大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采理论与技术

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术构想,工作面走向推进过程中沿倾向对采空区下部进行局部充填,充填体既与巷旁支护作用形成沿空巷道,取消区段保护煤柱,实现大倾角煤层无煤柱开采,又增大了工作面倾向下部充填压实区长度,加强了工作面“支架-围岩”系统稳定性。根据大倾角走向长壁采场特点,优选确定了大倾角膏体局部充填工艺,设计了大倾角局部充填回采系统、采充工艺。并采用理论分析、模拟实验、数值计算等相结合的方法,分析了局部充填对大倾角走向长壁采场围岩采动力学行为的调节机制。结果表明:充填体影响基本顶岩梁的变形破坏及采场倾向下侧煤岩体承载特征,基本顶、运输巷顶板变形量及运输巷倾向下侧煤岩体所受约束均随充填长度的增大而减小;为防止采空区未充填区悬顶灾害,充填长度不应超过工作面长度的1/3。局部充填体限制了工作面下部区域顶板破断,降低覆岩关键域形成层位,形成稳定的巷帮,减小沿空留巷围岩变形量;同时工作面倾向下部充填区长度增大,中、上部围岩结构不稳定区域的长度缩小,“支架-围岩”系统稳定性提升。充填体改变了采场围岩应力传递路径,承担了部分覆岩载荷,工作面下侧支承压力及超前支承压力均随充填长度的增大而减小,工作面倾向下部充填区域的超前支承压力降幅最大,沿空巷道及工作面应力状态得到改善。大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术具有提高资源采出率、降低掘进率、缓解采掘接替紧张、加强工作面“支架-围岩”系统稳定性等优势。

阳泉市石灰岩矿整合成效分析

阳泉市石灰岩分布广泛,开采时间长,矿山分布多、规模小。结合阳泉市石灰岩矿产资源分布,本文分析非煤矿山整合前后的石灰岩矿采矿权设置,提出整合后矿山建设建议。随着非煤矿山的整合,石灰岩矿数量压减近50%,生产规模大幅提升,基本实现开采规范化、管理流程化与产业集群化。阳泉市石灰岩矿业发展实现量变到质变的提升。

基于差分非平稳Transformer的液压支架立柱压力预测

液压支架立柱压力预测是回采工艺决策的重要依据,也是确保围岩稳定的基础信息之一。然而,液压支架立柱压力虽然具有一定的规律性,却无法用简单的数学模型进行预测;且在回采过程中,支架不接顶、顶板破碎、传感器检测误差等带来大量的随机噪声,使得压力数据劣化为非平稳时间序列,给压力的预测带来的很大的困难。本文在Transformer基础上,提出一种差分非平稳Transformer模型,在Transformer的编码器和解码器中分别引入差分归一化和反归一化操作,以提升序列的平稳性。同时,在Transformer中采用去平稳注意力机制,计算序列元素之间的关联关系,以增强模型的预测能力。在真实的煤矿支架立柱数据集上的对比实验表明,本文提出的差分非平稳Transformer的预测效果达到0.674,表现明显优于LSTM、Transformer和非平稳Transformer模型。

“十三五”期间非煤矿山安全生产情况及未来对策

非煤矿山的开采是我国的基础产业,同时也是经济发展的重要支柱,在许多新兴产业发展中扮演着越来越重要的角色。随着矿产资源开发强度的不断加大,非煤矿山行业也产生了较多典型的安全生产事故,为探讨我国非煤矿山安全存在的主要问题,搜集了我国“十三五”期间(2016—2020年)非煤矿山安全生产数据,分别从事故发生区域、事故类型、事故发生时间、开采方式、矿种类型、所属行业等方面进行了分析,得出以下结论:1)我国非煤矿山中小型矿山以40%左右的产能酿成了超过90%的事故,安全生产基础总体薄弱;2)如内蒙古、湖南、广西等重点区域安全生产形势仍严峻;3)地下矿山的事故起数和死亡人数均占非煤矿山事故总量的50%以上,以冒顶坍塌为主的10类事故死亡人数较大。导致这种情况的主要原因是我国非煤矿山企业安全管理能力仍然较弱、非煤矿山安全生产监管监察能力仍需提升、我国非煤矿山智能化建设仍处于初级阶段,事故重灾区机械化、自动化、智能化建设程度总体较低。只有进一步推进非煤矿山企业及监管监察部门装备设备的智能化水平的提升,从矿山全生命周期中的各个生产流程及环节进行改造升级,才能实现“十四五”时期安全生产质量的进一步提升。

