基于ZigBee的矿井采空区温度监测系统

通过对矿井实际工况进行分析,为有效监测矿井采空区既有传感器节点的温度,设计了一种基于ZigBee的矿井采空区温度监测系统。该系统由温度传感器节点,无线温度采集终端和井上计算机等组成。重点介绍系统的总体结构,传感器节点和无线温度采集终端的设计,以及采用LabVIEW编写的上位机软件。该系统克服了井下布线困难的缺点,实现了采空区温度的全面监测。

基于惰化与降温的采空区注液态惰气优化研究

为节约成本,使用廉价的液态二氧化碳替代成本较高的液氮进行采空区注惰,在束管监测采空区注液氮前后自燃“三带”的基础上,通过数值模拟方法,对比采空区单独注液态二氧化碳与液氮,结果发现,液态二氧化碳惰化效果优于液氮,但降温效果较液氮差,确定使用液态二氧化碳与液氮联合注惰的优化方案。研究表明,采空区在使用液氮与液态二氧化碳联合注惰时,通过不同比例的液氮与液态二氧化碳混合后对采空区惰化及降温效果的对比,使用40%的液氮与60%的液态二氧化碳联合注惰,可兼有液氮降温与液态二氧化碳惰化的效果,现场监测效果与模拟结果相近,注惰成本节省了一半,经济效益显著。

凯达煤矿采空区煤自燃极限参数分析

为更加精准地判定采空区自燃危险区域,对煤自燃极限参数的计算方法进行改进,采用能量守恒微分方程的分析解计算煤自燃所需必要条件的极限值;以内蒙古凯达煤矿为例对该方法进行验证,根据浮煤的物性参数以及采空区环境条件,计算分析46205工作面回风侧采空区煤的自燃危险性;根据采空区漏风条件以及煤自燃所需要的氧浓度值,分析在遗煤较厚的条件下采空区可能发生的煤自燃危险性,划分不同遗煤条件下采空区自燃危险区域。结果表明:采空区实际遗煤厚度无法满足浮煤持续升温的要求,通过分析煤自燃极限参数可知,自然条件下浮煤在升温达到约30℃时其温度不再增加,因此不具有自燃危险性。

采空区开区注氮数值模拟及注氮点深度确定

建立了注氮条件下的采空区自然发火多场耦合模型,编制了模型解算程序。结合某矿8101综放面对注氮点在不同深度时的采空区自然发火进行了数值模拟,得到了不同注氮深度下的采空区压力场、氧浓度场以及冒落煤岩温度场的分布情况。对比结果表明,随着注氮深度的增加,采空区最高温度呈现出先减小后增大的变化趋势,且存在一个极小值,以该值所对应的注氮深度40 m作为该采空区的最优注氮点深度。

LoRa技术在矿井无线通信中的应用分析

针对现有矿井无线通信系统在上隅角等环境恶劣、数据传输速率要求不高的区域应用效果不理想的状况,通过分析LoRa技术特点,提出了将LoRa技术应用于矿井无线通信的方案,分析了其应用架构,并讨论了LoRa技术在煤矿井下的适用场景:工作面设备运行状态数据和环境参数无线传输,矿压监测系统多种传感器数据、工作面上隅角瓦斯监测传感器数据、采空区测温传感器数据等的无线传输,矿井机电设备监测数据无线传输。

易自燃煤层防火工艺变量对自然发火指标气体的影响

以兴安煤矿四水平南17层二四区二段底板层放顶煤工作面为例,分析了兴安煤矿自然发火指标气体,提出了防火综合防治的思路,研究了防灭火工艺变量及其对自然发火指标气体的影响,通过采取综合防治、最优措施全面破坏煤自燃三角形稳态,并根据指标气体受到作用后的反馈来定义变量中的作用量、方向及时间。现场应用结果表明,经过自然发火指标气体的正、负反馈治理后,工作面回风CO浓度为0,上隅角深部CO浓度为10×10^(-6)~15×10^(-6),后部采空区观测钻孔内CO最大浓度为30×10^(-6),治理效果明显,隐患得以控制并趋于稳定。