煤矿精细地层模型反演技术研究

针对煤矿三维地质建模中煤层厚度及顶底板岩性准确刻画的难题,提出在传统“点”和“线”数据插值为主的三维地质建模技术基础上,加入三维地震数据作为约束,基于全局插值方法的径向基函数,用“点”和“线”数据对“体”数据精细解释层位进行校正,以校正后的精细地层框架为基础,基于地质统计学反演方法对煤系地层进行了岩性及厚度预测,分析了校正前与校正后地层框架为约束的反演结果准确性。研究结果表明,校正后的反演结果与实际资料的相对误差在5%以内,相较于未校正的反演结果,校正后的反演结果相对误差降低10%,校正后的结果与真实值之间误差控制在0.1 m以内,说明校正后的反演结果与实际水平钻孔结果吻合较好,能够精确刻画各岩性厚度及其空间展布情况。通过分析校正后的反演数据结果发现,地质岩性模型的精度得到极大提高,提高了钻孔间地层信息的准确度,在锦界煤矿取得了较好的应用效果。

高抗菌可降解纳纤膜制备及其长效低阻捕尘机理研究

煤矿粉尘、空气中细微颗粒物(PM)和病原体的存在,严重危害生态环境和工作人员健康。传统高分子纤维过滤膜在滤除粉尘、PM和病原体方面显示出一定的作用。然而,传统高分子材料不可降解,易导致塑料污染和微塑料危害,亟需研发兼具高过滤效率、高抗菌效率的可降解纤维过滤材料。本文采用静电纺丝—喷雾相结合的技术,将二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒直接嵌入聚乳酸(PLA)纳米纤维(PLA@TiO_(2)),同时调控纺丝环境湿度形成串珠结构,从而有效提高纤维膜的电活性、驻极性能和过滤性能,并赋予优异的UV屏蔽和抑菌性能。在气体流量为85L/min时,纯PLA纤维膜对PM_(0.3)的过滤效率仅有83.9%,空气阻力高达654.9Pa,而PLA@TiO_(2)纤维过滤效率显著提高且空气阻力明显降低,当TiO_(2)浓度为4%时,过滤效率高达97.9%,空气阻力降低到260.2Pa。此外,PLA@TiO_(2)纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率均达到100%。TiO_(2)嵌入PLA纤维还能使纤维膜吸收紫外线辐射,PLA@TiO_(2)纤维膜紫外线透过率(T_(UVB))与纯PLA纤维膜相比下降到20.1%,能够防止和避免皮肤损伤等疾病。纳米纤维驻极性能和串珠结构的结合提供了高效过滤、低空气阻力以及高抑菌效率,为减少和预防尘肺病的发生提供了有益的参考。

酸性矿井水中潜在可回收资源研究进展及技术应用

酸性矿井水是采矿行业面临的严峻的环境问题,当前关于酸性矿井水的大量研究工作更侧重于最大限度降低酸性矿井水对环境的影响,而对酸性矿井水中丰富、有价值资源的回收则研究相对较少,如何高效地实现酸性矿井水中有价值资源的回收仍然是一个巨大的挑战。本文通过查阅当前世界各国对酸性矿井水资源化及相关技术的最新研究成果,全面系统地总结了酸性矿井水潜在的可回收资源及技术应用。酸性矿井水中潜在的可回收资源主要包括回用水、硫酸、金属和稀土元素,这些有价值资源的回收不仅能降低其对环境和生态安全的影响,而且还能为化学品和能源提供持续供应,并实现经济价值以抵消部分治理成本。此外,酸性矿井水中潜在有价值物质的回收技术主要有吸附法、生物吸附法、膜技术法和组合工艺。组合工艺是最理想的回收技术,不仅能高效地对酸性矿井水进行处理,还能实现水的再利用和有价值资源的回收。在此基础上,本文将资源回收和再利用作为酸性矿井水可持续的治理目标,并提出了酸性矿井水在资源化层面存在的问题和值得探索的方向。

国有企业党建工作的实践逻辑与创新机制研究

在国有企业中,党建工作与生产经营之间的关系可以用“驱动”来表述,犹如一匹骏马与马车之间的联系,党建工作所蕴含的动力就像是骏马的驱动力,能够带领马车向前驰骋。只有党建工作具备优质属性,才能为既定生产经营模式灌输新的改革升级意识,提升生产经营的目标精准度、过程规范度、结果有效性以及后续发展的动力。