非煤地下矿山灾害影响因素分析与风险管控体系研究

非煤矿山生产安全对于推动行业高质量发展具有重要意义。非煤地下矿山生产环境较差,在多重因素的影响下,很容易发生危险和灾变。根据江西省非煤地下矿山的特点,从自然灾害对于非煤地下矿山安全的影响、生产经营活动对于非煤地下矿山的影响,对非煤矿山灾害发生的可能性及灾害链进行了分析;从组织体系、制度体系、培训体系、技术支撑体系四个方面,提出非煤地下矿山防控机制,旨在减少和防止事故的发生。研究成果可为后期非煤地下矿山监管及治理提供参考。

非煤矿山资源综合利用新技术应用

非煤矿山资源的开发与利用面临环境和经济挑战,传统技术的局限性亟需解决。新技术如GIS、3D建模、大数据分析和物联网的应用,为资源综合利用提供了创新方案。技术整合模型的实施显著提高了资源利用效率,降低了环境影响,并增强了经济效益。南坪钽铌矿尾矿利用案例,证明了新技术在提升非煤矿山资源综合利用中的实际效果。

煤矿机械用690MPa级高强钢不预热焊接技术

Q690是煤矿机械装备向着高强和大规格发展所必需的高性能钢铁材料,为解决高强钢需要焊前预热以防止产生冷裂纹的技术难题,也为解决焊前预热带来的生产效率低、成本高的行业困难,宝钢研制生产了煤矿机械用不预热焊接钢Q690HP,采用超低碳当量设计,使其具备了优良的焊接性、实现不预热焊接。通过斜Y型坡口焊接裂纹试验,评价了特定温度环境下冷裂纹敏感性与不预热焊接工艺可行性;通过不预热焊接接头试验,系统评价不预热焊接条件下接头使用性能,得到Q690HP不预热焊接技术匹配的焊丝和焊接工艺参数。结果表明:环境温度5℃不预热条件下,采用不同焊丝焊接的小铁研试样焊缝均无裂纹,Q690HP钢板具有优异的抗裂纹敏感性;环境温度5℃不预热条件下,线能量为7~12 kJ/cm且层间温度控制在100~150℃时,选用2#和5#焊丝进行不预热气保焊焊接,得到的焊接接头性能满足力学性能要求。

非煤矿山安全生产责任制的建立与实施

文章根据国家最新法律法规要求,结合工作实践,阐述了当前非煤矿山安全生产责任制在执行过程中面临的问题,针对非煤矿山全员安全生产责任制的建立和落实提出了相应的建议措施,对非煤矿山企业加强安全生产管理,落实全员安全生产责任制具有重要参考意义。

龙岩市非煤矿山顶板事故分析与管理措施

顶板事故在非煤地下矿山事故中占比最多,顶板管理是非煤地下矿山安全管理的重点和难点。统计分析龙岩市2008—2023年共15a的顶板事故情况,总结非煤矿山顶板事故的特点。研究得出,矿井爆破工艺技术水平低及在大暴露空间下进行作业是顶板事故原因。提出改善措施,将中深孔爆破分段崩落采矿法代替空场法,但受到矿石价格影响,该方法成本高,当前可行性低;通过推广应用凿岩台车、撬毛台车等机械工具,严格控制井下采掘作业空间宽度和高度等措施,加强顶板管理,努力实现顶板零事故。

