大柳塔煤矿基于5G网络的综采工作面人机生态协作模式应用

针对煤炭开采技术面临地质条件参测精度不够、动态信息监测不到位、各煤层开采面地质条件不同等方面技术难题,建设基于5G网络的智能综采工作面机器人集群及人机生态协作模式,满足数据实时监测、信息互联互通、网络架构运行稳定的协同发展,实现采煤机、液压支架、刮板输送机、泵站、巡检机器人等设备的可视化远程控制,工作面实现无人化跟机,生产人数由5人减为2人,减轻工人劳动强度,免受粉尘、噪声的侵害,远离了危险的作业环境。降本增效,每年节约用工成本120万元;该模式应用保障产量超额完成,实现经济效益17.27亿元。

大柳塔煤矿5G+连续采煤机器人群协同作业应用探索

近年来,智能采矿作业逐渐向数字化、网络化、智能化方向发展。相较于综采工作面智能化技术的快速发展,掘进工作面智能化技术发展缓慢。掘进工作面生产设备多、调动频繁、环境恶劣、劳动强度大,瓦斯、粉尘、水害、顶板、设备误动作威胁作业人员的健康安全。随着回采规模的扩大,各矿井普遍存在采掘比例失调、掘进队伍庞大、安全管理难度大等问题,导致安全生产压力较大。

大柳塔煤矿大采高工作面沿空留巷围岩控制研究

当前煤炭资源逐渐向深部转移,原岩压力增加,护巷煤柱宽度也渐增大,造成煤炭资源严重浪费,因此沿空留巷作为一种安全经济的开采技术在行业内广泛应用。由于沿空留巷受到二次采动影响,巷道服务期间变形量大、变形时间长,为保证沿空留巷围岩稳定,需重点关注巷道的支护能力。针对沿空留巷存在的上述问题,通过使用FLAC^(3D)数值模拟以及理论分析,研究了大柳塔煤矿52606大采高工作面运输巷沿空留巷两次回采期间的围岩应力变化规律,通过数值模拟分析了巷道原始支护与补强支护时的变形情况,从而验证补强支护的必要性与支护方案的可行性;通过数值模拟分析对比5种柔模墙宽度的方案,从而确定沿空留巷柔模墙宽度值为1.5 m。

大柳塔煤矿防越级智能供电监控系统

国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿存在多级变电所级联的情况,井下供电系统复杂,传统的供电监控方式采用人工巡检或固定摄像头定点监视,但人工巡检浪费人力资源、效率低,易出现巡检不全面、不及时的情况,而固定摄像头定点监视的范围有限。根据大柳塔煤矿井下变电所的基本条件和供电无人值守的要求,对煤矿井下智能供电监控系统进行了研究,提出了煤矿井下变电所分布式网络保护防越级技术、自动化矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置、煤矿井下变电所机器人智能巡检系统。分布式网络保护防越级技术减少了因煤矿井下变电所越级跳闸、选线不准、开关柜拒跳等问题造成的突发性大范围电力中断;自动化矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置取代了人工挂接地和拉手车停送电倒闸操作;煤矿井下变电所机器人智能巡检系统有效替代了人工巡检。防越级智能供电监控系统的应用实现了井下变电所无人值守,为煤矿井下电力供应提供了有效保障。

快速掘进系统在大柳塔煤矿的应用

为了解决以往掘进工作面移动设备多、掘支不能平行作业、无法实现连续运输的问题,进一步提高掘进作业的安全性和掘进效率,神东煤炭集团大胆创新,改革了现有的掘进工艺,创造性地开发了快速掘进系统,快速掘进系统大大减少了移动设备的数量、实现了掘支平行作业和煤的连续运输,该系统的成功应用进一步提升了作业区域的安全水平,同时大大提高了工作面掘进效率。

大柳塔煤矿新构造裂隙控水理论分析

陕北地区煤炭赋存量较大,均属于多煤层开采群,但在开采过程中沿煤层掘进巷道时会揭露新构造裂隙带,新构造裂隙一旦富水或与地下水形成空间连通将给巷道掘进带来不同程度的水害安全隐患。以国能神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿5-2煤层巷道为研究对象,基于新构造裂隙理论,采用瞬变电磁法、地震波法、水质化探、现场钻探等方法,对新构造裂隙的分布情况和控水原理进行了分析。研究发现国能神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿新构造裂隙以其形成晚、延伸远、连通好、裂隙充填不实、充填物胶结不好等特点,是地下水运移和富集的主要通道,是矿井的重要水害之一。

