新元公司3205综采工作面自动化系统的研究与应用

新元公司3205自动化综采工作面的成功安装及试生产,实现了采煤机牵引速度与瓦斯浓度联动控制、记忆截割、支架跟机作业、远程供配液、运输系统集中监控、矿压观测等功能。大大降低了劳动强度,提高了生产效率,值得推广使用。

新元公司5G+智能化矿井建设经验

山西新元煤炭有限责任公司(以下简称新元公司)成立于2003年,属于煤与瓦斯突出矿井,矿井采用斜井开拓方式和倾斜长壁式、走向长壁式综合机械化采煤,无轨胶轮车辅助运输。新元公司大力实施科技创新驱动战略,坚持使用新技术、新装备助推矿井安全、绿色、智能发展,取得的创新应用主要包括:“8+3”瓦斯治理模式。

新元公司无煤柱开采充填技术应用与推广

文章介绍了阳煤集团新元公司无煤柱开采技术应用的背景与生产地质条件,通过高水材料巷旁充填沿空留巷技术在高瓦斯突出煤层松软围岩条件下的成功试验,工作面由原来的“U+L”通风方式优化成“Y”型通风方式,目前矿井3号煤所有工作面实现无煤柱开采,高水材料巷旁充填技术在新元公司及阳煤集团得到广泛推广。

科学管理强企固基 唯实创新蓄力发展——阳煤集团新元公司大力推进安全质量标准化工作

2012年，阳煤集团新元公司以安全质量标准化建设工作为抓手，全面推进矿井生产环境、设备运行、人员素质的本质安全，依靠安全质量标准化工作构建平稳的安全生产秩序，靠稳产保安全，靠稳产求高产，靠稳产求高效。一年来，矿井实现了安全生产零死亡，提前完成了430万吨的商品煤产量任务。

新元煤矿注浆充填开采技术研究

介绍了上覆岩层离层注浆填充技术,旨在解决新元煤矿地表构筑物、道路以及河流压煤、资源浪费等问题。设计了一种填充技术,通过在岩层之间注入浆料,填充空隙,从而稳定地表,减轻地表压力,防止地表塌陷。研究重点在于技术原理和施工过程的关键环节,通过实地实践验证了该技术的有效性。分析了技术的工作原理,注浆填充的材料和方法。该技术的应用范围主要在采煤区域的地表工程中,具有显著的经济和社会效益。与传统方法相比,这项技术能够更有效地解决地表下沉和生态破坏等问题,同时释放原煤开采区域,减少资源浪费。通过实践,得出该技术在实际应用中具有可行性和优越性的结论。

新元煤矿ZDY7350LQY矿用一体化全断面自动化钻机研发

全液压履带式钻机操作比较复杂、需要有专人搬运、拆卸钻杆、看管通风通水开关,占用了大量的人力资源,并且此类设备仍需要工人近距离操作才能实现打钻施工,无法避免喷孔对作业人员的伤害,基于此,为提高矿井消突治理装备水平,响应国家“机械化换人、自动化减人”科技强安政策,构建多系统集成的煤矿智能化装备体系,新元煤矿研究设计ZDY7350LQY煤矿用一体化全断面自动化钻机,实现矿井煤层打钻工程的自动化水平,提高矿井消突治理效率。

新元煤矿本煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔长度研究

为提高新元煤矿3502综采工作面瓦斯抽采钻孔的封孔效果,通过数值模拟及钻屑法,确定其合理的封孔长度应在15 m左右;对封孔材料进行了优化,可大幅提高封孔效果。现场试验结果表明,水泥砂浆封孔质量较差,新型封孔材料15 m及20 m封孔长度下的瓦斯抽采效果基本一致,最终确定合理的封孔长度为15 m。

新元煤矿煤层机械造穴钻孔有效瓦斯抽采半径测定

为保障新元煤矿3号煤层钻孔瓦斯抽采效果,需要科学、合理地确定瓦斯抽采参数,而钻孔有效抽采半径是其重要的参数之一,直接关系到预抽钻孔布置和预抽时间的长短。采用残余流量法和初始流量法综合考察,确定了新元煤矿3号煤层机械造穴有效抽采半径。通过现场实测得出,采用残余流量法测试2组机械造穴有效抽采半径分别为3.5、4.0 m;采用初始流量法测定3号煤层在单孔抽出率为45.94%时,抽采60 d后,其机械造穴有效抽采半径为5.55 m。