浅埋极薄煤层无煤柱开采覆岩运移与地表损伤特征研究

为了探究浅埋极薄煤层切顶卸压无煤柱开采与常规留煤柱开采覆岩运移与地表损伤区别,以子长矿区浅埋极薄煤层为背景,基于关键层理论,得到了硬岩破断距及覆岩的垮落高度临界值的计算公式,结合3DEC数值模拟及现场试验,对比分析了无煤柱开采与留煤柱开采条件下浅埋极薄煤层覆岩运移破断及地表损伤特征,确定了极薄煤层覆岩两带高度。结果表明:当工作面回采达到60 m时,两带发育高度基本稳定,当大于60 m时,工作面后方覆岩裂隙由开裂逐渐闭合,裂隙区随工作面回采向前方移动,两带高度稳定在24.6~27.7 m;相较于常规留煤柱开采,切顶留巷无煤柱开采方式下覆岩呈连续移动变形,可有效修复煤层开采工作面两侧非连续移动变形导致的覆岩裂隙及地表损伤裂缝,消除了常规留煤柱开采方式下相邻工作面间区段煤柱两侧覆岩裂隙,现场观测较好地验证了该结果。

非浸没式超滤技术净化处理煤矿矿井水的试验研究

采用非浸没式超滤(NSUF)技术净化处理煤矿矿井水,从NSUF陶瓷膜的操作参数与性能、膜污染清除、超滤浓水加药絮凝以及污泥压滤脱水性能等方面进行了现场试验研究。控制超滤产水率在70%条件下,NSUF“膜面流”操作方式与在线物理清洗相结合,可以清除滤层堵塞和膜污染,使膜通量与跨膜压差得到恢复,NSUF装置实现连续稳定运行。超滤浓缩产生的30%浓水在添加PAC和PAM后,沉降比达到4.3%,澄清液返回到超滤单元。絮凝污泥通过板框压滤进行脱水处理,滤饼含水率约75%。采用三级NSUF—絮凝沉淀—污泥压滤组合工艺,系统总产水率可以达到98%。

无煤柱开采采空区漏风防治技术研究

针对新登煤矿22采区无煤柱开采的方式下存在22051采空区与邻近采空区大面积漏风问题,通过分析22051采空区漏风途径,提出了封堵22051副巷,将22031与22071机巷调整为均压通风的方式改善通风现状,对22051停采线气体进行束管监测分析,验证了漏风治理效果。束管监测结果显示:22051采空区停采线北部通过封堵已达到有效治理,停采线南部因机巷漏风造成氧气浓度回升,对切巷下口采空区侧20m、实体煤侧10m范围内的机巷实施了喷浆封闭巷道,进一步减少漏风。

煤矿通风机叶片无损检测技术的标准应用研究

无损检测技术是煤矿通风机叶片检测的常用技术,可及时发现通风机叶片故障,为煤矿通风机的运行维护提供依据。文章对煤矿通风机叶片各种无损检测技术的应用进行分析,并对无损检测技术在煤矿通风机叶片检测中的标准应用措施进行深入研究,为煤矿通风机叶片无损质量检测工作的规范开展提供参考依据。

微动探测方法在煤矿废渣调查中的应用研究

在废弃煤矿环境问题日益凸显的形势下,堆弃矿渣及煤矸石引起的各种环境问题急需解决。针对煤矸石堆积体调查中遇到的基岩埋深问题,首次提出利用微动探测方法进行探查,并在中国东南部某矿区进行了场地实验,实验中将微动探测方法与钻探相结合,采用标定-推断-验证的工作流程,进行煤矸石-基岩分界面探查工作。研究发现微动探测方法能够较为精确地探测煤矸石堆积体与基岩分界面位置,相较于钻探方法,微动探测方法具有灵活、经济、高效等优点。

煤矿变电站智能巡检技术研究与应用

井上变电站作为煤矿重要供电基础设施,目前存在巡视及监控自动化水平低下、无法实时掌握变电站运行状态等问题,存在安全隐患。针对上述问题,对智能巡检及监控技术进行研究,提出了一种基于自动化巡检机器人的煤矿变电站智能巡检监测方案,可实现对站内电力设备的非接触检测及环境感知,有效提高井上变电站智能化运行水平。

煤矿主通风机不停风倒机控制技术研究

针对煤矿通风系统主备风机传统倒机方式供风稳定性与连续性差、备用风机启动失败率高、存在通风失稳风险等问题,研究了煤矿主通风机稳风倒机技术,从煤矿通风系统大滞后、非线性特点的角度出发,提出了一种基于粒子群优化的模糊PID不停风倒机控制方案,并设计了相应系统。该系统通过优化算法自适应调节风门开合角度,可有效缩短倒机时间,提高备用风机启动成功率,实现倒机过程井下通风不中断,确保通风系统全过程安全稳定运行。

