新元煤矿注浆充填开采技术研究

介绍了上覆岩层离层注浆填充技术,旨在解决新元煤矿地表构筑物、道路以及河流压煤、资源浪费等问题。设计了一种填充技术,通过在岩层之间注入浆料,填充空隙,从而稳定地表,减轻地表压力,防止地表塌陷。研究重点在于技术原理和施工过程的关键环节,通过实地实践验证了该技术的有效性。分析了技术的工作原理,注浆填充的材料和方法。该技术的应用范围主要在采煤区域的地表工程中,具有显著的经济和社会效益。与传统方法相比,这项技术能够更有效地解决地表下沉和生态破坏等问题,同时释放原煤开采区域,减少资源浪费。通过实践,得出该技术在实际应用中具有可行性和优越性的结论。

新元煤矿ZDY7350LQY矿用一体化全断面自动化钻机研发

全液压履带式钻机操作比较复杂、需要有专人搬运、拆卸钻杆、看管通风通水开关,占用了大量的人力资源,并且此类设备仍需要工人近距离操作才能实现打钻施工,无法避免喷孔对作业人员的伤害,基于此,为提高矿井消突治理装备水平,响应国家“机械化换人、自动化减人”科技强安政策,构建多系统集成的煤矿智能化装备体系,新元煤矿研究设计ZDY7350LQY煤矿用一体化全断面自动化钻机,实现矿井煤层打钻工程的自动化水平,提高矿井消突治理效率。

新元煤矿本煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔长度研究

为提高新元煤矿3502综采工作面瓦斯抽采钻孔的封孔效果,通过数值模拟及钻屑法,确定其合理的封孔长度应在15 m左右;对封孔材料进行了优化,可大幅提高封孔效果。现场试验结果表明,水泥砂浆封孔质量较差,新型封孔材料15 m及20 m封孔长度下的瓦斯抽采效果基本一致,最终确定合理的封孔长度为15 m。

新元公司3205综采工作面自动化系统的研究与应用

新元公司3205自动化综采工作面的成功安装及试生产,实现了采煤机牵引速度与瓦斯浓度联动控制、记忆截割、支架跟机作业、远程供配液、运输系统集中监控、矿压观测等功能。大大降低了劳动强度,提高了生产效率,值得推广使用。

新元煤矿煤层机械造穴钻孔有效瓦斯抽采半径测定

为保障新元煤矿3号煤层钻孔瓦斯抽采效果,需要科学、合理地确定瓦斯抽采参数,而钻孔有效抽采半径是其重要的参数之一,直接关系到预抽钻孔布置和预抽时间的长短。采用残余流量法和初始流量法综合考察,确定了新元煤矿3号煤层机械造穴有效抽采半径。通过现场实测得出,采用残余流量法测试2组机械造穴有效抽采半径分别为3.5、4.0 m;采用初始流量法测定3号煤层在单孔抽出率为45.94%时,抽采60 d后,其机械造穴有效抽采半径为5.55 m。

新元公司5G+智能化矿井建设经验

山西新元煤炭有限责任公司(以下简称新元公司)成立于2003年,属于煤与瓦斯突出矿井,矿井采用斜井开拓方式和倾斜长壁式、走向长壁式综合机械化采煤,无轨胶轮车辅助运输。新元公司大力实施科技创新驱动战略,坚持使用新技术、新装备助推矿井安全、绿色、智能发展,取得的创新应用主要包括:“8+3”瓦斯治理模式。

新元公司无煤柱开采充填技术应用与推广

文章介绍了阳煤集团新元公司无煤柱开采技术应用的背景与生产地质条件,通过高水材料巷旁充填沿空留巷技术在高瓦斯突出煤层松软围岩条件下的成功试验,工作面由原来的“U+L”通风方式优化成“Y”型通风方式,目前矿井3号煤所有工作面实现无煤柱开采,高水材料巷旁充填技术在新元公司及阳煤集团得到广泛推广。

新型矿用带式输送机托辊有限元分析及结构优化

基于矿用带式输送机托辊结构特征,构建托辊仿真模型,并根据分析结果提出托辊优化设计方案。根据有限元法思想,采用有限元仿真软件分别从托辊转动件和托辊轴两个角度实施托辊有限元仿真分析,并根据分析结果分别提出托辊转动件和托辊轴结构优化设计方案,最后将优化设计方案应用于工程实践,确认优化设计方案具有较强可行性。

