煤矿综采面无人值守监测技术

通过对综采面无人值守监测技术进行研究,提出了一种基于移动式巡检设备的综采面智能监测方案。使用可移动监测装置代替人工及定点监测,采用可见光及红外摄像仪对综采面设备状态及温度情况进行实时监测,并通过多传感器对综采面环境参数进行采集,实现对综采面的无人值守监测。

基于LabVIEW的工作面输送设备远程监测与诊断系统设计

针对现有工作面输送设备监测与诊断系统只能在井下现场使用的问题,设计了一种基于LabVIEW的安装于地面调度中心的输送设备远程监测与诊断系统;给出了由该系统与井下基于PLC的输送设备监测与诊断系统相结合构成的全矿井无人工作面输送设备监测与诊断系统的整体结构,分析了该系统与井下系统间的数据交换实现,介绍了在LabVIEW中运行BP神经网络故障识别的方法及SQL Server数据管理系统的设计。实际应用表明,该系统运行稳定,实现了在地面调度中心实时监测和综合诊断工作面刮板输送机、转载机和破碎机的工况。

煤矿物联网特点与关键技术研究

对比分析了世界主要产煤国百万吨死亡率,2008年我国井工煤矿百万吨死亡率约是美国的13.5倍、南非的7.9倍、俄罗斯的2.1倍、印度的0.97倍。分析了我国煤炭百万吨死亡率高于美国等其他主要产煤国的原因:井工开采高达95%、赋存条件差、灾害严重、小煤矿多、机械化、信息化程度低等。提出了煤矿物联网特点:电气防爆、无线传输衰减大、GPS信号不能覆盖煤矿井下、无线发射功率小、抗干扰能力强、抗故障能力强、宜采用树形结构、传输距离远、不宜采用中继器、设备体积小、电网电压波动适应能力强、防护性能好等。提出了煤矿物联网需解决的关键技术问题:煤矿物联网信息编码、传输、处理等标准;矿用安全标志准用产品生产、运输、仓储、使用、维护等全过程管控;矿用安全炸药生产、运输、储存、领退、使用等全过程管控;矿用重大关键设备生产、运输、仓储、使用、维护等全过程管控;煤矿井下人员精确定位、自动识别与培训监管;瓦斯检查员、安全检查员、电钳工、放炮工、绞车司机、采煤机司机、水泵操作工等及其操作设备、作业环境人机环闭锁控制;无人工作面地面遥控;煤炭产、运、销、用全程管控;应急救援装备与救护队等管理;煤炭地质勘探、设计、建井施工、安全生产、经营管理等。

采煤机智能化控制系统研究与设计

研究设计了具有自主控制以及监测功能的采煤机智能化控制系统,运用滚筒采煤机新型的煤岩识别技术,现代化截割技术等先进手段来实现智能化采煤机的自主控制、手动控制、远程控制等工作模式,为系统监测工作及时提供科学准确的参考数据。

大比尺采场模型试验液压支架模拟系统研究及应用

液压支架模拟装置是采场模型试验的重要测试装置,为了精准测试模型试验中的支架运行工况,借鉴已有模拟装置的结构与功能特点,基于液压控制原理研制了适于大比尺采场模型试验的新型液压支架模拟系统,主要包括泵站动力系统、液压控制装置、模拟支架、支架工况监测装置和信号处理系统。力学标定结果表明,立柱油压与支架工作阻力保持良好的线性关系,线性回归相关系数达0.99以上,模拟支架具有线性度高、重复性好、力学性能稳定等特点。大比尺采场模型试验应用表明,该模拟系统能够模拟现场支架的运转特性,模拟支架的阻力变化特征能够反映顶板周期性来压过程。采场模型试验引入该模拟系统后,可以深入开展顶板来压特征、支架选型与适应性评价、支架与顶板相互作用关系等研究内容,为煤矿采场支护决策提供依据。

