简介：为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的"一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置"进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结果表明:钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向,且呈交替性增大特征;钻孔应变衰减阶段前,存在一种短暂的伪平衡状态,其实质是煤体内部应力集聚,后突然释放而造成钻孔塌孔;在相同的外部载荷条件下,软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境,煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变;硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小,二者均表现为浅部变形大、深部变形小,最终达到稳定环向应变,软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近,穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区,应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同...

简介：切顶卸压技术作为一种被广泛认可的有效巷道支护手段,在改善巷道内的应力分布和减轻围岩变形方面发挥着积极作用.为解决西川煤矿1123运输巷道所面临的应力问题,以及减少围岩变形的需求,提出了钻孔成缝切顶卸压技术.此技术能把钻孔深入到高压带,卸压效果好且灵活可靠,适用于煤层中较为坚硬的岩石,具有较高的可靠性和实用性.通过应力函数法的精确计算,确定了适用于该煤矿的钻孔的上下阈值,分别为14.14和6.32,通过数值仿真软件对不同孔间距下的顶板垮落状态进行深入分析,研究切顶前后实体煤的应力分布规律.结果表明:切顶卸压技术显著改善了顶板的冒落性,可有效地预防冲击地压的发生;同时该技术能够有效地降低应力转移比例,使实体煤中应力峰值下降25.44％,峰值点内推179.18％.研究结果可为后续小煤柱留设和支护方式的选择提供参考.

简介：随着工业4.0和工业互联网的发展,矿山行业也开始走向智能化,面对煤矿工业互联网接入终端复杂、通信协议多样、接入网络以及多源数据异构等现状,提出一种智能矿山IoT边缘数据网关技术.通过构建边缘网关管理架构,北向上行采用TCP、HTTP、WebSocket、MQTT等传输协议连接云平台,南向下行支持多种通信接口连接感知层设备,实现不同类型网络的协议转换以及各个系统多源异构数据的统一接入.该研究成果已应用于多个煤矿自动化相关设备数据采集与转发.

简介：微细粒矿物由于其特殊的物理化学性质,采用常规选矿方法浮选效率低.载体浮选作为一种有效的微细粒矿物浮选技术,通过采用合适的载体,可显著提高微细粒矿物的浮选效率.阐述了微细粒矿物的表面性质与浮选行为,以及载体浮选的基本原理,载体与微细粒矿物的相互作用机制.分析了微细粒矿物载体浮选技术的研究及应用现状,对载体浮选的影响因素进行了归纳.针对同类载体、异类载体和分支载体三种载体浮选,指出了各类载体浮选的特点和优缺点,并展望了其未来发展趋势,旨在为载体浮选的进一步工业应用提供参考.

简介：巷道矿压监测是保障煤矿安全高效开采的重要手段之一,然而传统监测方式存在缺乏系统性、精度低、可靠性差、难以组网等弊端.以光栅传感器为监测手段,系统性设计并开发了包含顶板离层、锚杆轴力、围岩应力及锚杆载荷监测为一体的巷道矿压光栅监测系统,以解决当前监测手段的不足.首先,以内蒙古某矿81303回风巷为研究对象,通过数值模拟明晰了其两帮煤柱的应力分布规律,从而确定了该巷道的最佳测点布设方案.其次,搭建了巷道矿压光栅监测系统的整体架构,并开展了系统硬件配置和监测软件的设计研究,实现了对巷道矿压的实时在线监测与数据处理.此外,工业性应用测试表明该系统获得的矿压规律与传统手段基本一致,监测参量的相对误差最高为1.16％,验证了巷道矿压光栅监测系统的有效性与适应性.

简介：在全球能源转型与"双碳"目标背景下,采煤行业正经历从传统机械化、自动化向智能化升级的关键阶段.文章详细阐述了国内外滚筒采煤机及其智能化发展历程:国外,以英国安德森公司、德国艾柯夫公司、美国久益公司为代表在采煤机及智能化方面取得了显著突破,尤其是在记忆截割和远程监控等技术领域;我国滚筒采煤机发展相对较晚,但近年来通过自主创新,在采煤机高端装备和智能化技术方面取得了一定的成果.文章从采煤机智能感知技术、智能控制技术、智能通讯技术以及智能诊断运维技术4 个方面介绍了采煤机智能化关键技术,指出高效智能采煤机可靠性保障技术、智能化综采工作面高压供电技术、多源信息融合感知与交互技术、采煤机强人工智能技术、采煤工作面数字孪生技术以及采煤机组机器人化技术是未来采煤机的重要趋势,对我国煤矿智能化建设起到指导作用.

