Effect of coal slurry on the corrosion of coal-mine equipment

The corrosion of coal mine equipment immersed in coal slurry is addressed. The corrosion of low carbon steel samples immersed in coal slurries of different concentrations （80, 130, and 180g/L） prepared from coals of different rank （long-flame coal, meager lean coal, and anthracite） and different granularity （0.25-0.5 ram, 0.074-0.25 mm, and less than 0.074 mm particle size） was studied by the electrochemical method of polarization curve measurement, controlled potential sweeping, and continuous scanning. The results show that the corrosion rate in an anthracite slurry, where the coal has high coalification, is far greater than corrosion in a long-flame or a meager lean coal slurry. Furthermore the corrosion current, polarization current, and corrosion rate of low carbon steel become larger, and the polarizability becomes smaller, as the coal particle size decreases. The same trend is seen as the concentration of the coal slurry increases.

Conjunctive Utilization of Water Resources at the Yulin Coal-Mine Base in China

Shortages in water resources and the fragile ecosystem by coal-mine water affect the Yulin coal-mine base in northwest China, so taking coal-mine water into account is an important issue for the sustainable management of water resources. This paper aims to explore how the Yulin coal-mine base can improve its conjunctive utilization of water resources. Integrated utilization is proposed by establishing a multi-objective, multi-water-source, optimal-allocation model;setting up an integrated information platform;and giving very useful measures and policy suggestions to the local government. Finally, this research can also serve as an example of integrated water utilization for other energy bases.

内蒙古黑岱沟露天煤矿抛掷爆破地方性震级与炸药量的经验关系

利用黑岱沟露天煤矿的爆破资料,开展黑岱沟煤矿抛掷爆破地方性震级与炸药量的关系的研究。为了避免矿山地震台网地震仪在长期观测中传递函数、归一化因子、放大倍数等参数出现错误,开展同址台站对比分析,实时监控、修订参数。实测结果显示,同址两台站记录到的爆破波形特征非常一致;使用矿山地震台网资料,采用5 km以内的地方性震级M_(L)的量规函数,测定了2023年5-8月4次爆破的地方性震级M_(L);联合使用矿山台网和内蒙古地震台网记录到的44次爆破的数据,采用正交回归方法,得到黑岱沟煤矿抛掷爆破地方性震级M_(L)与炸药量Y之间的经验公式为:M_(L)=3.15lg Y-6.88。

新型导流式孔口防喷钻进技术研究

为解决我国瓦斯突出矿井顺层钻孔施工过程中可能出现喷孔、瓦斯超限等事故这一技术性难题,基于伯努利定律提出孔口引流防喷装置设计新思路。结合理论计算验证新理念的科学性和有效性,并提出新型防喷除尘设备的设计模型。使用FLUENT数值模拟软件并基于多项指标对新模型进行参数优化,最终得出最优方案为最大长度1100 mm,最大直径φ340 mm。加工新产品并应用于山西焦煤西山煤电公司屯兰矿,应用结果表明:使用新装备在瓦斯抽采钻孔施工过程中,钻场内瓦斯浓度低于0.3%,普遍低于使用传统设备进行钻孔施工时钻场内的瓦斯浓度。

基于线激光的煤矿输送带纵向撕裂检测系统研究

针对煤矿输送带纵向撕裂检测准确率、实时性和响应性均不高的问题,设计了一种基于线激光和机器视觉的检测系统。介绍了该系统的工作原理,重点讲述了撕裂特征的视觉检测算法,包括图像预处理、激光条纹中心线提取、中心线断点补偿、重合误差和局部曲率的撕裂特征综合判断等。实验结果表明,该系统可实时、准确地检测输送带纵向撕裂,提升撕裂响应速度,降低撕裂事故成本,具有一定的推广应用价值。

近距离煤层采空区下回采巷道快速掘进技术研究

针对上榆泉煤矿近距离煤层群赋存情况,考虑I031005回采巷道上覆9#煤层采空区的影响,采用现场调研、数值模拟以及理论分析相结合的方法,在保证回采巷道围岩稳定的情况下,提出了“锚杆支护参数优化+设备改进+工艺流程优化”的快速掘进综合技术体系。研究结果表明:基于层次分析法建立下煤层回采巷道快速掘进影响因素综合评价体系,明确影响巷道掘进速度的重要因素巷道地质条件和支护工艺;10^(#)煤层巷道基本不受9^(#)煤层遗留煤柱集中应力影响,且围岩完整性好,强度高,适当增加单根锚杆强度,减小锚杆间排距不影响回采巷道围岩稳定,锚杆合理间排距为1500 mm×1200 mm,锚杆长度为1800 mm;优化支护参数后支护时间显著降低,巷道单排支护时间由30 min降低至22 min,提高单次掘锚循环进尺提高至1.2 m;提出滑移架与截割装置相连的结构,优化循环作业方式,使掘锚同步作业,掘支平行作业率可增加42.7%;巷道月平均进尺可由750 m增至1080 m,增幅44%。研究结果可为类似条件矿井回采巷道快速掘进提供借鉴。

