提高陕西黄陵二号煤矿煤质的研究

详细介绍了陕西黄陵二号煤矿通过改变采煤工艺和掘进工艺以严格控制商品煤中的水分和灰分的具体操作过程,探讨了提高资源回收利用的现场煤质管理方法。

黄陵二号煤矿厚煤层留巷围岩变形特征分析

厚煤层煤柱留设宽度对煤炭资源回收率与围岩稳定性具有重要影响。为黄陵二号煤矿煤柱留设合理宽度,运用数值模拟方法与现场实测技术,对不同煤柱留设宽度的围岩应力进行分析,并对锚索应力、顶板离层量的演化趋势进行监测。结果表明,煤柱尺寸在12~18 m时应力峰值与位移峰值变化范围最小,最终确定煤柱尺寸为15 m。工程监测表明,回采动压超前影响范围为220 m,工作面距离四联巷的-50 m到75 m范围为矿压快速显现阶段。工作面回采过后50 m,锚索应力与顶板离层量趋于稳定状态,验证了黄陵二号煤矿303工作面的煤柱留巷稳定性满足围岩的支护控制需求。

黄陵二号煤矿多维度地质模型大数据融合精准开采

为实现黄陵二号煤矿自动化精准开采,研究分析了工作面多源地质信息透明化技术、大数据分析智能决策平台、综采设备空间导航定位及精准控制。其中,信息透明化技术主要包括综合地质勘探及动态解释、三维可视化动态建模等部分;大数据分析智能决策平台主要包括开采工艺大数据决策、预警等部分;综采设备空间导航定位及精准控制方法主要包括导航定位技术大数据决策精准控制等部分。采用该技术后实现了工作面内多源地质信息的透明化,包括瓦斯赋存条件的可视化,确保了规划截割开采方式的常态化稳定运行,解决了大采高工作面找直和上窜下滑问题,达到对大采高开采装备的智能精准控制,实现智能安全高效开采。

黄陵二号煤矿多网融合通信系统设计

为了解决高清视频回传、数据量大、时延较高、数据承载能力低下、地面与井下之间调度难、传统技术下井下人员/车辆位置信息获取难、井下无线传输网络的冗余连接问题,促进井下交通“从人工走向智能”的形态转换,基于“4+3+N”的系统框架,以及“多网多融合”的智能化矿山设计理念对通信系统进行设计,系统可实现产业赋能升级、节省运营成本、提升生产效率、实现科学管理、推动煤炭行业高质量发展,对促进煤炭企业发展战略和两化融合体系管理具有重要的推动作用。

黄陵二号煤矿快速掘进影响因素分析及工艺优化

针对黄陵二号煤矿矿区地质条件,从影响快速掘进的因素入手,采用鱼骨图的方式对影响快速掘进的6种直接要素、15种间接要素进行了关键性分析,并对关键性因素进行了逐一优化。对比传统掘进工艺正规循环,并行作业时间由不足25%提高至70%,锚杆支护工序时间平均降低30%以上。根据巷道围岩条件和支护强度,利用多排多臂支护工艺实现巷道锚杆支护的分布式空间布局。经工业性试验,5个月总进尺2 535.1 m,月均进尺603.8 m,大幅提高了掘进效率,符合煤矿“机械化换人,自动化减人”的要求。

黄陵二号煤矿抽采钻孔新型封孔技术研究

为了确定囊袋式新型两堵一注一体化封孔器对瓦斯抽采钻孔的封孔效果,以黄陵二号煤矿为工程背景,215工作面胶带巷本煤层抽采钻孔为试验对象,开展封孔现场试验及封孔效果考察。结果表明,钻孔孔口抽采负压对钻孔单孔浓度影响较大,但随着孔口负压增大,钻孔抽采浓度降低比较明显,选择最优的抽采负压为13 kPa,可实现瓦斯抽采最大化。经过封孔技术指导,掘进准备队自行封孔,单孔浓度均有较大提升,之前钻孔封孔反馈的瓦斯浓度在20%~30%,分析瓦斯浓度低的原因都归结于钻孔封孔质量不达标,新型囊袋封孔器不仅简化了封孔工艺,同时钻孔平均瓦斯浓度达到65%,钻孔抽采效果大幅度提高。

注浆堵水技术在黄陵二号煤矿三号回风立井施工中的应用

黄陵二号煤矿三号回风立井施工时需穿过涌水量较大的白垩系下统洛河组砂岩裂隙孔隙水含水层,出现井壁及工作面涌水量较大的问题,加大了井筒掘进施工难度。为保证回风立井正常施工与安全,提高掘进施工效率,确定采用工作面预注浆和壁后注浆相结合的综合治理方法对该含水层段进行注浆堵水。通过制定合理的施工设计、采取合理的施工工艺、应用新型注浆材料,将井筒涌水量降至规范标准以下,不仅有效封堵了含水层涌水,也起到加固井壁的作用。该注浆堵水技术的成功应用,为类似地质条件下立井井筒掘进提供了借鉴。