新元矿3210工作面沿空留巷围岩变形特征及控制技术研究

为保障山西阳煤集团新元公司3210工作面沿空留巷作业的顺利进行,采用数值模拟的方式对沿空留巷围岩变形特征分析,通过具体分析一次采动及二次采动下围岩的变形特征,得出沿空留巷围岩在一次采动影响和二次采动影响下围岩应力分布、塑性区发育状态的特征。基于数值模拟结果和工作面具体地质条件进行留巷方案的具体设计,并采用矿压观测验证留巷效果。结果表明,留巷在一次采动影响下顶底板移近量及两帮移近量分别为1261 mm和655 mm,满足下区段工作面回采巷道的使用要求。

新元矿瓦斯抽采在线监测系统的应用实践

针对新元矿瓦斯抽采实际情况,为实时统计分析瓦斯抽采量,构建了一套基于KJ370瓦斯抽采管网监控系统的瓦斯抽采在线监测系统,并研发了传出终端软件评价系统,实现了瓦斯抽采实时监测、数据评估分析与远程监控等功能,与孔板人工观测计量手段相结合,提高了瓦斯抽采计量数据的准确性。新元矿瓦斯抽采在线监测系统的构建及应用,在很大程度上加快了该矿数字化矿井建设进程,可供类似矿山参考。

新型矿用带式输送机托辊有限元分析及结构优化

基于矿用带式输送机托辊结构特征,构建托辊仿真模型,并根据分析结果提出托辊优化设计方案。根据有限元法思想,采用有限元仿真软件分别从托辊转动件和托辊轴两个角度实施托辊有限元仿真分析,并根据分析结果分别提出托辊转动件和托辊轴结构优化设计方案,最后将优化设计方案应用于工程实践,确认优化设计方案具有较强可行性。

新元矿螺杆空压机故障检测及控制系统研究

针对传统空压机故障监测设备延时大、监测精度差的特点,以新元矿为研究对象,提出了一种采用PLC控制器对空压机进行实时故障监测与控制的系统设计方案。通过传感器对数据进行采集和处理,实现了对空压机的在线监测,为空压机的可靠高效运行提供了有力保障。

新元煤矿软岩段井筒破坏机理及综合修复技术

针对新元矿冀家垴进风井出现的风化、开裂和鼓出变形问题,基于现场地质生产条件和应力环境,分析得出其破坏影响因素为区域应力分布复杂、地层地质条件差、井壁淋水侵蚀风化和支护方式设计不合理,并指出软弱地层的围岩强度劣化、井壁侵蚀风化导致的井壁强度损失和支护方式不合理是造成井壁变形的主要原因。分析得出井筒周围应力环境的变化主要包括井巷结构复杂引起的应力变化、井壁附加应力变化和井壁水平力的增加,其中附加应力变化是由于马头门等巷道顶板下沉导致井壁垂直应力卸载造成,水平应力增加是由于围岩变形导致岩体内聚力衰减造成;针对井筒支护结构的强度和变形,通过建立井筒结构的力学模型研究得出井筒的破坏条件是井壁水平受力超过了其许用应力极限值,分析指出马头门及上部附近层位岩体都可能出现井壁变形破坏,并据此提出了修复井壁并保持其安全的两个具体方向;在综合各类修复技术优缺点的前提下提出了采用的“注浆+注浆锚索+喷射混凝土”综合修复方案,设计了注浆和预应力锚索支护参数,制定了井壁修复的施工工序,现场实施并开展了变形观测,结果表明该方案控制下井筒保持了安全稳定。

新元矿采空区充水系数计算及误差分析

通过新元煤矿3次采空区探放水工程实际疏放水量,对预测采空区积水量进行系统的误差分析。本文结合新元矿水文地质概况,核实计算得出适合新元矿防治水安全工作需要的采空区积水充水系数。