极近距离综采采空区下刀把形综放工作面安全快速缩面技术研究

活鸡兔井12煤复合区二盘区煤层平均厚度10 m,倾角1°~3°,煤层普氏系数3,采用分层开采,对上分层4 m煤厚采用综采回采,下分层6 m煤厚采用综放开采方法,其中采煤机割煤厚度4 m,放顶煤厚度2 m,取得了很好的开采效果。为进一步提高资源采出率,对受到不规则煤层边界影响的下分层综放面采取了刀把形缩面设计。为解决下分层综放工作面缩面作业顶板控制及缩面工艺难题,创新采用“2条辅巷+区段平巷局部双巷+3条联巷”的设计方案,其中双辅巷的设计为实施缩面提供了更多的更换机会,也提供了更多的空间和时间,区段平巷局部双巷和3条联巷保证辅助运输畅通,也为设备临时存放提供了充足空间,同时对缩面使用的重点区域巷道超前采用锚索钢带加预注马丽散加强支护,并且超前研究了合理可靠的缩面工艺,最终实现了在极近距离综采采空区下刀把形综放工作面缩面作业安全优质、快速高效,成功解决了现场遇到的技术难题,对我国煤炭行业类似条件下的工程具有重要指导意义。

液压支架等压立柱活柱体加工工艺研究

活柱体是液压支架等压立柱中重要的组成部分,通过研究活柱体内孔熔铜、外圆激光熔覆等表面处理的加工工艺,找到既能满足加工制造要求又能提高经济效益的方法。针对活柱体结构设计分析、影响加工因素、技术要求,选择合适的装夹方式、合适的加工流程,制定合理的加工工艺方法。

神东锦界矿智能机器人采制样系统调试与应用

针对中国能源股份有限公司神东煤炭分公司锦界矿列车商品煤人工采样的现状,研制并实施了智能机器人采制样系统。介绍了智能机器人采制样系统在锦界矿实施过程中遇到的技术难点及相应解决办法,尤其是钻探式采样头在工作过程中存在的采样深度、单次样重及采样周期等问题,实现了系统的稳定高效运行,提升了采制样效率,对锦界矿的智能生产意义重大。

静电纺丝纳米纤维在膜分离领域中的应用研究进展

静电纺丝技术因具有高灵活性,在能源、环境等领域引起人们广泛关注。近年来,通过静电纺丝技术已成功制备出多种高性能和多功能的纳米纤维膜。简要阐述了静电纺丝技术,详细综述了静电纺丝技术在膜分离领域的研究和应用,主要在空气过滤、液体过滤以及水油分离方面,最后对静电纺丝技术的发展与研究方向进行了展望。

局部镦粗技术在液压支架油缸上的应用

液压支架油缸在设计中需要增大缸口外圆尺寸。分析了堆焊和焊圆环筒2种增加缸口尺寸的方法,针对2种方法在实施过程中存在的质量隐患,寻求一种既能增大缸口尺寸,又能消除质量隐患的增形方法。提出通过局部镦粗技术增形,利用锻件的优势来有效地解决这一问题,进而把局部镦粗技术推广应用到油缸其他零部件上。

煤矸石混凝土三相细观力学性能及细观破坏机理

为探究煤矸石混凝土力学特性,开展了煤矸石混凝土的多相细观力学特性试验研究,并基于细观尺度建立了煤矸石混凝土非均质数值模型,研究了煤矸石混凝土内部各种介质对煤矸石混凝土力学性能的影响。结果表明:细观模型能较好地描述煤矸石混凝土的力学特性、破坏模式和内部损伤演化过程;煤矸石混凝土的力学特性与三相力学性能有关,随着ITZ强度的增加,煤矸石混凝土的峰值应力先增大后减小,但残余强度趋于一致。改善ITZ力学特性对煤矸石混凝土的破坏模式及宏观裂缝的分布和扩展影响不大;提高水泥砂浆强度可以提高煤矸石混凝土的峰值应力和脆性;粗骨料强度提高了混凝土的峰值应力。当σ_(cp-Agg)<σ_(cp-M)时,可有效提高混凝土的峰值应力;当σ_(cp-M)<σ_(cp-Agg)时,峰值应力增长率迅速下降。增加骨料的强度可以改善混凝土的脆性。

国有企业党建与生产经营有机融合的四维逻辑

国有企业党建和生产经营有机融合,是马克思主义世界观和方法论在国有企业的具体实践,有利于促进企业制度建设,有利于推进企业党建,有利于提高企业生产力。国有企业党建和生产经营有机融合的具体路径有加强政治引领,提升企业发展动力;注重思想引领,提升企业思想境界;加强组织引领,提高企业管理能力;加强作风引领,提高企业生产精神风貌;加强纪律建设,提高企业安全保障。

