邢东矿充填开采智能化技术及工程实践

充填开采智能化符合煤矿绿色开采和智能开采的行业发展趋势及需求,但目前对充填开采智能化关键技术缺乏系统性研究和实际工程应用。针对该问题,以固体充填开采面智能化升级为核心,以充实率智能控制为首要目的,以建设智能充填矿井为目标,系统研究了充填开采智能化关键技术:煤基固废智能预处理及投放控制技术;结合矿床实时测控、排矸速度智能控制、混合分选控制的井下智能跳汰分选技术;基于多源煤基固废实时监测和精准反馈调控的多源煤基固废归集储运技术;集智能充填监测、流量智能控制、充填液压支架和工作面电液控于一体的固体智能充填开采技术。通过各充填开采智能化关键技术的联动配合,邢东矿形成了以煤基固废预处理、煤矸井下分选、多源煤基固废储运及固体充填采煤为核心的智能充填矿井。工程实践结果表明:应用充填开采智能化技术后,智能充填工作面能力大幅度提高,工作面产量由月产3.6万t增加至月产7.2万t,每班人员减少8~10人,1个循环作业时间减少约2.5 h,效率提高约50%,全面解决了煤基固废排放问题。

大倾角厚煤层综采工作面设备改造与生产管理

为解决大倾角起伏厚煤层综采工作面易出现的支架下滑、倾倒、刮板输送机下窜和采煤机部件易损等技术难题,结合东庞煤矿煤层赋存条件,研究了大倾角工作面设备工作技术特点,对采煤机的导向装置、润滑机构和操作规程进行了改造和补充,延长了采煤机各组件的工作寿命,优化了大倾角工作面的采煤工艺,完善了生产组织管理。实践证明,该套技术成功地保证了该煤矿的安全生产,为类似矿山大倾角起伏工作面的安全生产提供了保障。

提高东庞矿煤炭资源回收率的措施

目前,我国煤矿企业煤炭资源回收率偏低,东庞矿通过分析偏低原因,综合采取了优化采场布局和工作面设计、综采设备选型、现场管理、充填采煤等措施,提高了东庞矿煤炭资源回收率,延长了矿井的服务年限,增加了经济效益,实现了矿井的绿色生态开采和可持续发展。

东庞矿瓦斯防治流程管理信息化探索

依据流程管理信息化理论,以东庞矿瓦斯防治工作为例,在分析现行瓦斯防治流程的基础上,对其整体流程进行梳理,以作业流程为中心,重新设计瓦斯管理方式,破除部门壁垒,细分管理职责。规范井下作业流程,保证作业安全,加强各部门之间的协作,促使作业流程紧密结合,提高作业效率,最终实现从传统管理方式向现代化管理方式的飞跃。

走向开采采空区积水探放技术

通过理论分析与实践,在积累经验的同时,针对采掘方式及煤层松软等特殊因素,进行钻探、固管等技术创新,探索出了一套简便易行、安全可靠、技术合理的采空区探放水工艺。

EBZ75半煤岩综掘机在章村矿的改造及应用

主要介绍了EBZ75半煤岩综掘机产生的背景以及在章村矿的改造及应用。

近距离上组煤层残留超宽煤柱对下煤层开采的影响

针对残留超宽煤柱下开采的工程实例,综合煤柱受载情况及稳定性、煤柱下垂直应力的分布、煤柱下开采矿山压力的变化以及煤柱下开采顶板结构的变化4个方面,阐述残留超宽煤柱对下煤层开采的影响。通过分析已有矿压数据,并结合数值模拟的分析,得到了残留超宽煤柱对下煤层来压产生的影响,以及残留超宽煤柱对下煤层支架工作阻力的影响;通过力学计算,得到了煤柱影响下,下煤层支架工作阻力的计算公式,并通过敏感度分析得到了煤柱对多支撑和点支撑破断块体结构模型的具体影响。

章村矿锚杆支护控制围岩变形研究

通过对４２２５皮带下山不同支护方式巷道围岩变形特征的分析，认为采用高强度锚杆树脂药卷全长锚固支护顶板，两帮及底板采用锚杆支护，并用高水速凝材料注浆加固，可有效控制复合顶板、底软、煤软的巷道围岩变形。

邢台章村矿矿井水的综合治理

介绍了章村矿四井的地质条件、水文地质情况和涌水规律，从设计、采掘、排水系统等方面阐述了所采取的矿井水综合治理措施。

赤峪煤矿煤层突出危险性预测敏感指标的确定

以赤峪煤矿2号煤层为研究对象,采用灰色关联分析法对钻屑量S和钻屑瓦斯解吸指标Δh_(2)(“二指标”)进行预测,确定“二指标”与2号煤层发生突出的可能性之间的敏感性;结合“三率法”(预测突出率、预测突出准确率、预测不突出准确率)对突出危险性预测指标进行分析,确定临界值;采用“三率法”对“二指标”进行分析,验证临界值的有效性。研究结果表明:灰色关联度P(S)=0.909>P(Δh_(2))=0.896,S作为预测指标的敏感度更高;确定了S和Δh_(2)临界值分别为7.4 kg/m、200 Pa。现场效果检验表明,所确定的2号煤层突出危险性预测指标临界值合理。