简介：矿井智能通风系统是矿井地下开采的主要系统,实现矿井通风智能化是实现智能开采、建设智慧矿山的主要技术保障,主要涉及主通风机系统的倒机智能化、局部通风智能化、矿井巷道通风匹配智能化.为了提升主通风机系统的倒机智能化水平,针对北方寒冷地区煤矿风门被冻住的问题,提出具有加热功能的风门以防止风门被冻住,通过仿真研究对比了单出口结构和多出口结构的内部加热结构散热效果,优选出单出口结构的加热风门为实施方案,为实现一键倒机的自动实现提供基础,在此基础上研究并提出了基于防冻风门的不停风倒机控制工艺.针对局部通风机智能调节,提出了基于机械控制方式的叶片角度控制方式,能够实现两级风叶角度单独控制,增大了风机调控范围.以上研究成果在兴峪煤矿落地实施,实现了上述方案在工业上的应用,并取得良好效果,为矿井智能通风系统及其应用提供了新思路.

简介：柔模混凝土墙沿空留巷技术作为无煤柱开采的一种,现已被应用于我国神东矿区多个煤矿.为解决在留巷复用过程中沿空巷道围岩结构稳定性差、变形剧烈、支护难度大的难题,以大柳塔煤矿52605 柔模混凝土墙沿空留巷工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,研究了柔模混凝土墙沿空巷道的围岩变形特征,建立柔模混凝土墙沿空巷道围岩结构力学模型,得到从巷道掘进阶段至巷道复用阶段沿空巷道全生命使用周期的应力演化规律,并根据巷道不同的使用阶段提出了对应的支护方案.研究结果表明:上覆岩层作用力直接作用在直接顶与混凝土墙岩层接触位置,有利于侧向支承压力传递,巷道围岩变形较大;二次采动超前支承压力导致留巷段前方顶板发生塑性破坏,塑性破坏与底板塑性区联通,将加剧煤壁侧的破坏;现场工程实践表明对沿空巷道进行合理分时分区支护,...

简介：针对矿井离层水研究过程中遇到的突水征兆不明显、瞬时水量大、滞后性、周期性突水等问题,从覆岩移动离层水的形成、致灾机理、防治技术、监测预警等方面总结了离层水的研究进展.首先,离层水害是采动影响下采场覆岩运动和地下水运移的耦合结果,通过挖掘突水事故的表现、覆岩结构及运动特征、地下水运移规律及相关研究现状,总结得到离层水形成基本条件和发育的基本规律,分析了突水引发溃泥溃砂、瓦斯涌出、切顶压架等次生灾害的机制.其次,离层垂向和水平位置预测是离层水害防治的关键,在此基础上,介绍了地面直通式泄水孔、离层注浆充填、井下截流孔、井下导流孔和地面抽排水孔5 种离层水的防治方法,并结合工程实际,分析了其特点和问题.最后,利用岩层的岩性组合及地质条件评价离层突水危险性,同时结合回采过程中的多物理场监测数据实现了离层水害的预警,并提...

简介：为了发展煤炭领域先进生产力,助力煤炭工业高质量发展,研究了近年来我国采场围岩控制技术发展历程,分析了采动应力演化规律及围岩断裂失稳过程,创新提出了超大采高工作面围岩断裂失稳力学模型、控制准则及液压支架合理工作阻力计算方法.系统阐述了我国综采技术装备发展历程,研发了最大采高 10 m的超大采高综采成套装备,以及最大支护高度 7.0 m的超大采高综放成套装备,解决了西部矿区浅埋深、坚硬、厚及特厚煤层安全高效开采技术难题.系统分析了我国主要煤炭产区煤矿智能化建设现状、关键技术、取得的建设成效及存在的主要问题,提出了智能化超级煤矿的定义、特征及内涵,研究了典型超级煤矿建设成效与经验,并从标准体系、数据体系、技术体系、管理体系、生态体系建设等方面阐述了未来煤炭工业主要发展方向.

简介：为了解决白芨沟煤矿南翼采区巷道矿用工字钢支架支护能力不足的技术难题,提出采用一种新型波形钢腹板支架技术.通过规范公式计算分析了波形钢腹板支架和传统矿用工字钢支架的承载力,并采用有限元方法探究了波形钢腹板支架的面外稳定性能,设计出波形钢腹板棚梁和棚腿的搭接节点构造方式,开展了支架的现场监测试验.结果表明:用钢量与 11#矿用工字钢相近时,波形钢腹板支架的棚梁和棚腿承载力分别比前者提高了74.3%和50%,变形减小78.3%.在支架棚梁和棚腿的两端和跨中各设置 3 个纵向系杆时有利于支架的面外稳定性.在满足支护强度的前提下,波形钢腹板棚梁跨中变形比矿用工字钢棚梁平均减少54.5%左右,棚腿收敛量平均减少 84%左右.波形钢腹板支架支护效果显著优于矿用工字钢,同时由于采用了单棚置换原来的对棚支护方式,减轻了井下劳动强度,保证了现场工作面的...

