冻融红砂岩的微观孔隙结构与损伤特征

为研究冻融作用下红砂岩微观孔隙结构和损伤特征,采用冻融循环试验、压汞试验和数值模拟等方法,研究了冻融红砂岩的孔容、孔隙度、冻胀应力的变化规律,以冻胀应力、孔隙度为参数,获得了冻融红砂岩的宏、细观损伤特征。结果表明:随着冻融次数增加,红砂岩试件两端矿物颗粒脱落现象明显,中间部位损伤逐渐增大,试件内部孔隙不断演化和扩展,大孔孔容增大明显,孔隙度与冻融次数之间呈指数函数关系;随着冻融次数增加,红砂岩的冻胀应力不断增加,冻胀应力与冻融次数之间服从三次多项式关系,两端冻胀应力分布范围逐渐扩大,冻融损伤是从两端开始,逐渐延伸至中部区域,与冻融后的表观损伤结果基本一致;随着冻融次数增加,红砂岩宏、细观损伤变量不断增加,宏、细观损伤变量变化规律基本一致。

单轨吊在红二煤矿辅助运输系统中的成功应用

辅助运输作为煤矿主要运输系统之一,承担着煤矿繁重的辅助运输任务,据统计,我国煤矿辅助运输人员占井下职工总数的1/3以上,在有些煤矿甚至达到1/2。辅助运输事故率占工伤事故总数的30%~40%,仅次于顶板事故,而且呈上升趋势。目前,我国多数煤矿的辅助运输系统仍然是调度绞车、电机车等多段分散的落后传统方式,存在运输环节多、系统复杂等问题,与发展现代化、信息化和智能化煤矿不相适应,已成为制约矿井建设的瓶颈。红二煤矿根据煤矿特点和实际情况,设计并运行了一套单轨吊辅助运输系统。目前,该系统已投入使用,并且运行良好,为红二煤矿安全生产奠定基础。

全清洁能源下的高品质矿区能源系统配置优化方法

面向“30·60”双碳目标,矿区能源利用方式的绿色、经济、高效转型成为我国能源革命的迫切需求。西部矿区拥有丰富的可再生能源资源禀赋,但仍面临着可再生能源就地消纳困难,电力设备投资成本高、利用率低以及外送输电通道有限的困难。为提升矿区用能清洁化程度,提升矿区能源供给的稳定性与可靠性,增强矿区对外部电网的支撑能力,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统(High-quality Coal Mine Energy System,HCMES)及其配置优化方法。首先,考虑西部矿山综合能源系统的负荷特点与伴生能源利用,结合可再生能源发电与废弃矿井抽水蓄能,构建全清洁能源下的HCMES架构。其次,考虑到矿区生产全流程负荷的需求响应能力,考虑系统的能量平衡约束,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统优化配置模型。最后,以系统年平均综合成本最小化为目标,将原问题转化为混合整数线性规划模型,求解生成高品质矿区能源系统优化配置方案。以我国西部某年产煤量1200万t的矿区实际数据为实例,验证所提模型与方法的有效性,并分析可再生能源出力与生产负荷需求不确定性对系统优化配置结果的影响。算例仿真设置了4种矿区能源系统配置方式:不配置储能、配置抽水蓄能、配置电化学储能、配置抽水蓄能(不外购电能)。结果表明,所提出的HCMES相较于其他配置方式可减少电气一次设备投资11.11%,相较于方式3可降低年平均综合成本7.91%,且最多可减少矿区生产用能总二氧化碳排放量91.17%。

红一煤矿地应力测量及其对巷道稳定性影响研究

确定地应力是地下矿山开拓设计和制定支护方案的基本条件。为了对红一煤矿地应力分布情况,选择红一煤矿回风立井井底车场与第一中部车厂顺槽联络巷具有代表性的位置,利用空芯包体应力测量方法,结合自主开发地应力测量计算分析程序,对红一煤矿地应力最大、中间、最小主应力值及方位角进行了计算,进一步明确了红一煤矿地应力场分布特征与类型。同时,对红一煤矿地应力分布状态对巷道布置及稳定性的影响进行了分析,研究对发现工程薄弱部分、优化巷道布置与支护方案、保证矿井安全生产具有极大的指导意义。

红一煤矿井田岩体应力分析及对首采工作面矿压显现影响

为了分析红一煤矿4煤层岩体应力空间分布特征及其与矿压显现的关系,利用地质动力区划方法对井田范围内的活动断裂进行识别和划分,以所划分的活动断块为构架,通过岩体应力状态分析系统计算确定了井田岩体应力状态,划定了不同的4个应力分区,并且明确了不同应力分区的微震及对矿压显现的影响。根据现场采集的各类矿压监测数据,与岩体应力分析结果进行对比分析,确定了矿压显现与岩体应力的耦合关系,确定井田矿压显现主要受到由活动断裂产生的高应力控制。研究结果可为红一煤矿矿压显现预测及其控制提供指导。

