安徽省关闭煤矿资源调查及其综合利用研究

【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价值和经济效益。【方法】统计自2013年以来安徽省59座关闭煤矿基础信息和再利用现状,分析关闭煤矿分布特征、遗留资源与再利用潜力;构建安徽省关闭煤矿数据库与WebGIS云平台,实现关闭煤矿信息查询分析与可视化;以潘一矿与石台煤矿为例,分别介绍遗留瓦斯抽采与半地下抽水蓄能的关闭煤矿再利用方案。【结果和结论】结果表明:安徽省关闭煤矿主要集中分布在两淮矿区,部分关闭煤矿关闭时间较短、遗留资源丰富、产权隶属清晰,再利用潜力较大;潘一关闭煤矿综合使用封闭墙压管抽采、原抽采钻孔抽采和地面钻井抽采的立体化遗留瓦斯抽采技术,实施关闭煤矿采空区“排水-抽采-利用”的一体化工程,3年内累计抽采瓦斯量4 840万m^(3)、发电8 590万kW·h、直接经济效益5 120万元,同时保障了相邻矿井的安全生产;石台关闭煤矿拟建设半地下抽水蓄能电站,地下空间可提供有效库容30万m^(3)、装机容量35 MW。案例分析表明安徽省部分关闭煤矿资源再利用在技术经济上具有合理性,但仍需开展进一步深入研究。

污水处理与排水联动的研究与应用

介绍了通过联动控制来优化污水处理站和泵房的运行,以减少人力资源的浪费、提高能源和水资源利用率以及应对紧急情况。详细分析了某煤矿泵房和污水处理厂的处理工艺,并设计了相应的控制系统。该控制系统包括硬件配置(工控机、PLC、控制柜、通讯设备与仪表等)、下位机硬件配置(主电箱、远程IO电箱等)以及上位机软件设计(WinCC监控系统),同时还阐述了泵房和污水处理厂的PLC程序设计和运行逻辑。结合实际应用检验,深入探讨了该联动控制的可行性和优越性,也为其推广提供了有力的理论支持。

工作面高抽巷工程研究与应用

某矿回采盘区呈现煤层厚、瓦斯浓度高、回采期间瓦斯涌出量大的特征,尤其是在首采面回采过程中,回风巷上隅角瓦斯浓度多次出现超限现象,高位瓦斯抽放巷的抽放瓦斯浓度却只有不到4%,抽采效果较差。因此对临近综采面进行高抽巷层位布置,结合高抽巷瓦斯抽放原理及理论公式,进行高抽巷层位、管路设计,增强瓦斯抽放量,降低上隅角瓦斯浓度。

丁集煤矿主排水泵能效测试研究

主排水泵是煤矿的主要耗电设备,针对在对丁集煤矿HDM420-96×10型4台主排水泵进行安全性能检测中发现,存在效率偏低、电耗偏高的问题,整理汇总水泵流量、扬程、效率、轴功率等性能参数,并绘制水泵性能曲线,研究影响其能效的因素。分析结果表明:单台水泵流量达到最大时,水泵效率最高,电耗最低;从能耗方面看,在效率最高状态下,电耗仍超过规范要求,建议进行全面检修,更换与排水需求相符的水泵及电机,从而降低能耗。

不同工况下主排水泵的性能研究

为进一步提升排水系统在实际生产中的运行效率,降低能耗,在对主排水泵排水方式简单概述的基础上,构建了实验平台,测定了主排水泵在负压吸水、正压给水以及前置泵正压给水3种工况下的性能参数,并对应绘制了性能曲线图。所得数据可指导主排水的实际生产。

新型排采泵在延川南深层煤层气井的改进及应用

针对延川南煤层气田因地层出煤粉导致机抽井频繁躺井作业的问题,开展了延川南煤层气井新型排采泵的改进及应用研究。新型排采泵游动凡尔设计为强制拉杆半球式密封,柱塞总成采用中空设计,泵径?38 mm,冲程3.0 m,冲次1~3次/min,排量4.8~14.6 m^(3)/d。新型排采泵与空心杆、油管配合使用,从而形成了生产和洗井双通道一体化管柱。既能满足正常的排水采气生产,又能实现洗井排煤粉的需求,而且洗井时洗井液不进入地层,避免了洗井液对地层的污染,实现了不起管柱作业并将煤粉从井中排出,解决了煤层气田排采井煤粉或砂粒沉积导致的固定阀失效和卡泵的问题。2022年,新型排采泵在延川南煤层气田开展了2口井现场应用,实施后没有发生固定阀失效和煤粉卡泵,措施井平均检泵周期延长285 d。现场试验表明:新型排采泵具有正常排水采气和通过洗井将煤粉从泵中排出双重功能,为延川南煤层气田防煤粉工艺提供了一种新的技术支持。

