神东千万吨矿井群掘进设备配套管理探索

神东矿区煤层埋藏浅(大部分在100 m以内)、上覆基岩薄、煤层稳定,具备实行大规模集约化设备配套管理模式的条件。自神东公司成立以来,立足世界前沿、创新采煤技术,形成千万吨矿井群建设核心配套体系。神东煤炭集团的快速发展,离不开高度集约化的设备配套管理模式。详细阐述神东掘进设备配套管理的特点和优势,并对集约化设备配套管理模式下掘进设备的配套标准进行分析说明。

2008—2021年我国煤矿事故规律分析及预测研究

为了更加深入地分析我国煤矿安全事故发生的特点及规律,基于2008—2021年全国煤矿事故数量及死亡人数的统计数据,分别从事故发生地区、事故等级、事故类型及发生时间4个维度对我国煤矿安全事故进行分析,并对2022—2023年百万吨死亡率进行预测。结果表明:我国煤矿安全事故呈现出北方多南方少、西南地区偏多的规律;不同等级事故中,一般事故发生起数最多,死亡人数最少;重特大事故发生起数少,但是死亡人数最多;从事故类型来看,顶板事故、瓦斯事故及运输事故是我国煤矿安全事故发生的主要事故类型;从事故发生时间来看,1—3月事故起数相对较少,7—10月事故起数较多。

中厚煤层千万吨级超长工作面矿压显现与覆岩活动规律研究

为探究综采工作面长度显著加长后工作面矿压显现和顶板活动的新特点,以国内首个中厚煤层千万吨级450 m超长工作面为工程背景,基于支架压力和微震实时监测手段,全面分析了超长工作面支架阻力分布、增阻特性和覆岩破断微震能量分布特征。研究结果表明:综采工作面长度由300 m加长为450 m后,支架阻力沿倾向分布特征由单峰状转变为双峰状,工作面支架支护强度平均增大约7%,工作面加长后,工作面矿压显现强度整体增强;超长工作面来压期间支架增阻形式主要为“对数-指数”复合函数型增阻,呈现先快、中缓、最后短时急速增阻的特点,超长工作面大截深开采是造成采煤循环末期支架快速增阻的主要诱因,在顶板状态不稳的情况下,应适当减小采煤机截深并提高支护质量;工作面覆岩破断微震事件的发生能量小、频次低,主要活跃在工作面后方40 m至前方80 m范围,微震事件分布特征表明超长工作面顶板垮落及时,无长距离悬顶现象,不易造成强动载事件,在垂直方向微震事件主要分布在垂高25m以下顶板,厚度17.82 m的细粒砂岩基本顶是造成工作面矿压显现的主导岩层,高位岩层破断对工作面矿压显现影响较小。

