非能动梭式防水击止回阀的降噪特性研究

分析黏滞流体阻尼器在非能动梭式防水击止回阀中的工作原理,利用ADINA软件对非能动梭式防水击止回阀的流场进行仿真分析。结果表明:非能动梭式防水击止回阀内液体的流速大小变化以及压力分布都是轴向对称的,具有明显的减震降噪作用。建立非能动梭式止回阀的数学模型并在MATLAB中进行仿真,结果表明:黏滞流体阻尼器可以调整阀的开启与关闭时间,使水锤的压力降到最低,这与试验结果基本吻合。因此,黏滞流体阻尼器可以有效削弱水击对压力管道的破坏作用,这对保护压力管道有一定意义。

电牵引采煤机自动控制系统的设计及其实现研究

电牵引采煤机自动控制系统采用模块化设计,其功能划分成为8大模块,其中以主控模块为核心。其他模块可通过CAN总线或RS-485通信串口与主控模块连接。系统使用的微处理器为STM 32单片机,模拟量转换模块型号为AD7739,语音模块型号为XFS5152CE。系统的软件程序在IAR软件平台上利用C语言编写。将系统应用到采煤机工程实践中,通过现场测试发现系统可以对设备的运行状态进行准确可靠的控制,达到了预期效果。

宁东涉煤产业区煤电化场地特征与分区管控

我国是世界最大的煤炭生产国和消费国,开采历史悠久,在许多煤炭产区逐渐形成采选、发电、化工等涉煤产业集聚区。随着涉煤产业快速发展,涉煤场地扩张以及煤基固废排放等造成的土地退化、土壤污染等问题日益严峻,涉煤场地类型识别与分区管控策略的提出是实现区域能源资源-低碳发展-生态保护的关键。研究以宁东煤电基地涉煤产业区为对象:确定宁东煤电基地涉煤产业区特征地物的信息特征与解译标识,提出区域尺度与场地尺度的特征地物提取指标体系,包括煤炭场地、煤电场地、煤化工场地等;基于Landsat遥感影像进行区域尺度场地类型识别,采用土地利用动态度和土地利用转移矩阵分析涉煤产业区时空演变及差异性,2003—2023年煤电场地从无到有、煤炭场地增加了10.68%、煤化工场地则增加了26.33%,宁东煤电基地涉煤产业区煤电化场地呈迅速扩张趋势;基于2023年10 m分辨率的Sentinel-2遥感影像进行场地尺度格局分析,得出2023年煤炭场地68.38 km^(2)、占比6.88%,空间分布呈现随机性;煤化工场地49.03 km^(2)、占比4.93%,呈现显著空间聚集;煤电场地24.28 km^(2)、占比2.44%,空间分布相对集中;采用DPSIR(Driving-Pressure-State-Impact-Response)模型进行生态风险综合评估,涉煤产业区生态风险指数平均为0.602、风险较低,2003—2023年矿区生态风险下降65.66%,生态管控向好趋势明显。提出5种分区管控模式,即生活聚集区、生态维护区、生产监测预警区、损毁修复重建区、其他调控区的分区管控策略。研究为宁东涉煤产业区煤电化场地特征识别提供理论方法支持和基础数据,对煤电化场地治理及区域生态修复具有重要意义。

采煤机记忆截割系统的研究与应用

智能采矿中采煤机的记忆截割是自动开采的一个关键要素,采煤机记忆截割系统能够提升采煤机的自动化水平、增强其操控性能、减轻司机劳动强度以及提高生产效率。分析了采煤机记忆截割系统组成及其参数,介绍了采煤机记忆截割系统使用的各项传感器布置,详细阐述了采煤机记忆截割系统的手动模式、学习模式、自动截割模式3种系统运行模式和系统运行状态。通过在国家能源集团宁夏煤业集团枣泉煤矿220704综采工作面实际使用,采煤机记忆截割系统运行良好,实现了自动截割回采500 m,回采原煤55万t,为综采工作面少人、无人化开采奠定了基础。

瞬变电磁法在矿井水探查中的应用

矿井瞬变电磁法是目前井下物探的重要手段之一。通过在枣泉煤矿130203工作面回风巷顶板水探查中的应用,对矿井瞬变电磁法的原理和使用特点进行分析,总结探测数据的处理和解读过程。测试结果表明,枣泉煤矿130203工作面回风巷顶部存在2处低阻异常区,均受到顶板上方粗砂岩层位裂隙水影响。瞬变电磁法超前探测在矿井水探测方面效果显著,能为巷道提供详细的地质资料。