大柳塔煤矿矿井水资源化利用技术

神东矿区大柳塔煤矿以采空区矸石作为过滤、净化污水的载体,将井下排水直接注入采空区进行净化处理后供井下工作面生产及地面的生产、生活使用。此矿井水综合循环利用保水开采技术创造了神东矿区首个邻近煤层钻孔自流供水系统以及采空区自流泄放排水系统,实现了供、排水的自流化。通过制定专项的水质保证措施,采空区净化后的水质指标均达到了GB 50383—2006《煤矿井下消防、洒水设计规范》以及GB/T 18920—2002《城市污水再生利用,城市杂用水水质》的规定。同时,通过加固密闭墙、采空区水位观测以及安设泄水管路等一系列防突水安全措施,排除了井下采空区内大量积水造成的安全隐患。大柳塔煤矿矿井水资源化利用技术的开发与应用符合绿色开采的要求,经济效益和环境效益显著。

大柳塔煤矿跨大巷无腿立交新技术试验研究

针对传统立交巷道采用的有腿立交施工过程中出现的一系列难题,首次提出借助巷帮煤柱作为立交巷道支撑平台的无腿立交施工新方法。即通过加固巷帮煤柱,使其达到足够的强度要求,以代替传统有腿立交技术中的混凝土桥腿。该项新技术有效解决了原混凝土桥腿在主运大巷胶带和管线多的条件下放炮扩帮施工带来的施工难、风险高、工期长、费用大等问题,工艺简单、经济可靠,取得了显著的试验效果。

大柳塔煤矿52304综采面收尾段压架冒顶事故处理对策

基于大柳塔煤矿大采高52304综采工作面末采贯通期间,出现的支架压死和冒顶事故,采用理论分析、现场观测与工程实践相结合的方法,分析了压架与冒顶事故的原因,探索了工作面压力显现强烈的机理,介绍了事故处理方案和取得的实际效果,在巷道设计、顶板控制、工程质量、管理认识等方面提出了预防同类事故的关键性技术措施,为矿井安全高效生产提供了技术保障,积累了经验。

大柳塔煤矿中转水仓自动化排水系统改造应用

为了加快矿井自动化建设步伐,大柳塔煤矿实现了中转水仓自动化排水系统,改变了传统采用继电器控制,泵开停由人工完成的方式,实现了设备运行状态及参数远程监测与控制。本文设计了基于环网结构的中转水仓自动化排水系统,探讨了系统构架、主要功能、软件应用以及达到的经济效益和下步计划。此系统的建立,提高了煤矿井下排水的安全性和可靠性,加快了世界一流矿井建设,结果表明具有推广意义。

大柳塔煤矿岗位标准作业流程的认识与实践

结合大柳塔煤矿推广实施岗位标准作业流程的实践,通过加强组织领导、抓好责任落实、加大培训和宣传力度、丰富学习渠道、修订完善作业流程、推行风险问询卡举措、加强现场考核力度等一系列举措,动员广大员工不断的深入应用,逐步形成了"向标准作业流程要安全、向标准作业流程要效益"的共识,促使流程应用在保障安全、提高效率、提升员工素能等方面起到了积极的促进作用,为煤矿安全高效生产提供了重要的基础管理手段。

大柳塔煤矿地下水库建设与水资源利用技术

为解决神东矿区因高强度大规模开采引起的生态环境脆弱与水资源匮乏的问题,基于对煤矿水灾的防治和井下水资源的保护与合理利用,提出了利用煤矿井下采空区对水资源进行"转移、净化、储存和利用"的地下水库水循环利用关键技术。大柳塔煤矿利用此技术建成了我国第一个具有立体空间网络的庞大的地下水库水资源保护与循环利用工程系统,实现了水资源的高效循环利用,既解决了矿井水灾问题,又创造性地保护了井下水资源,为我国浅埋煤层绿色开采开辟了新途径。

大柳塔煤矿22103综采面压架机理及防治技术

根据神东矿区浅埋煤层开采压架机理的已有认识,对大柳塔煤矿22103综采面支架在12 000 kN工作阻力时发生压架事故的原因进行了分析,并提出了相应的防治对策。结果表明,附近小煤矿对上煤层的越界开采,使得22103工作面回采经历了推出上覆遗留煤柱的开采状况;而在此过程中,煤柱上方三铰式关键块体结构的相对旋转运动会造成2煤层间关键层结构上的载荷过大而失稳,最终引起工作面的压架。据此提出应首先探明上覆煤柱的分布情况,通过减小煤柱上方关键块体的回转空间、降低采高以及提高支护质量等措施进行压架事故的防范。

