高瓦斯特长高铁隧道通风方案设计及监测分析

成都至自贡高铁白云山隧道全长13340 m,为特长高瓦斯隧道,多工区、多阶段施工通风问题严重制约着隧道运营施工与人员安全。通过工作面最大通风量、最大供风量及沿程风压损失对不同工区施工阶段进行通风计算,设计单工区通风方案及隧道总体贯通顺序,并采用水气分离方法处理地下水及自动安全监控系统实时监测隧道瓦斯浓度。分析表明:施工的大部分时间内,2#~6#斜井的瓦斯浓度均偏低,说明合理的通风方案及工区贯通顺序可以有效降低隧道瓦斯浓度;采用水气分离方法对地下水进行处理,将地下水和瓦斯分别排出,可进一步降低隧道内瓦斯浓度;监控系统对2#、3#和6#斜井出现的瓦斯排放异常情况及时报警提示并断电保护,保证了隧道施工进度及人员安全。针对特长高瓦斯隧道多工区、多阶段施工通风,基于隧道通风方案、贯通顺序、水气分离处理及瓦斯监测等方面建立一套完整的通风监测设计方法,为类似工程提供指导。

富水白云岩斜井注浆堵水技术应用研究

针对昆阳磷矿二矿胶带斜井开拓过程中遇到的水害问题,运用地质雷达和探水孔对巷道围岩的富水情况进行超前探测,查明了巷道围岩的破碎程度和富水特征,根据富水性探测结果,针对性地制订注浆堵水方案,由于巷道围岩属于节理裂隙发育的硬质岩,弱富水破碎带设计采用水泥注浆,强富水破碎带设计采用马丽散E化学注浆。在现场开展注浆试验,通过对比注浆前后的单孔涌水量和区段涌水量来评估注浆堵水效果,试验结果表明:化学浆液渗透性好,凝固时间短,平均堵水效率为76.6%,水泥-水玻璃浆液则为70.5%;通过对工作面分区段预注浆,能有效封堵涌水通道,改善工作环境和围岩条件,优化支护设计,每米支护成本降低了20%。研究成果可为类似地质条件下的巷道水害治理提供参考。

素混凝土桩复合地基高层建筑倾斜原因分析及迫降纠偏实践

一栋地处西北,素混凝土桩复合地基、地下室整体浇筑、上部结构变形缝断开的两结构单元在建高层建筑(拟建地下1层、西单元地上26层、东单元地上23层),主体结构建至14层时,冬休停建,冬休过后准备续建时,发现西单元建筑物地基不均匀隆胀倾斜超标,需要纠偏整治后方可续建。本文通过对这一现象,进行原因分析及采用井巷法对西单元进行迫降纠偏整治,整个施工过程在楼体外围通过竖井在地下室底板下开挖平巷实施水平陶土迫降纠偏,并获得成功。

松带装置在带式输送机中的应用研究

针对主斜井带式输送机机头更换和维修滚筒、硫化输送带接头困难等问题,设计了一种智能控制松带装置。该装置通过液压系统,利用机械结构配置伸缩油缸,实现机头输送带与滚筒分离,形成一定作业空间,完成各种任务。介绍了松带装置的结构、工作原理及其特点。该装置结构稳定、操作方便、安全性能高,能够完全代替人工进行松带操作。

基于BIM的辅助坑道进正洞挑顶施工技术

辅助坑道进正洞挑顶施工工艺复杂、施工难度大、施工安全风险突出,是隧道施工中的主要难点。本文结合东祁连山隧道斜井坑道进正洞挑顶施工,提出采用小导洞+弧形拱架锁口法施工方案,利用BIM技术建立三维模型,实现对辅助坑道进正洞挑顶施工工艺过程模拟及可视化技术交底,利用BIM技术提前模拟锁口钢架的加工尺寸,确保现场交叉口处断面圆顺,达到辅助坑道进正洞挑顶施工高效安全,成功解决了辅助坑道的施工难题,达到了预期目标,可为同类工程施工提供参考。

大倾角巷道带式输送机变坡点防飘带技术研究

确保带式输送机平稳可靠运行是实现井下采掘工作高效开展的基础。以11305底抽巷DTⅡ带式输送机为研究对象,结合现场情况对带式输送机运行情况进行分析,发现在变坡点带式输送机容易出现飘带问题。结合现场需要进行防飘带方案的初步设计及优化设计,在初步设计时提出在变坡点增设压带轮、采用搭接运输两种方式进行防飘带,分析后发现存在输送带磨损严重、结构复杂等问题。为此,在初步设计基础上进行优化设计,在转载点增设H型机架、改向滚筒等改变输送带高度及位置,从而满足变坡点运输需要,并对优化设计方案进行详细分析。工程应用后,11305底抽DTⅡ带式输送机平稳运行,变坡点输送带未出现飘带、跑偏、撒料、异常磨损等问题,应用效果明显。

