摘要：采掘失调是煤矿安全生产的重大隐患之一,巷道快速掘进是保障采掘平衡的重要手段,矿井地球物理超前探测有效距离短,探测精度受井下复杂环境影响严重,制约巷道掘进速度,为解决探掘接续紧张矛盾,提出一种利用掘进工作面前方500 m长度定向钻孔开展探测工作的钻孔瞬变电磁探测方法,该方法可实现超长距离水害超前探测。在以钻孔钻进方向为Z轴正方向,以孔口所在平面右向为X轴正方向,下向为Y轴正方向的坐标系下,钻孔瞬变电磁水平分量异常响应形态均为“正弦曲线”或“反向正弦曲线”形态,通过形态组合判定出孔旁异常体所在象限,结合由水平分量异常场矢量合成得到的异常体中心偏转角度计算了异常体中心XOY平面旋转角。在此基础上,视每一个由垂直分量反演得到的电阻率为独立异常体,基于深度计算系数与电阻率的关系曲线推导出深度-电阻率与采样时间的映射关系,实现了电阻率与测点测道的一一对应,进一步采用K-means聚类算法智能定位其分布象限,计算了其XOY平面旋转角,再以定向钻孔轨迹为旋转轴,以测点所在孔位的倾角和方位角为旋转角进行坐标空间旋转,实现了非直钻孔径向的电阻率立体成像。计算了三维数值模拟和水槽物理模拟结果,对钻孔径向的异常体均取得了良好的立体成像效果。结合山西某煤矿井下的工程实践,对该方法远距离超前探测能力和精细立体解释掘进工作面前方地质异常体的性质、形态和规模的实用性和有效性进行了检验。研究表明:基于聚类的钻孔瞬变电磁立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑,此外,在掘进前开展定向钻孔中的长距离瞬变电磁水害立体超前探测,可有效保障巷道高效快速掘进。

摘要：伽马探测器是核测井仪的核心器件,起到将地层放射性物理信息转化为可量化的电信号的作用,是实现数字化测井的桥梁。其输出信号是微弱的负极性电流脉冲,不能直接被信号采集电路所接收,因此,需要设计专门的信号处理电路进行规范化调整。对伽马探测器输出信号进行特征分析并结合煤矿应用环境特点,设计并实现了可满足小体积、低功耗、高可靠性需求的信号处理电路。经测试验证表明,电路性能稳定,能有效将待处理的非标信号调整得到标准的方波信号,达到预期技术需求。

摘要：在地下水径流通道处建造帷幕注浆墙体是矿产资源开发与地下水资源保护的重要平衡手段,而随着矿产资源开发强度和深度的增大,建造大型帷幕墙体面临钻探成本高、墙体内外水压差大、墙体截流率低等问题,针对上述问题采用受注介质宏细观特征分析的方法,宏观上研究受注介质发育特征及水文地质条件,细观上基于显微CT分析研究受注介质空隙发育特征和几何参数,宏细观结合综合分析大型帷幕墙体建造科学位置、钻探工艺、注浆材料和适用性配比选取、注浆压力等问题,并利用放水试验、钻孔取芯、钻屑组分判断等手段对帷幕注浆效果进行分析评价。研究结果表明:对于开度较小的裂隙,须采用纯水泥浆液进行升压注浆充填,对于含有较大空洞岩溶地层,可在水泥浆液中掺入粉煤灰进行无压充填灌注;水固比为0.6,0.7,0.8,0.9的水泥浆液,水固比为2.0,1.0,0.8,0.6和对应粉煤灰掺量20%,20%,20%,20%和30%的水泥-粉煤灰浆液结石体的物理力学性质均能够满足帷幕墙体建造要求;帷幕墙体建造最小安全厚度为7.84 m,满足浆液扩散范围和建造效率的注浆压力为4~6 MPa。经检查孔检验,大空洞充填灌注采取的浆液结石体试样饱和抗压强度为11.2 MPa,完全满足墙体强度要求;放水试验中,墙体内外水位差7 d达到140 m、截流率在86.51%以上,墙体截流效果显著,达到设计目标和要求。

摘要：为优化高倍率灰钙循环烟气脱硫反应器流场分布,及探寻重要参数对脱硫效率的影响规律,选用合理的CFD数值模拟计算方案,并结合动力学台架实验数据及计算拟合所得到的脱硫反应动力学模型,对额定处理量40000 m^(3)/h脱硫反应器内的流场和脱硫反应过程进行模拟。首先,针对原设计反应器模拟结果出现流场分布不均现象,提出优化方案,并对比了优化前后反应器内速度场、湍流强度场、静压场等的分布情况;然后,通过热态数值模拟,综合考察了近绝热饱和温差(AAST)、增湿水量以及固气比3个主要工艺参数对脱硫效率的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比验证。结果表明:进料不均匀造成颗粒分布不均是流场的主要问题,针对该问题提出在反应器中增加导流叶片的优化方案,通过延长转向流场、强化湍流使流场更加均匀,增强了流动稳定性;AAST对脱硫效率影响明显,脱硫效率随AAST的减小而增大,AAST增加15℃,脱硫效率随之可降低33.5%,最佳AAST为15℃左右;增湿水量也是影响脱硫效率的主要参数之一,脱硫效率随增湿水量增加而升高,增湿水量达到1000 kg/h前,脱硫效率增速较快,增湿水量在1000~1300 kg/h时,脱硫效率增速有所减缓,在增湿水量升至1300 kg/h时,实测脱硫效率达到最大值93%左右;脱硫效率随固气比的增加而增加,最多可使脱硫效率提高25%左右;另外,模拟与实测值拟合度较高。