大柳塔煤矿薄基岩浅埋煤层工作面矿压规律研究

为了研究薄基岩浅埋煤层矿压规律,防止薄基岩浅埋煤层工作面发生切顶事故,造成溃砂溃水事故,通过对大柳塔煤矿22614工作面现场矿压观测,得出了薄基岩浅埋煤层工作面矿压显现规律,结果表明:工作面上覆基岩厚度大于10 m的区域,工作面顶板来压比较明显,支架动载系数相对比较大,工作面上覆基岩厚度小于10 m的区域,工作面顶板来压不明显,实测工作面支架工作阻力大部分为5 400～7 200 kN,现有支架能满足生产需求。

大柳塔煤矿52煤7m大采高综采工作面支架工作阻力分析

为了提高液压支架选型的合理性,实现7m大采高工作面的安全高效生产,本文通过对大柳塔煤矿7m大采高52303工作面、52304工作面初采、正常回采、末采期间的的矿压进行实测,得出大采高工作面周期来压较明显,来压时煤壁片帮严重、顶板下沉明显,易冒顶,来压期间支架工作阻力沿工作面倾向呈"几"字型分布的矿压规律。并分析了支架的受力特点,通过经验及理论公式对工作阻力进行了分析,并结合覆岩运动规律及形成的结构,给出了支架工作阻力确定公式及合理的工作阻力,即16800kN液压支架处于高位运行状态、18000kN液压支架工作阻力相对不足,目前大柳塔煤矿52煤使用的支架不能满足安全生产的需求,合理的工作阻力应为18550k^21586kN。

大柳塔煤矿井下粉尘治理技术

为解决大柳塔煤矿井下粉尘浓度大的问题,采用了负压诱导除尘装置、综采工作面降尘剂、粉尘在线监测与自动喷雾装置、综采工作面捕尘网、高压外喷雾装置、HBKO 1/600型干式除尘系统等治理井下粉尘。结果表明综采工作面和掘进工作面综合除尘率分别达96.71%和97.01%,有效降低了大柳塔煤矿井下粉尘浓度。

KJ83X(A)安全监控系统在大柳塔煤矿的应用

为了解决煤矿现有安全监控系统存在的稳定性差、数据可靠性低、智能化程度弱、操作维护复杂等问题,神东煤炭集团大柳塔煤矿升级改造了安全监控系统,采用KJ83X(A)安全监控系统,通过矿井"四网合一"网络进行数据传输,实现了全数字化传输、远距离供电、分级报警、逻辑报警、应急智能联动、多系统融合等功能,杜绝了数据传输中断和误报警,提高了上传数据的效率和准确性,有效地提升了矿井事故预警和应急处置能力,保证了矿井的安全生产。

大柳塔煤矿五盘区DDF2断层构造的探测研究

煤矿地质探测工作中对断层构造的探测十分重要,提前探测出断层位置及赋存参数对确保矿井安全生产具有重要意义。为进一步验证大柳塔煤矿五盘区DDF2断层构造,在地面布置施工钻孔3对6个(D304、D305、D306、D307、D308、D309),进一步查明DDF2断层的断距、延展方向及延伸长度,为52506工作面开采提供可靠的依据。结果表明:DDF2断层存在,且位于D304钻孔和D305钻孔之间5-2煤底板断层落差为0~5.01 m,位于D306钻孔和D307钻孔之间5-2煤底板断层落差为3.60 m。DDF2断层活动从东南向西北方向逐渐加强,断层活动开始于东南方向,逐渐向西北方向迁移、加剧到最后尖灭。

大柳塔煤矿12309综采面过断层技术

综述了国内外综采工作面过断层的方法,结合大柳塔煤矿12309工作面过断层的成功经验,提出了过断层时采取的预见性的必要技术措施,在大柳塔煤矿获得了成功的生产经验,对地质条件类似的煤矿具有一定的借鉴参考意义。

大柳塔煤矿特厚煤层开采方法的选择

对大柳塔煤矿特厚煤层使用分层开采、综放开采、一次采全厚开采进行经济和技术分析。结果表明,一次采全高综合机械化开采是较适合7 m左右特厚煤层的开采方法。