煤矿主斜井皮带机快速更换强力皮带工艺研究

对煤矿主斜井皮带机快速更换强力皮带工艺展开了研究。首先,分析了煤矿生产中常见的皮带机更换问题,以及现有工艺的不足之处;然后,结合主提升带式输送机皮带更换工程背景,提出了1种全新的快速更换强力皮带工艺,实现了快速更换的目标;最后,将其应用于实际工程中,实现了皮带的快速更换,说明该工艺具有一定的适用性。

煤矿主斜井输送机控制系统冗余设计及应用

主斜井带式输送机是煤矿安全生产的咽喉,必须保证主斜井带式输送机的可靠稳定运行。现有的通信电缆和通信模块均是单线单模块布置,一旦一个通信模块或一路电缆损坏均会造成整套系统不能正常运行。因此设计了基于S7-400H的带式输送机冗余控制系统,实现双机热备、无缝切换,保证单台CPU故障不会引起停机,降低了主斜井带式输送机的停机风险和停机时间,提高了系统的可靠性。同时在监控方面,配套冗余WINCC监控软件和双服务器,实现上位机监控的软硬件冗余。另外,扩展IO模块均采用ET200M冗余模块,扩展相应的DI,DO,AI,AO及通信模块,实现通信链路和通信模块的冗余。与变频器的DP通信选用YLINK冗余模块,实现控制系统与变频器的冗余控制,控制和通信更可靠。所提冗余设计可以大幅提高主斜井带式输送机运行的可靠性,具有推广价值。

复杂工况下带式输送机驱动系统改造设计及应用

主斜井带式输送机经过长时间的运行,面临着变频器、控制设备老化及关键元器件备件采购困难,为了保证主斜井带式输送机的可靠运行,对某煤矿主斜井运输机陈旧的变频器和控制设备进行更换,同时对变频器和控制设备进行冗余设计。首先对原控制系统程序进行更新,实现新增变频器系统与原有变频器系统之间灵活自主切换;其次,设计新增变频器与原有变频器既可以互为备用,也可以交叉控制,实现对胶带机驱动的多样选择;然后优化主斜井带式输送机在轻载及重载工况下软起动/软停车动态过程,实现各驱动之间的平稳启动和功率平衡,抑制胶带输送机动态张力波对胶带和机械设备造成的冲击,避免撒料与叠带,延长输送机使用寿命。最后,MNS主从控制柜与变频器、主站控制柜间通讯采用专用的DP通讯线缆,设计变频器MNS主从控制柜与主站控制柜按冗余通讯进行配置,保证通信的可靠性。现场运行表明,提出的改造方案大幅提高了驱动系统和控制系统的可靠性,有效保证主斜井带式输送机的安全运行,具有推广价值。

柳巷煤矿主提升系统扩能改造方案设计

主提升系统作为煤炭生产的关键环节,是矿井扩能改造时的重点工程,对于斜井开拓并采用带式输送机作为主提升方式的矿井,主斜井带式输送机生产能力的提升对整个矿井的扩能改造发挥着至关重要的作用。生产矿井的主提升系统改造,因受到现场的多重因素影响,改造方案需要权衡各方面优缺点,以柳巷煤矿主提升系统扩能改造为例,在改造方案设计时充分考虑矿井实际情况,结合企业的需求和现场实际情况多方面对比,选择合适的主斜井带式输送机改造方案,为类似的工程设计提供了借鉴和参考。

煤矿井下主运输斜井带式输送机节能控制研究

主斜井带式输送机是整个矿井运输系统关键环节,常表现运输负载大、能耗高等特点,采用合理的节能控制系统控制主斜井带式输送机运行,可显著降低井下运输系统能耗。基于此,提出一种基于负载监测的带式输送机节能控制系统,该系统通过控制驱动电机运行数量达到节能降耗目的。节能控制系统应用后,主斜井带式输送机不仅可满足原煤运输需要,而且不会给带式输送机及供电电网带来冲击,每年可直接降低电费投入约58.1万元,取得较好应用成果。

主斜井煤矿带式输送机动态特性研究

针对主斜井带式输送机在运行过程中运量不同、动态特性复杂、系统不稳定容易产生噪音和振动等问题,以主斜井带式输送机为研究对象,采用数值模拟分析法在SimulationX中搭建出带式输送机动力学仿真模型,分析对比研究了斜井带式输送机四种启动时间下的动态特性,仿真结果表明:随着带式输送机启动时间延长,输送带机头位置张力逐渐增大,动态特性更加复杂,容易出现振动和冲击,当启动时间为120 s时,张力波动最小,冲击最小,为最佳的启动时间。研究结果可以为后期优化带式输送机结构提供参考依据。