“四大变革”驱动百年开滦转型发展

“四大变革”,即思想变革、产业变革、管理变革、动力变革开滦集团始建于1878年,经过140多年的持续开采,老区资源萎缩、矿城矛盾凸显,企业转型发展面临的情况更复杂、任务更紧迫、实践更典型。近年来,开滦集团清醒地认识到,转型发展是事关企业前途命运的存亡之道,不断加大探索推进力度,深入贯彻新发展理念,科学调整发展战略,坚定不移推进治企思想、产业、管理、动力“四大变革”,走出了一条符合自身实际的转型崛起之路,实现了由“一煤独大”到“三柱一新”的转型跨越,产业领域重点聚焦煤炭、煤化工、现代服务和战略性新兴产业,生产经营和建设区域主要分布在河北省内以及内蒙古、新疆等地区。2020年,集团营业收入870亿元,期末总资产895亿元。

用高水速凝材料治理煤仓漏水

介绍了运用高水速凝材料治理煤仓漏水的经验，为类似工程提供参考。

中小规模企业工人安全意识影响因素的研究

为了深入研究中小规模企业中工人安全意识的影响因素,从个人和组织2个层面进行分析,结合现有研究和深入思考选取调查指标,编制安全意识调查问卷。通过问卷及开放式访谈获得数据,运用SPSS分析软件对数据进行因子分析,初步得到10个因子。结合访谈结果,对因子进行验证与调整,最终得到影响中小规模企业工人的安全意识主要受到个人层面的安全知识技能、安全人际关系、安全积极性、安全责任意识,组织层面的安全重视程度、安全监管、安全文化宣传、人性化建设共8个因素的影响。通过分析,以期从8个影响因素入手为中小企业工人安全意识水平的提升提供参考,减少安全生产事故的发生。

千米深井超长工作面支架阻力分布特征及影响因素研究

为促进深部煤炭资源安全高效开采,以中煤新集口孜东矿121304工作面为工程背景,研究千米深井超长工作面支架阻力分布特征及影响因素,指导深部围岩控制。结果表明:千米深井超长工作面超前采动应力呈三峰式分布,采空区压实特征呈三区式分布,造成工作面长度方向上支架阻力呈现“两端高、中部低”的分布特点;埋深增加,采动应力峰值接近基本顶单轴抗压强度,叠加侧向卸荷作用下,基本顶萌生超前采动应力驱动型破坏裂隙;采动应力峰值越大,局部裂隙发育程度越高,基本顶破碎块度减小,支架阻力降低,超前采动应力三峰式分布造成来压阶段支架阻力“两端高、中部低”分布类型;根据冒落矸石压实程度将采空区划分为充分压实区、非充分压实区和悬露顶板支撑区,构建了空区矸石支撑下基本顶悬臂梁力学模型,得到基本顶W型下沉曲线;将液压支架视为弹性体,得到作用于支架之上的顶板载荷M型分布曲线,解释了千米深井超长工作面正常推进阶段支架阻力呈现“两端高、中部低”分布类型的原因,最后提出了基于液压支架分区控制的差异化顶板管理方法。

固体智能充填机械自主夯实过程机构干涉判别与调控研究

智能充填是充填技术升级、行业发展及矿山智能建设3类需求必然趋势。固体充填开采方法以机械自主夯实工艺保障充填效果,其实现智能化的前提是机构干涉的自主判别与调控。给出了机构干涉的定义与产生原因,分析了机构干涉对实现智能充填工艺的影响,基于机械自主夯实工艺特点与固体充填液压支架的结构特征,建立了固体智能充填机械关键机构的骨架模型及静态特征与动态轨迹方程,给出了干涉位态判别准则,界定了4类典型干涉位态,分别建立了各干涉位态调控路径。工程实践表明:通过运用判别准则与调控路径,成功调控了多种工况的干涉位态,促进了智能自动充填工艺的实施。

东庞矿复杂地质条件下厚煤层开采技术研究

以冀中能源东庞矿为工程背景,针对不同采区复杂地质条件下的2号煤层开采技术进行研究,利用理论分析、现场观测、机电设备改造和开发新型注浆工艺等研究手段和方法,解决了大角度起伏厚煤层6.5m大采高综采和大倾角俯伪斜工作面大采高综采等关键技术问题,回采原煤260万t,取得了良好的经济效益和社会效益。

含夹矸厚煤层大采高仰采煤壁破坏机理与注浆加固技术

详细分析了煤壁破坏的一般机理,结合邢台东庞矿2612大采高工作面实际,总结了煤壁破坏的主要形式,建立了大采高仰采工作面含有夹矸煤层煤壁破坏的力学模型,得出了顶板压力、夹矸厚度、仰采角度、煤体内聚力等对煤壁稳定性有较大影响,其中缓解煤壁的顶板压力是防止煤壁破坏的最有效措施。通过理论分析、UDEC数值模拟等研究了夹矸煤层煤壁注浆加固的合理钻孔位置和参数,得出最佳的布孔位置是注浆孔要和煤壁破坏的起坏点位置一致。同时介绍了2612大采高工作面实际的煤壁注浆工艺和实施效果。

圈像识别智能放煤技术

放顶煤开采技术是开采厚及特厚煤层的有效方法,我国创新性地发展了放顶煤开采技术,处于国际领先水平。顶煤放出是放顶煤开采独有的工序,近20年来,国内外一直致力于智能放煤技术开发,但至今仍无实质性进展,也没有相关技术可以借鉴。项目经过10余年的联合科技攻关,通过对图像、声音、振动、红外等多种煤矸识别技术的不断探索和研究,最终聚焦到图像识别技术。