18215工作面收作线顶板水力压裂切顶卸压护巷技术研究

针对工作面回采过程中对采区巷道产生采动影响致使巷道变形严重的问题,以潘二矿18215工作面为工程背景,提出了顶板岩层高-低位水力压裂切顶卸压护巷技术,并进行了工程实践.结果表明:在18215工作面末采期间,轨道上山顶底板最大变形量210 mm,两帮最大变形量163 mm,与同侧工作面回采期间对应的非压裂段巷道相比,非压裂段对应的轨道上山顶板破碎,顶底板下沉量和两帮变形量明显,压裂段对应的轨道上山围岩变形明显减小,巷道围岩整体上得到了有效的控制,取得了较好的卸压效果,保证了采区系统巷道的正常使用.

煤巷掘探支运一体化快速作业线应用技术

通过掘探一体机、交错式掘进临时支护装置、自移机尾以及液压锚杆钻车等煤巷掘进、钻探、支护等关键环节相关装备引入及改进,构建了基于掘探支运一体化快速作业线基础上的巷道支护技术。在临时支护装置的掩护下,将巷道迎头全断面一次成巷工艺拆分为“掘进临时支护”和“补强永久支护”,大大缩短了支护占用工时。工程应用结果表明采用本技术巷道掘进进度达到499 m/月,进尺效率提升92%以上,取得了显著的社会和经济效益。

矿井无人驾驶单轨吊安全性能关键参数识别

单轨吊在复杂深部矿井环境的辅助运输系统中具有不可替代的作用,由于目前无法有效精确识别单轨吊的荷载质量和轨道坡度,直接影响了运输安全性能及能量高效利用。因此,笔者提出了矿井无人驾驶单轨吊安全性能关键参数识别方法。针对单轨吊结构特性和轨道运输特点,对具有强耦合关系的荷载质量和轨道坡度建立了纵向动力学模型;基于运行数据和带有动态遗忘因子的递推最小二乘算法(DFFRLS)对纵向动力学模型参数进行实时在线识别,实现荷载质量和轨道坡度的精准解耦;并基于解耦的纵向动力学模型和识别的模型参数,动态修正当前的荷载质量识别值,以消除误差,完成荷载质量的高精度识别;由识别的纵向动力学模型参数、运行数据,应用Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)对系统噪声协方差和误差协方差进行动态更新,滤除环境噪声干扰,实时调节和修正当前轨道坡度值,保证轨道坡度识别的精准性。在多种工况下,仿真与实际应用表明,基于DFFRLS-AEKF方法的荷载质量识别值与实际值的误差在3.2%以内,运行轨道坡度识别值与实际值的误差在5.3%以内。该方法可实现无人驾驶单轨吊安全性能关键参数的实时精准获取,有效减少无人驾驶单轨吊安全事故的发生,显著提升无人驾驶单轨吊的能量高效利用。

基于滑模观测器的煤矿永磁同步电机的控制系统设计

矿用电机车是煤矿生产运输中的常用设备,传统电机车多采用铅酸蓄电池为驱动电源,具有续航能力差等缺点,少部分电机车采用三相异步电机为牵引电机,采用变频调速控制系统具有便于操作等优点。随着矿山企业对安全高效提出更高要求,利用永磁同步电机为牵引电机控制方案具有效率高等优点。基于滑膜观测器,结合矢量控制等设计永磁同步电机传感器矢量控制系统,仿真表明系统可准确跟踪转子位置速度,可实现永磁同步电机传感器矢量控制要求。

基于ZigBee的煤矿巷道安全监测系统的设计

针对煤矿巷道安全监测出现的操作不便、布线繁琐、成本高等问题,为做好煤矿区域安全生产管理工作,对其生产状况开展数据监测及分析工作,对保证煤矿安全生产、提高生产效率发挥着重要的作用。下文对ZigBee技术进行概述后,在系统设计需求开展详细的分析,介绍系统硬件、软件设计情况。在此基础上,对系统展开测试,测试结果表明,所设计安全监测系统展现出操作方便、高效率、误差小等优点,有利于评估煤矿巷道安全性,以期为类似研究提供一定的参考。

巷道高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术

针对目前巷道锚杆支护普遍预紧力较低、全长锚固锚杆预紧力在岩层内扩散效果不理想等客观事实,采用现场实测、数值计算、理论分析等综合研究方法,煤巷高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术研究,得出以下成果:发明了减摩垫片、优化了扭矩倍增器等给出了全长锚固锚杆施加高预紧力的新途径;创建了全长先张后锚固工法,将锚杆锚固段分为快速锚固区和滞后锚固区,并研究制定了全长先张后锚固技术工法两个技术准则。研究成果推动力了煤矿锚网支护技术的发展。

深井软岩巷道底臌变形控制技术分析及应用研究

深井软岩巷道底臌治理一直是煤矿开采及其他地下工程的难题。文章以张集矿北-1煤轨道大巷为工程背景,开展高应力巷道软弱底板底臌控制研究。首先采用FLAC3D软件模拟优选底板全长预应力锚索+深浅孔注浆联合支护底板控制方案,采用高性能注浆设备和底板锚索钻机优化工艺解决巷道围岩注浆加固和全长预应力底板锚索深孔难以施工的技术难题。通过巷道围岩变形监测变形该支护技术充分发挥了锚索支护的主动性和整体效能,实现一次加固支护有效控制围岩变形,避免了巷道的返修和二次支护,为软岩围岩破碎巷道防治底臌提供新方法,给矿井高效安全生产提供可靠技术手段。

煤系固体废弃物资源化再利用途径探究

煤炭是当前时代非常重要的一类资源,也是人类社会发展赖以维系的三大能源之一,煤炭资源是一种不可再生的资源,过多开采可能会增加能源枯竭的危险。因此,在当前阶段除开发新型可再生能源外,各国对于煤炭资源的高效利用也较为关注。煤炭开采、使用过程中,会产生一些煤系固体废弃物,这些固体废弃物本身还具有一定的实用价值,对其进行资源化的有效再利用,是节能环保视角下,促进能源可持续发展的必然选择。

副立井提升中重力下放和辅助提升系统的应用

提升机作为立井沟通地面与井下的重要设备,若系统遭遇主电机、变频器等主要部件故障或者矿井大面积停电等事故,井下与地面运输将会中断,极大威胁井下作业人员安全与健康。为提升副立井(提人立井)系统的安全性,急需一套备用的提升设施,在紧急情况下将人员运输至井口或井底,及时撤离被困人员,并建立井上下联系。重力下放系统以提升机两侧净张力差为动力,通过控制下放速度,平稳地将提升容器运行至停车水平,从而将人员救下或重物移出;辅助提升系统通过增设一套传动系统,紧急情况下带动滚筒运转,进而实施简易提升,可有效解决提升机故障后井上下无法运输的问题,使井下与地面建立有效联系。两者作为立井提升系统的重要辅助工艺,可有效提高系统的可靠性。

主立井提升系统称重方式及防超载保护配置技术分析

为加强主立井提升重量管理,避免超载产生的巨大危险,减少装载量不足造成的浪费,需采取多种形式的称重方式,达到安全、高效的目的。以装载站的三类称重方式为基础,通过“定重称重”作为主要称重方式、“定时”“定容”方式作为补充,可精确控制提升量。同时,利用提升机实际力矩,在箕斗运行过程中,可精确排查出系统超载或未卸尽情况,发出预警或紧急停车,进而防止事故发生。采用精确的称重方式,同时配合完善的防超载保护,可最大限度地提高提升系统的安全性和运行效率,意义重大。