加快煤矿“四化”建设,赋能企业高质量发展——以冀中能源公司邢东矿为例

从邢东矿“四化”现状入手,分别从信息基础设施、地质保障系统、主提升系统等六个方面阐述现状,并指出目前“四化”建设存在的问题,从加强智能化煤矿信息基础设施等六个方面提出了改进“四化”建设的重大举措。

邢东矿深部开采底板突水机理研究及水力压裂技术应用

为研究深部开采底板突水机理,以邢东矿2129工作面为背景,通过理论计算建立了底板岩层破坏深度与工作面基本顶悬顶长度之间的关系,提出了利用基本顶水力压裂技术减小顶板悬顶长度,控制底板出水的思路。利用UDEC模拟了不同压裂步距下的底板应力演化规律,说明压裂步距在40 m以下时底板控制效果最好。开展顶板水力压裂后,矿压观测结果表明2129工作面的周期来压步距明显降低,说明采用的技术手段是合理有效的。

邢东矿充填开采智能化技术及工程实践

充填开采智能化符合煤矿绿色开采和智能开采的行业发展趋势及需求,但目前对充填开采智能化关键技术缺乏系统性研究和实际工程应用。针对该问题,以固体充填开采面智能化升级为核心,以充实率智能控制为首要目的,以建设智能充填矿井为目标,系统研究了充填开采智能化关键技术:煤基固废智能预处理及投放控制技术;结合矿床实时测控、排矸速度智能控制、混合分选控制的井下智能跳汰分选技术;基于多源煤基固废实时监测和精准反馈调控的多源煤基固废归集储运技术;集智能充填监测、流量智能控制、充填液压支架和工作面电液控于一体的固体智能充填开采技术。通过各充填开采智能化关键技术的联动配合,邢东矿形成了以煤基固废预处理、煤矸井下分选、多源煤基固废储运及固体充填采煤为核心的智能充填矿井。工程实践结果表明:应用充填开采智能化技术后,智能充填工作面能力大幅度提高,工作面产量由月产3.6万t增加至月产7.2万t,每班人员减少8~10人,1个循环作业时间减少约2.5 h,效率提高约50%,全面解决了煤基固废排放问题。

煤矿矿区普适性拓展型固体改性充填采煤技术与装备

从我国煤炭行业绿色发展趋势和要求出发,分析了煤炭企业对不同充填开采方式选择的考量因素,以及影响充填开采技术推广的制约因素,针对不同矿区地域分布特征和充填需求差异性,划分了煤矿充填开采“保护生态环境优先、保护地面建筑优先、处理煤矸固废优先、提高经济效益优先”4类优先原则,提出了“以充填开采作为煤矿保护生态环境的调节工具,建设全过程全息立体生态矿山”的生态开采目标。依据充填开采顶板限定变形力学模型,阐述了影响充填开采目标岩层下沉量的构成因素,构建了生态环境保护、地面建筑保护、矸石固废处置3种充填工程模式下的工作面支护强度计算及覆岩变形控制方程。介绍了我国煤矿普适性充填采煤技术发展现状及发展方向,涵盖散状原矸固体充填、类贫混凝改性充填、矸石混凝土充填、薄煤层充填、区域性保护充填、巷道充填、选充留协同等适应各类煤矿需求的充填采煤技术,详细描述了不同充填技术的材料制备、运输、充填工艺特点及适应性充填装备。为实现煤矿充填智能化,建立了全面的数据感知系统,通过空间规划及充填效果判定来实现从单元到整体充填工作面的智能化过程,结合传感器网络和人工智能算法,实时监测和控制煤矿固体充填过程,提高充填质量和充填效率。煤矿充填开采在我国绿色矿山建设的远景规划中将扮演更加重要的角色,加强基于主动充填的煤矿生产全过程生态矿山建设、普适性充填技术工艺体系构建、新型固体充填材料研制、智能化充填开采研发等4个方向的科技攻关,我国煤矿充填开采会有极为广阔的发展前景。

矿井提升机控制系统的完善及改进

针对现用矿井提升机控制系统在日常运行过程中存在的磁性开关误动作、安全保护触发条件不全及保护动作条件不合理等问题,设计并完善相关控制工艺及程序,使提升机安全保护的监测更加全面,动作更加灵敏、可靠,进而确保提升机的安全、稳定运行。

