黑龙煤业2301综放面坚硬顶板初次放顶关键技术研究

针对黑龙煤业23采区首采面2301综放工作面坚硬顶板难垮落、易形成大面积悬顶问题,采用现场实测、理论分析等方法,基于深孔预爆破弱化顶板原理,研究并制定了以深孔预爆破为主的初次放顶技术方案,设计了合理爆破参数,提出了2301综放面坚硬顶板初次放顶关键技术。方案实施后,工作面初次垮落步距减少23.6%,初次来压强度降低22.6%,显著提升了坚硬顶板工作面开采的安全性。

黑龙煤业软岩巷道破碎围岩锚注修复技术研究

针对黑龙煤业12采区软岩巷道围岩破碎量大、巷道变形严重的问题,采用现场调研方法,测试了总回风巷顶板裂隙演化与变形破坏规律,揭示了软岩巷道围岩变形失稳机理,提出以注浆锚索加固为主的破碎围岩巷道修复技术,并利用数值模拟方法合理确定了巷道支护参数。现场工业性试验表明,加固后试验巷道围岩大变形得到了有效控制,可为类似条件巷道修复提供参考。

黑龙煤业软岩巷道破碎围岩支护技术研究

以黑龙煤业12采区回风上山为工程背景,基于现场实测,分析了巷道围岩变形破坏特征,总结了影响巷道围岩变形失稳的主要因素,建立了基于高预应力扩散原理的锚杆(索)主动支护数值分析模型,研究了主动支护参数对回风上山新掘段巷道围岩稳定控制效果,合理确定了试验巷道主动支护参数。现场试验表明,新技术应用于试验巷道后,巷道围岩变形得到有效控制,可为类似条件巷道支护提供参考。

黑龙煤业2102工作面沿空掘巷技术与应用

为提高煤炭资源回收率,蒲县黑龙煤业有限公司在2102工作面试验窄煤柱沿空掘巷技术。采用数值模拟方法,分析了不同护巷煤柱宽度下回风巷应力演化及围岩变形特征,评估了2102工作面回风巷采用窄煤柱沿空掘巷的可行性,并合理确定了试验巷道护巷煤柱尺寸及支护参数,在此基础上,进行现场工业性试验。实际应用表明,窄煤柱沿空掘巷技术围岩控制效果良好,相比于宽煤柱护巷,新技术应用后工作面可多回收煤炭资源6万t,采出率提高8%,经济效益较显著。

黑龙煤业动压巷道破碎围岩修复技术及应用

以黑龙煤业2#煤层大巷为工程背景,采用数值模拟、现场试验等方法,分析了锚杆预紧力、长度、密度及锚索密度等关键因素对动压巷道支护结构预应力扩散的影响。根据研究结果,进行了巷道支护参数的优化,开发了黑龙煤业动压巷道破碎围岩修复技术,并进行了应用,巷道围岩控制效果良好。

黑龙煤业一采区区段煤柱宽度优化与应用研究

黑龙煤业2102工作面区段煤柱宽度为35 m,为提高资源利用率,对区段煤柱宽度进行优化,实地矿压监测、理论分析及数值计算。研究表明,35 m宽的区段煤柱有较大的优化空间,2103工作面合理的区段煤柱宽度为21.5~26 m,在实际生产中将煤柱宽度定为25 m,2103工作面回采期间,2103运输巷表面围岩位移监测结果表明,顶底板最大累计移近量为169 mm,两帮最大累计移近量为383 mm,巷道的变形量在安全可控范围内,能够满足2103工作面的正常回采,区段煤柱优化为25 m,取得了良好的应用效果和经济效益。

黑龙煤业2102运输巷支护参数优化

针对黑龙煤业2102运输巷掘进效率低下的问题,采用理论分析、工程类比及数值模拟的方案,对原有支护方案进行优化,仅保留6300 mm长锚索,取消了两种锚索间隔支护方案,简化了施工环节。经过对2102运输巷巷道围岩变形量现场监测,优化后的支护方案围岩变形量不大,且施工环节更加简化,降低了材料运输工程量,有利于提升巷道掘进速度。

