五虎山选煤厂智能化系统构建

从智能化建设目标和智能化建设架构2个方面明确了五虎山选煤厂智能化建设内容;重点论述了选煤厂集中控制系统和自动化方案。将智能重介、智能浮选、智能浓缩、智能压滤、智能空压机等与选煤厂生产经营活动深度融合,最大限度地实现了五虎山选煤厂提质增效、实施洗选加工全流程智能控制、生产经营全过程智能管理、多维度全方位的信息资源融合共享智慧决策。

基于矿鸿的自动风门控制系统研发

井下风门是作为煤矿通风系统中的重要风流控制设备,目前存在目标识别精度低、灵敏度差、开闭不畅及依赖国外控制系统等问题,严重影响了煤矿的安全与高效生产。针对这些问题,本研究基于现有的矿井自动化通风系统,提出一种基于华为矿鸿系统的智能控制方案。该方案融合了自动化控制、网络通讯、视频监测及智能管控等技术,实现了井下风门及风窗的智能化调节与控制,并具备远程监控、运行监测、运行管理和远程诊断等功能。矿井实际应用显示,基于矿鸿的自动风门控制系统有效实现了相关技术的国产化替代,能够满足全矿井通风系统的智能化安全高效运行,提升了煤矿的技术自主水平和智能化管理能力。

大海则选煤厂永磁同步电机冷却系统的设计与应用实践

以大海则选煤厂永磁同步电机冷却系统为研究对象,探讨了冷却系统的设计理念、关键技术以及实际应用效果。针对冷却系统结构、冷却介质选择、热传导路径优化等方面的深入研究,设计了一套高效、稳定且环境适应性强的冷却系统。不仅实现了对永磁同步电机的高效冷却,还提高了整个选煤厂的自动化水平和生产效率。应用结果表明,该系统展现出了良好的冷却效果和环境适应性,为大海则选煤厂的稳定生产提供了有力保障。对于类似工作环境的电机冷却系统设计具有一定的参考价值。

空气压缩机智能控制及节能技术研究与应用

矿用空气压缩机作为煤矿高能耗设备之一,受设备工艺流程缺陷、控制系统精度差、控制效率低下等因素影响常会出现能源浪费严重、供风稳定性较差等问题,从而导致煤矿企业生产成本增加。针对上述问题,对空压机原理及工艺流程进行分析,从工艺流程改进、控制系统优化两方面入手,设计了一种矿用空压机节能改造方案,并采用模糊PID对系统控制策略进行优化,实现风量自适应调节,进而有效提高设备运行效率、实现节能运行。

燃煤电厂压缩空气集中供应技术路线对比分析

针对燃煤电厂开展压缩空气集中供应的综合能源项目,分析了商业市场,空压机本体及驱动的技术路线,指导电厂根据市场需要优化开展空压机及驱动方式选型设计和安装实施。结果表明空压机设备选型时需要充分考虑压缩空气的可靠性、稳定性要求,以满足客户需求。空压机型式与容量的确定应遵循经济性、安全性等原则。项目设计应考虑排气压力、排气量、压缩比,以及用气高峰、平均用量、低谷用量、压缩空气品质要求等因素。

鹤壁烟煤地下气化模型试验研究

通过自行研制的煤炭地下气化模拟试验系统,采用富氧空气/水蒸气两阶段气化工艺,完成了鹤壁煤的地下气化模型试验。文章就试验不同阶段的煤气组成、热值变化和气化过程的稳定性特征进行分析,结果如下:鹤壁煤地下气化水煤气平均热值达11.85 MJ/m3,空气煤气热值为4—6 MJ/m3,水煤气中氢气最高体积分数超过80%,相应的煤气热值达到12.91 MJ/m3;适当增大鼓风量有利于高温温度场的快速建立与恢复,试验条件下,最佳鼓风量为20 m3/h,最佳蒸汽流量为0.26 m3/h。试验为煤炭地下气化制氢提供了有力依据。

基于PLC的煤矿压风机自动控制系统

针对煤矿压风机采用人工就地控制方式存在的问题,介绍了一种基于PLC的煤矿压风机自动控制系统的设计。该系统以PLC为控制核心,实现了参数采集、数据处理、数据上传、故障报警、自动控制等各种功能,还实现了煤矿压风机的无人值守,为实现数字化矿井打下了良好基础。