红一煤矿首采工作面水文地质情况评价研究

红一煤矿设计生产能力2.4Mt/a。1150401工作面是红一煤矿的首采工作面,回采4号煤层,平均煤厚1.66m,平均倾角19°。采用走向长壁综合机械化一次采全高采煤方法。在1150401工作面形成后,进行了物探和钻探验证,水文地质条件已清楚,工作面回采区域无突水危险。工作面正常涌水量75m^(3)/h,最大涌水量100m^(3)/h。在回采期间,排水系统的总排水能力达到170m^(3)/h,能满足要求。截至2022年11月,工作面已安全回采113m。

煤矿掘进工作面防火管理与应用研究

随着煤炭行业的持续发展,煤矿安全生产问题日益受到社会各界的广泛关注。在众多安全问题中,掘进工作面的火灾事故尤为突出,对煤矿生产安全构成重大威胁。本文旨在探讨煤矿掘进工作面的防火管理策略,通过对火灾特点的分析,结合现代技术手段,提出一系列切实可行的防火管理措施,旨在为煤矿防火管理提供理论参考和实践指导。

水文地质复杂矿井首采面矿压规律及围岩裂隙发育研究

针对红一煤矿矿井水文地质复杂、断层多、采掘工作面涌水量大、导水断裂带发育等问题,以首采面1150401工作面为例,通过相似材料模拟试验的方法,从煤岩物理力学参数测试、两顺槽围岩松动圈探测及支架工作阻力分析,研究得出首采面初次来压、周期来压步距、超前采动影响范围及超前采动裂隙发育情况。研究结果为红一煤矿乃至红墩子矿区安全生产、防治水工作提供了重要的技术支撑。

煤矿信息通讯网络中CAN总线的应用分析

当前信息技术在我国各个领域当中都得到了全面的推广和进步,相关技术人员在信息技术基础之上,逐步延伸和开创出了多种门类的先进技术。而在这当中的CAN总线技术具备良好的通讯性能,在工业自动化、电力通讯等领域当中得到了全面的推广和应用。CAN(ControllerAreaNetwork)总线技术源自于德国,最早应用在汽车单元和控制中心的数据通讯模块当中。当前,煤矿开采事业的信息通讯仍旧存在诸多的缺陷和不足,整体通讯质量较差,共享水平不佳,特别是在指挥生产、灾害救援、突发状况处理等方面尤为明显。造成该种问题的主要原因是,井下施工作业人员的个人行为、现场环境参数信息、突发事件指挥救援等工作无法得到有效监管。通过这一技术便能逐步构建起良好的区域性监测系统,发挥出监控作用,借助煤矿数字化信息网络通讯系统提升煤矿生产工作的安全性。而结合CAN总线技术所构建的煤矿数字化信息通讯网络系统,能够及时准确的反映井下人员、生产开采以及周边环境的具体状况,各类安全风险问题也能及时得到发现,对其进行有效排除,降低各类安全生产事故的发生概率。

基于机电一体化的煤矿井下智能运输系统设计

一直以来,煤矿资源为我国多行业发展提供动力。煤炭作为重要动力能源之一,基于新时期需求,推进煤矿井下作业智能化、自动化发展成为重要方向。在此过程中,机电一体化技术在煤矿井下作业中得到应用,尤其是在井下运输系统中。文章在此阐述一种基于机电一体化技术的煤矿井下智能运输系统设计方案,并通过实验验证系统方案可行性。最终结果证明,该系统可以有效提升煤炭运输效率,保证井下运输任务安全。

多绳摩擦式提升机动力学特性研究

以JKMD-4.5×4P型多绳摩擦式提升机为例,基于ANSYS有限元分析软件对提升机进行模拟分析,明确正常工况条件下罐笼及钢丝绳的动力学特性,为提升机调试与结构优化提供支持。通过验证分析发现,模拟分析结果较为准确,基本与提升机实际运行时动力学特性变化曲线相符。

PLC冗余系统在矿山自动化领域的研究与应用

伴随着现代科学技术的不断发展,我国各个领域都在全面推动信息化技术的推广和应用,并取得了较为理想的应用成效,并在此基础之上逐步创建了自动化技术。而我国广大矿山企业也逐步应用了现代化科学技术,其中包括了信息技术、网络技术、PLC技术及传感器技术等等,在各类技术的集成应用下逐步实现了矿山生产的自动化、智能化和信息化的创新。相关工作人员在选矿过程期间,其控制系统的构建可采用3+2的网络架构,其中三层为设备而两层则是网络。3层设备包括了执行层、控制层和管理层,而两层网络则包含了控制网和监控网。当前应用频率较高、应用效果最为理想的便是Profibus网络和Profinet网络,在这当中的Profibus网络主要是以以太网为基础,无论是在稳定性、准确性、可靠性、实时性以及传输效率方面都有着较高的优势,在自动化系统当中发挥着至关重要的作用,让自动化技术水平能够满足矿山开采的多元化需求。相关技术人员在矿场自动化系统设计的过程中,主要是采用主干网远距离信号传输,借助光纤设备来实现,同时现场设备的连接还会应用到屏蔽型双绞线,对于一部分较为重要的网络则要选用冗余网络技术,这能大大提高自动化系统网络的稳定性以及抗干扰能力。