基于可编程逻辑控制器的煤矿综采组合开关结构设计

针对有效、统一控制煤矿综采工作面多种采煤设备为目的,设计基于可编程逻辑控制器的煤矿综采工作面配套组合开关结构。该开关结构分为主控制电路、次控制电路,两种电路均与液晶显示模块相连。通过液晶显示模块的界面将电路状态反馈给管理人员,两种控制电路主要通过可编程逻辑控制器和继电器、信号提醒、保护回路相连,分别完成电源供应、警报信息提醒、采煤设备连接状态管理。实验结果表明,在过载、漏电工况中可用电气互锁的方式保证采煤机状态不出现异常变化,完成异常采煤设备的统一管理,最高节能比例达到11.2%,最低节能比例也能达到7.8%,由此证明设计的方法具有一定研究价值。

变频技术在煤矿提升系统中的研究及应用

为进一步加强变频技术在煤矿提升系统中的推广和普及,首先分析了现有变频技术特点,其次从能耗优化、系统稳定性、故障检测及保护、维护成本、系统灵活性等方面重点分析了变频技术应用于煤矿提升系统的优势,并提出了进一步优化和发展的建议。结果表明变频技术在煤矿提升系统中具有广阔的应用前景,不仅能够实现系统的稳定性和可靠性,而且能够实现节能降本,具有显著的社会效益和经济效益,对于煤矿行业在提升系统方面的改进和升级具有重要的指导意义。

煤矿安全的多组分气体检测技术

煤矿安全、石油化工、储运、大气与环境监测、燃烧诊断、工业过程监测与控制等行业,都需要高灵敏度的实时在线多组分气体检测解决方案。在光学技术方面,可调谐二极管激光吸收光谱传感器具有灵敏度高、选择性好、响应速度快、抗干扰能力强等特点,已被证明是一种检测多组分气体的先进技术。在多组分气体的检测中,不可忽略的交叉干扰的存在、成本和性能要求成为许多检测方案设计中主要考虑的问题。介绍了单激光器用于检测多组分气体,旨在为各种应用下的多组分检测提供指导。

矿井巷道灾变环境信息四旋翼无人机自适应侦测技术研究

近年来,井下侦测设备逐渐成为矿难发生后救援队实施救援的有力助手。其用来对灾后环境中的环境信息进行检测,确保救援工作安全有效地开展,从而减少人员伤亡。四旋翼无人机具有体积较小、造价低廉、无人员伤亡风险及灵活性强等显著优势,已在目标跟踪、应急通信和环境监测等多种领域得到广泛应用。对矿用本安型多参数无线传感器测量精度进行标定,搭载于矿井侦测四旋翼无人机进入井下巷道进行实时侦测,利用传感器对井下的温度、湿度、烟雾、O_(2)、CO、CO_(2)、HCl浓度及伤员位置等信息进行监测预警,并将这些信息通过基于Wi-Fi 6和Mesh组网的无线传输技术,实时传输到救援指挥中心,给予救援指挥人员决策依据,最大限度地降低了人员伤亡事故发生的可能性。

考虑齿圈柔性的采煤机截割部行星传动动态特性研究

为研究均质煤层及夹矸煤层2种煤体工况下的采煤机截割部行星传动系统响应特点,综合考虑各构件的支撑刚度、轮齿啮合刚度及齿圈柔性等因素,建立了截割部行星传动平移-扭转耦合动力学模型。分别分析了刚性/柔性齿圈行星传动系统在2种煤体工况下的太阳轮与行星轮啮合力波动变化特点、行星架输出转速变化规律以及太阳轮中心浮动轨迹曲线。研究发现柔性齿圈状态下,太阳轮与行星轮啮合力幅值呈长周期波动变化,均质煤层工况下的齿圈柔性改善了两轮的啮合力状态且对行星架输出转速波动具有一定的稳定作用,研究成果可为传动系统的设计提供一定的理论指导作用。

水库下采煤安全性评价分析

为了分析水库下采煤对水库及地表的影响,以某煤矿32采区为例,采用理论计算、数值模拟相结合的研究方法,分析了煤层开采后上覆岩层破坏形成的导水裂缝带高度,采用概率积分法和数值模拟得到了某煤矿地表水库地表最大下沉值和水平变形值。结果表明:导水裂缝带最大标高距底部的高差均大于250 m,导水裂缝带不会影响到水库安全,地表水平变形最大值远小于规定允许变形值,在地表水库下进行煤炭开采是安全的。通过32采区工作面的安全开采,验证了分析方法与结果的合理性。

