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。

黄陵二号煤矿油型气赋存微观特征及富集规律

明确岩体微观结构特征是研究油型气赋存规律的基础。矿物颗粒通过特定的排列和结合形成了主要由孔隙组成的储集空间,孔隙性的好坏直接决定岩层储存油气的数量。针对黄陵二号煤矿岩样,本文分析了油型气储集空间类型及孔隙微观结构,研究了砂岩的成岩作用对油型气的影响,并得出了试验工作面的油型气富集规律。研究表明黄陵二号煤矿延安组岩心孔隙度在0.5%~23.8%之间,渗透率在(0.1~2979.3)×10^(-3)μm^(2)之间,总体物性较好,油型气赋存岩石类型以中-细粒岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主。油型气储集空间与油、气运移,聚集关系密切。通过油型气成藏要素分析发现黄陵二号煤矿的主要生储盖组合是下生上储的组合类型。煤层顶板油型气赋存受到构造、储集层厚度、储集层岩性、封盖条件、烃源岩条件等因素共同控制,预测217工作面煤层顶板垂深35m处油型气出现富集。

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。

黄陵二号煤矿北二大巷群双翼采动围岩变形破坏及煤柱留设

由于巷道围岩条件不同,双翼开采与单翼开采时围岩变形破坏具有很大差异。双翼开采大巷围岩稳定性受两侧工作面采动影响,大巷围岩应力及变形具有叠加效应。文中通过理论分析及数值模拟相结合的方法,研究了黄陵二号煤矿北二大巷群在双翼采动影响下围岩应力变形的分布及演化特征,分析了大巷围岩变形及破坏机理,阐述了双翼开采对414工作面的采动影响规律,揭示了煤柱尺寸对北二大巷变形影响,最后提出了工作面合理的停采线位置。

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。

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。

黄陵二号煤矿瓦斯定向长钻孔技术应用

为有效解决黄陵二号煤矿采掘工作面围岩瓦斯异常涌出和采空区瓦斯涌出量大等问题,提出了综合考虑采动影响对顶底板破坏影响和围岩含气储层分布的围岩定向长钻孔布设层位优选及钻孔布置方法。采用立体瓦斯综合抽采模式,通过探究矿区瓦斯赋存规律,同时对顶底板采动影响范围进行数值模拟,确定本煤层以及围岩定向长钻孔布置形式。应用抽采结果表明,本煤层定向长钻孔单孔瓦斯百米钻孔抽采量0.0022~0.144 m^(3)/min,抽采浓度8%~95%,单孔抽采瓦斯量达12.26~19.65万m^(3)。煤层瓦斯含量由3.01 m^(3)/t降到1.56~1.73 m^(3)/t,压力由0.65 MPa降到0.19~0.28 MPa,瓦斯预抽率达到42.52%~48.17%。

黄陵二号煤矿大采高综采面设备安装工艺

介绍了黄陵二号煤矿409综采工作面的主要设备,设备安装前的准备工作,以及设备安装工艺,为相似条件下的工作面设备安装提供了重要参考依据。

黄陵二号煤矿巷道围岩变形及松动演化规律研究

通过介绍2、4盘区巷道围岩松动范围及其演化规律,以及对井下巷道、采场进行巷道松动圈测试,分析了巷道围岩中的变形与位移特点及其影响因素,摸清了巷道围岩的变形及松动演化规律,提出了优化巷道支护设计与施工技术,为煤炭安全生产提供有效的技术支持。

高强度聚酯纤维柔性网在黄陵二号煤矿大采宽综采工作面闭采工艺中的应用

黄陵二号煤矿综采工作面闭采回撤顶板支护原采用金属菱形网铺顶,铺网及联网程序复杂、效率低、劳动强度大、危险因素多。为简化闭采收尾工序,通过借鉴学习先进矿井闭采回撤工艺,结合我矿实际情况,采用矿用高强度聚酯纤维柔性网铺顶工艺代替金属网铺网、联网工艺,通过在203综采工作面的使用,取得了良好的效果,达到了省时、省工的目的,提高了闭采效率,并且为工作面安全、快速回撤提供了保障。实践证明该工艺技术上可行、安全上可靠,对类似条件下综采工作面的闭采回撤具有推广应用价值。

注氮防灭火技术在黄陵二号煤矿的首次应用

针对黄陵二号矿408采空区自燃征兆,分析了主要原因,介绍了注氮防灭火的技术措施。实测的采空区O2浓度、CH4浓度等惰化指标表明:注氮防灭火技术对于408采空区自然发火防治效果显著。

黄陵二号煤矿巷道支护现状及控制措施

针对陕西黄陵二号煤矿不同类型巷道的支护形式和参数,采用对比分析和理论计算方法,定性剖析了巷道失稳破坏类型及其原因,定量研究了不同巷道的支护强度。研究结果表明:矿井巷道围岩破坏特征主要以顶板离层、冒落、帮部内臌或片帮以及强烈底臌为主;锚杆长度短、锚杆预紧力小、锚杆托盘强度低、锚索索体易锈蚀和拉剪破坏是造成巷道围岩难以有效控制的主要诱因;提出了锚杆3次预紧、增加托板厚度、增大锚杆直径和长度、采用19芯防腐锚索等主要优化措施。

黄陵二号煤矿选煤厂新式除尘系统的应用

为提高除尘效率和除尘效果,介绍了黄陵二号煤矿选煤厂原煤系统的煤尘现状,并对煤尘产生的原因进行了分析。通过综合对比目前行业内几种除尘方式的优缺点,经过多方现场实地考察、论证,并结合黄陵二号煤矿选煤厂实际情况,最终选用“陶瓷多管除尘器+喷淋湿法除尘塔”除尘系统,并重点介绍了该系统的设备技术参数、工作原理、创新点和除尘效果。该系统的应用,大大降低了准备车间的煤尘浓度,有效解决了原煤准备系统煤尘污染严重的问题。