急倾斜巨厚煤层复杂空间结构区微震时空演化规律及诱冲机理

煤矿冲击地压灾害的发生与空间结构密切相关,尤其在复杂空间结构区灾害发生更频繁。掌握煤层开采复杂空间结构区煤岩灾变规律并揭示其发生机制对于冲击地压防控具有重要意义。以乌东煤矿为研究背景,采用数值模拟、微震监测、理论分析等方法,研究了岩柱应力异常尺寸效应,分析了复杂空间结构区微震时空演化规律,揭示了复杂空间结构下冲击地压发生机理,评估了煤层开采不同区域的冲击危险性。研究结果表明:①急倾斜岩柱厚度更窄、出露高度更大其撬动效应更强,岩厚变异应力异常形成5个分区。②岩柱厚度更窄区域微震频次更多,能量更高,时空活动度更强,离散性更高。高应力区、应力梯度区、应力平稳区依次呈现“低频次-高能量”、“高频次-高能量”、“低频次-低能量”的微震响应特征。③特殊空间结构区域微震事件簇集且能级增大,时空活动度及离散性陡增,尤其在结构边缘该特征更明显,能量积聚及释放速率增大,冲击地压发生的概率及强度更高。位于岩柱更窄区域的特殊空间结构内微震活动更剧烈。④岩柱厚度越窄(煤柱高度越大)则岩柱向深的弯矩及能量增长速率越快,冲击危险性更高。依据结构面强度效应推断出断裂带发生滑移错动,是能量积聚与释放的优势区域。揭示冲击地压发生机理为高静载及低临界载荷共同作用,基于应力集中特征评估煤层开采不同区域的冲击危险性。

基于微震时空信息的近直立煤层致冲因素研究

为掌握近直立煤层冲击地压致灾因素,基于矿井开采布局及现场微震监测数据,从时间和空间多维度对矿井微震事件的分布及历次冲击地压事件进行了深入分析,研究了不同开采深度下的致灾因素的演变规律。结果表明:近直立煤层的冲击地压主要由悬空顶板和中间岩柱对工作面产生的应力集中以及煤岩体破裂产生的动载扰动诱发,日推进度、开采深度及遗留煤柱与冲击地压事件的发生也具有强相关关系,是矿井冲击主要致灾因素;矿井浅部开采时中间岩柱受水平构造应力和自重应力对煤岩体产生的“撬动”作用是导致煤岩体失稳破坏的主控因素,进入深部开采后叠加了悬空顶板的“挤压”作用,冲击致灾因素转变为顶板和岩柱的“压+撬”共同作用,而遗留煤柱等因素影响程度减弱。

急倾斜煤层开采速度对煤岩体的扰动规律分析

急倾斜煤层由于其赋存环境复杂,煤岩体所受推进速度的扰动效应明显。为掌握不同推进速度下煤岩体应力、能量演化规律,构建急倾斜煤层开采的数值模型,统计分析不同推进速度下微震能量-频次、产量、回采率等特征,并基于推进速度与卸压力度耦合作用关系确定合理的推进速度。数值模拟结果表明,随着煤层开采后岩柱发生弯曲撬动,在靠近B1+2煤层顶板处形成高应力集中及高能量积聚区域,随着推进速度增大,岩柱内高应力集中及高能量积聚程度均升高,岩柱弯曲撬动效应愈明显。微震监测结果表明,随着推进速度增大,微震事件频次、能量增大,煤岩体受扰动程度增强,产量增大但回采率降低,煤炭损失增大。基于推进速度与卸压力度的耦合分析,提出单日产量/单日炸药使用量K值,得出推进速度为3.2 m/d时,K值最大,降低和提高推进速度K值均减小,即在保证卸压安全的情况下,可以适当提高推进速度。研究结果可以为急倾斜煤层推进速度的确定提供一定的参考。