基于GRA-TOPSIS的综采工作面异常来压预警研究

为了预防开采期间工作面矿压显现明显,局部地段甚至异常来压诱发的压架等问题。通过数理分析,建立的工作面异常来压评价模型对矿井中异常来压起到防范预警作用,其研究成果主要如下:(1)通过分析国内矿井的异常来压情况,选取埋深、采高煤厚比、煤层倾角、基本顶厚度、直接顶厚度、推进速度、倾向长度等作为工作面来压评价因素,构建异常来压评价体系。(2)利用熵权法处理矿区数据得出各个因素的权重值,由TOPSIS法通过加权矩阵进行得分排序,采用灰色关联度分析法对TOPSIS法进行改进优化,得出灰色关联权重矩阵,进行构建工作面异常来压评价模型。(3)将所提出的模型应用在察哈素煤矿中,其评价效果较为理想。

临近煤矿工作面油气井泄漏监测方法研究

为了研究煤矿工作面附近油气井泄漏情况,采用对比分析法,在煤矿工作面附近的油气井、井下工作面附近巷道和采空区中采集了一定量的气体样品,进行了气体组分研究和碳同位素分析研究。研究表明,在试验区域,通过气体组分难以判断油气井是否向煤矿工作面发生泄漏;甲烷碳同位素值测定方法为临近煤矿工作面的油气井泄漏监测的有效技术。

煤矿设备数据管理系统设计及性能测试

基于Hadoop平台设计了煤矿设备数据管理系统,该管理系统立足于煤矿领域,能够实现煤矿设备的实时管理。数据采集系统采用OPC服务器,将来自不同协议的数据桥接到OPC客户端应用程序。在Redis的基础上设计了煤矿设备数据传输架构,实现煤矿设备数据采集、传输、处理和应用。通过设计管理系统的人机交互界面,实现设备数据信息数据的监控,并对管理系统的性能进行了测试。该管理系统具有良好的稳定性。

袁大滩煤矿主斜井带式输送机提能改造设计

以袁大滩煤矿主斜井带式输送机为例,介绍了主斜井带式输送机提能改造的设计特点:采用低噪声节能托辊和低滚阻节能型输送带来降低运行阻力,采用工期最短的改造方案来减少矿井停产造成的经济损失。改造的思路和方案,可供相关煤矿和设计人员参考借鉴。

煤矿履带巡检机器人越障及牵引特性研究

针对煤矿工况复杂、危险系数高、人员巡检困难等问题,以某型煤矿履带巡检机器人为研究对象,对履带机器人功能结构及其履带组成进行分析,运用仿真分析的方法研究了不同履带轮半径、履带宽度、履带齿高等履带参数对煤矿履带巡检机器人牵引特性的影响。研究结果表明:随着倾角的增加,煤矿履带巡检机器人可跨越的障碍物高度呈现先增大后减小的趋势;随着履带轮半径、履齿高的递增,机器人的牵引力均呈现出一种渐进式、相对较小的增强趋势;随着履带宽度增加,机器人的牵引力提升明显。该研究为煤矿巡检机器人牵引特性提升及应用推广等方面提供技术支撑及一定的参考。

矿用伽马测井仪在察哈素矿区应用研究

为了实现煤炭智能化开采,采用基于伽马测井技术的煤岩界面高精度探测来构建三维地质模型。设计了基于单片机和无线模块的矿用伽马测井仪,主要介绍了测井仪设计理论、系统组成、工作原理及应用情况。矿用伽马测井仪在煤矿井下底抽巷穿层钻孔中的应用试验表明:该测井仪测量数据准确可靠,能有效地鉴定钻探中遇到的地层岩性变化和出煤点的空间位置,应用效果良好。

煤矿井下瓦斯无线监控系统关键技术研究

瓦斯浓度监控作为煤矿生产监控的重要环节,是煤矿安全生产的重要保障。目前煤矿瓦斯监控系统多基于电缆通信等有线方式,通信可靠性及监测范围均受井下环境因素制约严重,无法适应当前现代化煤矿需求。针对煤矿有线式瓦斯监控系统布线困难、监测范围小、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于Zigbee无线传输网络的煤矿瓦斯监控系统设计方案。在煤矿原有线监控系统基础上进行改造,将现场传感器至瓦斯监控分站之间的有线传输通过Zigbee无线传输网络进行替换,具备网络容量大、组网扩展灵活等优点。同时对井下瓦斯浓度监控分站及传感器采集单元的无线收发模块进行设计,实现系统数据采集、传输及执行机构控制环节的无线交互,监测范围可通过增减无线节点灵活扩展,有效提高煤矿瓦斯监控灵活性及可靠性。经实验测试,系统无线通信能力较强、丢包率较低,数据传输通信及报警功能运行良好。

基于Zigbee的煤矿安全生产监控系统设计与研究

针对目前有线式煤矿安全监控系统布线繁琐、灵活性差、安装及维护成本高等问题,将无线通信及物联网技术应用至煤矿安全生产监控中,提出了一种基于Zigbee无线传感器网络的煤矿安全监控系统设计方案,对多参数融合检测无线传感器节点及基站传感器节点进行设计,利用无线传感网络自组织、结构灵活等特点弥补目前有线系统缺陷,实现煤矿井下环境参数及人员信息的采集、传输与监控,有效提高煤矿安全生产监控水平。