浅埋综采工作面运输巷主动式超前支护研究

针对浅埋综采工作面运输巷采用单体支柱超前加强支护工作面推采速度与支护速度不协调、工人劳动强度和安全隐患大、难以实现超前区域少人化等问题,以榆家梁煤矿52305工作面为工程背景,采用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,实测了单体超前加强支护条件下的运输巷矿压显现规律,对比分析了单体加强支护和锚杆(索)主动式加强支护两种情况下的巷道围岩安全稳定性,并通过理论分析计算了运输巷支护参数,校验了现场支护的适应性及安全性。研究结果表明:52305工作面运输巷围岩属于较稳定型,现场单体超前加强支护条件下,锚杆(索)承载均在额定载荷的85%以内,两帮应力分布基本对称,围岩移近量和松动圈很小,围岩稳定性较好,现场超前支护段支护强度偏富余。采动支承压力影响段,单体支柱主要对顶板0.6 m范围内的局部岩层具有加强支撑作用,远小于锚杆和锚索支护作用范围和强度。取消单体支护后,运输巷围岩依然能够保持安全稳定。在榆家梁煤矿52305工作面运输巷超前加强支护段进行了取消单体支护工程试验,验证了研究结论的可靠性。

综采工作面过陷落柱毫秒延时松动爆破研究与应用

为了解决3203综采工作面过陷落柱困难的问题,结合陷落柱现场地质条件,提出基于毫秒延时起爆技术的松动爆破专项方案,并采用理论设计、数值模拟和现场试验相结合的方法,对比总结同时起爆模型和毫秒延时起爆模型的裂隙扩展模式和应力传播规律,分析在顶板处质点的振速和位移变化规律。研究表明:通过毫秒延时松动爆破可以使相邻炮孔间形成贯通裂隙,相比于同时起爆,延时起爆模型优先创造自由面,从而破碎陷落柱岩石并减少爆破飞石,解决了综采面过陷落柱困难的问题。毫秒延时起爆相比于同时起爆,对顶板的峰值合振速减小了9 cm/s,对顶板的峰值合位移减小了0.095 mm。现场试验发现,松动爆破对陷落柱的破碎效果明显,陷落柱岩石强度得到有效减弱。实践证明,毫秒延时松动爆破技术能够极大提高截煤作业效率,保护采煤区顶板,经济效益显著。

高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理技术研究与实践

瓦斯是阻碍煤矿生产运营的重要影响因素之一。在当前阶段下,顺利落实煤矿绿色生产建设安全工作意义重大,而在实际生产过程中,多数地区的矿井开采作业过程中存在较高浓度的瓦斯问题,而基于此类的高瓦斯矿井的整理与管控成为相关领域研究的重点之一。据此,简要论述现阶段我国高瓦斯矿井综采工作面的整体治理情况,明确常见高瓦斯矿井中的瓦斯具体分布位置以及产生现状,同时提出综采工作面治理的相关思路,并从实践应用角度提出具有创新性的瓦斯治理技术。

综采工作面过断层采煤技术研究

因为地质地形条件、水文条件复杂,煤炭企业在煤矿资源开采的过程会随着开采深度增加出现断层,如果出现断层会导致风险增加,顶板被破坏,出现裂缝,不仅影响现场开采工作的顺利进行,也会导致安全事故发生。对断层结构和特点进行分析,其形成和煤矿综合机械化回采工作紧密相关,因为地质结构的特殊性,需要人员在综采工作面和采区作业流程和线路设计时科学分析断层情况,计算好过断层时的倾斜角和趋势,确保开采工作顺利进行,科学利用多种采煤技术。对此本文主要浅谈 综采工作面过断层采煤技术研究,旨在为采煤技术的开发和应用奠定基础,推动我国煤矿事业的发展。