新元煤矿巷道注浆加固及围岩控制技术研究

针对软岩巷道注浆加固研究中注浆参数确定及支护效果问题,以新元公司南区开拓大巷为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法进行研究。利用COMSOL物理场中的达西模块模拟分析了浆液扩散范围,确定最优注浆方案为注浆压力3 MPa、注浆孔间距1.6 m.将有效扩散范围标记导入FLAC 2D,监测无支护、仅锚索支护和锚索+注浆支护三种方案下巷道表面位移量,结果表明:注浆锚索支护下底鼓量降低了34.25%,巷帮上侧最大移近量降低了39.04%,巷帮下侧最大移近量降低了84.88%.现场实测结果显示:注浆锚索支护下可有效控制巷道表面位移,底板最大底鼓量90.5 mm,上帮最大移近量143 mm,下帮最大移近量196 mm.

新元煤矿综采面瓦斯抽采技术优化及效果分析

针对新元矿3109综采工作面瓦斯抽采钻孔深度大、封孔不严,抽采效果较差的问题,提出利用简易胶囊封孔、高压水力修复钻孔和低负压抽采进行抽采工艺优化。对比实测瓦斯抽采浓度和流量表明,简易胶囊封孔和高压水力修复钻孔后,采用低负压抽采,钻孔瓦斯抽采量和抽采效率均大幅提升,抽采效果较好。

科学管理强企固基 唯实创新蓄力发展——阳煤集团新元公司大力推进安全质量标准化工作

2012年，阳煤集团新元公司以安全质量标准化建设工作为抓手，全面推进矿井生产环境、设备运行、人员素质的本质安全，依靠安全质量标准化工作构建平稳的安全生产秩序，靠稳产保安全，靠稳产求高产，靠稳产求高效。一年来，矿井实现了安全生产零死亡，提前完成了430万吨的商品煤产量任务。

新元煤矿深孔水力压裂卸压护巷技术及应用

采动影响是煤矿巷道围岩控制难度增加的主要因素之一,而围岩卸压则是维护巷道稳定的针对性方法。针对新元煤矿回风大巷易受到工作面回采影响,根据地质生产条件分析了已有大巷产生变形破坏的3个原因为开采扰动大、围岩顶板条件特殊和巷道支护强度低,并进一步分析了3501综采面采动影响范围远的因素为围岩强度低、关键层位置高和地层倾角。建立了三维数值模型研究了水力压裂切顶卸压前和卸压后围岩应力场的变化特征,指出卸压前后应力峰值变化较小,但集中区范围显著降低;设计了切顶卸压技术的钻孔参数和压裂参数,制定并实施了水力压裂方案。现场观测结果表明,陈家沟回风大巷在采动影响下巷道变形量在安全范围内。

寿阳新元煤矿采煤面除尘技术研究

为了治理采煤工作面高浓度粉尘问题,对寿阳新元煤矿采煤面产尘特点进行了分析,认为主要产尘地点为采煤机滚筒割煤、滚筒下方底板处以及相邻两液压支架架间,利用高压喷雾治理采煤机滚筒产尘,利用负压二次雾化降尘装置治理液压支架架间落尘。在采煤机下风测10 m处,对全尘的降尘率为93.7%,呼尘的降尘率为93.8%;在回风巷水幕帘后方3 m处,对全尘的降尘率为95.1%,呼尘的降尘率为95.1%.

基于RGB-D视觉信息融合的带式输送机煤流量检测方法研究

在煤矿中,精确测量带式输送机煤流量对于煤矿生产和管理至关重要。为了进一步提高通过机器视觉方式检测带式输送机煤流量的精度,提出一种基于RGB-D视觉信息融合的煤流量检测方法,使用RGB-D相机采集煤流信息后,利用RGB图像对深度图像从不同尺度进行增强,运用K-means聚类算法,结合RGB图像对预分割的煤料区域深度图像进一步分割,基于微元法建立煤堆体积计算模型计算煤流量。实验结果表明,该方法的平均检测误差为1.57%,平均耗时263.77 ms,满足实际生产要求,为带式输送机煤流量检测提出了一种新的有效途径。