黑龙煤业2103工作面停采线合理位置确定

为研究黑龙煤业2103工作面停采线的合理位置,通过理论分析与数值模拟,最终确定2103工作面停采线位置距离回风大巷间的煤柱宽度为44 m。工作面回采过程中监测结果表明:煤柱宽度为44 m时,煤柱内存在较大的弹性核区,能够保障煤柱和回风大巷的稳定。

黑龙煤业2103工作面煤壁动压注水防片帮技术

为解决黑龙煤业2103工作面煤壁片帮问题,通过分析煤壁片帮破坏形式及煤体塑性区分布规律,采用了动压注水防片帮技术。结果表明:采用煤壁动压注水技术后,片帮深度降低了60%左右,片帮范围降低了50%左右,采煤机开机率提高至70%以上。效果良好。

黑龙矿1103运输顺槽沿空留巷围岩结构优化与控制技术研究

为保证1103运输顺槽沿空留巷期间巷道围岩的稳定,通过分析沿空留巷的结构特征,采用理论分析与数值模拟的方法确定沿空留巷与墙体的参数,结合1103运输顺槽的地质情况,对留巷期间的补强支护方案进行具体设计,并在留巷期间进行矿压观测。结果表明:留巷顶底板的最大移近量为449 mm,两帮的最大移近量为284 mm,保证了沿空留巷围岩的稳定。

关于黑龙煤矿矿用带式输送机的改造设计

结合黑龙煤矿中FP-20型带式输送机结构特点及使用中存在的问题,对现有带式输送机进行改造设计,并将其在黑龙煤矿进行了应用测试。结果表明,改进后的带式输送机具有更高的运行稳定性和可靠性,能更好地满足黑龙煤矿中煤炭的运输需求,这对提高带式输送机的工作效率及提高煤矿企业的经济效益具有重要作用。

黑龙煤矿副斜井涌水原因分析及治理

黑龙煤矿副斜井掘进接近向斜轴部(斜长约564m处),揭露太原组粉砂岩时,井下发生突然出水,严重影响工程进度。本文着重分析副斜井涌水的水源及导水通道,并提出涌水注浆治理方案。为以后从事此类工程活动的工程技术人员提供借鉴。

基于改进QGA-ELM的瓦斯涌出量预测模型

针对现有的瓦斯涌出量预测方法普遍未定量分析数据自身因素影响的问题,提出一种改进量子遗传算法(IQGA)优化极限学习机(ELM)瓦斯涌出量预测模型。采用孤立森林(iForest)算法检测绝对瓦斯涌出量的概念漂移,并选择Attention机制的CNN-BiLSTM算法修正概念漂移异常值;利用相关性分析法(PCC)降维处理输入变量,确定预测模型的辅助变量;引入动态调整量子旋转角、量子交叉、量子变异及量子灾变操作获得改进量子遗传算法(IQGA),提升算法寻优能力和泛化能力,使用IQGA对ELM参数寻优。以决定系数(R 2)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)及平均绝对百分比误差(MAPE)为指标进行评估,结果表明:IQGA-ELM模型测量误差最小,指标分别为0.985、0.018、0.026及2.56%,预测效果优于其他模型,预测精确度更高。

构造应力下软岩巷道围岩变形控制技术研究

针对黑龙煤业12采区总回风巷在构造应力影响下易发生变形破坏,原有支护方式失效的问题,通过理论分析和数值模拟等多种方法进行巷道围岩变形控制技术分析研究,确定巷道围岩变形机理,针对不同围岩破坏程度,在原支护方案的基础上设计分类支护方案,即针对顶板严重破坏区域使用注浆锚索加固,顶板轻微破坏区域施加补强锚索支护,通过垂直应力和位移场多阶段模拟,验证了优化方案能够有效改善巷道应力状态,控制巷道围岩变形程度,提高支护区域的稳定性,降低矿井支护成本,减少巷道返修周期,保证了工作面的安全高效生产。