大坡度施工斜井有轨运输与皮带机运输的比选

受到地质条件、施工组织、施工工期、成本投资等因素的影响,深埋长大隧洞按照“长隧短打”的思路,在越来越多的隧洞工程中得到运用,而大坡度长斜井渣料提升运输技术,是深埋隧洞施工建设长期研究的关键技术之一。以滇中引水工程香炉山2号施工斜井为工程实例,通过对皮带机运输和绞车有轨运输能力的对比分析,提出经验总结和个人见解。

南非某大型锰矿开采方案技术研究

南非某大型锰矿为新建矿山,属薄至中厚的缓倾斜矿体,根据锰矿体赋存特征和开采技术条件,结合矿区地形特点考虑了3种可行的开拓运输方案。方案一:胶带斜井+矿石分散破碎+辅助斜坡道方案;方案二:混合井+矿石集中破碎+辅助斜坡道方案;方案三:混合井+矿石分散破碎+辅助斜坡道方案。通过经济技术比较,考虑到方案一不仅具有可比基建投资低,可比运营成本低的优点,且在生产过程中操作维护简单,提升能力有较大调节空间,可为今后扩产提供基础。因此推荐采用方案一,即胶带斜井+矿石分散破碎+辅助斜坡道方案。该方案可为国内外大型缓倾斜矿山的开拓运输方案提供一定的借鉴。

升富矿冻结副斜井掘砌平行作业施工工艺

为解决深长冻结斜井掘砌速度慢、井壁外及壁间易串水的老大难问题,在升富矿冻结副斜井井筒施工中,在应用全断面掘进施工技术、迈步式和栈桥式模板台车施工技术的基础上,采用全新的掘进排矸、外壁施工和内壁施工平行作业施工工艺,将三大施工环节中的工艺流程、工序用时与循环作业相结合,制定合理的正规作业循环图,形成平行、统一的综合作业方式,解决了冻结斜井掘砌施工三大环节相互干扰的问题,实现了1031m暗挖冻结段实际平均掘砌(成井)速度50.8m/月、最高月成井速度102.4m/月的掘进速度,稳步提高了冻结斜井掘砌施工速度水平和冻结斜井井壁施工质量,可为深长冻结斜井的掘进支护提供参考。

斜井带式输送机多工况制动系统设计应用

斜井下运带式输送机在多工况作用下会出现制动回路堵塞、制动失灵以及制动释放能量较大引起的制动系统故障问题,通过对斜井带式输送机制动工况及特点的分析,提出了不同制动工况下的制动技术方案,并利用数值模拟分析法对制动效果进行了验证,结果表明:此次提出的复合制动技术满足正常制动、停电制动以及突发紧急工况下的制动要求,有效保证了斜井带式输送机的可靠运行,提高了煤矿产量和效率,具有很好的推广价值和市场前景。

关角隧道斜井皮带机运输技术研究

为解决长大隧道长斜井出碴运输难题,提高长斜井出碴运输效率,对隧道皮带机运输技术进行调研,对传统运输方式与皮带机运输进行比较分析,说明皮带机运输的优越性,并结合关角隧道的实际情况提出多种斜井出碴运输设计方案,对斜井皮带机在井底转载、储碴、喂料和破碎等细节方面进行方案比选,选择经济合理、切实可行的出碴运输方案,为指导关角隧道现场施工提供借鉴,为类似工程建设提供参考。

胶带斜井在金属矿山及深井开拓中的应用和探讨

介绍了在大红山铁矿等矿山大高度胶带斜井开拓的成功应用经验、胶带运输近年来的进展情况。分析了胶带斜井开拓的技术特点,研究了在深井开拓中与箕斗竖井的比较,探讨了合适的应用范围、存在问题和解决措施。

斜井过向斜构造涌水原因分析及治理

针对山西黑龙矿副斜井在掘进至裂隙发育的向斜轴部时发生涌水,涌水量约120 m3/h,对施工造成严重影响的问题,首先根据水文地质条件及涌水特点,分析判断出涌水水源和涌水通道分别为太原组灰岩水和西沟向斜轴部裂隙发育区;然后针对西沟向斜岩溶裂隙发育,是构造富水带的特点,以"引水孔排水—注浆堵水—预注浆防水"为防治水思路,采用注浆封堵掘进工作面出水点和超前探水、预注浆相结合的治理方案;最后采用打检验孔和瞬变电磁超前探测的方法对注浆效果进行检验,斜井掘进后仅局部有淋水现象,涌水量3～4 m3/h,注浆封堵效果显著。

关角隧道单车道无轨斜井施工方案优化

针对关角隧道XGZHQ5-2标段单车道无轨斜井施工进度滞后的现状及其施工中遇到的难题,通过加强科技创新和经验总结,采取双联进洞、中隔板通风、皮带机运输等方式对施工方案进行切实可行的优化,同时加强项目管理,有效地缓减了工期压力,为关角隧道现场施工提供指导,为类似工程建设提供参考。