特厚煤层孤岛煤柱水力扩孔防冲卸压技术研究

砚北煤矿2502采区大巷保护煤柱两侧采空,为孤岛煤柱,应力集中程度高,由于煤层较厚,传统大直径钻孔卸压无法取得较好的防冲效果,针对该问题,提出了煤层水力扩孔卸压的技术。通过理论分析研究了水射流破煤和扩孔的卸压机理,水力扩孔通过增加钻孔孔径扩大了单孔的卸压范围;确定了砚北煤矿特厚煤层水力扩孔的主要技术参数,采用数值模拟分析了钻孔内分段扩孔的卸压模式;开发了相应的配套设备,采用双层高压钻杆实现煤体的“钻-割”一体化卸压,提高了卸压效率。通过砚北煤矿现场试验表明,煤层水力扩孔在水压40 MPa和高压喷嘴作用下,扩孔半径能够达到0.35~0.5 m,钻屑量在扩孔区域明显降低,表明水力扩孔能够显著降低煤体内应力集中,达到冲击地压防治的目的。

不同加载速率下煤体强度与破碎特征实验研究

通过AG-Ⅰ250 kN万能实验机对滇东矿区煤体试件进行单轴压缩实验,探讨了突出危险煤体在不同荷载速率环境下的强度特性与破碎特征。结果表明:煤体应力—应变曲线经历线弹性、塑性、峰后破坏3个阶段,弹性特征随加载速率的增加愈发明显;随着加载速率的增加,煤体峰值应变增大,弹性模量与加载速率呈线性关系;煤体在单轴压缩条件下的破坏形式多表现为脆性破坏,随着加载速率的增加,破碎煤样的折算直径减小,新增表面积增大,整体破碎程度随加载速率的增加而增大,与宏观煤体破坏剧烈程度吻合;不同加载速率下煤体强度特征符合Coulomb准则,峰值强度与达到破坏时间与加载速率呈线性关系。

煤化工企业化工过程防泄漏管理与控制措施

文章通过系统性分析煤化工生产过程中的气体、液体泄漏的常见部位、危害后果及防控对策,结合煤化工生产中防泄漏管理的实际经验,从泄漏控制的技术措施与管理体系建设两方面,对煤化工企业提出针对性建议,提升企业的安全、环保管理水平和可持续发展能力。

浅析煤矿机电事故的原因和对应措施

随着煤矿工业发展,机电设备在煤矿生产中发挥着关键作用,煤矿机电事故给矿业安全带来了安全隐患,对人员安全构成了威胁。基于此,本文分析事故原因,以及制定科学预防应对措施,对设备故障、电气系统问题、人为操作失误、安全管理不善、环境因素影响、监测与预警系统不完善、矿井通风系统存在缺陷等问题深入剖析,对此提出针对性对策,设备定期检查维护、强化电气系统安全管理、提升人员操作规范、完善安全管理体系、优化特定环境条件工程措施、健全预警系统、优化矿井通风系统设计等建议,以期为煤矿机电事故预防提供科学解决方案。

提高煤炭产业公司全员劳动生产率的要素及策略研究

在“双碳”目标下,煤炭产业进入转型发展的关键期,价值创造能力亟待提高。全员劳动生产率是国资委“两利四率”绩效考核指标体系中的重要指标之一,也是评价煤炭企业竞争力的重要标准。本文围绕影响劳动生产率的主要因素,通过对煤炭产业公司所属各单位2020年实际情况对比分析,找到制约煤炭企业劳动生产率提高的难点,探讨提高劳动生产率的途径,最后提出了提升煤炭企业竞争力的发展策略。

轴向冲击荷载下锚索动力响应特征试验研究

为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明:静载拉伸破断载荷为350.83~356.81 kN,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道支护设计和材料选取提供一定的理论依据。

弱固结地层特厚煤层综放开采覆岩破坏及水害防控研究

为解决多重含水层下弱固结特厚煤层水害防治问题,本文采用类比分析法、数值模拟法和相似模拟法,研究了灵东煤矿采空区下Ⅱ3特厚煤层顶分层开采的覆岩破坏特征,分析了导水裂缝带发育特征,提出了“物探+钻探”的方式提前疏放导水裂缝带内含水层的控水采煤方法。研究结果表明,位于Ⅱ3特厚煤层上覆的Ⅱ2特厚煤层回采时,覆岩破坏呈现“阶梯式”垮塌特征,Ⅱ3特厚煤层顶分层回采时,在工作面初次来压后,覆岩呈现出与Ⅱ2-1煤层层间岩层同步协调弯曲下沉的现象;预计导水裂缝带未波及Ⅱ2-1煤层采空区,采用“音频电透视+瞬变电磁”探测得出一含、二含(1)的采空区的富水异常区,重点针对富水异常区进行钻孔探测,兼顾非富水异常区,最终实现了首采工作面的安全回采。

