远程智能控制技术在煤矿压风机控制中的应用

为提升井下压风质量并降低压风能耗,将远程智能控制技术应用到压风机运行控制中。根据压风系统现有情况,从增加控制模块、监测传感器、通信系统及恒压供风系统等实现压风机组远程智能化控制,并对远程智能化控制关键技术及应用效果等进行分析。现场应用后,可实现压风机组运行实时监测及远程智能化控制,不仅可提高压风机组运行效率、可靠性及压风质量,而且在一定程度上可降低电能消耗及人力资源成本,取得一定的经济及安全效益。

煤矿井下采煤工作面巡检机器人监控系统研究

提出一种巡检机器人系统,该系统通过钢丝绳牵引实现巡检机器人在采面往返移动;通过悬轨支撑机确保液压支架前移时钢丝绳始终平直;采用机器人本体上内置传感器及通信系统实现采面环境参数、温度以及现场情况监测及传输。对巡检机器人系统结构组成、关键技术以及现场应用情况进行分析。现场应用后,该巡检系统可适应采煤工作面综采设备频繁前移需要,实现采煤工作面环境参数及画面实时监控,在一定程度提升煤炭开采工作安全监控保障能力。

动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究

5采区回风巷顶底板均为软弱的泥岩且巷道受到邻近采掘作业面影响,围岩变形量较大。通过对巷道原支护方案存在问题进行分析,结合现场地质条件考虑采动压力影响,提出用自进式锚杆+注浆+喷浆方式支护围岩,并确定支护参数。经实践,5采区回风巷围岩变形问题得以有效解决,实现了采动影响下软岩巷道围岩有效控制。研究成果可为矿井类似情况下软岩巷道围岩控制提供经验参考。

斜巷架空乘人装置控制系统改进研究

为提高架空乘人装置可靠性、自动化程度以及实现无人值守,提出用PLC系统对控制系统进行改造。对PLC控制系统结构、控制方式及安全保护功能等方面进行详细阐述。在实际应用过程中,该控制系统运行平稳、可实现架空乘人装置远程监控以及无人值守运行,取得较好应用成果。

掘进巷道安全高效过断层技术研究

掘进巷道安全高效过断层,是实现煤炭高效开采的重要保障之一。3702运输巷掘进范围内揭露多个断层,其中DF20对巷道掘进及围岩控制影响较为显著。通过超前钻孔探测发现,该断层有一定涌水性且断层影响范围内煤岩体破碎,封堵断层导水裂隙以及提高破碎煤岩体稳定性是实现巷道安全高效过断层基础。基于此,提出综合使用超前注浆+撞锲方式封堵导水裂隙,并提升破碎煤岩体稳定性,采用锚杆+U型钢架棚方式控制围岩,并根据现场情况对设计施工方案。现场应用后,巷道掘进过断层影响范围掘进速度为8.0 m/d,耗时2 d即可通过断层影响范围,期间围岩始终保持稳定且未有淋水情况,巷道得以安全高效过断层。

富水条件复合顶板巷道围岩控制技术研究

某矿1305运输巷顶板为复合顶板(煤层及泥岩互层),具有承载能力差、容易变形等特点,同时上覆岩层存在有裂隙水,增加顶板控制难度。依据1305运输巷顶板岩层特征,综合使用长锚索、短锚索对顶板进行支护,并具体设计围岩控制技术方案。现场应用后,1305运输巷围岩变形得以有效控制,采用的支护技术方案可实现运输巷长期使用安全。

复合顶板巷道顶板全锚喷及注浆技术应用研究

复合顶板巷道围岩控制时常面临顶板下沉量大、离层情况明显等问题,支护难度较大,以5302运输巷复合顶板围岩支护为例,在对巷道围岩变形特征分析基础上,提出以锚网索喷+注浆为核心的围岩支护体系,通过提高顶板支护强度及自身承载能力,实现复合顶板下沉及离层变形控制。经现场应用后,5302运输巷顶板变形量大、失稳等问题得以有效解决,支护后顶板、巷帮变形分别在28 mm、36 mm以内,可满足使用需要。

