我国矿业循环经济的现状与发展

发展矿业循环经济是采矿大国的必经之路,是实现资源开发由消耗型转变为集约型的重要方式。分析了我国及发达国家矿业循环经济的现状,同时就我国矿业循环经济发展的紧迫性、必要性、目标、热点、评价方法等进行了系统的总结和介绍。

矿井瓦斯地质智能分析及动态防突管理系统在新景公司的应用

利用GIS数字化技术、二次开发技术在新景公司建立了瓦斯地质智能分析及动态防突管理系统。详细介绍了系统的技术原理、软件架构以及建设过程。实现了瓦斯地质规律的综合分析与防突工作面"四位一体"防突措施执行情况的综合管理。

综放面开切眼综合防灭火技术实践

简要介绍了白土窑煤矿1101综放工作面开切眼的基本情况,针对开切眼煤自然发火情况,制定了以灌注凝胶为主、喷浆为辅的综合防灭火技术措施,并对治理效果进行了评价分析。结果表明,采用综合防灭火技术措施处理后,气体浓度和温度显著降低,有效防止了开切眼煤自燃,为类似条件的开切眼煤自燃防治提供了参考。

煤与瓦斯突出事故实时报警技术在益兴煤矿的应用

为了迅速斩断瓦斯次生灾害的致灾链,将煤与瓦斯突出事故的灾害降到最低,避免或减少由于瓦斯窒息和瓦斯爆炸造成的人员伤亡,研发了一套煤与瓦斯突出事故实时报警技术,并成功应用于益兴煤矿。介绍了正在作业的工作面传感器布置方案、报警技术的原理及方法,并开发了相应系统,实现了相关数据的实时采集和筛选以及事故发生时的及时报警及相关非本安设备的紧急断电,对于减少次生灾害发生和人员伤亡有重要意义。

煤矿井下瓦斯爆炸后爆源临近区域特殊热环境分析研究

为了研究瓦斯爆炸诱发次生灾害的致灾热因素,对煤矿瓦斯爆炸特殊热环境进行了分析。将瓦斯爆炸后的特殊热环境分为爆炸产生的高温高压的火焰波、较高温常压的爆源邻近区域的动态热环境两部分。通过对瓦斯爆炸火焰波的特征的理论分析和相关专家学者开展的瓦斯爆炸实验所测得火焰波特征数据,对爆炸火焰波的温度、速度等参数进行了分析。通过数学模型的建立,结合瓦斯爆炸后瞬间爆源所在巷道空气温度随距离的分布规律及数值模拟技术对爆炸后爆源临近区域的较高温、常压的动态热环境进行了研究。得出,瓦斯爆炸大多数是弱爆燃状态。爆炸后爆源临近区域空气温度随传播距离的增加逐渐降低,高温区域逐渐向远离爆源的方向运移,高温的持续时间越来越短。

矿井瓦斯地质智能预警平台的建设与应用

针对煤矿企业瓦斯地质资料缺乏有效管理、瓦斯地质图更新困难及利用率不高的现状,从瓦斯地质预警原理、数据库、平台结构、功能模块、关键技术、预警保障机制等方面介绍了一种矿井瓦斯地质智能预警平台建设方案。该平台采用GIS技术建立瓦斯地质空间数据库,实现了瓦斯地质相关数据的集中、有效管理及瓦斯地质图的自动更新;采用WCF技术实现了跨图形平台的瓦斯地质相关图件的数据共享;以瓦斯地质学理论为指导,形成了一套完整的瓦斯地质预警指标体系,综合分析工作面前方的瓦斯赋存、地质构造、煤层赋存等情况,实现了瓦斯地质的实时超前预警。应用结果表明,该平台各项预警结果与现场实测情况完全一致,效果良好。

基于监控数据的瓦斯涌出特征突出预警系统设计

针对不同类型突出矿井建立多种组合预警模式,介绍了系统的预警工作原理、指标体系的构建、工作流程及主要功能实现,极大程度提高了预测预报的可靠性。系统的应用可以有效降低矿井防突成本,提高管理、技术人员工作效率,为煤矿企业带来较高的经济效益。