倾斜煤层单向割煤工艺智能开采技术的研究与应用

煤矿智能化开采技术的不段发展、更新,针对倾斜煤层开采中采用单向割煤工艺,回采过程中采煤机上行、下行生产工艺不同;机头、机尾工艺不对称现状。就实现智能化开采常态化运行,提出单向割煤智能化开采工艺,根据工作面不同位置的开采工艺,将采煤机自动截割工艺、支架自动移架工艺程序划分为10个工艺段。并根据采煤机、与支架逻辑位置关系,定义液压支架控制程序各阶段的触发位置,实现单向智能化开采的常态化运行。通过采煤机截割速度、位置提出智能联动的移架模式,提升智能化开采技术在现场的使用率。通过国能集团枣泉煤矿220704工作面的现场工程应用,取得了单向割煤智能化开采技术在现场生产过程中的常态化高效开采,在倾向长度295m的工作面实现智能化开采日割煤达到了13刀。

综采自动化技术在梅花井煤矿的应用

综采自动化技术是实现煤矿安全、高效开采的有效手段。本文介绍了梅花井煤矿综采自动化工作面的基本情况,分析了梅花井1110202综采工作面自动化系统的构成及其功能实现情况,并阐述了梅花井煤矿综采自动化技术的应用效果,总结了自动化工作面有效开展经验。应用实践表明,综采自动化技术在保障煤矿安全、高效开采,减人增效方面具有重要意义。

多源数据融合智能识别煤矿山场景特征AI模型

矿山场景数据是智慧矿山建设和智能管理的基础数据,如何利用包括遥感影像在内的多源数据快速识别和提取出复杂的矿山场景是重要的研究方向。采用2020年Sentinel-2影像、GF-6影像、GF-2影像进行最优数据集筛选,使用2023年谷歌影像(Google image)数据扩充数据集,并与深度学习算法相结合,建立了2种露天煤矿场地识别模型。研究主要结论:(1)利用10 m Sentinel-2影像、8 m GF-6原始影像、2 m GF-6融合影像、3.2 m GF-2原始影像、0.8 m GF-2融合影像建立矿山识别模型,量化选择不同数据产生的模型精度。结果显示,遥感图像空间分辨率从10 m增加到0.8 m,通过相同的方法建立的矿山场景识别模型的精度逐渐提高。其中使用0.8 m空间分辨率的GF-2融合影像建立的矿山场景识别模型的精度最高,平均精准度P_(A)和(MIOU,Mean Intersection over Union)分别达到了0.702和0.824。(2)从多源遥感图像中采集了3162个多场景、多时段、多尺度矿山场景样本对所有样本进行统一融合处理,建立了矿山场地场景识别模型(MSSRM,Mine Site Scene Recognition Model)和矿山场地边界识别模型(MSBRM,Mine Site Boundary Recognition Model)。MSSRM的P_(A)达到了0.758,MSBRM平均交并比达到0.864。(3)对比了Faster R-CNN(FasterRegion-basedConvolutionalNeuralNetwork)、YOLO-v5(YouOnlyLookOnce-v5)、DETR(Detection Transformer)3种目标识别方法与Mask R-CNN、U-Net、DeepLabV3+三种图像分割方法建立的煤矿场地识别模型精度,其中,DETR方法建立的识别模型与Faster R-CNN和YOLO-v5相比P_(A)分别提高了7.6%和8.3%。DeepLabV3+建立的分割模型与Mask R-CNN和U-Net相比MIOU分别提高了14%和10.8%。(4)建立了从大范围的遥感影像中自动化、智能化、批量化识别矿山场地场景并绘制矿山场地边界的方法,以干旱、半干旱典型矿区(鄂尔多斯)露天煤矿场地识别应用为例,验证了智能识别矿山场景边界方法的性能,模型制图精度达到了0.817。

综采自动化工作面采煤机自动截割浅析

本文针对目前综采工作面开采的难点——采煤机自动截割进行说明分析,这是自动化开采技术中对外界条件要求最高的一项技术。采煤机的自动截割是根据不同的控制模式,采用学习模式下回采示范刀的存储数据。在自动截割模式下根据学习的数据控制采煤机进行截割、牵引,摇臂随着工作面煤层变化进行自动调整,使采煤机滚筒达到合适的采高进行自动割煤。文中对自动截割产生的问题进行了论述。

枣泉煤矿煤层顶板孔隙性砂岩水钻孔集渗效果分析与研究

钻孔预疏放是国内外煤矿治理顶板水害最常用的一项技术措施,但综合西部侏罗系聚煤区一些矿井所实施的孔隙性富水弱渗含水层的疏放情况,传统的集中疏排降水技术在解决此类含水介质水害问题显露出了内在的技术缺陷,疏排降水成效甚微。本文采用大尺度实验模型探究顶板孔隙性砂岩水钻孔集渗效果,模型试验表明钻孔一定程度上改善了砂岩的渗透性,使其径流状态发生了明显的变化,试验揭示的孔隙性含水层钻孔集渗效应的水动力学机制对于煤层采动顶板水害防治研究具有重要的理论价值。