综采工作面智能感知技术的发展应用与前景综述

为研究现代煤矿工业综采工作面开采的发展趋势,研究了智能化开采的三个关键要素为智能感知、智能决策和智能控制,其中智能感知是最基础、最关键的部分。在智能化开采进程中,智能感知技术在该领域的应用正日益成为研究热点,其在提高开采效率、降低生产成本、确保工作面安全等方面发挥着至关重要的作用。文章回顾了智能感知技术的发展历程,分析了不同阶段中智能感知的主要特点,并根据智能感知技术的特点和关键技术分为了四个阶段:基本感知阶段、多参数监测阶段、多维度信息感知阶段、全面感知阶段。深入研究并全面探讨智能感知技术在中国煤矿综采工作面的关键技术、广泛应用和未来发展趋势,以期为煤矿行业的智能化转型提供参考。

切顶卸压与柔模高水充填沿空留巷技术在综采工作面的应用

冀中能源股份公司梧桐庄矿为满足182605工作面正常接续要求,在矿182605下工作面运料巷进行沿空留巷,结合矿实际生产地质条件,实施“切顶卸压+柔模高水充填”的巷旁留巷工艺。经实践应用,留巷效果明显,经济效益及社会效益显著。一、概况,梧桐庄矿182605下工作面位于六采区,北为南翼胶带巷、南翼轨道巷、南翼回风巷,南为24号勘探线,西为设计的182605工作面,东为182603工作面。该工作面沿2号煤层走向布置,工作面沿走向平均可采长度为640m,倾向长度为150m。

基于UWB的综采工作面推进度测量系统

针对目前综采工作面推进度的测量和计算方式存在费时费力、累计误差大、传感器损坏后无法重新计算等问题,提出了一种基于UWB测距技术的综采工作面推进度实时测量系统。该系统采用矿用本安型测距分站与测距标志卡组合的方式,通过无线通信实现对综采工作面巷道推进度的实时测量。在综采工作面端头液压支架布置测距分站,在回采巷道固定标志点悬挂测距标志卡,通过巷道内UWB无线信号测距,当即将开采到最近的测距标志卡位置时,撤掉该处测距标志卡,后续测距标志卡接替进行巷道推进度的测量与计算,依此循环往复,不断进行更替测量。结合采煤工艺,建立了依据采煤机位置和液压支架动作的限幅中值平均滤波模型,该模型将限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波深度融合,以剔除海量数据中由于受到测量、遮挡等影响而造成的测量偏差较大的无效数据,同时消除有效数据中的最大和最小偏差数据,进一步保证了通过算术平均运算得到的测量值的准确性和有效性,实现了综采工作面推进度的连续测量。地面测试结果表明,测距分站1的最大误差为0.32 m,误差小于0.2 m的占比为84.62%;测距分站2的最大误差为0.48 m,误差小于0.2 m的占比为76.92%。井下工业性试验结果表明:该系统与矿方实测数据日平均推进度差值为0.13 m,证明了UWB测距技术在井下巷道条件下测距的可行性和基于采煤工艺的推进度测量模型的准确性。

综采工作面采煤机自动拖缆装置研究及设计

为了解决智能综采工作面采煤机往复开采过程中电缆夹频繁折叠脱槽需人工多次干预的难题,分析了采煤机电缆夹脱槽故障产生的原因,设计了综采工作面采煤机自动拖缆装置,介绍了自动拖缆装置的整体结构组成,并阐述了自动拖缆装置的液压系统设计和控制系统。搭建了采煤机电缆自动拖缆装置试验台,并对自动拖缆装置进行了可行性验证,验证结果表明,自动拖缆装置能够实现拖缆装置的自动运行、手动调节、故障紧急停车预警等模式,满足自动拖缆技术要求,对推动煤矿工作面常态化无人开采具有重要意义。

