露天矿生产规模的确定模型

研究露天矿区集中化开采模式和综合工艺匹配模式既是现代露天煤矿的发展趋势,也是我国特大型露天煤矿目前所面临的问题之一。全面分析了开采规模的制约因素,并以收益最大化为目标,构造了单坑合理规模的收益函数,通过整数规划方法,建立了多坑的合理生产规模模型,并以安太堡露天矿为例进行了分析,得出安太堡露天矿合理生产规模为22.0 Mt/a。

采动区远程卸压煤层气抽采地面井产能影响因素

以淮南矿区远程卸压煤层气地面井抽采工程实践为依托，通过工程试验和系统分析，探讨了远程卸压煤层气地面井的产能特点及其影响因素。研究结果表明，远程卸压煤层气地面井的产能曲线可分为两个阶段，在较短时间内顺利完成第1阶段的井才能有较高产能。研究还显示，煤层气地面井产能受地层结构和采动影响较大。在研究区，当地层结构为松散层厚度〈406m，基岩与松散层厚度比值〉0．74，下保护层与被保护层间距为66～70m，且平均采高≤2．2m，平均产煤低于3898t／d时，利于远程卸压煤层气地面井抽采；当松散层厚度〉430m，11—2煤和13．1煤层间距〉74m，基岩与松散层厚度比值〈0．7时，卸压煤层气地面直并成功率较低，此时，可通过改变并位和优化并身结构来适应地层结构的变化，提高地面井抽采成功率。

煤炭智能柔性开发供给体系模型与技术架构

针对新时期下我国煤炭资源安全稳定供给难题,系统分析了煤炭资源存在的开发供给不均衡、需求变化不确定等矛盾,剖析了提升煤炭高质量稳定供给能力存在的主要问题,提出了煤炭智能柔性开发供给技术体系与建设思路。系统分析了煤炭智能柔性开发供给体系的技术内涵与特征,提出了综合考虑煤矿生产能力柔性系数与煤炭运销能力柔性系数的煤炭开发供给柔性度的概念,采用运筹学等方法建立了煤炭智能柔性开发供给响应模型,基于物联网、区块链等技术建设全国煤炭供需监测预警平台(中心),采用分布式技术对煤炭全产业链数据进行监测分析,预测煤炭开发供给柔性度,确定由煤矿、运销中心和消费区组成的供应链最优供给方案。分析了构建煤炭智能柔性开发供给体系的核心要素,研究了基于全国煤炭供需监测预警平台(中心)的煤炭智能柔性开发供给支撑技术体系,主要包括生产端支撑技术、运输端支撑技术、消费端支撑技术与基础平台支撑技术,提出了煤炭智能柔性开发供给运行模式。

煤矿安全生产水平分层聚类分析

针对近年煤矿事故多发问题,为实现分类管理,基于分层聚类分析展开研究.建立煤矿安全生产影响因素体系,按照构造初始矩阵、数据标准化和方法选择等步骤研究分层聚类过程及数学模型,按照绘制聚类谱系图、确定各分类的数量和分类结果建议的过程对分层聚类结果进行数据分析.结果表明:分层聚类分析方法过程清晰,可为煤矿安全生产管理提供理论依据和科学方法.

采动覆岩离层多层位注浆地表沉陷控制技术

为了解决上覆岩层中无明显厚硬岩层、采动过程中难以产生较大尺寸离层空间、离层注浆充填率低的问题,提出采动覆岩离层多层位注浆技术。通过相似材料模拟实验对多层位离层注浆覆岩时空演化规律进行研究,并在淮北矿区某工作面进行现场试验。结果表明:在无较大采动覆岩离层情况下,采用增加钻孔数目的多层位离层注浆方法,在采动覆岩内部形成不同扩散半径的注浆充填体,共同叠加支撑上覆岩层,可以有效减小覆岩破坏程度。实施多层位离层注浆方法,可以有效提高注浆总量和注采比,地表减沉率可达79.92%。提出的离层注浆量计算公式可以精确预计浆液灌注量,准确率超过91%,可为覆岩离层注浆工程提供指导,并为注浆减沉率预计提供参考。这为解决煤炭资源开采引起的地表沉陷问题提供了一种有效和经济的方法,同时扩大覆岩注浆技术的应用范围。

煤炭资源开发与利用的立体式生态模式——以陕北矿区“1+4”绿色可持续生态建设为例

煤炭资源开采、加工、转化,最终需转化成社会需求,这一全链条活动过程是否是生态型的,决定了煤炭开采绿色水平、全要素生产率的水平及煤炭资源开采的前途。运用系统工程方法论,研究了煤炭资源的开采、价值发挥和生态文明建设的相互关系,对涉煤的一、二、三产业门类进行多维度分层的基础上,提出了煤炭开采过程中的立体式生态模式,确立了煤炭开采立体式生态体系中自然环境生态、产业生态、社会网生态等方面的关键要素、逻辑关系、构建方式以及煤炭开采立体式生态系统的“内涵、途径、目标、措施”。立体式生态系统中的开采业务技术生态解决煤炭“安全高效清洁”的产出问题,解决“有煤”的问题;自然环境生态解决开采与环境的“共生协调”问题;产业链生态解决煤炭“高效清洁利用”问题,是煤炭价值最大化的问题;社会网生态解决“煤竭矿兴和低碳”的问题;煤炭资源开发与利用的立体式生态模式改变了以往业务主体的单体生态、行业或部门的单线生态的定位和功能,形成由单个主体、行业单线向立体网络化生态体系的迈进;立体式生态模式打破了现有模式局限,不再是环保、个体最优,而是相关方的综合生态,是协调共享、可持续的机制、效率变革、以全要素生产率提升而完善和发展的生态系统。在此基础上分析了陕北矿区“1+4”绿色可持续立体式生态建设,明确了立体式生态模式在煤炭资源开采和利用过程中的作用。

露天煤矿地面生产系统BIM正向设计

以伊敏露天矿煤炭生产补套完善项目为例,通过利用Bentley三维协同软件,建立了露天煤矿地面生产系统的BIM正向设计流程,形成了所有专业在协同平台共同完成正向设计的体系。实践表明:与传统的二维设计相比,BIM技术正向设计有利于促进露天煤矿的信息化和数字化发展。通过碰撞检查等手段可将问题暴露于设计过程中,避免在施工中出现问题,提高了设计质量和设计效率,缩短了项目的建设期,降低了成本。三维模型计算工程量准确性高,可提供更为可靠的工程基础数据,进而得到更加精细化的工程造价,为项目后期管理提供数据支撑。

煤矿安全影响因素的系统动力学研究

基于煤矿安全生产系统的动态、非线性特点,采用系统动力学建模方法,研究发现煤矿安全系统中的影响因素,总共可分成7大类:设备因素、自然因素、员工因素、安全科技因素、安全管理因素、法律监督因素、经济因素。并分析各类因素之间的相互依存和影响关系,最后建立起煤矿安全影响因素的系统因果图。通过详细阐述安全模型的体系结构,全面分析了煤矿安全系统,为煤炭企业确立最优的安全管理与控制方案提供了新的研究思路,进而提高煤矿企业的安全生产水平。