大倾角智能工作面刮板输送机“上窜下滑”自动化控制研究与应用

针对复杂煤层赋存条件下,特别是大倾角、多断层的工作面实现全工作面自动化面临着诸多技术难题,以国家能源集团宁夏煤业有限责任公司枣泉煤矿220608综采工作面为工程背景,研究了大倾角工作面支架防倒防滑以及刮板输送机“上窜下滑”自动化控制的重点和难点,建立了刮板输送机“上窜下滑”工艺管控策略数据模型及工艺控制逻辑体系,通过刮板输送机“上窜下滑”趋势判断方法,形成了跟机推刮板输送机、跟机拉架工艺控制方案,建立了大倾角工作面常规拉架、防止刮板输送机下滑调架以及防止刮板输送机上窜调架3种拉架动作控制逻辑。实际工程应用表明,工作面平均开采速度可达6.3 m/min,最高产量可达11700 t/d,实现了工作面高清可视化,并通过管理创新保障了大倾角工作面智能开采常态化运行。

梅花井煤矿直罗组砂岩含水层开采扰动后的渗透性分析及充水试验研究

结合梅花井煤矿煤炭开采顸板水害防治难题,对孔隙性富水弱渗砂岩含水层进行试验研究,基于渗流力学理论建立孔隙性含水介质采动渗透试验模型和钻孔集渗效果试验模型,试验揭示了孔隙性含水层钻孔集渗效应及采动后的裂隙汇水效应的水动力学机制,研究成果对于区内乃至西部侏罗系聚煤区矿井顶板水害防治具有重要的技术借鉴意义。

大采高工作面合理煤柱尺寸优化设计

针对枣泉煤矿大采高工作面巷道围岩控制难题,对不同区段煤柱宽度下的巷道顶板离层、巷道表面位移量、顶锚杆与帮锚杆受力情况、煤柱裂隙发育情况进行现场监测。监测结果表明,10 m煤柱巷道与20 m煤柱巷道最大离层量相差不大,巷道围岩变形量均较大,2种参数煤柱反映出两帮锚杆强度不足,大部分超过杆体屈服载荷,应提高两帮锚杆的杆体强度与直径;20 m煤柱巷道的两帮移近量、顶底板移近量比10 m煤柱巷道大,10 m煤柱巷道的巷道稳定比20 m煤柱巷道滞后70 m左右。采用理论计算方法确定煤柱合理宽度为15.2 m,结合现场监测结果,最终确定枣泉煤矿大采高工作面合理煤柱宽度为14~18 m。

智能刮板输送机运行经济性分析与研究

智能刮板输送机的问世提升了综采设备的综合性能和自我调控能力,推进了矿井自动化、智能化的发展。结合生产应用情况,本文从运行策略、能耗、行程、材料成本四个方面对智能刮板输送机运行经济性进行了分析,指出了其经济运行中存在的功率余量问题;提出了解决智能刮板输送机功率余量的问题思路,即根据刮板输送机特殊的负载特性和使用要求,通过降低刮板输送机减速器速比,可以显著提高刮板输送机运行时的有效运行功率,达到功率使用输出最优化,这对最终完成质量稳定、功能全面、性能可靠的新型刮板输送机驱动部智能控制系统的研究开发,推进采煤成套设备的自动化、智能化技术的快速发展具有重要意义。

基于语音识别的综采自动化远程控制系统研究

现有综采自动化工作面远程操作,基本就是将相应设备的控制延伸到监控中心,通过操作台的按钮实现远程的控制,这样的方式可以满足一般工作面的需要,但是对于高产量的工作面来说,将无法进行有效及时的人工干预,容易造成控制响应时间长、时效性差,还容易发生误操作、增加了安全隐患和煤炭损失等问题。本文针对上述问题提出一种基于语音识别的远程控制技术。试图在综采工作面单机设备自动化基础上,以语音识别为着力点,设计了综采自动化工作面语音远程控制系统模型,力争实现在顺槽监控中心通过语音对综采设备进行集中自动化控制,从而提高工作面自动化、信息化水平。

梅花井煤矿矿井水管理及其复用模式探索

为了解决矿区水资源短缺问题,提高矿井水的资源化利用效率,本文从"保障安全、节约资源、降低成本、提高管控效率"的总体要求出发,分析了梅花井煤矿矿井水管理的一些先进做法,探索了一套适用于矿井实际的矿井水复用模式,即顶板探放涌水和矿井其他各类排水分类分层次利用模式,本文的研究对推动矿井水的资源化利用具有重要意义。

梅花井煤矿井下水害分析及其治理措施

为了有效控制矿井水害,预防重特大水害事故的发生,本文在介绍梅花井煤矿井田水文地质情况的基础上,系统分析了矿井的主要水害,并提出了针对性的措施,特别指出采掘工作面顶板水的防治是矿井水害防治的关键,最后提出了矿井综合防治水措施。