基于AHP-云模型的矿井瓦斯防治系统安全状态评价

针对瓦斯突出矿井难以做到对其矿井瓦斯防治系统安全状态进行客观、精准评价的问题。本文首先对矿井瓦斯防治系统安全状态影响因素进行了分析,在此基础上,构建了矿井瓦斯防治系统安全状态评价体系。其次,基于层次分析法,并结合粒子群优化算法PSO对判断矩阵进行优化、修正,在降低主观影响的基础上计算得到评价体系各指标权重。最后,基于云理论与二级指标权重、一级指标权重计算得出总指标的云数字特征,在matlab中运用正向云发生器生成评价指标的标准云模型。并以贵州省某典型瓦斯突出矿井为研究对象,结合该矿现场的实际调研情况,得出矿井瓦斯防治系统安全状态综合判别评价标准指标云,并对该矿瓦斯防治系统安全状态做出了准确评价并提出了相应的整改措施。研究成果对瓦斯突出矿井瓦斯防治系统安全状态的客观精准评价、煤矿安全生产有着重要意义。

煤矿多源异构数据传输及管控方法研究

针对煤矿多源异构数据采集传输难度大、集成管理困难等问题,根据智能化煤矿数据的特点,总结了煤矿主要指标数据的采集方法,构建了煤矿多源异构数据分布式分类存储系统,并运用Socket通信原理实现了数据采集系统与存储系统间的数据转换。同时,以煤矿多源异构数据的采集和存储方法为基础,分别开发了煤矿运维服务平台和煤矿数据监控平台,并成功应用于煤矿现场。研究实践表明:(1)通过在数据采集系统和存储系统之间建立基于Socket通信原理的数据传输模式,该模式下能自定义传输数据的大小,实现了煤矿数据的快速转换。(2)分布式分类存储系统的应用实现了煤矿多源异构数据的统一管理和利用,极大地减少了煤矿“信息孤岛”的现象。(3)煤矿运维服务平台和煤矿数据监管平台分别实现了对煤矿实时数据和全历史数据的分析与监控。2个平台的成功应用,也间接验证了基于Socket通信的数据传输方式的可靠性。

煤矿智能化掘进关键技术研究

介绍了近年来煤矿巷道掘进主要技术(悬臂式掘进机综掘技术、连续采煤机掘进技术及掘锚一体化掘进技术)的研究成果,分析了这3种主要巷道掘进技术在我国的适用性及推广价值,指出:(1)悬臂式掘进机综掘技术仅能“前掘后锚”,掘进与支护的过程不能同时进行,限制了掘进效率。(2)连续采煤机掘进技术仅可在近水平煤层条件下进行,且对顶板的稳定程度有一定要求,适用性不强。(3)掘锚一体化掘进技术仅适用于巷道断面大的单巷快速掘进,所用到的掘锚一体机机身大且价格昂贵,并对所掘进巷道的底板稳定性有一定的要求。相比连续采煤机掘进技术,掘锚一体化掘进技术在我国有较好的应用前景。将原有掘进机的掘进功能拓展为掘进兼支护的功能,这对掘锚一体化掘进技术的研究与普及可起到推动作用。分析了近年来煤矿巷道机器人化智能掘进技术中智能截割、远程智能监控、智能协同控制3个方面的研究成果,得出:(1)智能截割技术主要集中在对煤岩自适应识别方面的研究。(2)远程智能监控技术已从远程实时监测向远程可视化监控方向发展,虚拟仿真技术的发展将井下掘进巷道的情况可视化地展现在地面,并将控制信号反馈到掘进工作面来对掘进工作面掘进机组进行远程同步控制,成为当前巷道掘进远程监控智能化的重要标志。(3)目前针对智能协同控制技术的研究较少。探讨了煤矿巷道掘进智能化的发展方向:加强掘进设备集成协同化、设备模块化组合、5G矿用无线网络设备、掘进远程智能监控系统及难掘慢掘巷道掘进工程等方面的研究。

基于Revit二次开发技术的井巷工程设计与应用研究

针对传统煤矿设计存在的设计量大、图算量复杂等问题,通过分析煤矿工程正向设计需求,将煤矿井下复杂的采掘系统以直观、立体的方式呈现,提出基于Revit平台的二次开发思路,对Revit进行二次开发,从该平台上拓展应用功能,提升BIM系统中Revit平台对煤矿工程设计行业的适应性。通过实例验证,开发设计贵州黔鑫煤矿井下煤矿主要构件,并给模型构件赋予相应属性参数,完成其工程量自动统计,并结合其他BIM软件设计井下三维数字化模型,提高了设计质量与出图效率,提升了数据与图像之间的联动性,为BIM技术在煤矿工程正向设计中的应用提供参考,以期进一步推进数字化矿山建设的进程。

薄煤层半煤岩巷道变形破坏规律研究

为明确薄煤层半煤岩巷道变形破坏规律,以岔河联营煤矿为工程背景,通过理论分析研究了导致半煤岩巷道变形破坏的根本原因,通过数值模拟分析了不同煤岩比例下的半煤岩巷道破坏变形规律。结果表明:半煤岩巷道变形破坏很大程度取决于巷道埋深和围岩内聚力,且巷道两帮煤层部分最先发生破坏,其破坏深度大于巷道其他部分围岩;随半煤岩巷道煤岩比例的增加,巷道围岩形成的塑性区范围也越来越大,巷道围岩形成的高应力范围越大,巷道两帮水平位移明显增加,位移峰值主要集中在巷道两帮煤层部分,巷道围岩整体位移量也逐渐增加,特别是巷道两帮煤层部分。因此,半煤岩巷道煤岩比例的增加更容易造成巷道结构失稳,研究成果可半煤岩巷道参数布置提供一定的理论指导。

贵州煤矿“电子封条”智能监管平台建设与应用研究

贵州省作为西南地区主要煤炭生产基地,煤矿安全监管问题一直是职能部门关心的重点。本研究创造性借鉴法院“电子封条”概念,通过在煤矿主副井口、风井口、车辆出入口和调度室等关键地点安装摄像机、图像分析终端等设备,利用智能化AI视频识别技术、大数据等技术,随时掌握矿区作业情况,及时发现煤矿异常动态,自动生成、推送报警信息,便于利用分析结果对煤矿进行核查,并详细介绍了系统组成部分。

不同装药结构爆破掘进时巷道围岩损伤规律分析

为应对煤矿巷道耦合连续装药爆破掘进时围岩损伤较大的问题,通过理论分析,得出有限长柱状装药爆破时岩石的损伤范围计算公式。利用LS-DYNA数值软件,对不同柱状装药结构爆破时的围岩损伤规律进行研究。结果表明:耦合连续柱状装药时,槽腔半径和炮孔周围围岩的损伤半径最大,分别为81mm和311mm。不耦合不连续柱状装药时,槽腔半径和裂纹长度最小,分别为41mm和200mm。在裂隙区内,距炮孔壁距离120mm的测点,采用不耦合不连续柱状装药时的损伤因子为0.194,分别为耦合连续、耦合不连续和不耦合连续装药的42%、50%和53%。综上,煤矿泥质粉砂岩巷道爆破掘进时,采用不耦合不连续柱状装药既能充分利用爆破时的能量,又能降低爆破荷载对巷道围岩的损伤。