煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用

分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统树脂锚固锚杆安装6道工序简化为1道连续工序,实现了锚杆自动化“一键”打设,单根锚杆作业时间由原来5~6 min减少为3 min。研发出自动化喷涂支护技术与装备,包括高强、速凝、抗变形喷涂护表材料,抗拉强度超过9 MPa,断裂伸长率超过100%,黏结强度高于3 MPa;研发出6自由度喷涂系统,可实现随掘自动化快速喷涂作业。研发出巷道随掘变形动态监测技术与系统,实现随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面变形监测,监测精度能够满足围岩稳定性评价要求。提出煤巷掘支锚运分区并行协同快速掘进新模式,研制出钻锚一体化快速掘进成套装备。对试验矿井陕西陕煤曹家滩煤矿回采巷道掘进过程中围岩位移和稳定性进行了监测,在时间上,巷道掘出2~3 h后80%以上的围岩位移已经发生;在空间上,距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置,90%以上的围岩位移已经完成。快速掘进引起的巷道围岩位移在很短时间内就基本完成,要求支护必须及时且快速。在曹家滩煤矿10 m超大采高综采工作面特大断面回采巷道完成近6000 m的巷道掘进工程,打设钻锚一体化锚杆60000余根。锚杆施工时间、支护用工人数及作业人员劳动强度大幅降低,掘进速度、效率及自动化水平显著提高。试验巷道顶板位移量小、完整稳定,支护效果良好。煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备井下试验取得成功,具备了特大断面煤巷月掘进进尺1500~2000 m的能力。

基于铁路装车的智能抑尘喷洒系统研究

针对国能包头能源有限责任公司煤炭洗选分公司韩家村选煤厂(以下简称“韩家村选煤厂”)在铁路运输装车过程中出现的煤炭洒落问题造成粉尘污染,对装车过程中的抑尘喷洒环节进行了技术研究。介绍了智能抑尘喷洒系统项目研究,详细阐述了智能抑尘喷洒系统项目优势以及项目实施效果。通过在韩家村选煤厂实测应用表明,与人工操作相比,智能抑尘喷洒系统利用车型识别技术、激光定位技术、传感测距技术等先进智能化技术,通过智能算法与控制逻辑,可实现抑尘剂喷洒环节的无人化全自动控制与调节,不仅可以提升喷洒效率,还可以降低喷洒消耗成本。

煤矿源网荷储一体化建设模式研究

煤矿源网荷储一体化系统的运行目标为绿电作为煤矿生产支持性电源,力求最大限度的减小煤矿生产对电网的调峰需求。文章首先总结归纳了不同工作制下煤矿负荷的运行特性,结合该特性分析了风光发电与之在电力、电量上的匹配关系,得出了瞬时发电电力盈余较大、整体用电电量缺额较大的矛盾情况。针对此矛盾情况,分析了储能充放电流程以及其削峰填谷、平衡消纳电量的支持性作用。提出了微电网“源荷互动”的控制策略。

融合柔性负荷和碳交易机制的矿山综合能源系统运行优化

为提高矿山伴生能源的利用效率,促进风电消纳和降低碳排放量,构建一种融合电热柔性负荷和碳交易机制的矿山综合能源系统经济运行优化模型。首先,综合考虑煤层气、乏风和矿井涌水等矿山伴生能源,给出矿山综合能源系统的基本架构;其次,揭示电/热柔性负荷对矿山综合能源系统优化运行的影响,建立电/热柔性的负荷模型;接着,将碳惩罚成本引入到系统运行优化中,以总运行成本最小为目标,构建矿山综合能源系统的低碳经济运行优化模型。仿真结果表明,所提模型能够兼顾系统的低碳性和经济性,提高风电利用率。

采煤沉陷区光伏电站地基沉降及稳定性研究

地基稳定性直接决定了采煤沉陷区光伏电站项目的可行性和运行长久性,以采煤沉陷区光伏电站建设项目为背景,按照地表变形敏感程度将建(构)筑物分为三类,归纳了地基沉降变形的主要来源,确定了采煤沉陷区建设光伏电站工程荷载影响深度,融合土力学分析法与概率积分法计算了光伏电站累计沉降变形,并分别采用现行规范和非线性模糊综合评价法开展了地基稳定性分析,最后指出了两种地基稳定性分析方法对光伏电站在采煤沉陷区建设的适用条件。结果表明:荷载影响深度判别标准的选取应依据设施结构抗变形能力与采空区赋存条件综合选取,高耸构筑物及复杂采空区地基宜用高判别标准;土力学分析法和概率积分法计算的光伏电站建设沉降量分别为164.2 mm、1291.8 mm,该工程地基沉降主要为采空区地表残余变形;现行规范与非线性模糊综合评价法均适用于面状对象,但对于高压输电线塔等点状对象,后者更加适用;非线性模糊综合评价结果与现场实际更为一致,证明该方法可有效评价采煤沉陷区光伏电站地基稳定性。

