿用带式输送机智能监控系统,基于组态软件TIA portal和SIMATIC S7-1500PLC,提出具有自动化综合保护、远程变频调速等功能的集控平台设计;通过ZigBee技术构建矿井无线通信系统实现工作现场与远程监控终端间信息的实时传输;使用Profibus-DP总线和变频调速技术开发了输送机智能调速系统。应用结果表明:智能监控系统有效减少了工作人员投入,提高了输送机故障的监测切除效率,缓解了传送带上物料堆积问题并降低输送机的运行能耗,使主煤流运输系统的安全性和可靠性得到保障,为无人化智能矿山建设提供参考。

    2024年07期 v.42;No.287 178-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
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  • 3306-1充填工作面岩移观测技术研究

    袁汝安;王振亭;郭磊;

    煤炭开采造成的地表沉降威胁矿区的生态环境和财产安全,对井下开采的安全性造成了一定的影响。为了研究矿井充填工作面开采引起的地表移动、变形以及对地面建筑物的影响,在矿区建立地表移动变形观测站,通过地表变形监测研究地下开采导致的地表变形规律,对未来地表移动变形进行准确预计,对工作面地表移动角和变形值的观测、统计和分析,获得了充填开采对地表移动影响的关键数据,得出监测点最大下沉值为58 mm,区域内“异常凸起”最大抬升高度为76 mm,为研究膏体充填采矿技术条件下的地表移动变形规律奠定了基础,有助于对地表建筑物的墙体变形和损害提供技术依据。

    2024年07期 v.42;No.287 183-187+193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K]
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企业管理与科学发展

  • 煤泥水浓缩池智能加药系统的设计与实践应用

    郭荣;

    针对屯兰选煤厂煤泥水处理工艺中絮凝沉降加药工序存在初始加药量依靠经验输入、加药后数据波动大、浊度仪易污染等问题,设计了一种新型煤泥水浓缩池智能加药系统。该系统能对浓缩机澄清水层、中间水层、沉淀层絮凝效果、溢流水水质数据等进行实时检测,对加药量进行修正调整,实现对浓缩池加药系统的精确控制;通过检测底流浓度,防止底部煤泥积聚过多无法及时排出导致压耙事故的发生;检测滤液水微小流量判断压滤结束时机,检测滤液水颗粒浓度判断板框损坏、滤布呲包等故障。现场应用效果表明:该浓缩池智能加药系统运行稳定,能有效实现浓缩池加药系统精确控制和压滤机智能高效运行,安全、社会效益显著。

    2024年07期 v.42;No.287 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1712K]
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  • 《山东煤炭科技》征订启事

    <正>《山东煤炭科技》1983年创刊,经国家新闻出版署正式批准,是由国家矿山安全监察局山东局主管、山东煤炭工业信息计算中心主办的面向国内外公开发行的综合性煤炭科技期刊,被中国学术期刊综合评价数据库、中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)、国家科技期刊开放平台等数据库全文收录,并入选为《煤炭领域高质量科技期刊分级目录》T3类期刊。

    2024年07期 v.42;No.287 194页 [查看摘要][在线阅读][下载 626K]
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  • 《山东煤炭科技》征稿简则

    <正>一、征稿范围(一)煤炭地质、勘探、测量、防治水技术,煤炭设计、建设工程技术,煤矿采掘、通防、运输、机电、自动化技术,煤矿安全生产管理技术。(二)煤矿智能化建设,煤炭清洁高效利用,节能环保、绿色发展,安全设施建设、职业病防护,新工艺、新技术、新经验。(三)煤炭企业现代化管理、可持续发展研究,新能源开发与利用,矿山安全监管监察,矿山应急救援,资源管理,计算机应用,信息化、物联网技术。二、征稿格式(一)题目:要反映文稿主体内容。用词确切、精炼、醒目、新颖。限制24字以内。(二)署名:作者不超过3名。举例:张三1,李四2,王五3 (1.山东科技大学,山东济南250031;2.北京科技股份有限公司,北京100013;3.河南理工大学,河南焦作454003)。

    2024年07期 v.42;No.287 195页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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