光瓦测定误差校准模型研究及效果分析

针对黑龙煤业2201工作面“光瓦”测定受多类因素影响,易产生误差的情况,结合矿井地质资料及瓦斯浓度数据,运用现场实测及理论分析的方法,提出“光瓦”测定校正公式。研究结果表明:“光瓦”测定误差主要受气体组分、温度和压力、人员、药品和校准零点环境变化等因素影响,基于氧气、一氧化碳和氮气等主要气体提出校准公式,数据校正后利用气相色谱仪分析,确定最小校正误差0.000 28,最大校正误差约0.327,大部分差值在0.01~0.04,校正后数据同瓦斯检验设备相差不大,表明校正结果的有效性。

综放工作面小角度调斜技术研究与应用

黑龙煤业2201综放工作面停采线附近存留较难回采的三角煤。为最大限度回收停采线附近煤炭资源,经过现场调研,结合2201综放工作面围岩性质进行理论分析,讨论了实中心调斜和虚中心调斜技术特点。根据2201综放工作面实际工程条件,最终确定采用虚中心调斜技术,并提出了工作面安全回采保障技术措施。现场工业性试验表明,运用调斜与安全回采技术多回采煤炭资源约2.65×10~4t,取得了显著的经济效益。

煤矿局部通风机智能化管控系统研究

为进一步提升煤矿局部通风机管控水平,以模块化设计理念搭建煤矿局部通风机智能化管控系统的整体架构,分别从传感器、数据采集、控制逻辑等多个方面对系统的各个功能模块进行设计。通过实践表明,该系统在煤矿井下的表现符合设计预期,能够实现局部通风机不停机检修、减少人工操作量、自动生成报表和自动分析运行状态并调整等功能。系统促进局部通风机的管控工作效率和准确性大幅度提升,具有一定的实际应用价值。

缓倾斜煤层回风上山软岩支护参数优化研究

针对黑龙煤业12采区回风上山岩性强度低,易发生变形破坏,导致原有支护方式失效的问题,基于理论分析、数值模拟和现场试验等方法对巷道支护方案进行优化设计研究,确定优化后锚杆直径为∅22 mm,间排距为800 mm×800 mm,锚索直径及长度为∅18.9 mm×7300 mm,间排距为1600 mm×2000 mm,在巷道变形破坏严重区域使用注浆锚索,在围岩变形上,优化支护方案较原支护方案在顶底板移近量和两帮变形量控制效果上分别提高约71.52%和78.76%,优化方案提高了支护区域的稳定性,有效保证工作面的安全高效生产。

双参数威布尔分布的变频一体机绝缘检测

针对当前变频一体机绝缘检测工作效率低下、误差较大的问题,提出了在停机工况下使用直流高压泄漏电流法检测绝缘电阻,在运行工况下用双参数威布尔分布模型进行绝缘寿命预测的方法,基于这两种方法设计变频一体机绝缘实时检测系统,实现了对变频一体机绝缘系统的实时检测;采用最小二乘法提高了模型的精度;在硬件方面,选用STM32F103ZET7芯片作为控制核心,对各配置模块进行了选型设计,提高了系统的性能;在软件方面通过编程实现了绝缘检测与寿命预测信号的采集与处理,显示与输出。经实验证明,该系统能够实现实时检测变频一体机绝缘系统,满足了高性能、低功耗的要求,提高了数据的精确性和可靠性,提升了工作效率,保障了变频一体机的安全运行。

采煤机牵引机构动力学分析与优化研究

本文将基于刚柔耦合动力学理论,结合采煤机牵引机构的实际结构特点,构建牵引机构刚柔耦合动力学模型,并以此为基础开展采煤机牵引机构动力学仿真分析,根据分析结果确认采煤机牵引机构存在的缺陷问题,进而提出采煤机牵引机构优化设计方案,最后将优化方案应用于工程实践,实现优化设计方案的检验分析。