气象条件对地下煤火浅层温度的影响

选择内蒙古乌达煤田火区中的18号火区作为研究区域,对浅层测温数据进行分析研究,分别量化分析了降水量、气温、风速3个气象要素与地下煤火浅层温度在时空上的变化趋势及它们之间的关系。结果表明:降水量是影响地下煤火浅层温度变化的重要因素,大的降水过程可达到降低煤火浅层温度的效果;气温的日变化对于地下煤火的影响只限于表层,季节性变化影响的深度更大;风速与地下煤火之间在短期内并没有直接的作用关系,但它会影响到火区的通风供氧与煤火信息的提取。

煤炭地下气化炉型及工艺

为探讨不同煤层条件下地下气化炉结构及气化工艺,在模型试验和现场试验的基础上研究了煤炭地下气化有井式和无井式气化炉结构及其工艺参数,形成了有井式"长通道、大断面、两阶段"气化工艺和无井式渗透式气化方法。试验结果表明:空气气化时可获得热值在4.18 MJ/Nm3以上的煤气;富氧气化时,当富氧体积分数由30%上升到80%时,煤气中有效组分(H2+CO+CH4)体积分数由30%上升到60%;两阶段气化第2阶段可生产H2组分体积分数在40%、热值在11.45 MJ/Nm3以上的煤气。无井式渗透式气化通道贯通参数为:当供风压力0.75 MPa、供风流量600 Nm3/h时,贯通速度为0.34 m/d,通道当量直径0.39 m,正向供风气化和反向供风气化能获得相同质量的煤气。

煤炭地下气化现场试验进展与启示

为进一步了解煤炭地下气化商业化面临的关键科学问题,基于对国内外典型煤炭地下气化试验的分析,总结归纳了典型煤炭地下气化试验的区域煤层特征、气化工艺、粗煤气组分及热值等要素。结果表明,气化选址需要综合考虑降低环境风险、较好的地质条件和煤炭品位、较好的地质力学-水文地质条件等因素;钻井式煤炭地下气化已成为主流;中深层富氧气化成为重要的突破方向;气化工艺以可控式后退注入点法(Controlled Retracting Injection Point,CRIP)为主流。从埋藏深度和可燃气体组分来看,可以将煤炭地下气化分为浅层(<4 MPa)、中深层(4~18 MPa)、深层-超深层(>18 MPa)三大类。浅层煤炭地下气化主要发生水煤气反应,粗煤气中可燃气体以H_(2)为主;中深层主要发生甲烷化反应,可燃气体以CH_(4)为主;深层-超深层发生超临界反应,可燃气体以H_(2)为主。将有利区评价、高效气化工艺、稳定运行控制、碳封存等四者有机结合在一起,是实现碳中和目标下煤炭地下气化商业化目标的重要途径,这将是今后煤炭地下气化技术攻关的主要发展方向。

废弃煤矿压缩空气储能研究现状与发展趋势

压缩空气储能具有建设成本低、设备占地面积小、储能周期长以及环保等优点,探索地下空间压缩空气储能技术发展是实现我国“双碳”目标的创新途径之一,地下空间储能库可分为盐穴、含水层、枯竭油气田、废弃煤矿及岩洞储能库。随着国内废弃煤矿数量逐年增多,直接将资源枯竭的煤矿关闭不仅造成巨大的地下空间资源浪费,还极有可能诱发一系列的安全、环境等问题,利用废弃煤矿地下空间作为压缩空气储能电站储能库具有很好的应用前景。基于此,系统梳理了我国废弃煤矿地下空间资源利用情况,阐述了废弃煤矿地下储能库建设、地下储能库密封性和稳定性的研究现状,着重介绍了废弃煤矿地下空间压缩空气储能的研究进展与存在问题。分析表明:①废弃煤矿有大量可利用空间,总结了废弃煤矿地下空间的8种再利用模式:农林用地、建设用地、场地绿化、水域利用、水热联用、湿地公园、矿山公园、空间再利用;②我国废弃煤矿压缩空气储能的研究起步晚,基础理论研究薄弱,关键技术不成熟,且煤矿地质条件复杂,相关应用基础研究不足,尚未实现商业化、规模化推广应用;③总结提出了应对废弃煤矿压缩空气储能的三项关键技术,即废弃煤矿储能库建设选址评估方法、废弃煤矿储能库密封性关键技术、废弃煤矿储能库稳定性与安全评价;建立了废弃煤矿压缩空气储能库建设选址流程图。

基于有限元法的压风机罐体应力评定与疲劳分析

针对井下压风机的高压承载安全问题,基于有限元法,利用ANSYS/Workbench软件对压风机罐体的承压状态进行了应力评定及疲劳分析。根据压力容器分析设计标准(JB4732),校验得出罐体一次总体薄膜应力、一次加二次应力强度均小于许用值;通过对罐体循环载荷作用下的疲劳特性模拟仿真,得出该设备运行达到设计循环次数时,未发生疲劳破坏。