自动化火车平煤系统在黄陵二号煤矿的应用

随着火车行驶速度的提高,为了保证运行安全,铁路部门也提高了车辆加固及散装货物平整的质量标准要求。本文介绍了黄陵二号煤矿装梳压全自动化平煤系统的立项背景,从滚筒式、平板式和料斗式三种比较常见平煤工艺进行了特点分析对比,重点介绍了装梳压全自动化平煤系统的结构组成、工艺流程、系统创新点和经济及社会效益。自动化平煤系统的成功应用,成功的解决人工平车劳动强度大及存在安全隐患的问题,提高装车效率和铁路车车皮的运转效率,为煤矿自动化、智能化建设方面提供了参考和借鉴,更为提高铁路物流效率提供一方面途径。

黄陵二号煤矿5G无线传输系统设计

为了促进人工智能等新兴技术在黄陵煤矿井下的应用,将5G通信技术引入到煤矿中。对5G技术的优势和建设的目的、必要性及建设思路进行分析,重点介绍5G网络传输中增强型MEC的EMS网、传输设备的EMS网管、无线5G基站的EMS网管、5G语音和固话融合功能。结果表明,5G无线传输系统具有整体规划、按需建设、对内业务不中断保证主要生产继续进行、网络自主可控、确保数据“不出”矿区、统一网管,便于后期运维,满足不同的业务需求,适应井下特殊场景对网络大量上行带宽的需求、远程控制终端、独立专网组网架构等优点。

黄陵二号煤矿回风井洛河组含水层注浆治理实践

为解决黄陵二号煤矿三号回风立井井筒掘进期间涌水治理的难题,提出了一种截断井筒涌水补给水源、充填井筒壁后松动圈、提高井筒围岩稳定性的注浆支护方法。采用“探注—掘进—再探注—再掘进”的方法,对黄陵二号煤矿三号回风立井井筒水和井筒壁后岩层裂隙进行了治理,并采用壁后注浆帷幕截断了井筒涌水的补给水源。该方法从根源上解决了井筒涌水补给水源的问题,确保了施工安全,加快了施工进度,提高了工程质量,消除了井筒后期生产运行期间的安全隐患,对井筒涌水治理具有很好的参考价值。

黄陵二矿无煤柱自成巷矿压显现规律研究

为探究无煤柱自成巷在留巷过程中的顶板变形与应力演化规律,在理论层面以巷道围岩与支护系统力学模型作为研究的出发点,分析巷道围岩在顶板不同垮落阶段的变形特征,以黄陵二矿北二巷无煤柱自成巷工作面矿压监测数据为例进行工程验证。结果表明,无煤柱自成巷由巷道围岩、支护结构以及上覆岩层共同组成支护系统。巷道上方顶板破断共经历3个演化阶段,包括初始稳定阶段、剧烈变形阶段以及稳定压实阶段。影响巷道顶板下沉量的因素共有4个,当煤层厚度较低、顶板垮落高度较高、岩石碎胀系数较高、关键块长度越小时,顶板的下沉量将会降低。

黄陵二矿辅运巷快速掘进系统装备研究

巷道的快速掘进有助于回采工作面早日开采,缓和矿井采掘交替的紧张状况。黄陵煤矿215辅运巷掘进范围内地质条件复杂,局部地段煤岩体破碎、围岩支护困难、费时、危险度高,从而提出采用基于智能控制的掘锚一体化快速掘进系统来实现回采巷道的快速、安全掘进。系统配套设备包括掘锚机、跨骑式锚杆钻车、可弯曲皮带转载机、迈步自移机尾、干式除尘系统(选配)、智能控制系统。现场验证表明,黄陵二号煤矿215辅运巷每月进尺能达到300 m以上,比一般综掘机掘进效率高1倍多,实现巷道的快速掘进,降低工人工作量,提高掘进安全性。

煤矿底板油型气特性及防治技术研究——以黄陵二号煤矿205面为例

煤、油气共生矿井易发生围岩瓦斯涌出现象,该现象具有突发性、隐蔽性和涌出量大等特点,底板涌出则更为严重,成为影响矿井安全高效开采新的致灾因素。本文通过对黄陵二号煤矿的现场调研,分析矿井底板油型气特性,结合黄陵二号煤矿地质情况,提出"采前探放、采时封堵"和"6、8孔"钻孔布置方案,并在黄陵二号煤矿205面实施,底板油型气得到有效的防治。

大采高智能化采煤控制技术在黄陵二号煤矿的发展

智能化采煤工艺技术促进了煤矿经济效益,提升了综采面自动化水平。为探究智能化采煤控制技术在大采高环境下的实践和发展方向,以黄陵二号煤矿为例进行探讨。从综采工作面智能化控制系统的组成和优点等方面介绍了大采高智能化开采技术;并从"一键启停"全自动控制启停、跟机自动化与记忆截割高效协同、胶带机"三控"融合、设备防碰撞控制、支架自适应控制、模拟人工护帮智能精准控制等方面阐述了大采高智能化开采关键技术;针对应用现状,分析并提出了仍需研究的技术。分析认为,大功率、智能化、自动化是未来综采工作面的发展趋势。