补连塔煤矿回采巷道锚杆支护方案优化研究

为解决补连塔煤矿大断面回采巷道现有支护方案支护成本高,且不能满足回采巷道快速掘进的问题。以补连塔煤矿12511工作面运输巷作为研究对象,运用现场监测和数值模拟方法,分析现有巷道锚杆支护方案的支护效果,提出适应补连塔煤矿回采巷道安全快速掘进的优化支护方案,并进行技术经济比较。结果表明:现有支护方案巷帮和顶板的变形量分别为48、63 mm,优化后的支护方案巷帮和顶板的变形量分别为54、65 mm,较现有方案分别增加12%和3%,同时区段平巷支护成本降低21.92%。优化支护方案可保证巷道围岩稳定,降低支护成本,同时有利于巷道掘进速度的提高。

千万吨矿井回采巷道锚杆支护技术优化

回采巷道锚杆支护问题在神东矿区千万吨工作面开采过程中日趋突出,为了进一步优化锚杆支护方案,改善支护效果,以神东矿区大柳塔煤矿52501千万吨综采工作面运输巷为例,采用FLAC数值模拟方法,对现有锚杆支护方案进行研究,得出现有支护方案可以满足当前支护要求。结果表明:现有支护方案巷帮和顶板的变形量分别为50 mm和55 mm,有利于巷道的稳定。优化后的巷帮和顶板的变形量分别为51.2、58.3 mm,较现有方案增加了2.4%和6%,优化方案支护参数可使运输巷保持稳定,同时可以提高支护效率,降低支护成本。

煤矿地下水库平板型人工坝体抗震性能分析

煤矿地下水库有效地解决了西部矿区矿井水保护与利用问题,地下水库安全稳定是其执行“导储用”核心技术的关键,而人工坝体是连接水库坝体的纽带。为此,针对煤矿地下水库人工坝体安全稳定问题,选取典型的平板型人工坝体为研究对象,基于大柳塔2-2煤层煤矿地下水库基本情况,利用相似模拟实验、数值分析等研究方法,分析了不同地震(1~15 m/s^(2))作用下煤矿地下水库平板型人工坝体稳定性特征。相似模拟结果表明:煤矿地下水库平板型人工坝体可以抵抗10烈度以上(12 m/s^(2))地震作用,在由小到大地震循环加载作用下产生的最大位移为0.19 mm;人工坝体产生应力集中的位置主要在坝体底部,应力变化规律为底部>腹部>顶部,同一地震波作用下坝体反面应力峰值约大于正面10%,整个震动过程中人工坝体未出现裂隙发育情况,说明人工坝体始终保持弹性工作状态;顶部压力逐渐增加和循环地震作用过程中,人工坝体内应力急剧增加,坝体水平方向位移与非加压阶段相当,未表现出明显增加现象,但煤柱坝体在此过程中逐渐产生裂隙,最终裂隙贯通造成煤柱坝体垮落破坏。基于力学模型分析及模拟结果表明:大柳塔2-2煤矿地下水库坝体(煤柱+人工)在地震作用下未出现较大塑性变形,位移变化以垂直巷道方向最大,但变化范围均为毫米级,水库坝体在地震作用下保持较好的稳定性;由于人工坝体和煤柱坝体基础性质(强度、密度)不同,震动引起的加速度不同,造成人工坝体作用过程中加速度大于煤柱坝体(差值为1.14倍),导致坝体连接处剪切应力集中,是煤矿地下水库易发生破坏的关键位置。

基于UWB的PDOA与TOF煤矿井下联合定位方法

煤矿井下人员和车辆精确定位是煤矿安全高效生产的重要保障。目前矿井人员和车辆精确定位主要采用超宽带(UWB)无线通信技术,其中仅采用飞行时间(TOF)的定位方法需2个定位分站或天线联合测距和定向,存在天线间距大、不便于安装维护、定位误差大等问题。针对上述问题,提出了应用于煤矿巷道一维定位场景的基于UWB的到达相位差(PDOA)与TOF煤矿井下联合定位方法。该方法通过TOF测量定位卡与定位分站之间的距离,通过PDOA判断定位卡的方位,再根据测得的定位卡与定位分站之间的距离和方位,对定位卡进行定位。该方法根据从定位卡发送的无线电信号到达定位分站的2根天线的相位差判断定位卡的到达角度(AOA),不需要很大的天线间距即可确定定位卡的方位,缩短了定位分站的2根天线之间的距离,可将2根天线一体化,便于安装维护,提高了定位精度。煤矿井下测试结果表明,该方法定位精度在15 cm以内;在200 m测试距离范围内,定位精度不受距离远近影响;TOF测距数值稳定在相对其均值±10 cm的范围内,具有很好的稳定性。