无反复支撑超前支护智能控制系统

针对无反复支撑超前支护装备在空间小、震动大、电磁干扰严重的环境下传感技术水平低、运动控制不精准、作业流程复杂的问题,提出一种无反复支撑超前支护智能控制系统。无反复支撑超前支护工艺的被控需求:具备姿态、障碍物、位置等周边环境信息检测技术手段;具备自适应、自调整、自决策的控制方法;具备快速、平稳、精准的执行部件。根据上述需求,提出智能控制系统的3项关键技术:智能感知、逻辑控制、执行。基于无反复支撑超前支护智能控制系统的控制功能和任务流程,提出了系统总体架构;基于姿态、障碍物识别、压力及位置和速度信息的多传感融合技术手段,提出了多工况运动控制策略。研制了运输巷超前支护“转-运-支”一体样机,并进行地面测试,测试结果表明:无反复支撑超前支护智能控制系统可实现支架中心点及障碍物视觉识别、支架搬运小车自动行走及行程判断、支架自动偏移及旋转、支架自动抓取及升降功能;视觉识别传感器可实现支架架号编码识别、支架姿态、支护区域决策功能;实现了“行—抓—降—转—行—转—升—松—降”自动化作业流程,能够达到应用要求。

煤矿瓦斯抽采巷小直径TBM转弯位姿控制研究与应用

当前TBM在隧道岩巷中转向仍需依靠驾驶员人为控制转角,常常导致隧道岩巷超挖、欠挖,严重时会导致TBM卡机。针对小直径(直径小于6 m)TBM在煤矿瓦斯抽采巷中的转弯与位姿调控问题,提出了一种TBM位姿控制方法,通过AMESim仿真平台与ADAMS动力学软件搭建了TBM推进系统的联合仿真模型,结合参数化表征抽采巷的设计轴线对推进系统使用主从控制方法,以刀盘的倾覆角与横摆角为参变量设计PID控制器,实现对刀盘位姿的实时控制。通过仿真分析验证了该位姿控制方法的有效性,该方法能够较好地解决小直径TBM在煤矿瓦斯抽采巷的转弯位姿控制问题。

搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力影响的数值模拟

输送带接头区域钢丝绳的抽出力是衡量接头承载能力的重要指标。目前针对钢丝绳芯输送带接头的研究主要集中在接头的结构参数、硫化工艺及胶料的粘合性能,并没有指出搭接长度对接头承载能力的影响。为研究搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力的影响,以st1250型钢丝绳芯输送带为研究对象,取输送带接头处单根钢丝绳部分建立接头模型,采用双线型内聚力模型模拟钢丝绳与橡胶的胶接状态,并通过切向拉剪试验与法向拉伸试验获得模型参数。将双线型内聚力模型与钢丝绳-橡胶接触界面相结合,对接头单根钢丝绳从橡胶中脱粘抽出的损伤演化过程进行仿真分析,发现接头损伤演化过程分为线性加载、损伤萌生、损伤扩展与完全失效4个阶段,且接头损伤失效曲线与双线型内聚力模型牵引力-位移曲线具有较好的一致性,验证了双线型内聚力模型可较好地模拟钢丝绳芯输送带接头损伤失效过程。对不同搭接长度的接头模型进行了仿真,得出搭接长度为350~750 mm时,随着搭接长度增大,接头刚度总体呈非线性增大,接头橡胶所受最大剪应力呈递减趋势,从而确定了接头搭接长度范围应控制在350~750 mm。对不同钢丝绳直径下搭接长度对接头承载能力的影响进行了仿真,结果表明:钢丝绳抽出力随搭接长度增大总体呈非线性递增;钢丝绳直径越大,接头钢丝绳抽出力随搭接长度增大的涨幅越大。拟合得到了不同钢丝绳直径下接头搭接长度与单根钢丝绳抽出力之间的函数关系,为不同承载能力要求下接头搭接长度的合理化选择提供了理论依据。

基于全流程可追溯的煤矿安全智慧管控云平台

为有效解决现有煤炭行业各系统单独建设、多系统数据缺乏共享、智能分析及数据挖掘利用率低等问题,利用物联网、大数据、人工智能等信息技术,在深度融合煤矿安全管理业务的基础上,提出全流程可追溯的煤矿安全智慧管控云平台建设方案;重点分析了风险管控、隐患排查、班组任务处理、违章纠违等业务流程;平台通过数据中心实现多源异构监测数据的存储、整合及分析,将煤矿安全管理中涉及的9个子系统集成于安全智慧管控平台中,利用数据共享一张图进行协同管控与数据有效分析展示。应用结果表明:平台实现了煤矿数据融合、协同控制、业务联动与决策,在提高安全管控效率、缩减管控成本、最大化企业利益方面有较好效果。