煤矿瓦斯利用技术现状与展望

煤矿瓦斯是优质资源,但受瓦斯利用技术水平以及瓦斯抽采规模的影响,抽采瓦斯利用率较低,因而对国内煤矿抽采利用瓦斯气体的技术现状进行汇总分析具有重要的现实意义。通过调研与分析,厘清现有抽采瓦斯利用技术及其适用范围,从高浓度瓦斯净化直接利用技术、低浓度瓦斯发电技术、低浓度瓦斯浓缩技术、低浓度瓦斯燃(焚)烧技术、乏风瓦斯利用技术等方面分析其成熟度,重点阐述低浓度瓦斯利用技术中的燃气轮机技术、燃气内燃机技术、燃气锅炉-蒸汽轮机技术、联合循环多联供技术、制氢技术、制合成氨技术与直接燃烧技术,并结合作为辅助燃料、主要燃料应用的超低浓度瓦斯利用技术,探索蓄热式外燃机、瓦斯燃料电池发电等新技术的应用,并对抽采瓦斯利用方向进行技术展望,以期为抽采瓦斯的高效利用提供合理的利用方式。分析结果表明:中等浓度至高浓度的瓦斯利用技术较为成熟,但超低浓度至低浓度的瓦斯利用依然存在技术难点,还需攻克低浓度与超低浓度瓦斯蓄热氧化等安全利用、含氧煤层气安全的低温液化和分离、低浓度瓦斯发电机组连续稳定高效运行等难题,同时需加大研究力度以推进新技术的工业化应用。未来还需进一步研究抽采瓦斯利用技术,建议解禁煤矿安全规程中关于爆燃浓度瓦斯直接燃烧的限制。

钻进方向可调的高压气射流钻具

传统钻机大多依靠连接在钻杆前端的旋转钻头上的硬质合金块切割实现钻进,随着钻孔的钻进其钻头会被磨损。现介绍一种新型的钻进方向可调的高压气射流钻具,其钻杆不需要旋转即可进行钻进,解决了长钻孔施工时需要大转矩的问题;钻具的钻杆上引入了为钻杆提供前进或后退动力的行进机构,解决了长钻孔施工时钻杆前后运动动力不足的问题;钻具的钻头通过气体驱动旋转并释放出高压气体流,产生类似于水刀的效果,最终达到切削煤层或岩层的目的。方向可调的高压气射流钻具的新功能,能够克服传统钻机存在的诸多缺陷。

地面火炬型水分流燃烧处理系统的试验研究

地面火炬型水分流燃烧处理系统能够安全的燃烧处于5％～15％爆炸浓度范围内的瓦斯气体，通过安全燃烧并取出热量进行利用，不但避免了排空的瓦斯气体造成的能源浪费和污染，同时也避免了浓度在30％以下的低浓度瓦斯带来的极易爆炸的安全隐患，为煤矿的安全生产和人们的生命安全提供了安全保障。

喷浆机器人卷筒用齿轮传动系统优化设计

齿轮传动系统常用的设计方法是以输入参数和材料特性为基础,通过近似法多次进行所需参数的求解与校核,直到满足设计要求。此方法有设计效率低、安全裕量大等缺点。依据优化设计理论建立齿轮传动系统的优化设计数学模型,并利用MATLAB软件优化工具箱中的Fmincon函数对其进行求解,从而得到最优设计方案,以提高齿轮传动系统设计效率、减小设计体积、降低设计成本。

煤与瓦斯突出报警系统的研究与应用

结合煤与瓦斯突出报警系统在开滦集团的应用情况,介绍了该系统的原理、架构及功能情况。该系统以矿井通风网络为基础,以矿井安全监控系统的数据为依据,通过二者的有机结合,实现了突出事故发生时快速判定事故发生的时间、地点、强度及波及范围,并能自动发出报警信号及断电指令,通知井下作业人员及时撤离等功能,为矿井迅速采取有效的应急处置提供决策依据。

基于WCF的AutoCAD与ArcGIS矿图数据同步技术

矿图数据是煤矿企业正常生产过程中一项常用的重要基础资料,在总结现有矿图数据在CAD平台与GIS平台间转换方法研究成果及其缺陷的基础上,基于WCF分布式框架结构结合二次开发技术,提出了一种跨图形平台的矿图数据同步新思路,并在Auto CAD与Arc GIS中成功实现。阐述了WCF技术的原理和优势,规避了传统转换方法的技术难点,详细介绍了矿图数据在Auto CAD与Arc GIS间实现数据同步的具体方法及步骤。