摘要：为了解决我国西南矿区千米级盲竖井治水难题,基于分段预注浆技术的设计与研究工作,对毛坪矿河西竖井井筒进行预注浆设计与治理工作。选用来源广、堵水性能良好的红黏土水泥浆液,采用地面制浆、井下注浆相分离的方式,对直径5.5 m的盲竖井周边富水白云岩地层进行了预注浆治理。预注浆实施完成后,通过分析注浆叠加效应及单位注浆量累计频率,验证了预注浆效果良好,且压水试验测得井筒注浆段剩余涌水量为4.62 m^3/h(≤10 m^3/h),满足施工标准要求,解决了毛坪矿千米级盲竖井的水害难题。

摘要：综采工作面放顶煤开采方式是工作面回采和放顶煤开采方式的高效结合,其智能开采水平的提高对于提升煤炭生产企业的生产效率和安全系数有很大的帮助。根据智能放煤控制器的功能和实现原理,设计开发了针对智能放煤控制系统的测试平台。该平台采用集中分布式架构,构建了独立的数字化仿真测试网络,实现了放煤过程中智能放煤控制所需的视频、煤矸识别、振动、声波、油缸行程、角度等信号的模拟,以及放煤控制器输出信号的实时采集。测试平台实现对放煤控制系统工作过程的复现、各种工况适应性的测试、控制模型的训练和验证,同时也为进一步优化采煤工艺、放煤工序调整等提供了研究和验证平台。

摘要：针对现有矿用变频器测试系统存在测试项目不全面、测试效率低、安全性差、转矩加载精度不高等问题,采用交流回馈加载技术,设计了一种由供电系统、加载试验台、测控系统组成的矿用变频器性能测试系统。供电系统为测控系统和加载试验台提供控制和动力电源;加载试验台采用共母线的变频加载方式,为被试变频器提供负载环境;测控系统实时监测系统的运行状态,通过测控主机对供电系统和加载试验台进行状态监测与集中控制。基于WinCC组态软件开发了包括监测监控模块、测试管理模块和安全管理模块的测试系统软件。监测监控模块用于实现项目信息管理,数据采集、处理、存储,并通过测控主机对设备进行控制;测试管理模块主要用于对测试项目、测试流程、测试方法等进行管理,可对变频器的漏电闭锁、瞬时断电保护、输出端短路保护、过载保护、断相保护、过欠压保护、轻载、牵引特性、温升等性能进行测试;安全管理模块从操作安全保护、设备安全保护、系统运行安全等方面保证了测试过程安全可控。提出了恒转矩加载控制算法,提高了转矩加载精度。测试结果表明,该系统测试精度高,在额定转矩范围内,转矩加载误差均小于1%;采用交流回馈加载方式,系统耗电率不超过30%;系统电磁兼容性能符合标准要求。

摘要：数据采集与控制电路是测井仪核心电路之一,具有对钻孔轨迹信息及地层信息进行采集、存储及上传的纽带作用。基于煤矿井下实际的应用环境,提出了数据采集与控制电路设计的要求及其应该具备的功能电路。设计了以微功耗、高性能、高集成度的STM32单片机为核心的数据采集与控制电路并在实验室环境下,对设计电路进行了测试,测试结果表明:设计的电路能够按照下发的工程参数有效采集并存储待测信息,经无线WiFi进行测量数据上传,电路运行稳定、体积小、实测功耗低,满足预设的技术要求。

摘要：自然伽马测井因其可有效识别钻遇地层岩性的特点,在煤矿井下逐步得到应用。基于对测井仪特殊应用环境的分析,提出了测井仪中采控一体化电路设计要求及其具备的功能模块,并设计了以微功耗、高性能、高集成度的STM32单片机为核心的采控一体化电路。在实验室环境下,对采控一体化电路进行了测试,测试结果表明,该电路工作性能稳定、功耗低,可按照预设配置参数有效采集、存储待测信息并经无线WiFi上传。

摘要：AQ 1029—2019《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》及《煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法(试行)》对升级后的安全监控系统提出了新的标准和要求,但是由于监控系统厂家在产品的设计、售后服务方面以及煤矿企业在使用、维护管理等方面的原因,加上现行标准、规程和规范等不完善,致使一些煤矿的监控系统使用效果不尽如人意,有的根本不起作用,甚至成为安全隐患。分别从培训、装备和管理3个方面对升级改造后的安全监控系统应用中存在的问题进行了探讨分析,并提出了相应的改进建议。