黄陵二号煤矿快速掘进系统的应用

针对黄陵矿区顶板局部破碎严重,底板为低承载的泥岩,且顶底板有油型气、本煤层瓦斯含量高的矿井的地质条件,研制开发了适用于中等复杂地质条件,由掘锚一体机、锚杆转载机和柔性连续运输系统组成的快速掘进系统,并在303胶带巷实施工业试验。实践表明,该系统实现了快速掘进、掘锚平行、连续运输的整机系统功能,改变了传统掘进工艺,大幅提高了巷道掘进效率,为瓦斯、油型气治理提供充裕的时间,保证人员在可靠防护和良好环境中作业。结合实践过程,发现综合效率相比传统综掘成倍提高,缓解了采掘失衡,可以满足高效掘进的需求。

黄陵二号煤矿基于5G技术的智慧矿山系统设计

基于国家层面的“新基建”相关政策,通过在井下部署10万兆级的工业以太环网主干网络,结合5G无线通信技术,兼顾4G和WiFi6无线通信技术、UWB精确定位等技术。结合矿井自身的发展需要,建设一套能够融合有线、无线、广播、人员车辆安全监测与精确定位、智能矿灯系统的融合通信系统。践行国家政策的同时在行业内打造“智慧矿山”和“智能矿井”的标杆,确保黄陵二号煤矿“四化”建设的行业引领地位。

黄陵二号煤矿“智慧矿山”技术升级与改造

针对黄陵二号煤矿现有的智能化矿区生产系统不完善,综采工作面具有三机一架远程集控系统,但感知能力不足的问题,需要改造视频系统等场景识别,并为超前支架与工作面协同推进、多工作面协同规划开采提供安全数据支撑。面对二号煤矿的复杂地质条件,在工作面智能化高效开采过程中,缺乏基于煤层赋存条件的安全环境、开采策略的预测、预判、预控能力等现状,对其进行“智慧矿山”技术升级改造。基于黄陵二号煤矿现有的智能化程度提出改进目标与升级方向,依据“GIS平台”“透明地质建模”“工作面机器人”等重要技术,对智慧矿山的11个子系统分别分析其重点建设内容,为黄陵二号井实现“智慧矿山无人化”奠定了理论基础。

黄陵二号煤矿超长工作面矿压规律分析

以黄陵二号煤矿超长工作面矿压规律为目标,采用现场调查、理论分析和岩层划分等方法,综合分析二号煤矿综采工作面顶板特征、矿压分布等,明确生产期间的作业要求。结果表明,209工作面直接顶由上覆细砂岩和粉砂岩组成,粉砂岩为关键层,其破断为工作面来压提供力源;来压步距大于22 m时,工作面矿压显现剧烈;整个工作面矿压分为3部分,并具有一定的持续性。提出了带压拉架、加快推进速度的技术措施,保证支架与围岩始终形成“顶板-支架-底板”结构,保障了深部大采高工作面的安全高效开采。

黄陵二号煤矿回采巷道围岩变形监测及分析

系统研究巷道围岩的变形规律,对实现开采工作面准备和巷道掘进的安全高效推进具有十分重要的作用。针对黄陵二号煤矿巷道出现的围岩变形情况,在合理布置顶板岩层位移监测孔的基础上,通过采用多点位移计对矿井回采巷道的围岩变形进行量化监测,分析了巷道围岩中的变形与位移特点及其影响因素。研究表明:在回采过程中,要做好回采工作面100m范围以内的巷道支护工作;巷道顶板最大下沉量为14mm,可将最大下沉值与临界沉降值(由锚杆有效伸长量决定)进行对比,确定了支护方式;此外,支护在减小围岩变形和顶板下沉方面有一定作用,如果没有支护或支护不足,围岩松动范围将大于监测值。摸清了巷道围岩的变形规律,优化了巷道支护设计与施工技术,为矿井生产提供了有效的技术支持。

黄陵二号煤矿矿井顶板支护技术实践

为探究如何在矿井采掘工作中采用合适的巷道顶板支护结构和支护技术,确保支护结构能够支持深层井巷采掘作业,杜绝巷道变形、片帮等事故的发生,以黄陵矿业公司二号煤矿301工作面为例,开展了顶板支护技术实践。在明确工程背景的基础上,提出如何根据实际情况正确选择支护参数,确定了301工作面胶带巷反掘临时支护采用前探梁临时支护装置,永久支护为锚网索梁联合支护的矿井顶板支护技术方案。实践表明,该技术方案可以满足生产实际需要,对保证煤矿安全生产起到十分重要的作用。