煤矿在线智能应急预警系统的研究与应用

根据瓦斯地质异常、采矿应力和瓦斯排放特征,考虑我国煤、瓦斯突出防治技术和矿山规律,结合矿山生产过程、地质资料和多种历史气体动态现象,对多源信息进行综合分析,建立了综合预警指标系统和煤矿模型,确定并建立了煤和瓦斯突出预测的指标模型和系统。此外,利用该模型建立在线综合系统和数据库,进行了瓦斯突出的预测,实现了煤矿工作面爆发危险的实时监测和智能识别。预测系统的应用结果表明,系统软硬件可以保证瓦斯突出的连续稳定预警,预警结果及时且准确,与矿山的实际风险一致。

无人值守控制系统在煤矿通风机中的应用分析

通风机的正常运行是确保矿井安全生产和保障作业人员的关键,目前通过人工操作通风机运行存在安全风险。针对煤矿井下通风的途径和通风机布置的特点,利用先进的嵌入式计算机和传感器技术,开发了通风机监测和故障预警系统。该系统成功地实现了对通风机运行期间的性能参数、供电参数和环境参数的实时监测。监控系统实现包括在Web和桌面应用程序的帮助下进行查询和分析操作,开发了交互式面向对象的图形用户界面,以可视化从模型中收集的实体信息,并基于图形表示、数据表和地图对象的演示提供通风机的分析操作,实现了通风机无人值守技术的应用。

浅议基于物联网的煤矿自动化管控平台的研究与建立

机械化和智能化技术减少了采矿劳动强度、事故、伤亡,也提高了采矿效率。本文探讨基于物联网和大数据技术,为煤矿建立自动化管控平台。平台包括数采、传输、分析和应用四部分,通过监视和记录煤矿生产系统的工作条件数据以及设备和矿工的位置信息,基于大数据快速提取及分析。该平台为煤矿提供了人员和环境监测、远程控制、灾害预警和应急救援。该平台的应用可大大提高煤矿的生产效率和安全,减少次生灾害。

近直立特厚煤层上覆煤柱下巷道掘进冲击地压防治实践研究

以近直立特厚煤层终采线煤柱下掘进过程中遇到冲击地压问题为工程背景,通过数值模拟、理论分析和现场实践的方法,研究了保护煤柱下方掘进面开采过程中冲击危险程度的变化,提出了相应的防治手段和检验措施。研究发现,巷道掘进影响了终采线煤柱区域应力分布状态,增加了终采线煤柱区域应力集中范围及冲击危险性;掘进工作面经过煤柱边缘应力集中区时,前方应力峰值较大,围岩冲击危险性较高。根据PDCA管理模式提出了理论分析→实施解危→效果验证→掘进实践→优化调整→效果验证的双循模式管控,通过实施迎头密集大孔径卸压孔和全方位高压注水软化等系统性防治工程,并采用微震、地音、电磁辐射等技术进行效果验证,实现了掘进工作面安全通过煤柱影响区域,为矿井冲击地压防治提供了参考和借鉴。

大倾角岩巷下山掘进运输技术研究

煤矿岩巷掘进中的常见问题主要有掘进工作面积水、综掘机退机和矸石运输下滑等。针对以上问题,以乌东煤矿北区+350~+300 m运输下山掘进为工程背景,优化了掘进工作面控水方案,得出运输下山上部分采用及时排水、下部分采用提前排水方式,通过调整综掘机二运胶带机工作倾角、增加带扣数量及胶带表面加装横向胶带条等方法,增加了胶带与矸石的摩擦力;通过改善综掘机工作环境、采用深齿履带等方法解决了综掘机行走问题,实现了运输下山安全快速掘进。