基于STM32的矿用电机轴承振动监测仪

由于振动信号监测仪成本高,并且单纯的振动幅值监测装置不适用于电机故障诊断,针对这一问题,研发了一种矿用电机轴承振动监测仪。首先,进行了轴承振动监测仪的总体设计,包括设计了振动监测仪的功能、总体架构和通讯指令码;然后,进行了振动监测仪的硬件选型研究,设计了以STM32F407ZGT6芯片为核心的振动监测仪硬件电路原理图,开发了振动监测仪的主程序、模数(AD)转换采集程序以及控制器域网(CAN)总线通信程序,形成了振动监测仪专用软件;最后,进行了轴承振动监测系统功能的测试实验,并且在某煤炭公司风井通风机电机上进行了现场应用测试。实验结果表明:该振动监测仪采集精度较高,采集信号的幅值和频率平均误差分别为2.57%和0.76%;研究结果表明:采用该振动监测仪可以长期、稳定地采集和储存电机轴承运行数据,从而为电机轴承故障诊断研究提供数据支持。

水质硬度对煤泥水沉降特性的影响

选煤厂生产用水的硬度对煤泥水沉降特性有重要影响,主要研究了选煤厂生产用水硬度与煤泥水沉降性能之间的关系。利用X射线衍射(XRD)技术和离子色谱仪技术对5个选煤厂煤泥水样品进行矿物组分和水化学分析。结果表明,选煤厂循环水的水质硬度由煤泥所含矿物组分决定。沉降试验表明,煤泥样品水质硬度与矿物组分密切相关,可用于评价沉降特性。进一步研究表明,随水质硬度增加,煤泥水沉降速度和上清液透光率增加。在沉降速率和透光率曲线上,斜率逐渐减小。5种煤样的沉降速率和透光率验证试验结果一致。

褶皱构造区大采高工作面矿压显现三维相似模拟

为了探究褶皱构造区大采高工作面采动过程中覆岩破断及矿压显现规律,以补连塔煤矿12514综采工作面为背景,三维相似模拟为基础,设计了裂隙-应力-位移监测一体的三维相似模拟试验台,分析褶皱构造区的沉降系数,利用三维钻孔电视成像仪观测其内部裂隙发育情况,并分析褶皱区应力分布情况。研究结果表明:非褶皱构造区支承压力峰值较俯采过褶皱、仰采过褶皱构造分别降低了10.21%、23.6%;当工作面仰采过褶皱时,顶板承受的压力比俯采过褶皱时更大,因此顶板的裂隙也更加明显,同时两侧帮板和顶、底板的破坏情况也更加严重;垂直应力相同时即使扰动很小,也有可能导致顶板发生破裂或断裂。

矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车液压系统设计

矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车主要用于煤矿井下物料、碎石水泥、锚网锚杆、小型设备运输等。为能够使车辆满足特定工况下的参数要求以及稳定性可靠性要求,首先需要做好原理设计并合理选择系统元器件,在产品按照设计要求完成装配后,需要安排合理的调试,并对调试过程中出现的问题进行处理,并对现场调试经验进行总结,以指导后续液压产品的设计,不断进步,从而提高整个设备在特定工作环境条件下的稳定性可靠性。以WLL-3物料搬运车液压系统设计为例,系统设计过程包含了液压系统的防爆设计要求和功能参数要求的设计过程,对于设计完成后的重点调试过程以及出现噪音故障后的设计优化,在其他液压系统设计过程中可以借鉴。

矿用隔爆充电机IGBT爆裂原因分析及优化

矿用大功率隔爆蓄电池充电机,主要用于蓄电池式支架搬运车、铲板车等特种装备上的车载蓄电池充电,是保障井下工作正常开展的重要供电设备,必须确保其可靠性和安全性。本文以矿区发生的大功率蓄电池充电机IGBT爆裂事故现象为分析对象,根据IGBT失效机理研究,采用排除法找到了充电机IGBT爆裂原因为IGBT过温失效,通过对充电机正常工作时的IGBT模块损耗以及散热器热阻进行了理论分析计算的校核方法,得到充电机正常工作时IGBT模块管芯结温能达到139.5℃,超过其安全限制温度125℃,是引发IGBT爆裂的主要原因,然后通过对散热器散热结构进行了优化,增大了其散热面积,减小散热器热阻,最终计算得到IGBT模块管芯结温为88.48℃,将IGBT模块管芯结温控制在安全温度范围内,并经实际使用验证后,没有再次发生爆裂事故,结果表明通过优化散热器的方法可以改善IGBT过温失效问题。