基于MES−YOLOv5s的综采工作面大块煤检测算法

综采工作面的目标具有高速运动、多尺度、遮挡等特点,现有的目标检测算法存在精度低、模型占用的内存大、硬件依赖强等问题。针对上述问题,提出了一种基于MES−YOLOv5s的综采工作面大块煤检测算法。采用轻量化设计,将MobileNetV3作为主干网络,以减小模型占用的内存,提高CPU端的检测速度;在颈部网络添加高效多尺度注意力(EMA)模块,融合不同尺度的上下文信息,并进一步减少计算开销;采用SIoU损失函数代替CIoU损失函数,以提高训练速度和推理准确性。消融实验结果表明:MobileNetV3大幅减少了模型占用的内存和检测时间,但mAP损失严重;EMA模块和SIoU损失函数可在一定程度上恢复损失的精度,同时保证模型在CPU上具有较高的检测速度,满足煤矿井下目标实时检测需求。对比实验结果表明,与DETR,YOLOv5n,YOLOv5s,YOLOv7模型相比,MES−YOLOv5s模型综合性能最好,mAP为84.6%,模型占用的内存为11.2 MiB,在CPU端的检测时间为31.8 ms,在高速运动、多尺度、遮挡和多目标的工况环境下能够保持较高的召回率和精度。

综采工作面高效喷雾降尘技术的研究及应用分析

针对8103综采工作面煤层破碎,易产生粉尘,作业期间粉尘浓度高,存在影响安全生产的问题,以8103综采工作面工程概况,从而开发基于B2#型喷嘴的架间负压引射喷雾系统与采煤机外喷雾降尘系统,与此同时借助ANSYS软件进行建模分析雾化降尘效果,最终确定喷雾降尘系统的部分关键参数,如喷嘴数量、雾化角度、装设位置以及压力大小,经综合对比喷雾降尘系统应用前与应用后的综采工作面降尘情况,得出应用该降尘系统后,综采工作面所出现的呼吸性粉尘浓度降低了66%以上,而相应的全尘浓度降低了71%以上,取得了较好的降尘效果,可为类似工况下的综采工作面高效降尘提供参考。

综采工作面过陷落柱施工工艺及支护技术

基于龙顶山煤矿9102工作面过X4陷落柱期间,回采难度大、回采效率以及设备故障率高等技术难题,通过技术研究,决定对陷落区岩体采取松动爆破进行超前预裂施工工艺,并对过陷落区围岩提出了合理有效的支护技术,通过实际应用效果来看,超前预裂后降低了采煤机破岩难度,加快了工作面过陷落区速度,采煤机故障率降低至3%,设备维修费用减少了27.9万元;同时采取联合支护技术后,控制了陷落区顶板破碎、垮落现象,提高支架初撑力及工作阻力,取得了显著应用成效。

综采工作面尾端头应力区支护技术

基于长春兴煤矿303工作面回采期间受集中应力影响,工作面尾端头围岩破碎严重,导致工作面支架移架困难,回采难度大,通过技术研究决定对尾端头支护进行优化,提出了“可伸缩超前支架+注浆锚索棚”联合支护技术;通过实际应用效果来看,对尾端头支护优化后工作面在后期回采过程中未出现尾端头煤柱垮落、顺槽顶板破碎现象,取得了显著应用成效。

马兰矿综采工作面过断层回采工艺及支护技术研究

矿井布置采煤工作面向地质条件复杂带延深,常遇见断层及其他地质构造带。断层或其他地质构造带改变原煤层的正常倾角和破坏顶底板,引起断层带或地质构造破坏带煤层倾角变大,煤质松软破碎不成整体性、顶板破坏破碎,给工作面的安全回采带来较大隐患。针对马兰矿12706工作面强行破岩过F_5断层时,破岩量大、设备故障率高、回采效率低等技术难题,提出采用俯斜回采工艺,并对俯斜段顶板实施“迈步式梯形锚索梁+柔性纤维网”联合支护技术。通过实际应用效果来看,采取俯斜回采工艺后,减少破岩量达2415m^(3),提高了断层区煤柱回采量;采取联合支护技术后,控制了俯斜段顶板破碎下沉现象,取得了显著应用成效。