国能神东煤炭集团重大科技创新成果与实践

国能神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东公司”)是国家能源集团的骨干煤炭生产企业,在煤炭安全高效开采、国产高端装备制造、智能化矿井建设、安全管理模式创新与绿色低碳创新等方面取得了显著成就,引领了全国煤炭企业的科技创新,在综采采高、矿井人均工效、矿井长周期安全管理与亿吨矿区管控中心建设等方面创造了多个世界第一。系统介绍了神东公司在科技管理、创新平台、协同创新、人才队伍、知识产权、标准体系与科技成果等方面的进展,总结了神东公司创新驱动体系及螺旋加速上升的科技创新通道。在采掘技术创新与实践方面,梳理了一次采全高综采采高从6.3 m逐步提高到8.8 m的技术突破,介绍了浅埋坚硬特厚煤层上分层综采下分层综放的采煤工艺,梳理了薄煤层等高开采关键装备、技术及面临的技术问题,分析了短壁机械化全部垮落法的技术适应性及无煤柱开采方法的技术实践;介绍了快速智能掘进成套系统及掘锚一体化关键技术,提高了掘进效率,解决了“采掘失衡”的矛盾。在国产高端装备研发与应用方面,介绍了神东公司在世界首个8.8 m超大采高综采工作面装备配套方面取得的突破性成果,分析了国内首套纯水液压支架面临的技术难点与创新途径,解析了6 000 m可伸缩单点驱动带式输送机在整机降阻、张紧控制与智能变频驱动等技术方面的突破,总结了研发世界首套双百吨重载搬运车突破技术障碍的经验,列举了把新能源矿用电动车应用到井下所实现的技术创新。在智能化矿井建设方面,针对采煤工作面智能化面临智能割煤、跟机拉架方面的问题,总结了神东公司在采煤工作面智能化建设过程中实现的技术革新;梳理了智能化选煤厂“从无到有”的拓荒之旅;研究了我国首个国产煤矿井下操作系统——矿鸿的关键技术核心与推广应用价值;解析了我国首个亿吨矿区数字化集中管控平台建设使用的集成技术,介绍了13种井下智能机器人创新与实践。在安全管理技术与实践方面,创建了“135”工作法安全风险管控管理体系,实现了千万吨矿井超长的安全生产周期;搭建了神东公司矿压控制体系与矿压动态高效预警智能云平台,形成了神东矿区特有的矿压控制技术体系;介绍了水、火和瓦斯灾害防治技术体系,保障了神东公司安全管理体系的建设。在绿色生态建设方面,介绍了神东公司在煤炭绿色发展和技术创新中的成就,阐述了在开展生态矿井、绿色矿山与清洁煤炭方面的技术实践,在贯彻黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略方面,介绍了神东先行示范区。通过对神东公司科技创新体系和创新成果的总结,探讨了煤矿未来科技发展思路,明确了其在科技创新体系与重大科技攻关方面的发展方向。

基于无偏灰色模型的煤矿百万吨死亡率预测

为预测中国煤炭行业安全生产状况发展趋势,构建无偏灰色预测模型对我国煤矿百万吨死亡率数据进行模拟预测。通过对我国2005—2010年度煤炭行业的百万吨死亡率有关数据进行模拟,并与传统的灰色GM(1,1)模型的预测模拟结果进行对比分析。计算结果表明:无偏灰色模型消除了传统GM(1,1)模型本身固有偏差,预测精度较高,分析结果可靠,其中,平均绝对误差为0.030 6%,平均相对误差为2.71%,均低于传统GM(1,1)模型。预测数据显示近年来我国煤矿百万吨死亡率正逐步下降,2011年和2012年分别降至0.536%和0.411%,符合煤矿安全生产"十二五"规划要求。

千万吨矿井群综放智能化开采设备关键技术

为了提高千万吨矿井群智能化开采水平及综合协调管理水平,以同煤集团千万吨矿井群开采实践为基础,明确了千万吨矿井群的定义,研究了基于电液控制系统的综放工作面记忆割煤、自动跟机移架、智能放煤技术,分析了基于云计算技术的千万吨矿井群综放智能化开采系统,编制了千万吨矿井群装备系列型谱。研究结果表明:采煤机记忆截割、支架自动跟机移架、智能放煤技术是实现综放工作面智能化开采的基础。云计算技术较好地解决了千万吨矿井群综放智能化开采系统存在的数据量大、处理复杂等问题。通过编制千万吨矿井群装备系列型谱,可以实现矿井群之间设备的统一管理与调配,大幅提高了设备的使用效率。

世界主要产煤国家煤矿安全生产现状及发展趋势

通过对近20年世界煤炭产量进行统计,分析世界煤炭产量变化趋势,表明世界煤炭产量近年来呈明显增长态势,其中十大产煤国家的产量占到了世界总产量的88.7%。选择美国、印度、俄罗斯、南非、波兰和乌克兰等6个世界主要产煤国家进行煤矿安全生产状况的统计、分析和研究,总结世界主要产煤国家煤矿安全发展趋势。研究表明:20世纪70年代以来,世界各主要产煤国家的煤矿安全状况都有不同程度的改善,事故死亡人数不断降低。总体来看,世界主要产煤国家的煤矿安全生产状况发展并不均衡,发达国家好于发展中国家。发达国家通过建立和完善煤矿安全法律法规、监管监察、科技支撑和教育培训四大体系实现了煤矿安全状况的显著改善。