邢东矿建下充填开采关键技术研发及工程示范

冀中能源股份有限公司邢东矿自2002年开始实施固体巷道充填,并持续不间断地践行绿色充填开采,通过20 a不间断研发及实践,带动了充填工艺、材料、装备的革新进步,建立了建下全域连续充填开采技术体系。本文通过论述邢东矿20 a来建下充填开采关键技术的研发及工程实践,对指导生态矿山建设、推动煤炭行业低碳环保绿色开采有现实指导意义。

煤矿供电系统的智能化建设分析

随着我国煤矿智能化建设战略的提出,煤矿供电系统的智能化建设成为提升煤炭产业竞争力的关键。本文分析了煤矿供电系统智能化的意义;并针对当前煤矿供电系统智能化技术不够成熟的问题,构建了一个全面的智能化建设方案,涵盖系统硬件设施和软件框架的开发,以及智能调度中心、继电保护防越级跳闸系统、电气设备状态在线监测、漏电试验自动化及远程一键联动、实施状态检修和电缆测温等系统功能的实现,以期提高煤矿供电系统的智能化水平,为煤矿产业的可持续发展提供技术支持。

煤矿供电系统的节能降耗技术研究

煤炭作为我国能源结构中的重要组成部分,其产业在国民经济中占据着举足轻重的地位。面对环保政策的严格化和能源消费结构的优化调整,煤炭行业亟需转型升级。煤矿供电系统的节能降耗成为关键环节。本文分析了煤矿供电系统的线损类型,探讨了节能降耗的主要途径和技术,包括供电系统优化规划、节能灯具的推广使用、配电变压器的经济运行、合理安排供电系统经济调度运行模式、变频调速设备和无功功率补偿设备的合理选用等。同时,提出了加强煤矿用电量考核和生产环节电能节约管理等管理措施,并通过应用案例展示了节能降耗成效。结果表明,通过技术和管理措施的综合应用,可以有效降低煤矿供电系统的能耗,促进企业的可持续发展。

邹庄煤矿7401工作面采空区动态自燃“三带”变化规律研究

通常一个工作面只测定一次采空区自燃“三带”。但工作面遇到断层、煤厚变化时,会阻碍推进速度,同时也影响采空区的氧化进程,因此,采空区自燃“三带”是动态变化的。为了研究采空区动态自燃“三带”变化规律,通过在现场铺设束管系统测量采空区氧气随温度的变化规律。基于氧气浓度的变化,提出了一种基于煤温变化的升温幅度法,并利用分布式光纤测温系统监测实时温度进行“三带”划分。结果表明:研究断层复杂地区使得自然“三带”扩大;煤层越厚,氧化带越窄;推进速度加快时,整体氧化带发生后移现象。

煤矿安全生产“三违”防范策略

“三违”是矿山发生安全生产事故的深层次原因,做好反“三违”工作对于保障企业安全生产尤为重要。冀中能源股份公司邢东矿为进一步强化矿山安全生产管理,把安全宣传教育作为工作重点,把“三违”人员作为安全宣传教育的重点对象,结合自身实际情况,对近两年的“三违”现象进行了调查分析研究,有针对性地提出防范策略,最大限度地减少了“三违”现象的发生,为确保安全生产形势持续稳定奠定了坚实基础。

煤矿机电自动化控制技术的优势与应用

在国家总体经济快速发展背景下,社会中科学技术持续创新与研发,为各个领域的发展都带来新的机遇与挑战,特别是在煤矿工作中,更是发挥不可替代的作用与价值。在机电自动化控制技术逐步应用在煤矿工作中以后,提供智能化与自动化的运用效果,为煤矿企业的发展指明前进的方向,以此在激烈的市场竞争环境中脱颖而出。全文着重阐述了煤矿机电自动化控制技术的优势、应用要点和优化策略,进而为有关工作者带来有价值参考。

空气源热管热泵技术用于煤矿井筒防冻的节能安全研究

针对煤矿井筒防冻这种特殊供热需求,本文采用分体式热管作为空气源热泵的冷凝换热器,空气源热泵采用低冷凝温度,小压比高效运行,根据热力学第二定律,热泵系统能效比高,同时可以在低温环境下安全运行。通过实验样机测试,验证了热泵系统小压比运行能效比很高,同时热管换热器可以提供较高温度的热风。通过2023年冬季在邢东煤矿井筒防冻的工业实验应用,验证了小压比高效能空气源热管热泵系统完全可以满足井筒防冻供热需求,能够为煤矿井筒防冻提供能源应急保障、同时系统稳定,在环境温度-20℃下不但可以可靠供热,系统能效比也超过了3.0,远高于传统空气源热泵,节能效果显著、运行安全。该技术为煤矿提供了节能、安全的井筒防冻技术手段。