“双碳”目标下煤矿企业转型发展路径探析

煤矿企业转型发展是实现“双碳”目标的重要内容和必由之路。从“双碳”目标要求、能源结构优化需要和生态文明建设要求方面,分析了煤矿企业转型发展的意义和必要性。分析了转型发展面临的机遇和挑战,指出目前煤矿企业存在产能结构不优、生产中瓦斯排放造成的碳排放较高、矿井关闭退出路径不明、低效刚性生产模式及人才队伍与高质量发展需要存在较大差距等问题,并针对性地提出通过优化企业产能结构、推进煤炭低碳生产、充分开发利用退出矿井资源、加强人才建设体制改革等转型发展路径建议。

如何通过信息技术提升企业管理水平

随着经济水平和科学技术水平的飞速发展,信息技术已经融入了人们生活的各个方面,不但改变了企业的经营模式,催生了许多新型企业的出现,也影响了许多企业的生存和发展,为此,工商企业需要借助信息技术来提升管理水平,以保证有序发展。基于此,本文围绕如何通过信息技术提升工商企业管理水平展开讨论,并提出了几点简单的管理模式,可为相关企业管理人士提供参考。

青岗坪煤矿42108工作面瓦斯抽采达标评价分析研究

为避免煤矿在生产过程中的瓦斯事故,通过采用顺层钻孔预抽的方法对42108工作面煤层内的瓦斯进行预抽。根据相关的矿井瓦斯抽采要求,从钻孔布置方式、钻孔均匀程度以及评价单元划分等方面,对抽采后的42108工作面进行评价。

混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.

氯盐浓度对混凝土中氯离子渗透的影响规律

采用ASTM法测试了不同阴极NaCl溶液浓度（质量分数,下同）条件下的混凝土6h电通量,分析了氯盐浓度对混凝土中氯离子渗透系数的影响规律并探讨了其中的作用机理.结果发现：氯盐浓度对氯离子渗透系数的影响存在峰值,在一定浓度范围内可用上凸型二次多项式来表示;对混凝土耐久性破坏最严重的危险氯盐浓度范围为4.0%~6.0%;当氯盐浓度大于9.0%时,混凝土中的氯离子渗透系数反而保持在较低水平.

深部大倾角厚煤层安全高效开采巷道布置优化

文章基于冲击矿井深部大倾角煤层赋存条件展开研究,认为该类煤层开采具有开采设备稳定性较差及上巷冲击地压现象频发的特点,提出采用错层位内错式巷道布置方式,通过理论分析得出,由于错层位接续工作面上巷布置在上一工作面采空区下方,其承载仅仅为垮落矸石的重量,即静载为主,并通过相似模拟实验对理论分析结论进行了验证,结果表明,错层位内错式巷道布置不仅可以解决设备稳定性问题,而且可以改善上巷冲击地压频繁发生的现状。

特厚煤层分层综放开采区段小煤柱留设尺寸研究

砚北煤矿5煤为特厚煤层,煤层具有强冲击地压倾向性,为防治工作面两巷掘进时冲击地压现象发生,采用理论计算、数值模拟和现场观测的方法,研究分析工作面、区段护巷小煤柱内应力变化以及采场超前支承压力影响范围。以区段小煤柱变形破坏理论为依据,通过数值模拟分析了4种不同宽度煤柱的塑性区变化范围,最终得出适合砚北矿条件的合理区段煤柱宽度。

基于采空区模拟的错层位外错式巷道位置选择研究

为了研究错层位外错式巷道布置法中下区段沿底巷道位置选择问题,首先通过理论计算对302工作面的顶煤应力分区进行划分。采用FLAC3D数值模拟软件对采空区进行充填模拟计算,并以此为基础对错层位工作面开挖后垂直应力及塑性区分布情况进行分析,最后综合考虑理论计算及采空区充填处理的数值模拟计算结果,确定下区段沿底巷道水平错距为3m。结合错层位外错式所具有的空间位置关系提出区段间相邻巷道联合支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对实验结果进行验证,最终结果认为该巷道布置及支护方案有利于减少煤柱留设尺寸,提高资源回收率,同时可以对区段间相邻巷道起到良好的控制作用。

特厚煤层综放开采沿空掘巷技术研究

针对砚北煤矿27 m特厚煤层综放开采沿空掘巷技术应用的难题,采用理论分析和数值模拟方法,研究了特厚煤层综放开采沿空掘巷可行性、沿空掘巷位置、小煤柱合理宽度以及锚杆支护参数。研究结果表明:特厚煤层综放开采沿空掘巷技术上可行,小煤柱护巷为最佳掘巷方式;小煤柱合理宽度为7.6 m。锚杆支护方案为:顶板每排7根长2.4 m锚杆,帮部每排4根长2.2 m锚杆,锚杆直径均为22 mm,排距为0.8 m,顶板采用锚索补强。该技术实施效果显著,有效地控制巷道围岩的位移和变形,保障了巷道安全稳定,满足回采期间的采动影响,极大地丰富和完善了采动巷道围岩控制理论与技术。