红一煤矿主提升机滑绳故障原因分析及处理方案

本文主要以宁夏红墩子煤业有限公司红一煤矿主井提升机钢丝绳打滑故障为背景,以现场试验、原因分析和解决方法为重点依次进行论述。最终通过钢丝绳增磨脂更换、摩擦衬垫处理等方法解决主提升钢丝绳滑绳打滑问题,为后续同类问题的解决提供了一种新的方法。

红一煤矿首采面致灾隐蔽水患探采对比研究

1150401首采工作面利用瞬变电磁在上下顺槽及切眼进行了探测,结果显示有2个异常区。通过布置阻异常区2个钻场,其它加密钻场5个,合计7个钻场,布置17个探放水钻孔,累计工程量1788米,其中出水钻孔12个,未出水钻孔5个,钻孔T2-1最大出水量为15m3/h。回采过程中,月平均涌水28m3/h至57.3m3/h,2022年3月8日涌水量最大为64.7m3/h,出现在主要物探异常区。结果表明,物探与钻探结论可靠,为首采面开采水害隐患防治提供了坚实基础资料。

保护层不对称卸压工作面分区防冲技术

为有效防控保护层不对称卸压工作面冲击地压的发生,以唐山矿0291工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟等方法,分析了工作面发生冲击地压的影响因素及发生区域。结果表明:煤层开采深度、煤层及其顶板的冲击倾向性、上保护层遗留煤柱、本煤层采空区煤柱及厚硬顶板是诱发冲击地压的潜在影响因素;工作面回采前,受上保护层遗留煤柱及本煤层采空区影响,0291工作面两巷应力呈不对称分布,回风巷高应力区主要位于0250采空区切眼及终采线下方,运输巷高应力区主要位于0251采空区切眼下方;工作面回采阶段具有明显的分区特性,回采初期,运输巷围岩超前应力高于回风巷,应加强运输巷的监测并及时采取防冲措施;当工作面进入0251采空区下方时,运输巷围岩应力迅速降低,防治重点应由运输巷转移至回风巷。依据数值模拟分析结果,划分了冲击危险区,提出了工作面回采过程中的分区防治措施。现场监测结果表明,采取的措施可以有效降低冲击地压的发生。

数字化全冗余中压交直交变频提升机电控系统

为提高矿井提升机系统安全性、保证设备正常运行,提出了数字化全冗余电控系统的方案,研究了全冗余传动系统、热备PLC控制系统,详细介绍了相关系统设备的硬件设计、选型、配置,以及提升机系统软件设计。通过某项目工程实践证明,数字化全冗余电控系统具有更高的安全性能,并为旧系统的升级改造提供了解决方案。

智能采矿机械应用现状和发展前景分析

本文首先归纳了目前采矿机械设备应用,分析存在的缺陷,总结采矿过程中需要使用的智能化设备和系统种类;其次,梳理了智能化技术在采矿机械设备及系统中的应用优势,提出智能化技术发展建议;最后,对采矿机械设备智能化技术应用前景和趋势进行展望。

面向选煤监控的改进型支持向量机算法研究

为解决选煤设备工作强度大、运行时间长而造成磨损与破坏,从而影响生产问题,设计研究了一种改进型支持向量机算法分析选煤设备的监控状态数据,实现对设备结构状态的在线监控。同时,设计了针对选煤结构的决策模型,给出了工作流程。实验监控分析多个选煤对象的控制参数,可以看出系统具有实时监测的能力,可以完成选煤设备的安全监控,验证了系统的可行性。

基于无线通信的智能选煤检测系统

为提高选煤装置点巡检效率,设计了一种基于无线通信的智能选煤检测系统,该系统通过采集与分析选煤设备中对应的参数,实现对选煤效果的实时监控。本文在J2EE架构的基础上,利用B/S结构的煤矿选煤装置,构建了无线智能化点巡系统,设计了节点系统结构。实验分析引入无线通信控制算法前后的振动特性,验证了系统的可行性,优化后系统振动波动从16.8mm/s降至2.8mm/s。

煤矿机电智能化技术的应用实践研究

在社会经济水平不断提高的过程中,煤矿机电技术逐渐由机械化向智能化转型。现阶段,煤矿事故出现的频率越来越高,煤矿机电技术的应用效率已经受到社会各界的广泛关注。而煤矿机电智能化技术的应用有助于提升煤矿设备的性能。基于此,本文主要阐述了煤矿机电智能化技术的关键与方法,剖析了煤矿智能化技术应用的优点与缺点,并研究了煤矿机电智能化技术的具体应用。