内蒙古煤矿企业在新发展理念指导下节能减排的实践与探索

从阐述绿色发展理念的内涵出发,按时间脉络梳理了内蒙古自治区产业节能减排的政策背景,介绍了内蒙古煤矿企业节能减排的现状,并分析了其面对的主要困难;阐述了绿色发展理念指引下内蒙古煤矿企业节能减排工作取得的主要成效和面临的政策机遇,对进一步做好节能减排工作提出具体的政策性建议。

煤炭企业环境保护问题及对策研究

基于煤矿环境保护管理实践,从制度体系建设、污染防治、节能低碳、水资源综合利用、智能化矿井建设、生态治理等方面总结了乌兰木伦煤矿在保护环境取得的成果,同时指出,企业在环境保护中存在重视程度不够、环保专业人才缺乏、决策链条过长、重末端治理轻源头控制等问题,并针对以上问题提出了煤炭企业需要转变思想观念、加强制度建设、优化管理机制、加强人才培养、加大环境保护资金投入等对策建议。

综采工作面5G智能化控制系统改造设计

针对目前煤矿井下综采工作面控制系统存在自动化控制程度低、信息孤岛严重不利于安全生产的问题,提出采用基于5G通信技术的智能化控制系统对原系统进行升级改造。首先,基于工作面现有控制系统,升级配置规划开采系统、自动找直系统、视频分析系统、人员安全保障系统、5G远程控制云平台和工作面数字孪生系统等;然后,依据工作面地质数据,通过规划开采系统与自动找直系统相结合,实现井下采煤过程的智能化控制;最后,基于5G通信技术,借助视频分析系统、5G远程控制云平台及工作面数字孪生系统实现井下设备的实时远程人工干预。研究表明:改造后系统能够打破信息孤岛实现了多系统的有效融合,有效提高了系统流数据的传输速率和稳定性,极大地促进了无人化生产模式的实现。

高压水力割缝抽采技术研究

平顶山矿区具有煤层开采难度大、煤体透气性低下、瓦斯压力大的特点。为实现矿井煤层增透、优化瓦斯抽采工艺、高效防治煤与瓦斯突出,使用COMSOL多物理学数值模拟和现场试验对高压水力割缝抽采参数进行研究。模拟结果表明,水力割缝后最佳抽采负压为-30 kPa,最佳钻孔布置间距在6~8 m。通过现场试验得出,7 m间距割裂孔抽采127 d瓦斯压力下降到0.74 MPa以下,抽采150 d瓦斯压力下降为0.61 MPa,抽采150 d残余瓦斯含量下降为5.43 m^(3)/t,达到最佳消突效果,7 m为割裂孔布置的最佳间距。

矿用SPB8Y型湿式混凝土喷射机设计与应用研究

湿喷混凝土工艺与干喷、潮喷工艺相比,具有较大技术优势。湿喷施工粉尘更少,回弹率更低,可提高混凝土后期质量,更适合于煤矿巷道支护。为了进一步提高作业效率和满足矿山小巷道喷浆施工要求,分析了现有装备结构及特点,采用拌制、泵送、喷射一体化的设计思想,开展连续拌、喷式湿喷机的设计,并进行螺旋搅拌混合、输送的相关设计,从工程施工的实际需求开展工艺流程研究。装备经过了地面及煤矿现场应用试验,有效降低粉尘和回弹率,验证了施工工艺的合理性和设备的可靠性。

深部低透气煤层高压水力割缝技术应用及效果分析

深部煤层开采时,煤体透气性低、瓦斯压力大,采前瓦斯抽采困难,严重制约煤矿企业的安全生产。为了提高深部矿井低透气性煤层的瓦斯抽采效率,防治煤与瓦斯突出危险,提出采用顺层钻孔高压水力割缝技术的煤层增透方案,并将该技术应用于平顶山十矿己_(15-16)-24130工作面。结果表明,实施水力割裂后钻孔内瓦斯流量大幅提升,变化最小的检验孔瓦斯流量由0.08 m^(3)/min提升至0.12 m^(3)/min,升高50%;高压水力割缝孔布置间距为8 m、水力割裂半径为1 m时,割裂孔的影响半径为4 m;高压水力割缝后距割裂孔1.5 m和4.0 m处煤层透气性分别为2.76 m^(2)/(MPa^(2)•d)、1.28 m^(2)/(MPa^(2)•d),相较割裂前煤层透气性分别提升了145.3倍和67.15倍。

厚基岩浅埋藏工作面水力压裂初次放顶应用研究

乌兰木伦煤矿属于典型的厚基岩浅埋藏条件下开采的煤矿,其工作面存在大面积悬顶问题,为解决乌兰木伦煤矿31411工作面初次放顶面临的问题,对工作面进行了水压预裂放顶。分析了现场施工情况及水压情况,得出如下结论,泵压集中在13~25 MPa之间;在压裂过程中顶板锚杆、锚索均出现了淋水现象,相邻钻孔也有出水情况,表明压裂过后,原有裂隙和压裂新产生的裂隙完成了扩展贯通,削弱了工作面顶板岩层的完整性;压裂过程中裂隙扩展范围可达10~20 m;随着压裂位置距孔口距离的减少,破裂压力和扩展压力呈减小趋势。

综采工作面不规律生产期间矿压显现规律分析

基于煤矿综采工作面在不规律生产过程中,因人为或者其他外部因素造成顶板压力增大,工作面下沉等情况,造成工作面在再次启动生产过程中发生顶板冒落,压死支架和工作面下沉造成设备无法通过。通过综采工作面在不规律生产期间和规律生产期间压力增长、顶板下沉等数据进行分析,确定综采工作面在不规律生产期间变化情况,给后续矿井因不规律生产提供理论依据。

基于多元回归分析的瓦斯浓度预测

为分析预测瓦斯浓度,采用多元线性回归方法判断煤层深度、瓦斯含量、煤日产量、煤层厚度和井下风速与瓦斯浓度的关系,检验了自变量间是否存在多重共线性问题和模型的适用性。采用岭回归分析方法解决影响因素间的多重共线问题,构建瓦斯浓度预测模型,将2种预测模型得到的预测值与实测值进行对比。结果表明,岭回归模型预测精度更高,多元线性回归分析方法受煤层厚度、日产量和风速间的多重共线问题影响,误差较大。根据岭回归系数绝对值大小判断5个因素对瓦斯浓度影响程度由大到小依次为煤层厚度、风速、瓦斯含量、煤日产量、煤层深度。