综放开采瓦斯安全联动控制技术研究

高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯体积分数容易超限,影响综放开采的顺利进行。针对如何实现综放开采瓦斯安全联动控制,给出了综放开采工作面瓦斯联动控制方案,在现有综采自动化系统基础上加装瓦斯传感器进行瓦斯体积分数数据监测,通过对综采自动化系统进行瓦斯体积分数预测模型分析并进行程序设计,实现综放开采瓦斯体积分数与采煤机、综放开采放煤的安全联动控制。针对采煤机速度和放煤动作与瓦斯进行联动控制,利用自回归滑动平均模型预测以30 s为周期对未来5 min进行区间预测,形成瓦斯体积分数0.8%作为控制值但不超过1.0%的联动控制逻辑,给出了控制策略和控制逻辑图,同时划定0、1、2三级预警利于软件界面展示。在王家岭煤矿12309综放工作面进行了现场应用,现场应用表明,采煤机割煤速度稳定在5.83~7.00 m/min,实际采用同一时间放煤口开关数量不大于2个,实现了瓦斯与采煤机、放煤关联控制,综合提升采放效率20%以上。研究可为类似条件下的工作面安全高效回采提供借鉴。

煤炭机电运输常见断带事故及预防

随着煤炭行业的高效发展,在煤炭机电运输过程中,由于传输带的高负荷运转,故障很容易发生,严重影响整个机电设备的使用效率,同时会严重影响整个运输传送工作的质量,因此应该强化安全管理和预防措施,保证机电设备的高效运转。文章从多个不同的角度分析了煤矿机电运输过程中断带故障的原因,探索如何进行综合管理减少机电运输故障,避免断带事故频繁发生。针对煤矿机电设备安全管理以及预防措施上提出了解决方案,促使机电运输设备能够持续高效安全生产。

基于PLC技术的煤炭机电控制系统应用研究

随着时代的迅速发展,机电工程技术也获得了一定程度的提升,采用的煤矿机电设备逐渐达到了我国应用的标准。在煤矿开采过程中,依然存在能源浪费的现象,煤炭机电控制系统是必不可少的一个组成部分。经济发展不但提升了煤炭机电的开采效率,同时现代化装备技术的提升对实现经济效益有着非常重要的意义,其PLC技术是实现以上目标的重要手段。

煤矿机电一体化的关键组成与设计探析——评《机电一体化技术》

机电一体化是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成并发展的一门新兴的、综合性技术学科,正日益得到普遍重视与应用。煤矿机电一体化从在线监控、及时自动警报与故障诊断等视角,对煤矿机械设备电动机、传动系统、工作装置进行自动化控制。《机电一体化技术》一书基于机电一体化系统设计、安装与调试,剖析机电一体化技术中PLC、传感器、伺服驱动、现场总线、工业组态等模块。

我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析——评《机械设计手册:机电一体化技术及设计》

机电一体化数控技术被广泛应用在各行各业当中,我国煤矿产业近几年发展迅速,在生产运营过程中采用机电一体化数控技术能够有效降低安全事故。在煤矿机械设备方面,企业应当时刻关注其运行状态,应用机电一体化数控技术来提升生产效率。《机械设计手册:机电一体化技术及设计》对机电一体化数控技术进行了详细介绍。

变频调速技术在煤炭机电领域的运用

当前随着科学技术的高速发展,变频调速技术也获得了巨大的发展,特别是现代信息技术的快速推进,对变频技术的发展起到了重要的促进作用。当前变频调速技术已经日渐成熟,在煤炭机电领域中的应用越来越普遍,成为推动煤矿工业发展重要的技术支撑。煤炭行业属于高耗能行业,生产过程中对于电能的消耗非常大,而应用变频调速技术之后,使得煤炭机电设备的电能消耗得到了大幅控制,还有效提高了机电设备作业效率,降低故障发生率,保证了煤矿的高效生产。由于变频调速技术具有高性能、高可靠性、能耗低等诸多优势,在煤炭领域中有着越来越普遍对的应用,成为煤炭机电领域不可或缺的重要技术手段之一,推动煤炭行业持续稳步发展。为此,下文结合实践,对变频调速技术的原理进行分析探讨,结合变频调速技术具有的特点与优势,探讨分析变频调速技术在煤炭领域中的应用,希望能为相关工作的开展提供一些参考作用。