ZWY90/132-G型煤矿井下移动式瓦斯抽放泵站智能化设计

介绍了ZWY90/132-G型煤矿井下移动式瓦斯抽放泵站的构成以及智能监测、调控功能,并据此设计了现场设备层、现场控制层和过程监控层3层监控架构体系。提出了监控设备选型原则,开展了低功耗、自诊断、数字传输的监控设备选型。设计并实现了具有数据存储和查询功能、实时曲线和历史曲线显示功能、操作权限管理功能、故障报警和查询功能的监控中心站软件。最后,通过性能试验验证了各项试验项目均满足相关标准及技术要求,基本实现了ZWY90/132-G型煤矿井下移动式瓦斯抽放泵站的智能化,为最终实现无人化创造了条件。

利用退出煤矿修建抽水蓄能电站的地下厂房及复杂巷道群三维渗流规律研究

针对退出煤矿修建抽水蓄能电站地下厂房及复杂巷道群的三维渗流分析与控制关系着地下空间长期渗控安全性,是目前利用退出煤矿修建抽水蓄能电站所面临的关键技术问题之一,考虑下水库(巷道群)不同围岩的加固方案,结合上水库、主厂房及煤矿采空区的空间位置,建立龙东煤矿复杂地下空间的三维渗流分析精细化有限元模型;开展了施工期及运行期各典型工况的三维渗流场分析,得到不同工况下地下巷道群的外水压力、地下厂房区外水压力、渗流量等重要设计参数;精细模拟抽水蓄能电站中的众多排水孔幕,开展各种可能不利情况下的渗流场计算,优化确定最优的排水孔幕间距。研究结果对退出煤矿建设抽水蓄能电站的渗流分析及渗控优化设计具有重要的指导意义。

地面压裂与井下钻孔联合抽采技术研究

针对段王煤矿本煤层瓦斯含量高、渗透性低的瓦斯治理难题,提出“地面压裂、井下打孔、井下抽采一体化”技术治理本煤层瓦斯。为研究地面压裂对井下抽采的影响,运用ABAQUS软件模拟压裂裂缝延伸扩展规律,通过微地震监测技术得到压裂范围;运用COMSOL软件模拟不同钻孔间距瓦斯抽采达标时间,为现场抽采钻孔的布置提供理论依据。研究结果表明:压裂影响范围长×高=212 m×10 m,最大宽度90 m;压裂区钻孔间距为18 m时,抽采180 d,瓦斯抽采达标;DW9-3压裂孔平均单孔瓦斯抽采纯量0.022 m^(3)/min,与普通顺层钻孔抽采量相比,提高近15倍;该技术模式能够大幅度增加煤层透气性、降低本煤层瓦斯含量降低施工成本和减少钻孔工程量,确保煤矿安全高效的开采。

矿井主排水泵采用变频前置泵提高运行效率的研究

针对矿井主排水泵运行效率偏低且易出现汽蚀现象,严重影响使用寿命的问题,提出了一种可通过为主排水泵串联前置泵采用压入式补水的控制方案,且对前置泵进行变频控制,确保了排水系统工作于高效区内,取得了较好的应用效果。经试验对比发现,应用该技术后进一步提高了主排水泵运行效率,减轻了主排水泵的汽蚀现象,前置泵的变频控制进一步确保了主排水系统的压力可调,促进了矿井排水系统的节能增效。

基于改进BP神经网络的煤矿井下排水泵故障诊断方法

进行煤矿井下排水泵故障诊断时,由于未对其进行去噪处理,导致故障诊断准确性较低,对此,本文研究基于改进BP神经网络的煤矿井下排水泵故障诊断方法,采集煤矿井下排水泵振动信号,并对其进行预处理,利用EMD方法对经过预处理的信号进行特征提取。最后将其输入到BP神经网络模型中进行训练,训练结果为煤矿井下排水泵的故障情况。实验结果表明:本文方法能够有效地对煤矿井下排水泵振动信号进行去噪,且煤矿井下排水泵故障诊断准确性高达98%。

基于分流比法对河网水系排涝泵站规模的拟定分析——以广州市增城区十字海、百花涌、龙湖西涌泵站工程为例

为保障增城区东江北干流沿线围内洪涝水安全,应对近年极端天气增多、外江洪潮水位抬升、城市化程度加大等不利情况,同时避免排涝分区不协调、泵站规模不匹配等问题,统筹协调合理确定内河涌河网水系各排涝出口泵站规模至关重要。通过实地踏勘、资料分析等方式,合理概化河网水系并划分排涝片区,确定分流口分流比,并基于分流比最终确定排涝入流量,采用“平湖法”确定各泵站规模,可为类似工程提供借鉴。