煤矿事故的分析和预防对策的研究

煤矿生产和其他行业不同,属于高危和高风险行业,稍有不慎就会酿成重大事故。首先统计了近11年我国煤炭总产量,表明煤炭产量明显呈增长态势。接着针对当前我国煤矿安全生产现状,对煤矿事故的起数、死亡人数和百万吨死亡率进行了统计分析,研究表明我国煤矿安全状况有了一定程度的改善,事故死亡人数不断降低。然后依据事故致因理论分析了我国煤矿事故发生的原因。最后提出了相应的预防措施,对提高煤矿安全管理水平、实现煤矿安全生产有一定的指导作用。

千万吨矿井群安全高效可持续开发关键技术

针对同煤集团千万吨矿井群煤炭资源开发过程中遇到的资源、安全、环境、管理等问题,提出了千万吨矿井群协同开发思想及千万吨矿井群资源、安全、环境、管理协调开采理念,建立了以矿井健康综合指数为核心的评价指标体系及评价模型。分析了浅埋煤层围岩刚度对顶板运移的影响,缓解特厚煤层煤壁防片帮与提高顶煤冒放性的矛盾,开发了资源条件分类协调开采技术。创新特厚煤层综放开采关键技术,开发试验了基于支架电液控制的综放工作面采煤机记忆截割、支架跟机自动移架、自动化和智能放煤系统。建设了以节能减排清洁生产技术为核心的循环经济产业园区,构建了工作面设备全寿命过程管理平台,编制了千万吨矿井群装备系列型谱,有效缓解了千万吨矿井群出现的资源、安全、环境、管理等问题。

机械化采煤与非机械化采煤死亡率的分解计算

通过分析各统计单元内部、单元间的不同采煤工艺死亡率的差异性,建立二元分解计算模型,计算机械化采煤与非机械化采煤等不同工艺的百万工时死亡率和百万吨死亡率.根据1994～2001年统计数据,计算结果表明:非机采百万吨死亡率总体呈上升趋势,而机采百万吨死亡率变化不大;非机采平均百万吨死亡率分别为机采和综采的4 29和6 18倍.

煤矿百万吨死亡率动态无偏灰色马尔科夫预测

为掌握我国煤炭行业整体安全生产状况,构建动态无偏灰色马尔科夫模型,通过处理我国1999—2008年度煤矿百万吨死亡率数据,对2009—2011年度煤矿百万吨死亡率数据进行预测。用无偏灰色GM(1,1)模型代替传统灰色GM(1,1)模型,拟合得到煤矿百万吨死亡率数据的变化趋势,在此基础上应用马尔科夫模型进行预测,并在每一次预测中更新原始数据,最后对预测结果进行对比分析。计算结果表明:动态无偏灰色马尔科夫模型既能消除传统灰色GM(1,1)模型的固有偏差,又能提高预测精度尤其是中长期预测精度。其中,平均绝对误差为3.35%,平均相对误差为3.85%,均低于传统灰色GM(1,1)模型和一般灰色马尔科夫模型。动态无偏灰色马尔科夫模型对于煤矿百万吨死亡率数据的平均预测精度超过96%。

区域性煤矿百万吨死亡率指标的宏观预测研究

为了对煤矿安全状况进行宏观预测,提出区域性煤矿安全状况评价指标体系并建立了以煤矿百万吨死亡率指标标征区域性煤矿安全状况的灰色预测模型。在对煤矿综合机械化采煤率、大型煤矿产量比例、原煤全员效率指标预测分析的基础上,利用多元回归法综合预测煤矿百万吨死亡率指标。实例计算证明:建立的预测模型具有输入数据少、建模简单、计算快捷等优点;客观地反映出区域性的煤矿安全状况;该模型可进行煤矿安全的短期预测,并为制定煤矿安全控制指标提供理论依据。