新元煤矿沿空留巷巷内补强支护技术研究

针对"三软"煤层沿空留巷原巷内支护存在的问题,以3107工作面辅助进风巷"三软"围岩沿空留巷巷内支护为例,提出了6种巷内锚杆(索)补强方案,依据围岩控制效果和成本确定了合理的巷内支护方案。现场应用表明,"三软"煤层沿空留巷围岩变形可分为变形缓慢增长阶段、变形剧烈阶段、变形稳定阶段和变形衰减阶段4个阶段。其中,变形剧烈阶段变形速度较快,持续时间较短;变形稳定阶段变形速度较慢,但持续时间较长,围岩变形量大。

新元矿3210工作面Y型通风下瓦斯运移规律及治理

新元矿3210工作面通风方式为压入式Y型通风,在工作面回采过程中瓦斯检测仪检测到瓦斯浓度聚集,给煤矿安全生产造成了影响。为了保证工作面的安全回采,采用Fluent软件对整个回采工作面建立模型,数值模拟后得出瓦斯积聚在采空区上方的裂隙带。为此选择采用高位钻孔瓦斯抽采综合治理措施,抽采后根据现场实测得出工作面、采空区及沿空巷瓦斯浓度控制在0.6%以下,瓦斯浓度得到了较为有效的控制,为煤矿生产提供了安全保障。

叠层细筛在新元选煤厂粗煤泥技改中的应用

新元煤矿选煤厂为解决粗精煤泥受高灰细泥污染致使灰分偏高问题,对一期煤泥分级设备进行优化,将原有1台FX350×8旋流器组+2台弧形筛替换为2台ZKJ1408叠层细筛。通过试验分析与工艺效果评定,叠层细筛有效解决了粗精煤泥灰分高、筛下跑粗严重等问题,筛分效率、精煤产率均明显增加;同时也提升了TBS分选密度与TBS尾矿灰分,提高了现场的综合经济效益。

新元矿31009工作面回风巷水力压裂增透技术研究与应用

为充分提高新元矿31009工作面的瓦斯抽采效率,根据工作面地质条件和瓦斯赋存特征,通过分析水力压裂增透技术原理,确定在回风巷内采用分段水力压裂方案,通过理论分析结合现场实际确定水力压裂方案的各项参数,并在水力压裂后通过对水力压裂钻孔和未水力压裂钻孔的瓦斯抽采效果进行监测,验证水力压裂效果。结果表明,钻孔采用水力压裂增透技术后预抽钻孔瓦斯浓度提升大于30%,抽采量大于2倍,水力压裂增透效果显著。

新元煤矿巷道注浆加固及围岩控制技术研究

针对软岩巷道注浆加固研究中注浆参数确定及支护效果问题,以新元公司南区开拓大巷为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法进行研究。利用COMSOL物理场中的达西模块模拟分析了浆液扩散范围,确定最优注浆方案为注浆压力3 MPa、注浆孔间距1.6 m.将有效扩散范围标记导入FLAC 2D,监测无支护、仅锚索支护和锚索+注浆支护三种方案下巷道表面位移量,结果表明:注浆锚索支护下底鼓量降低了34.25%,巷帮上侧最大移近量降低了39.04%,巷帮下侧最大移近量降低了84.88%.现场实测结果显示:注浆锚索支护下可有效控制巷道表面位移,底板最大底鼓量90.5 mm,上帮最大移近量143 mm,下帮最大移近量196 mm.

新元矿综采面产尘特性和降尘技术研究

综采面是煤矿井下产生粉尘最多的作业点之一。通过对采煤面现场观测发现,主要产尘点位于采煤机滚筒、液压支架移架、胶带运输机转载点。利用采煤机滚筒喷雾降尘、支架架间喷雾降尘和水幕帘除尘后,在采煤机下风侧10 m处对全尘和呼尘的降尘率分别达到了86.1%和84.8%,在回风巷水幕帘后方3 m处全尘和呼尘的降尘率分别达到了91.9%和90.4%,降尘效果显著,保障了工人健康和矿井生产安全。