控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究

为确保煤矿高效、安全地开采,文章以控制煤矿开采沉陷为研究视角,立足部分充填开采技术的应用原理与优势,简要阐述常见的部分充填开采技术,同时介绍某煤矿所应用的智能化部分充填开采技术,以此为相关研究工作提供一定参考。

变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析

煤矿是社会经济生产中是必不可少的资源,在煤矿机电设备工作中,采用变频节能技术可以更好地降低煤炭生产的电力消耗,达到可持续发展的目的。现阶段煤矿企业对降低能源消耗、提高产量提出了更高的要求,采用变频调速技术是很有意义的。本文就主要分析煤矿机电设备使用中出现的问题,探究变频节能技术及其在煤矿机电设备中的应用,以期达到节能降耗,高效运行的生产目标。

自动化技术在矿山机电设备控制中的应用研究

文章探讨自动化技术在矿山机电设备控制中的重要性和应用方法,介绍了自动化技术的定义和基本原理,分析了其在现代矿企中的地位和作用,详细介绍了自动化技术在矿山机电设备控制中的应用,包括风门、监控设备、运胶带机、挖掘设备、空压机等。结合实例,自动化技术的应用,能够切实提高矿山机电设备的运行效率,降低设备能耗,提高安全性,为矿山的可持续发展做出贡献。期望本文能够为相关工作者带来一定的参考作用。

邢东矿隐蔽致灾因素研究

以邢东矿为例,根据矿井的实际情况,通过对采空区范围、地质构造、含水性和瓦斯富集区等煤矿生产过程中可能涉及到的隐蔽致灾因素的分析研究,并针对不同隐蔽致灾因素对安全生产的影响程度,采取切实可行的综合治理措施,最大限度地消除隐蔽致灾因素对矿井安全的影响,提升煤矿安全保障能力。

邢东矿综合机械化矸石充填开采可行性研究

为解决可采资源储量不足的问题,对邢东矿1100南部采区建下压煤进行回采。结合当前矸石利用的不同方式,对比巷采和综采两种不同矸石充填方式,确定采用综合机械化矸石充填。选取地面充填站的位置,确定采用垂直投料系统将矸石运输至井下。根据固体料最大颗粒直径以及工程类比法等确定投料孔的直径。该项目可解放大量的呆滞煤炭资源,有效延长邢东矿的服务年限,具有显著的经济和社会效益。

邢东矿-980水平以深区域奥灰突水机理的研究

我国华北地区矿井主要受奥灰水的威胁,邢东矿地处华北地区,受其煤层赋存条件的影响,在进行采掘活动的同时,严重受奥灰高承压水的制约。为有效防治邢东矿奥灰突水,特对该矿2127工作面、2222工作面底板突水和-980集中运料巷15号孔底板出水进行突水机理研究。

基于综合指数法的邢东矿煤岩冲击倾向性研究

针对基于综合指数法的邢东矿煤岩冲击倾向性进行了探讨。

邢东矿深部带压开采底板突水特征及控制技术

针对深部带压开采工作面区域注浆治理后底板突水仍频发的难题,以邯邢矿区邢东矿深部带压开采为工程背景,通过现场调研和理论分析已突水工作面突水过程和开采地质条件,获得了邢东矿深部带压开采底板突水特征和影响因素,确定了邢东矿深部带压开采底板突水主控因素;应用弹塑性力学理论从动静载角度分析了不同来压步距对底板破坏深度和宽度影响规律,进而采用数值模拟研究不同来压步距下底板应力场和塑性区演化规律。研究结果表明:工作面顶板剧烈来压突水是邢东矿深部带压开采底板突水主要特征,顶板难以及时垮落是其关键诱因;随来压步距增大,底板应力集中带和卸荷应力拱逐渐向底板深部岩体传播扩展,顶板垮落易产生强烈来压动载效应,底板采动破坏深度和宽度增大,诱发隐伏导水构造活化及深部岩体破坏,贯通底板隐伏构造带等导水通道诱发底板突水。为此,提出了顶板水力压裂卸压以及底板微震监测、采动应力监测、围岩变形监测和承压水水位监测等多参量监测的防治技术。现场监测表明,试验工作面顶板水力压裂后周期来压步距缩短为9.53 m,相比邻近未压裂工作面减小了61.42%,来压动载系数、应力集中系数和围岩变形速度均较小,奥灰水位相对稳定,未形成底板突水通道,底板突水得到有效控制。