基于PLC的煤矿井下主排水泵房自动化控制

在煤炭开采行业普遍应用PLC可编程控制器取代继电器的背景下,从数据采集、自动轮换、自动控制、动态显示等方面介绍了PLC在煤矿井下主排水控制系统中的应用。结果表明,应用PLC进行煤矿井下水仓水位等参数自动检测,并结合实际水位和矿井用电量进行水泵运行数量、时间等的合理调度,可达到避峰填谷、节能降耗的控制目的。

长春兴矿矿井主排水泵房自动控制改造设计

矿井主排水系统是煤矿重要的生产基础系统之一。为了保证排水系统的可靠性,以长春兴矿为研究对象,采用了PLC控制技术对该矿主排水泵房进行了自动化改造。分析研究了主排水系统改造设计,以及水泵房自动化改造。在改造后,系统能实现节能化、无人化运行,提高了长春兴矿排水系统运行的可靠性。

干船坞主排水泵吊装和安装技术要点研究

干船坞是修造船舶的大型封闭船池,也是港口重要的混凝土建筑物。为确保干船坞排水泵吊装安全和安装质量,保证干船坞安全稳定运行,结合沙特萨拉曼国王国际综合港务设施工程,探讨了干船坞主排水泵吊装、安装技术,总结了泵体组装、基础环板及地脚螺栓安装、泵体内的叶轮轴与电机轴连轴轴线调整相关技术要点,以促进船舶维修行业建设水平的提高。

南滨排涝泵站电气设计要点

大中型排涝泵站是城市基础设施的重要组成部分,是保障城市安全、防止城市洪涝灾害的重要设施。合理得进行电气设计是保证排涝泵站正常运行的一个重要环节。文章以南滨泵站为例,针对城市大型排涝泵站的特点,介绍了该工程电气设计的相关要点。该泵站在设计过程中,通过相关技术和经济比选,确定主接线方案采用单母线分段、启动方式采用中压干式调压软启动器。针对泵功率、高效低速立式排涝泵的驱动需求,采用标准低极数(4P/6P)立式异步电机加行星齿轮减速箱方案。

城市污水主干排水系统优化调度分析——以华东某市污水主干管为研究案例

排水系统智能化调度是实现污水系统安全平稳运行的重要举措,尤其针对一些工程措施无法或尚未实施的区域。通过对污水主干管实现智能化调度的关键因素分析,并以华东某市污水主干管为研究案例,结合排水模型和大数据挖掘优化污水主干管系统运行,将末端污水厂旱天溢流天数降低了15%,从而优化污水干线系统运行工况。

煤矿井下主排水自动控制系统的应用

针对目前煤矿井下主排水系统人工控制方式存在的工序繁琐、耗能大等问题,提出采用主排水自动控制系统实现对井下水泵的自动控制;介绍了主排水自动控制系统的结构功能及其在花山煤矿的应用情况,详细介绍了系统的器件选型及水泵自动控制流程。该系统采用PLC作为控制核心,采用各种传感器采集排水管道及水泵电动机的参数,实现了对水泵运行状态、运行过程的自动检测和自动控制,减轻了工作人员劳动强度,降低了水泵运行成本。

煤矿井下主排水泵计算机监控系统设计

针对煤矿主排水泵的特点和当前测控技术的发展 ,介绍了一种模块化的煤矿井下主排水系统计算机监控系统。该系统实时采集水泵系统的运行参数 ,自动控制水泵的启停和切换故障机组 ,具有语音报警、报表输出、水泵性能测试等功能 ,对实现煤矿主排水泵的自动化管理具有参考价值。

高瓦斯综采工作面瓦斯立体抽采技术与应用

针对高瓦斯综采工作面瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、开采强度大等特点,提出在回采巷道掘进和工作面回采过程中进行瓦斯立体抽采的治理方法,巷道掘进期间通过底抽巷穿层钻孔与掘进工作面顺层钻孔形成立体抽采系统;工作面回采期间利用底抽巷穿层抽采、工作面顺层抽采和高抽巷组成立体抽采系统,确定了瓦斯立体抽采的主要技术参数;结合赵庄煤矿1307工作面实际的地质条件和开采条件,进行了瓦斯立体抽采试验.研究结果表明:瓦斯立体抽采大幅度降低了工作面的瓦斯含量,瓦斯抽排率达到69.28%,瓦斯抽采效果显著,是一种良好的瓦斯治理方法,实现了工作面掘进和回采期间的安全生产.