中国煤炭企业安全效率及其影响因素分析

为准确评价中国煤炭企业安全效率,基于数据包络分析(DEA),对2009年中国煤炭企业100强中的30家企业的安全整体效率(TE)、纯技术效率(PTE)和规模效率(SE)进行实证分析;在此基础上,运用Tobit模型探讨影响煤炭企业安全TE的因素。研究结果显示,煤炭企业安全投入、整体科研能力与安全效率成正相关;厂商规模、劳动生产率与安全效率成显著正相关。基于此,从4个方面给出提高煤炭企业安全效率的建议。

中国煤矿安全监察体制改革的有效性研究

煤矿安全监察对煤矿行业的安全生产具有十分重要的意义,我国煤矿安全监察体制是在借鉴国外先进经验的基础上逐步建立的,还需要进一步结合我国的国情不断加以改进。文章在对比分析我国煤矿安全监察体制改革前后国家煤矿安全管理体制的基础上,通过构建时间序列模型并不断进行修正,对这一新的监察体制改革进行评估。结果表明:从短期来看监察体制的改革对于全国的煤矿安全记录的改善有负面作用,但是从长远看来对于全国煤矿安全记录的改善是有显著性的改善作用,即监察体制改革有效。最后从1998年末关闭非法乡镇小煤矿政策和煤矿安全监察体制的不足两个方面对回归结果进行分析并提出完善监察体制的政策建议。

基于Matlab的灰色模型在煤矿百万吨死亡率预测中的应用

本文针对煤矿安全生产的严峻形势,利用灰色理论建立了煤矿百万吨死亡率预测模型,并通过Matlab编程实现了对煤矿百万吨死亡率发展趋势的灰色预测,以便掌握其发展规律,使各级领导掌握全局性的安全生产状况,为制定安全生产目标及预防措施、更好地控制煤矿百万吨死亡率提供了重要的依据。

基于人工神经网络的煤矿安全事故预测研究

结合2000~2009年间的全国煤矿统计数据,建立了预测模型,以计算机软件MATLAB 7.5为平台,结合BP神经网络学习算法对10年间的煤炭产量、死亡人数和百万吨死亡率进行了预测分析。结果表明,检测样本的期望输出与模拟输出线性回归分析时的线性相关系数均在0.91以上,说明了BP神经网络较好的拟合效果。

煤矿百万吨死亡率影响因素的灰色关联分析

本文以国有煤矿企业现状调查结果为依据,选取采矿工人收入、采掘工人高中以上文化程度比例、原煤生产效率和采煤机械化程度影响因素建立灰色关联模型,运用灰色关联分析法定量分析了各因素对煤矿百万吨死亡率的影响,其结果可为煤矿安全管理工作提供必要的依据。

大采高综放开采及其应用可行性分析

根据当前综放开采技术发展水平,通过分析影响综放工作面产量进一步提高的主要原因,提出了大采高综放开采的概念并指出该方法是综放工作面实现年产1000万t的重要途径。按大采高综放工作面实现年产1000万t的要求,主要从设备配套的角度分析了大采高综放开采应用的可行性。

我国煤矿生产与安全投入的计量分析

煤炭生产活动中既有市场产出又有安全输出,而煤炭生产和安全投入之间的关系反映了经济发展和职业安全之间的关系。在近二十年国内煤矿生产数据的基础上,分析煤炭生产和安全之间长期的相互作用关系,根据多元统计回归分析,建立了煤炭生产模型,并使用Eviews软件进行了脉冲曲线分析和方差分解分析。最后基于分析结果,对我国煤矿生产和安全投入现状提出了改进意见。

基于最优组合模型的煤矿百万吨死亡率预测

为有效解决常规单项预测模型组合时采用单一的加权平均系数而导致预测结果失真的缺陷,通过引入IOWHA(诱导有序加权调和平均)算子构建最优组合预测模型对我国煤矿百万吨死亡率进行预测分析,实证结果表明:该组合预测模型具有较高的拟合和预测精度,可为煤矿部门安全决策和科学规划提供一定理论依据。