矿用主要通风机远程监控方案设计

基于矿井主要通风机现场情况对远程监控系统方案进行设计,该监控方案通过多个传感器监测主要通风机运行参数并将参数传输给PLC(S7-200),上位机对监测参数进行分析,对异常参数发出预警,提高主要通风机运行保证能力;同时布置视频监控系统实时掌握主要通风机运行画面。经实际应用结果表明,该远程监控系统运行平稳,可实现主要通风机运行监控。

高应力大倾角切眼综掘施工工艺优化

针对综掘机在切眼施工期间受巷道倾角大导致综掘机掘进期间不稳定、运输难度大等问题,对掘进工艺、运输方式等进行优化。现场应用后,山西某矿31302工作面切眼耗时1个月即可完成掘进,期间综掘机及运输设备等始终保持稳定,实现了高应力大倾角切眼的快速安全掘进。

破碎围岩巷道变形特征及支护优化

为满足煤炭高效回采需要,现阶段巷道断面普遍较大,但掘进遇到破碎时会给巷道围岩控制带来较大制约。1502回风巷在掘进至1205~1303 m范围时受多个断层影响,围岩破碎且稳定性较差,巷道在原有的锚网索+架棚支护方式下难以实现围岩变形有效控制,顶板、巷帮最大变形量分别为181.1 mm、575.8 mm,甚至部分位置有支护体系失效风险。通过对破碎围岩巷道围岩变形特征进行分析,提出了采用以提升围岩支护体系强度以及自身承载能力为核心的支护优化技术方案。经过实践,1502回风巷在破碎带围岩变形得以有效控制,顶板、巷帮变形量控制在30 mm、75 mm。

采煤工作面过断层顶板冒落控制技术研究

针对某矿10302综采工作面过F8断层破碎带期间顶板冒落问题突出现状,提出以预注浆增强断层破碎带煤岩体稳定性的方案,减少顶板冒落及煤壁片帮等给生产带来的影响。根据现场情况对注浆钻孔布置及注浆工艺参数等进行设计。现场应用表明,超前注浆后断层破碎带煤岩体强度及稳定性等明显提升,过断层破碎带时基本不出现冒顶或者片帮等问题。

综采工作面复合顶板深孔注浆控制技术研究

当开采煤层为复合顶板时,顶板在采动动压作用下容易出现冒顶问题,不仅制约煤炭开采效率而且存在一定安全风险。以3703综采工作面回采为例,针对切眼前方150 m范围内煤层顶板为承载能力及稳定性较差的复合顶板问题,提出在回采巷道内布置深孔注浆钻孔,通过钻孔向煤体及复合顶板注浆,提高煤体及顶板强度。根据现场情况对注浆钻孔布置、注浆时机以及注浆材料等进行设计,并进行工程应用。现场应用后,采面在复合顶板区域内回采时,顶板、煤壁保持稳定,取得较好的注浆加固效果。

破碎围岩巷道深浅孔-高低压耦合注浆支护技术研究

针对某矿下组煤集中轨道下山巷道受断层、采动影响存在围岩强度劣化和结构性失稳大变形问题,采用声波测试、理论分析和数值模拟等方法,分析了巷道变形的破坏特征,阐述了深浅孔分层注浆提高巷道破碎围岩强度的强化机理,得出了深浅孔分层注浆的注浆压力和扩散半径;采用声波测试法测量下组煤集中轨道下山巷道松动圈范围,结果表明,巷道右上角顶板和左帮处松动圈较大,松动圈范围应在3 m以上。提出了浅孔封隙止浆和深孔减隙加固的注浆支护技术,以提高破碎围岩巷道围岩承载能力。通过工业性实验可知,巷道围岩的变形与破坏得到有效控制。研究成果可为破碎围岩巷道支护提供借鉴。