煤巷掘进临时支护技术与装备研究进展及发展路径

临时支护作为煤巷永久支护的“排头兵”,是煤巷掘进的关键环节,其在时间和空间上的高效性直接决定了煤巷掘进和后续支护作业的效果,因此,高效临时支护技术与装备的研发是煤巷掘进的关键攻关方向。重点介绍了传统简易式、机载式、自移迈步式、新型临时支护机器人等临时支护技术与装备的研发进展及应用,对比归纳总结了不同类型装备的优缺点。系统提出了当前我国煤巷临时支护发展的关键核心方向:①临时支护装备的智能化升级;②具有智能感知、支护力及支护姿态自适应调整优化的临时支护机器人的研发。依据煤矿生产的实际需求和煤炭行业的发展需要,预测了煤巷临时支护技术与装备的发展趋势:①研发掘-支-锚-运一体化快速掘进系统,并从系统工程学角度统筹考虑,合理平衡及科学优化各循环工艺流程;②突破“围岩-支架”相互作用动态实时监测技术,实现掘进工艺及临时支护参数随围岩条件变化的实时调整;③通过临时支护装备的智能化升级,实现煤巷掘-支的无人化智能控制;④基于“透明化”矿山,开发智能探-掘-支技术,实现煤巷掘-锚-支装备智能感知、自适应调整。

非煤矿山角联通风网络理论计算及常见控制措施

为了分析角联通风网络的风流特性,以矿井通风理论为基础,结合数值计算方法,建立了矿井简单角联通风网络总风阻的理论表达式。通过角联通风网络总风阻的计算机程序计算得出,角联网络的总风阻只与各风路风阻有关,不随总风量的变化而变化。同时根据多中段多分段同时开采的非煤矿山开采实例,对环形有轨运输中段及采场的角联通风网路进行分析,提出角联通风网路的控制措施主要为增阻调节和增压调节,否定了增大整个矿井总风量调节的可行性,对于日常通风管理具有借鉴和参考作用。

采矿工程一流专业建设背景下非煤矿床开采课案例-模型教学改革与实践

通过对贵州省非煤矿床开采课程教学现状的分析,总结出该课程在教学过程中存在以下几点问题。课程内容缺乏趣味性和吸引性,教学方法手段传统,学生主动性不够;理论与实践脱节,实践教学不足;考核形式单一,学习效果有限。基于此,融合教学相长、学生为本的思想,以学生能理解、吸收、消化所学知识并能灵活应用知识为出发点,该文提出案例-模型教学方法改革思路:案例驱动式教学改革;任务驱动式教学改革;实体模型-虚拟仿真相结合的教学改革;考核方式改革。将成果推广到教学实践中,取得显著的教学成效,为贵州省非煤矿床开采课程教学改革提供新的思路。

非煤矿山自然灾害致灾风险评估可视化系统研究与实现

非煤矿山地质构造复杂、灾害成因复杂且类型繁多、地质灾害防治难度大,第一次全国自然灾害综合风险普查工作已完成,为了充分利用信息化手段管理和使用非煤矿山普查数据,深入挖掘风险管控和隐患排查治理的关联,构建风险状态与隐患分析之间的内部联系。应用大数据、GIS、数据可视化等技术手段,基于B/S架构设计非煤矿山自然灾害致灾风险评估可视化系统的总体框架和功能模块,阐述空间数据构建、遥感影像处理、致灾风险等级评估和露天矿山地质灾害-滑坡破坏动态模拟的关键技术点。研究结果表明:非煤矿山自然灾害致灾风险评估可视化系统的建设可实现自然灾害综合风险普查成果的精准高效应用;系统围绕致灾风险基础数据应用、风险评估和风险防治,形成非煤矿山致灾风险“一张图”,可实现非煤矿山管控区域三维建模与复杂链生灾害动态模拟展示,可积极推动广东省自然灾害防治工作的智慧化转型。