中煤大同能源公司水资源的综合治理

在2016年之前,中煤大同能源公司下设的煤矿及洗选装运公司新鲜水使用量每月在3.5万t以上,同时矿井污水站处理后的中水及选煤厂生产系统水频繁外排,不能形成洗水闭路循环;为了充分利用水资源,减少环境污染,降低生产成本,中煤大同能源公司通过一系列的技术改造和创新管理,对水资源进行综合治理,取得了显著成效,不仅节约了大量新鲜水,同时矿井中水和选煤厂生产系统水也实现了零外排。

中煤大同公司精煤发展战略的实施

中煤大同能源有限责任公司(简称中煤大同公司)面对外、内发展艰难困境,经过全盘考虑、审时度势,提出了精煤战略,在人员、设备、系统安全基础之上,更加重视产品质量、数量及工效,通过优化管理和技术升级改造,进一步激活了干部职工干事创业的工作热情,并实现企业扭亏为盈。

一种长巷道形变监测中轴线提取及断面构建方法

三维激光扫描技术被广泛用于长巷道形变监测技术的研究中,但目前的研究存在多次扫描采集到的点云数据基准点移位现象;采集到的相邻点云数据公共特征不明显,多站点云拼接后会导致累计误差增大;超前巷道形变受超前支架的影响。针对上述问题,以传统十字点法中顶底板中点与两帮重点交叉的方法为基础,提出了一种基于最小二乘法的巷道中轴线提取方法。巷道定义的直角坐标系的原点位于激光束发射处,z轴位于激光扫描器的竖向扫描面内;x、y轴均位于仪器的横向扫描面内,中轴线反映了巷道整体的走向和姿态。在巷道掘进完成未受采动影响时,整条巷道进行第一遍扫描,通过最小二乘法确定整条巷道的中心点,将各中心点连接并拟合出一条完整的中轴线。在后续的巷道变形监测中,每监测一次均通过第一次的中点位置进行点云数据叠加,准确获得巷道断面内各个点云的变化情况,进而获得巷道的形变。基于拟合的中轴线构建巷道断面。采用三维激光扫描系统在塔山煤矿30507工作面回风巷对巷道形变进行了测试,结果表明:①巷道形变随着测点距工作面距离的增大而变小,且30507工作面回风巷的超前影响范围为150 m,巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧。②三维激光扫描和微震监测系统确定的超前范围接近,说明在进入150 m时支护煤体已经开始受力,且巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧,而不是十字点观测法观测的底板,证明三维激光扫描结果更为精确,且极大地降低了作业强度。

基于DeeplabV3+网络和注意力机制的矿区地表隐患识别——以塔山煤矿30507工作面为例

为解决矿区地表隐患监测问题,以塔山煤矿30507工作面为背景,提出一种快速监测和识别矿区地表隐患的方法。利用无人机搭载传感器和倾斜摄影测量技术,构建矿区地表三维实景模型,生成正射影像和空间点云。提出基于DeeplabV3+网络和注意力机制的裂隙识别方法,改进效果优于当前主流网络。提出基于三维空间点云的沉陷分析法,用密度噪声空间聚类算法去噪,通过基于KD Tree的K近邻算法和基于Delaunay三角网的点云表面重建技术进行沉陷分析,实现矿区地表数据监测。

SSC95250破碎机在塔山煤矿中的应用实践

为了降低塔山煤矿原煤双齿辊破碎机的故障率,提高破碎机齿盘的使用寿命,提高设备处理能力,保证出料粒度,结合岩石脆性物料的破坏原理,采用有限元分析的方法对破碎机进行优化设计。应用Pro软件对破碎机齿盘进行应变分析,验证破碎齿的强度。研究结果表明,优化后的破碎机完全能够适应火成岩的破碎,使寿命提高了2倍以上,取得了显著的使用效果和经济效益。

基于人工智能的矿区地质灾害智能监测与预警系统设计

塔山煤矿基于人工智能的矿区地表沉陷裂隙隐患智能监测系统依靠基于正射影像的裂隙识别技术及基于地表三维点云的沉陷分析,实现了对监测数据的智能化分析及可视化管理,推进煤矿地表监测业务管理向数字化转型。煤矿开采易造成水土破坏、建筑物损害等,其根本原因是开采引起覆岩及地表移动变形。井工矿地表裂隙会威胁井下安全生产,也是地表沉陷变形的根源。矿区地表高效、高质、全面的监测数据是地表灾害预测、治理的基础。

塔山煤矿特厚煤层综放面顶煤冒放性研究

为研究特厚煤层综放工作面顶煤冒放性,结合塔山煤矿10501工作面5号煤层的开采条件,分别从埋深、煤体强度、煤体裂隙发育程度、夹矸强度和厚度、采放比等方面分析了顶煤冒放性的主要影响因素,数值模拟了2号和5号煤层采动对顶煤破碎效果的影响。根据理论分析、数值模拟结果,采取相应措施后,夹矸破碎程度高,顶煤冒放性好,达到了预期工程效果。