矿井工作面空调降温效果的数值模拟分析

以采用空调系统的济宁唐口煤矿采掘工作面为研究背景,借助CFD模拟软件研究工作面降温后的温度分布情况,结合数据分析,得出空调器出风口的最佳设置高度,以及在机械通风状态参数不变的条件下,空调器的最佳送风温度、送风量等结论,以指导实际的生产运行管理。

石圪台选煤厂创新创效探索与实践

针对制约石圪台选煤厂提质增效的各个因素,在充分分析产生原因的基础上,提出创新创效方案并予以实施。在该方案成功实施后,实现了浅槽重介质分选机对中煤的有效回收,泥化的矸石泥被预先排出生产系统,10台低压风机分组分等级自动控制;商品煤的产率和煤泥水处理系统的处理效率均提高,商品煤发热量也提高,企业生产成本和煤泥水处理系统的生产压力均降低,生产效率提升显著。

基于FLUENT的井下选矸车间空气流场模拟研究

为了确保煤矿井下选矸车间通风可靠和安全运行,利用FLUENT软件对井下选矸车间的风流流场进行了数值模拟,为合理通风提供理论支持。结合常村煤矿井下选矸车间的具体布置,建立三维物理模型,模拟分析了不同风量情况下各地点的风速分布,确定出最低风量要求。通过风流流场分析,找出了相应的微风和涡流区域。根据最低风速要求,采取改变巷道局部设计、增加导风板措施杜绝该区域出现微风和涡流现象,以保障井下安全生产。

基于多源遥感数据地下煤火空气渗入/逸散区域研究

基于地下煤火导致地表的沉降、温度、植被变化在一定程度上可反映火区的动态变化过程。本文采用普适性单通道算法和像元二分法反演火区地表温度与植被盖度,差分干涉“两轨法”提取沉降特征。结合地表沉降,地表高/低温区域和高/低植被盖度区域分布特征,尝试对火区高温烟气逸散区域和低温空气进入区域进行分析。结果表明:2013年高温区域面积占比最大(27.18%),2015年低温区域面积占比最大(16.51%);研究区整体以Ⅰ级植被覆盖区域和Ⅱ级植被覆盖区域为主,Ⅰ级植被覆盖区域2003年面积最大(24.200 km^(2),占比99.48%);沉降高值由9.591 mm波动变化为-3.124 mm,沉降低值由-19.132 mm波动变化至-26.059 mm;2014—2017年温度异常区域和Ⅰ级植被覆盖区域叠加处理有效裂隙区点位置从5617个减少至863个,再增加至3578个,整体减少2039个;低温区域和Ⅳ级植被覆盖区域叠加处理有效裂隙区点位置从4个增加至13个,总体约增加3倍;典型空气进入通道与典型烟气逸散通道沉降最低值均出现在20160131—20160319干涉对,分别为-262.402 mm和-232.832 mm,最高值则出现在20160506—20160530干涉对,分别为602.910 mm和564.202 mm。

基于PLC的煤矿空压机监控系统设计

针对煤矿空压机设备构成复杂、能耗高和管理繁杂等问题,设计了一种以PC为上位机、S7-1200 PLC为下位机的煤矿空压机监控系统。系统硬件配置综合考虑了程序存储空间、代码运行速度、I/O数目、电磁干扰等因素,并分别开发用于集中监控和模块化管理的上、下位机程序。本系统设计可实现对煤矿空压机设备的远程调度管理,对提高整体自动化水平有重要意义。

煤矿空压机特性分析及改造

阐述活塞式空压机的基本原理、结构、工作过程和存在的缺陷,提出更新换代的改造方案。对于井下存在煤与瓦斯突出威胁的煤矿企业,螺杆式空压机具有节能高效、使用安全、维修方便等优点,应用前景非常广泛。

新型煤矿压风机实时监控系统的设计与实现

为了提高煤矿压风机的自动化程度,提高压风机的运行可靠性,设计了一种煤矿压风机实时监控系统。该系统实现了对压风机的实时检测,显示和故障报警,并能将压风机运行状况记录并打印,为操作人员对压风机进行监控和维护提供了快速、准确、全面的信息依据,该系统经实际安装后实现了压风机的监控要求。

空气压缩机PLC控制系统的研究与实践

通过论述煤矿空气压缩机控制系统,介绍有参考价值的PLC控制系统科研和实践成果。