综采工作面喷雾降尘系统优化改造及应用分析

针对晋能控股装备制造集团某矿23061综采工作面粉尘浓度高,存在严重影响安全生产与危害工人身体健康的问题,分析了23061综采工作面喷雾降尘系统现存的不足,对喷雾降尘系统进行了优化改造,采用数值模拟分析法分析了改造后的喷雾降尘效果,并进行了现场应用,应用结果表明:经改造后,该工作面的降尘率达到了85%以上,工作面粉尘浓度大幅降低,显著改善了工作面作业环境,更好地保障了矿井安全生产,减轻了粉尘对工作人员的危害,取得了较好的经济效益与安全效益。

综采工作面采空区煤自燃全周期防治技术体系

为解决杭来湾煤矿综采工作面开采期间采空区煤自燃防治难题,以该矿30201工作面为例,总结分析了煤层自然发火灾害特点,根据工作面开采条件,提出了基于监测预警、控制遗煤、减氧控温的多方位煤自燃防治技术体系总体思路,并针对工作面安装、初采、回采、停采等期间的不同防灭火需求,制定针对性防灭火措施,建立了综采工作面采空区煤自燃全周期防治技术体系,保障了该工作面开采全周期火灾防治工作顺利完成。

斜沟矿18106综采工作面回采巷道变形机理及控制技术研究

针对山西焦煤西山煤电斜沟矿18106工作面巷道顶板与巷帮易出现严重变形,存在严重威胁矿井巷道正常生产的问题,基于该巷道工程地质概况,结合该巷道的顶板及围岩受力情况与变形特点,提出了可应用锚索来加强巷道顶板与巷帮的支护,可应用工字钢与单体相结合的方式创建抬棚来实施二次加固,可应用化学注浆来强化加固,进一步提高巷道围岩的整体性,让其承载能力与稳定性更强。经综合应用这些补强支护技术后,18106工作面巷道顶板及巷帮围岩最大变形量都小于150mm,巷道变形控制效果显著,有效保证矿井的安全生产。

大采高综采工作面成套设备智能化的研究与应用

为了保障智能化综采装备安全高效运行和智能化综采技术常态化应用,以斜沟矿23109综采工作面为工程背景。针对矿井智能化建设中存在的系统划分不明确,且工作面快速推进时各系统工作不协同、不可靠等问题,引进大采高综采装备并应用工作面自动化控制技术和可视化远程操控技术,在地面调度中心实现工作面设备远程监测、故障诊断、数据分析等功能。全面贯彻“机械化换人、自动化减人”的理念,推动煤矿科技强安向纵深发展,促进煤矿安全发展。

综采工作面安装拆除现状及改进方法研究

为提高综采工作面安装与拆除出成效,本文探讨工作现状,如安装和拆除环境复杂、安装和拆卸空间、工具比较落后等,提出具体的改进方法,不但可以提高了作业面的总体水平,而且能够减少各类隐患,提升安全作业成效,以期为相关人员提供参考。

综采工作面快速安装技术应用分析

为促进综采工作面实现快速安装,以晋能控股装备制造集团某矿9204综采工作面设备快速安装工程为例,对其在快速安装中存在的问题进行了分析,提出了综采工作面设备快速安装工艺流程,分析了影响设备快速安装的因素,并针对这些影响因素提出了一些解决措施,通过采用先进的安装设备,采用了科学、合理的施工技术,采取了行之有效的组织和协调方法,使综放工作面装置的安装工作得到了明显的改善,实现了安全快捷的作业,为同类条件下的综放工作的顺利进行提供了借鉴。

综采工作面撤架施工及末采施工工艺优化研究

针对潞安化工集团某矿48703综采工作面撤架施工存在施工工艺复杂、施工效率低等不足,基于48703综采工作面工程概况,分析了传统撤架施工工艺存在的不足,提出了具体的优化措施,并优化了末采施工工艺,通过施工撤架通道来快速进行设备搬家,并优化末采施工工艺,节约了施工时间,减轻了工人劳动强度,取得了较好的经济效益与安全效益,可为类似工况下综采工作面的快速撤架施工提供参考。