中煤塔山选煤厂加强煤质管理的实践

中煤塔山选煤厂通过建立煤质管理组织机构、健全煤质管理体系,完善煤质管理制度,严格煤质考核,从煤质分析、洗选工艺调整、技术创新、产品装车、提升煤质检测技术和设备等方面实行全面质量管控,有效地提高了产品煤质量的稳定性。

中煤塔山煤矿选煤厂降低介耗的探索与实践

对中煤塔山煤矿选煤厂末煤重介质分选系统介耗偏高的问题进行了原因分析和技术检测,找出了产品及精煤磁选尾矿带介量高是造成系统介耗偏高的主要原因;通过实施针对性的改造措施,提高脱介筛的脱介效果和磁选机的回收效果,并加强介质储运系统的管理等,取得了显著效果,吨煤介耗由以前的1.50 kg/t降低为1.00 kg/t,大大降低了生产成本。

中煤大同塔山煤矿煤矸石从“负能量”到“赋能量”的治理实践

中煤大同塔山煤矿为了解决露天堆放的“无主”矸石对周围生态的环境的破坏和最大限度的释放剩余库容,决定对这部分矸石进行合规化处置。治理团队因地制宜提出了科学、经济、环保的综合治理措施,实现了煤矸石从乱丢乱倒到标准化治理的变革,提高了矿区经济、社会和环境效益,实现了人类生产活动与环境和谐可持续发展的互利共存。

浅谈中煤塔山矿地质工作对煤质管理的作用

通过分类总结中煤塔山矿日常地质工作中的地质图件、地质素描、煤厚观测、数据整理,探查设计、钻孔编录、岩芯化验、数据整理对矿井煤质管理的作用,得出地质工作不仅可以对矿井煤质各项指标进行经验性预测,而且可作为煤质计划管理、煤质预测预报、煤炭产品质量稳定的重要依据,同时对整个企业竞争力具有深远影响。

中煤塔山煤矿3-5号煤层顶煤冒放性分析

中煤塔山煤矿3-5号煤层采用综采放顶煤一次采全厚采煤法,开采强度大,煤层结构复杂,顶煤冒放性成为一大课题,本文通过对中煤塔山煤矿3-5号煤层顶煤冒放性的分析研究,得出主要影响因素并提出相应的技术措施与工艺参数,便于顶煤有效回收。

基于FLAC^(3D)的极近距离采空区覆岩垮落规律数值模拟研究

矿井覆岩垮落高度带和裂隙带的发育往往是水和瓦斯涌入矿井的通道。为了研究山西省某大型煤矿极近距离煤层组覆岩垮落高度发育情况,以该煤矿3-5#煤层中30515工作面和上覆极近距离2#煤层为研究对象,结合现场各岩层实测力学参数,采用FLAC^(3D)软件分别对单独开采和依次连续开采2#煤层和3-5#煤层时上覆岩层沉降位移量和主应力变化情况进行模拟,分析了两种开采方式下煤层上覆岩层沉降位移情况和主应力变化对岩层垮落带发育的影响。研究结果表明:两种开采方式顶板最大位移量集中在采空区中部范围,而上覆岩层主应力集中在煤柱两侧;受关键层断裂的影响,单独开采2#煤层和3-5#煤层时顶板垮落带竖直最大位移合计量较大于依次连续开采时顶板竖直最大位移达量。根据研究结果可知,极近距离煤层组连续开采相较于单煤层开采,上覆岩层受新应力分配扰动更加剧烈,加速了关键层的破断。垮落带内岩体存在着较大可被压缩消除的残余应变,上覆岩层的下降,垮落带岩体不断被压实,垮落带高度降低。

基于三维激光扫描的煤矿巷道形变监测方法

针对传统煤矿巷道形变监测方法存在数据采集不全面、数据形式不直观、精度差、不能实现对全巷道形变连续监测等问题,提出了一种基于三维激光扫描的煤矿巷道形变监测方法。首先利用三维激光扫描技术获取煤矿巷道真实的三维点云数据;其次利用深度学习模型VoxelNet对三维激光扫描数据进行检测去噪,将无序的点云数据转换成高维特征数据;再次利用alphashape算法对提取的巷道断面离散点进行拟合,并采用基于差值的方法对数据进行多维差值计算,以得到巷道形变的具体数据,实现矿区巷道形变监测的全覆盖。将三维激光扫描技术应用于塔山煤矿30507工作面的形变监测,对巷道三维点云数据进行了截面分析和三维整体分析。分析结果表明:通过2期巷道截面轮廓的相对偏差,可直接观测该区域的主要形变,如果上轮廓向内偏离则顶板发生塌陷;如果下轮廓向外偏离,则底板发生鼓起。随着测点距工作面的距离越近,附色模型的颜色越偏向红色和蓝色,且颜色越深,巷道形变越大。