复杂条件工作面智能化开采关键技术及发展趋势

复杂条件煤层地质条件参数变化数量多、参数变化范围大,其智能化开采是当前迫切需要解决的难题。分析了我国不同区域煤矿的主要地质条件特征及面临的问题,指出相较于综合机械化采煤,智能化开采对地质保障度的要求更高。地质条件越复杂,控制系统就越需要更精准的感知、更快速的分析与决策、更高的数据传输速率。以两淮地区“三软”煤层开采为例,探讨了其在智能化开采过程中面临的问题:煤壁频繁片帮、刮板输送机上窜下滑、相邻支架错位及咬合不紧密、护帮板不整齐、支架扎底、超前巷道变形,指出围岩(顶底板、煤壁)条件、煤层走向/倾向角度、矿压及超前巷道稳定性是影响工作面正常连续开采的5个因素。为解决上述5个因素条件参数变化带来的问题,需要从围岩参数感知、趋势分析、精细化控制、动力系统适应、自适应决策等方面研发出解决复杂条件工作面智能化开采的关键核心技术。详细阐述了目前实现复杂条件工作面智能化开采技术即液压支架护帮板精准控制及快速跟机技术、顶板分区协同支护技术、工作面装备姿态监测技术、工作面调直技术、上窜下滑控制技术、稳压供液控制技术、仿真决策系统平台和超前支护技术的应用现状、效果及后续需要解决的问题。指出对于多种复杂条件共存的煤层,关键元部件的机电液一体化设计、分布式控制方式、大数据的分析应用、装备群协同快速推进控制和实时仿真平台与智能决策系统的开发是后续研究的主要方向。

液压支架姿态监控系统设计分析

矿井液压支架是综采面关键机电装备,是矿井安全生产重要的支护设备。为解决当前液压支架姿态监测功能不足的问题,以掩护式液压支架为研究对象,设计了液压支架姿态监测系统。对液压支架姿态监测系统的总体设计结构及硬件、软件设计进行分析,实现了液压支架姿态的监测,为矿井智能工作面的建设作出一定的贡献。

高瓦斯中厚煤层工作面加长与设备适应性研究

基于鹿台山煤矿2203工作面相邻的2202工作面初采期间的矿压监测结果,并结合2203工作面顶板实际地质条件,通过理论计算得出2203工作面合理长度,最终确定2203工作面长度为190 m,并对加长后的工作面所选用的采煤机、刮板输送机等设备的适应性进行分析,研究成果可推广应用于该矿井2号煤层其他工作面的采掘布置当中。

中厚煤层智能化综采工作面无人开采关键技术探究

煤炭开采施工环境恶劣,风险隐患多,在生产的过程中兼顾安全和效益是煤炭企业研究的重要内容。随着现代技术的发展,越来越多的煤炭企业采用新技术实现了智能化生产管理模式,实现了煤炭生产安全,保障了生产效益。本文围绕中厚煤层智能化工作面无人开采系统及关键技术进行论述,旨在加快推动煤矿生产模式转型升级,实现综采工作面无人则安、少人则安的目标。

低瓦斯矿井高瓦斯综采面瓦斯治理技术

以镇城底矿22620综采面为研究对象,结合22620综采面的采煤工艺和地质条件,研究该综采面瓦斯浓度较高的原因,并对裂隙带瓦斯抽采机理进行探讨,提出巷帮裂隙带钻孔抽采、邻近工作面顶板裂隙带钻孔抽采、本煤层抽采的瓦斯治理技术,其中巷帮裂隙带抽采起到了上隅角埋管抽采的效果,在延长抽采时间的同时降低了成本。邻近工作面顶板裂隙带钻孔抽采为该综采面的正常有序推进创作了条件,瓦斯治理技术实施后监测设备显示:22620综采面回风流瓦斯浓度控制在0.34%以下,为综采面的安全高效有序生产提供了保障。