简介：为了解决孟村煤矿冲击地压难治理的问题,开展孟村煤矿 401 盘区地面水平井分段水力压裂防冲实践,并基于"动静载荷叠加诱发机理"分析了 401102 工作面冲击地压发生机理,综合考虑关键层判别、覆岩结构、关键层物理力学性质、赋存特点及能量释放规律等因素,确定401102 工作面厚硬顶板地面压裂的目标层位,确定了2 口水平井的布置位置,并对水平井井身结构参数、压裂方案、压裂参数设计等技术参数进行研究,通过对比 421102 工作面在压裂区域及非压裂区域的支架监测数据对地面压裂技术的防冲卸压效果进行检验,结果表明:工作面进入地面压裂区域支架压力低、来压规律不明显,支架工作阻力平稳,顶板未产生强烈动载,说明地面压裂对目标岩层起到了较好的卸压效果,保障了421102 工作面的安全高效回采.

简介：为了促进我国大采高综采技术及装备的快速发展,实现煤炭安全高效的开采,分析了我国大采高综采的发展历程,梳理了大采高综采从改革开放初期的技术探索、技术引进、国产化替代再到创新引领的整个过程和成功经验,结果表明,大采高综采是我国能源保供的重要技术支撑,通过持续不断的理论研究支撑了开采技术创新,进而带动了煤炭行业全产业链的技术升级,促进了我国煤机装备制造业的跨越式发展;未来相当长一段时间,技术创新依然是煤炭产业发展的基础,唯有通过工艺创新,方能推动大采高综采技术向高端化、智能化、绿色化方向发展;以能源安全新战略引领发展新质生产力,是我国煤炭行业发展的必由之路.

简介：三维地质模型的构建对于理解和预测地下结构至关重要.地质钻孔数据能够反映岩体空间分布和地质构造特征,本研究以小保当一号煤矿 11 盘区内的 23 个地质钻孔数据为基础,采用添加虚拟地层的方法解决了地层缺失与地层重复现象,构建共计 27 层地层的三维地质模型以及二维剖面模型.此外,针对传统的克里金方法在处理复杂地质数据参数选择困难的问题,采用粒子群算法对传统克里金插值方法中的块金值(C0)、偏基台值(C)和变程(a)三个关键参数进行寻优,从而克服普通克里金插值参数选择的主观性和不确定性,采用实际验证法选取了研究区内四个钻孔来对比插值结果,结果表明经过PSO优化的Kriging算法在X3-1、X3-2、K3-4、K3-5 四个钻孔的RMSE值分别降低至 1.184、1.267、1.606、1.560,相比于Kriging的RMSE 平均降低了 31％,且PSO-Kriging算法在四个钻孔处对 2-2 煤层...

简介：针对大埋深"三软"条件下厚煤层综放开采的过程中液压支架钻底以及巷道底鼓的问题,以淮北信湖煤矿 818 智能综放工作面为研究背景,对液压支架的适用性进行了分析,并介绍了818 智能综放采煤工作面的液压支架自动化系统.通过理论计算得出液压支架的最大工作阻力为9940 kN,分析现场实测数据可知中部液压支架的工作阻力最高,其次是下部,上部最小.工作面支架前排立柱受力大于后排立柱,工作面来压时,液压支架前立柱工作阻力平均比后立柱工作阻力大44.5%,前排立柱工作阻力占整架工作阻力的比例大致在0.57～0.74 之间,工作面液压支架平均工作阻力为28.11 MPa,因此动载荷计算法更适合 818 工作面支架工作阻力计算;分析了液压支架钻底的原因,并提出液压支架的管控措施;通过数值模拟得到工作面超前支承压力的影响范围为煤壁前方110 m,工作面中部峰值应力最大,其次是下部.

简介：摘要：煤矿智能化开采技术的创新与发展是一个长期而复杂的过程，需要政府、企业、科研机构等多方面的共同努力。因此，在未来的发展中，应进一步加强技术创新和研发，推动煤矿开采中智能化与自动化技术的不断进步和应用，关注煤矿智能化开采技术在实际应用中的问题和挑战，积极寻求解决方案和策略，实现煤矿开采的智能化、绿色化和高效化，为煤矿行业的可持续发展做出更大的贡献。

简介：目前以钻爆法为主的短段掘砌综合凿井技术逐步成熟,煤矿立井建设深度已突破1000 m,逼近1500 m.然而钻爆法凿井依然存在下井作业人员多、作业环境恶劣、作业风险高和设备智能化程度低等现实难题,井筒非爆破破岩智能化建设技术已成为煤矿井筒建设技术发展的重要方向.为探索西部富水软弱地层井筒机械破岩高效智能化建设技术新思路,从井筒建设工艺、地质保障技术、智能钻井装备、协同作业技术4 个方面,开展了煤矿冻结井筒机械破岩智能化建设工艺及关键技术分析.基于多工序平行作业快速建井的理念,以地层冻结技术解决地层涌水和软弱地层易失稳的难题,以反井钻机和竖井掘进机为机械破岩钻进的核心装备,提出了冻结井筒机械破岩智能化建设新工艺;提出"冻结+反井钻机钻井+永久支护"的建井工艺,分析了冻结地层反井钻机钻井装备可行性,剖析了冻结地层反井钻机钻井冻.