SCR脱硝催化剂低负荷运行评估技术研究与应用

根据催化剂硫酸氢铵中毒机理,解释了催化剂设定最低连续运行喷氨温度(MOT)的原因,通过分析影响MOT的因素,提出了MOT的可变性及根据选择性催化还原(SCR)脱硝系统实际运行烟气参数科学评估MOT的重要性。典型催化剂低负荷评估试验结果表明:脱硝系统在硫酸氢铵凝结温度与MOT之间短时间运行,催化剂活性可恢复;通过掺烧低硫煤或其他降低SO_3质量浓度的措施,可有效降低催化剂MOT;脱硝系统入口NOx质量浓度偏离设计值较大,锅炉掺烧褐煤、印尼煤等高水分煤质或第1层催化剂类型更换时,需重新评估催化剂MOT。该结论为实现脱硝系统全负荷投运提供了理论依据。

煤炭装车喷洒一体化的双喷洒系统设计

针对煤炭铁路运输中存在的冻车、风损等问题,提出了装车过程中同时喷洒防冻液与抑尘剂的方案,阐述了自动制液系统以及自适应喷洒系统的工作原理并对喷洒系统关键设备进行计算选型,重点研究了系统采用的关键技术,并对自动控制系统进行设计。系统自动化程度高,实用性强,已成功应用在实际生产中。

煤矿锚喷作业区喷浆粉尘数值模拟与新型湿喷一体机研制

基于颗粒离散相模型采用FLUENT软件分别对干、湿喷时的喷浆粉尘运移规律和质量浓度进行数值模拟。根据呼吸带高度粉尘质量浓度模拟结果,提出"湿喷粉尘预防三区"的概念。研究结果表明:湿喷物料反弹射流较干喷对风流径向偏移的影响显著,加之湿喷粉尘粒径较大,所以其扩散较为均匀,沉降速度较快,整个巷道空间内的湿喷粉尘质量浓度比干喷时大为降低。在湿喷口后方16 m以外为最佳作业区域。为降低喷浆作业现场的粉尘质量浓度,改变目前湿喷机、搅拌机单独成体,运动、应用不方便的弊端,根据液压驱动原理研发集搅拌、喷射、行走三功能合一的湿喷一体机。相对于干喷而言,采用一体机湿喷作业后,作业现场的全尘、呼尘质量浓度和混凝土物料的回弹率大幅降低,并且提高了喷射混凝土大板的28 d抗压强度。

输送带重载喷雾灭尘装置在采煤工作面的应用

阐述了矿井煤尘的危害,并利用输送带重载喷雾灭尘装置对苏海图煤矿1250工作面运输顺槽的煤尘进行了有效的治理,同时介绍了输送带重载喷雾灭尘装置的工作原理,并通过在1250工作面运输顺槽现场布置输送带重载喷雾灭尘装置及对其除尘效果的测定,证明输送带重载喷雾灭尘装置达到了预期的灭尘效果,确保了工作面的安全生产。

石圪台选煤厂装车防冻系统自动化改造

针对石圪台选煤厂商品煤装车系统的防冻系统自动化程度低的问题,充分研究了装车过程及装车过程中防冻液喷洒要求和各类检测装置的工作原理,提出了防冻液喷洒系统的自动化改造方案,并在现场进行了实施,进一步提高了自动化装车系统的自动化程度。不仅提高了防冻液的喷洒精度,而且能够对防冻液的喷洒量进行精确计量,同时减少了作业人员室外作业时间和工作量,改善了作业人员作业环境,降低了劳动强度,利用PLC程序实现了集控画面的集成,实现了所有防冻系统状态的在线显示,最终实现了防冻液系统的精细化和自动化。

小型干煤粉加压气化技术研发与应用

针对我国大量小规模煤化工装置气头效率低、污染重的问题,开发了小型干煤粉加压气化工艺。介绍了该工艺水冷壁循环系统的流程及特点,气化炉、烧嘴的关键技术,低负荷浓相输送技术的研究以及系统控制方案的开发。该技术在小型化工企业、焦炉煤气综合利用及小型合成氨气头改造中建立了工业示范装置,已投料运行的装置显示,装置运行平稳,各项运行指标优于设计值。

一体化两相厌氧反应器处理高浓度有机废水的性能研究

通过对高浓度有机废水治理现状的研究分析，提出了新型处理设备研制的必要性。详细介绍了 CUBF一体化两相厌氧反应器的结构特点，并在此基础上分析了其处理有机废水的性能。由工程应用可以得出，该反应器特别适用于高浓度有机废水的处理，具有去除有机物能力强、启动时间较短、节省占地、降低能耗、运行稳定、易于控制等特点。