近距离煤柱下特厚煤层综放开采矿压分析与应用

中煤大同塔山煤矿3-5号煤层30515综放工作面采用综采放顶煤一次采全厚采煤法,开采强度大,煤层结构较为复杂,且首次在上覆近距离采空区煤柱下开采,首次临空隔小煤柱开采,采动破坏影响较为明显,对围岩运动规律、矿压显现、顶板控制等无经验可借鉴。因此,对该工作面特殊条件下矿压显现规律采取理论分析、现场实测等方式,对上覆煤柱集中应力在底板中的分布规律及破坏深度进行理论分析和研究,对塔山煤矿特厚煤层综放工作面开采过程中的围岩活动规律、煤岩层破裂和相关的应力场变化进行监测与分析,对回采过程中超前支承压力分布变化规律进行研究,制定有针对性的顶板控制措施、矿压防治措施,是保证该工作面安全顺利开采的前提条件,对满足塔山煤矿安全生产需要具有重要意义。

切眼外错布置对工作面见方垮落影响研究

坚硬顶板的失稳下沉是工作面矿压显现的主要来源。在切眼外错布置条件下工作面的回采阶段,对顶板见方垮落时顶板垮落步距提出不同的计算方式。可明确出在切眼外错布置的条件下,当顶板的初次破断步距远大于“见方”来压时的步距大小,所计算求得“见方”垮落步距远高于以往计算出的垮落步距,其步距大小与两工作面切眼垂直距离相近。通过现场所收集的微震事件数据和支架阻力来验证,找到顶板见方垮落发生的时期和明显的特征变化,通过比对后可发现在外错条件下,工作面来压等异常现象有向后推延的现象。运用FLAC3D有限差分值计算方法来分析不同采动条件下支承压力的不同情况,证实切眼外错布置条件下工作面顶板见方垮落具有一定的“延迟”作用,从而为矿井在工作面见方期间,为防治动力灾害现象提供有针对性的指导。

胶带输送机上物料尺寸监测装置的应用与研究

胶带输送机是物料输送系统的主要设备之一,在选煤厂日常煤炭生产过程中扮演着至关重要的角色。目前业内提出了许多监测并保护胶带输送机本身的设计,但对胶带输送机上输送物料尺寸实时监测的研究却鲜有报道。然而,实际生产过程中造成整个选煤系统瘫痪的原因往往是胶带运输机上输送的物料中出现了尺寸超标物料。本文针对上述问题,提出了一种胶带输送机上物料尺寸监测系统。该监测系统包括现场检测装置和智能反馈系统。现场检测装置可以实时检测物料尺寸,当物料尺寸超标时立即预警,并将信号传至智能反馈系统,同时智能反馈系统迅速进行报警操作。经实际应用证明,该物料尺寸监测系统能够大幅降低由于输送物料尺寸超标造成的选煤系统故障,极大地减少了经济损失。相信该监测系统在物料输送系统中具有巨大应用潜力。

沿空掘进拱形断面巷道过断层区域联合支护技术实践

为了解决塔山煤矿沿空掘进巷道30517回风顺槽拱形断面过断层区域的有效支护难题,提出了“超前注浆+锚网索强化支护+U型钢棚支护+喷浆强化”的联合支护方案,并进行了实践,实现了对巷道掘进过断层区域围岩的稳定控制。

基于矿井三维通风的火灾模拟研究

为了确定矿井火灾时期用风地点CO气体的扩散情况,本文利用Ventsim三维可视化通风仿真软件建立中煤塔山矿三维矿井通风系统模型,选取30503采煤工作面及其回风巷作为研究对象,分析CO气体浓度,模拟井下火灾产生的CO气体扩散情形。研究结果表明:采煤工作面发生火灾,风烟流气体会出现剧烈波动,甚至出现逆流,短时间内在工作面扩散,危害性极大;采煤工作面回风巷着火,在采空区瓦斯未涌出和积聚的前提下,CO会随着回风巷排出井外,危害性小。

埋管抽采位置及负压变化对采空区煤自燃危险区域的影响

瓦斯抽采是治理矿井灾害常用方式之一,但在抽采过程中会增加采空区漏风量,进而增加遗煤自燃风险,直接影响采空区煤自燃危险区域分布。以中煤大同能源有限责任公司塔山煤矿30503工作面为研究对象,根据采空区实际情况建立几何模型,采用数值模拟方法分析了不同埋管抽采位置和抽采负压对采空区煤自燃危险区域的影响。结果表明:①随着进风侧埋管抽采位置的深入,回风侧氧气体积分数呈增大趋势,而氧化带宽度变化不大;进风侧氧气体积分数整体呈减小趋势,氧化带宽度先减小后增大;采空区氧化带面积先减小后增大。②在进风侧固定埋管抽采位置,抽采负压的变化对采空区进风侧氧气分布的影响更大,而对回风侧几乎没有影响。③随着抽采负压增大,进风侧氧化带宽度先减小后增大,而回风侧氧化带宽度几乎不变;采空区氧化带面积先减小后增大,氧化带面积与抽采负压呈二次函数关系。④最佳埋管抽采位置为采空区进风侧距离工作面20m处,最佳抽采负压为5000Pa,此时采空区氧化带面积最小,即煤自燃危险区域最小。