多场耦合条件下瓦斯抽采半径演化的数值模拟研究

为探究温度场、应力场、渗流场耦合条件下的瓦斯抽采半径演化规律,建立了孔隙率与渗透率方程、应力场方程和温度场方程,用于描述瓦斯抽采过程中多物理场耦合特性。采用COMSOL数值模拟软件模拟了不同抽采时间和温度条件下的瓦斯抽采半径的演化规律,并对比分析了三花眼与矩形布孔方式的瓦斯抽采效果。结果表明:抽采时间和温度对瓦斯抽采半径有显著影响,随着抽采时间的增加,抽采有效半径随时间呈现出前期快速增长,后期趋于平稳的趋势。高温煤层不利于瓦斯抽采工作的开展。矩形布孔方式下有效抽采半径为3.93 m,三花眼布孔条件下有效抽采半径为4.75 m,相比于矩形布孔方式可以大幅度提高瓦斯抽采面积。

地面直井大液量水砂压裂增透技术研究与应用

新元煤矿现主采3号煤层,整体呈北高南低的单斜构造,北边布置有四、五采区为区域预测无突出危险区,南边布置有二、十采区为突出危险区。针对3号突出煤层瓦斯含量高、渗透率低、瓦斯突出危险性高等问题,在3号煤层二采区、十采区工作面对应的地面上方设计施工了36口压裂井开展地面井大液量水砂压裂增透工程,综合考察压裂前后煤层瓦斯含量、突出危险性指数等变化情况,评价地面井水砂压裂技术在瓦斯治理中的作用。结果表明,通过采取地面井水砂压裂措施,提高了煤层透气性,有效降低了煤层瓦斯含量和井下瓦斯突出风险,保障了煤矿安全开采,并且缩减了井下瓦斯治理周期,提高了煤矿采掘效率。

滚筒采煤机发展历程及关键技术探讨

在全球能源转型与“双碳”目标背景下,采煤行业正经历从传统机械化、自动化向智能化升级的关键阶段。文章详细阐述了国内外滚筒采煤机及其智能化发展历程:国外,以英国安德森公司、德国艾柯夫公司、美国久益公司为代表在采煤机及智能化方面取得了显著突破,尤其是在记忆截割和远程监控等技术领域;我国滚筒采煤机发展相对较晚,但近年来通过自主创新,在采煤机高端装备和智能化技术方面取得了一定的成果。文章从采煤机智能感知技术、智能控制技术、智能通讯技术以及智能诊断运维技术4个方面介绍了采煤机智能化关键技术,指出高效智能采煤机可靠性保障技术、智能化综采工作面高压供电技术、多源信息融合感知与交互技术、采煤机强人工智能技术、采煤工作面数字孪生技术以及采煤机组机器人化技术是未来采煤机的重要趋势,对我国煤矿智能化建设起到指导作用。

基于双目实时匹配的输送带煤流监测方法

煤流实时监测是实现煤炭开采数字化过程的重要技术,传统立体匹配方法 RAFT计算效率低下,为提升煤流监测方法的效率,提出了一种基于双目实时匹配的输送带煤流监测方法,首先采用基于Mask约束的煤流图像快速立体匹配算法计算煤流视差、点云,然后利用PUGeo-Net网络对煤流点云进行加密,最后通过网格分割法计算煤流体积和质量。实验结果表明,该方法计算煤流质量平均耗时为0.6 s/帧,煤流质量误差3.5%以内,相较传统方法效率提升4.16倍,验证了其针对输送带实时煤流监测效率、精度的有效性。

煤矿主井提升机变频控制系统改造

煤矿主井提升机的变频控制系统是一种将电力信号转化为可变频率的技术,通过改变电机的转速来控制电流的大小,从而实现对设备的精确控制。相比传统的电阻启动或星三角启动方式,变频控制系统具有启动平稳、电流冲击小、能耗低等优势。系统具有智能化的特点。以山东省某煤矿提升机变频系统设计与改造为切入点,切实分析应用PLC控制技术主要方式,并合理选择变频器,优化系统构成,减少生产损失,提升煤矿企业经济效益。

液压步进式运输带牵引机的开发与工业应用

针对煤炭输送带修理、更换过程中出现溜带、断带、损伤以及更换效率低等问题,设计开发一种具有闭环控制的液压步进运输带牵引机。应用实践表明,安装液压步进式运输带牵引机后,煤炭生产成本持续下降,显著提高经济效益,输送带更换效率提高近50%,提高了机械装备智能化水平。