670t/h锅炉稳燃的改进措施及其效果

论述 2 0 0MW机组配套 6 70t/h锅炉 ,常会遇到燃煤灰份高、调峰负荷低等严重影响锅炉稳定燃烧 ,甚至导致熄火或大量投油助燃的情况。通过选用双置浓淡分离燃烧器等一系列改进措施后 ,既能保持锅炉稳燃提高效率 。

一种基于超声波空间识别的列车抑尘剂喷洒精确控制系统

针对现用列车抑尘剂喷洒系统存在装备安全性不高和抑尘作业质量较差的问题,设计了基于超声波空间识别的列车抑尘剂喷洒精确控制系统,并给出了系统相应的软件控制流程。该系统通过超声波检测装置对列车抑尘喷洒臂进行精确控制,能够有效避让机车,识别物料或车辆荷载状况,改善喷洒作业质量。

纯燃高碱煤660 MW机组防结渣沾污一体化设计

高碱煤属于极易着火、极易燃尽的优良动力煤,但具有严重结渣和沾污积灰特性,现役机组只能以一定的比例掺烧高碱煤,对高碱煤的适应能力有限。针对100%纯燃高碱煤的目标,提出了新建660 MW机组一体化设计思路,给出了关键的炉膛热负荷参数取值和合理的受热面布置方式、燃烧器设计、除灰渣设备、空气预热器型式等选取建议,以期为全燃高碱煤机组锅炉的整体设计提供参考。

光煤互补发电系统复合扰动工况性能研究

以330 MW光煤互补发电系统为例,研究负荷、辐照条件复合扰动情况下太阳能侧集热器效率、燃煤侧高加热转功效率的变化,在此基础上探讨3个高加6种集成方式下太阳能净发电效率与机组负荷及与太阳辐照度之间的关系,确定各负荷和辐照度时段的最佳集成方式。针对夏季中午机组负荷低峰、辐照高峰所产生的太阳能热量的浪费问题,提出光煤互补系统集成方式切换运行的设想,计算表明在该运行方式下,机组每天利用太阳能可多发电9175.7 k Wh。

煤炭中转码头装卸作业系统集成调度模型与优化

以煤炭中转码头生产流程工艺为基础,分析影响卸船作业、堆场作业、装船作业调度的因素以及各作业环节之间的关系。重点研究中转型煤炭码头装卸作业集成调度优化问题,构建以船舶平均在港时间最短为目标的煤炭码头装卸作业系统集成调度数学模型,运用启发式算法对模型进行求解分析,得到煤炭码头装卸作业系统各环节最佳调度方案。

大断面煤巷掘进工作面综掘机高压外喷雾降尘技术及装备的应用研究

针对王家岭煤矿综掘工作面原有综掘机外喷雾压力低、工作压力不能满足《煤矿安全规程》要求,以及降尘效率较低等问题,在分析大断面煤巷掘进工作面产尘特点的基础上,采用二次负压喷雾降尘技术对其进行改造,重点开展了综掘机高效喷雾降尘装置、喷雾降尘工艺参数,以及机载喷雾降尘系统配套工艺等方面的研究,最终提出适用于大断面煤巷掘进工作面的高压外喷雾降尘技术及工艺。应用结果表明,在最佳工艺参数条件下,综掘机司机位置的总粉尘和呼吸性粉尘单项降尘措施的降尘效率可分别由57.03%和51.83%提高至81.10%和76.90%,综合降尘效率可分别由94.39%和91.03%提高至97.85%和93.32%。

覆岩完整性对沟谷浅埋煤层矿压影响的模拟研究

大柳塔矿浅埋煤层在通过沟谷地形时，发生多起动载矿压灾害事故。为了查清事故发生的原因，通过建立数值模拟模型，研究沟谷地形浅埋煤层工作面动载矿压产生的原因。研究表明：覆岩的完整性是造成动载矿压事故的主要原因。当覆岩主关键层相对完整时，块体相互之间能够提供一定的水平力，使得块体能够形成相对稳定的砌体梁结构状态，工作面矿压显现正常。

燃煤发电厂粉煤灰移动装船一体化解决方案

沿江沿海的燃煤发电厂具有规模大、粉煤灰产出量大的特点,但受限于外售渠道单一,较难兼顾安全环保排放和经济效益的最大化。利用移动式装船机,可充分发挥发电厂综合码头的作用将粉煤灰装船外运,同时配设可靠的粉料称重计量装置,实现发电厂粉煤灰安全环保、准确计量地外运,最终确保燃煤发电厂的稳定运行。