摘要：为了实现神东矿区综采工作面的无人化、少人化,降低工人劳动强度,以补连塔煤矿22406综采工作面为背景,采用理论分析计算与现场实测相结合的研究方法对工作面主运巷采用锚索主动式超前支护方式的科学性和合理性开展了研究,同时引用两侧实体煤巷道力学模型对主运巷专用锚索超前支护设计进行验证,通过验证“排距3 m,每排2套”的超前支护形式满足工作面超前支护要求。通过主运巷道超前支护段锚杆(索)受力监测可知,工作面推进过程中,超前支承压力的影响范围约为42 m,在距工作面10~26 m范围,超前支承压力增加幅度较大,应力集中系数为1.23~1.5。通过巷道围岩表面位移监测可知,主运巷在距离回采工作面35 m左右受采动影响开始变形,回采过程中,顶板最大下沉量达到16 mm,底板最大底鼓量达到42 mm,两帮最大移近量达到45 mm。研究结果表明,采用锚索补强超前支护方式,巷道围岩得到有效控制,围岩整体稳定且变形可控,现场应用效果良好。

摘要：北方防沙带是我国防治沙化和荒漠化的关键地带,是“三北”工程的核心区,区内土壤贫瘠、风速大、干旱缺水、植被稀少、生态恢复力低,而大型露天煤矿开采与生态保护矛盾突出,直接影响区域生态安全和国家能源保供,迫切需要开展大型露天矿区生态保护修复研究。针对北方防沙带大型露天煤矿区开采引起的土地破坏、扬尘起沙、水位下降、土壤沙化、植被退化等问题。以北方防沙带面积和露天煤炭产量占比均最大的内蒙古的大型露天煤矿区为研究区,秉承“减损开采-立体保水-造土活土-系统修复-集成监管”的研究思路,揭示大型露天矿岩土损伤-生态退化传导机理、生态减损开采机制、重建生态自维持机制,研发生态保护型减损开采、生态化设计、水资源保护与综合利用、抗侵蚀地貌重塑、排土场活土层精细重构、土壤改良与提质增容、菌-藻-草联合修复、生态系统退化监管等关键技术,形成适合北方防沙带露天煤矿区生态保护与修复技术体系,建成大型露天矿区生态保护修复集成示范区。创建低成本、高效率、可持续、可复制的大型露天矿区生态保护修复模式,为保障我国北方防沙带大型露天矿区科学开采与生态安全提供支撑,实现煤炭开发能源保供与生态保护相协调、“开发金山银山,再造绿水青山”的目标。

摘要：为解决极软复合顶板条件下大倾角煤层安全高效开采的技术难题,以某矿的11215工作面为工程背景,采用数值模拟方法研究了工作面超前支承压力分布特征,确定了超前加固范围及顶板注浆再造合理时机。基于注浆材料及注浆工艺研究,采用工作面上下顺槽内浅孔、中深孔递进式注浆技术,利用钻孔内预置钢管及注浆结石体形成的伞骨结构,提高了顶板整体抗折强度,实现了工作面前300 m范围内的顶板全覆盖超前再造,保证了大倾角极软复合顶板复杂条件下的工作面安全回采。

摘要：为解决煤矿工作面在推采过程中遇到具有复杂原岩应力环境及受采动活化影响的断层带时,面临顶板与煤壁支护困难,停采停面加固破碎围岩开采效率低,开采成本高与安全性差等系列问题,采用UDEC数值模拟方法建立了工作面断层活化模型,分析了断层构造带区域原岩应力分布特点,工作面开采过程中断层活化过程及期间岩体裂隙发育演化规律,提出了从被动过断层到超前工作面预注浆加固断层构造带的断层治理思路,确定了静、动压2阶段分步预注浆的合理有效距离为超前工作面300~400 m和30~50 m。通过对断层构造带平行与扇形注浆孔的分级递进式布置、高压注浆设备的计算选型与泵效校检、“两堵一注+排气管”耐高压(15~20 MPa)定位封孔方式的设计与强度验算,形成了帷幕注浆(0~10 m孔)、浅孔注浆(10~30 m孔)、中深孔注浆(30~80 m孔)和预留深孔注浆(80~130 m孔)相结合的静动压分步耦合预注浆断层带加固关键技术,实现了注浆压力5~15 MPa、注浆流量0~6 m^(3)/h、注浆范围0~150 m的远距离高压注浆,达到了超前工作面30~400 m预注浆加固断层破碎带煤岩体的目的。该技术在淮南矿区成功推广应用,工作面过断层期间无片帮、顶板无冒落,支架工作状态稳定,工作面巷道支护状况良好;工作面推进速度6 m/d左右,效率提高1~2倍,实现了工作面过断层不停面连续化高效回采。

摘要：提升机作为煤矿中重要的辅助运输装置,其运行稳定性会直接影响煤矿生产效率及安全。以JKMD-5×4(Ⅲ)E型提升机为研究对象,在分析设备主要结构及主要技术参数的基础上,基于S7-300型PLC控制器及变频器设计了提升机的变频调速系统,PLC控制器采用冗余设计,以保障系统的运行可靠性。系统主要利用各类传感器对提升机的运行状态进行监测,根据监测结果判断设备的运行状态,并对其运行速度进行变频调节,使之更符合实际情况,以保障提升机的运行稳定性与节能性。将设计的变频调速系统部署到提升机工程实践中,经现场应用发现达到了预期效果,设备故障率及能源消耗显著降低。

摘要：以ZFS3300煤矿用液压支架为研究对象,对设备的控制系统进行了详细设计。系统利用传感器实时检测液压支架的运行状态,利用支架控制器实现设备各项动作的精确控制,可完成单个支架控制、支架成组动作自动控制和支架跟随采煤机自动控制等功能。系统基于CAN总线进行通信,以Rabbit3000单片机为核心,配套传感器数据采集模块、电磁阀驱动模块以及其他通信电路,构成了支架控制器。软件程序基于C语言在Dynamis 9.4平台上开发。将设计的控制系统应用到液压支架工程实践中,经过现场测验,发现各项功能都能够稳定可靠实现,达到了预期效果。

摘要：带式输送机是煤矿中的重要运输装备,运行过程中胶带不可避免地会出现撕裂问题,进而影响设备的运行可靠性。基于先进的图像分析处理技术,设计了胶带纵向撕裂检测与保护系统,主要是利用工业摄像机配合使用光源对煤流表面以及胶带表面进行取样,然后利用算法程序对图像进行处理后,分析煤流表面异物以及胶带表面裂纹情况。当系统检测发现存在异物或裂纹时,会在监视墙画面中进行弹窗警告,同时发出声光报警以提示工作人员及时进行处理,判断是否需要对带式输送机进行停机处理。将设计的纵向撕裂检测与保护系统部署到煤矿工程实践中,经应用发现功能良好,可有效规避胶带出现纵向撕裂问题,为煤矿企业创造了良好的安全和经济效益。

摘要：针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5~20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。

摘要：煤矿开采已经从传统的人工开采转变为了机械开采,现阶段煤矿企业更是在不断进行自动化建设,已经实现煤矿开采的全面自动化控制。而自动化开工至系统的优化设计,可以进一步提升煤炭开采的效率和质量,极大地提升开采作业的安全性,促进煤炭企业的持续稳定发展。基于此本文就针对煤矿电气自动化控制系统的优化设计进行分析。

摘要：针对目前煤矿井下综采工作面控制系统存在自动化控制程度低、信息孤岛严重不利于安全生产的问题,提出采用基于5G通信技术的智能化控制系统对原系统进行升级改造。首先,基于工作面现有控制系统,升级配置规划开采系统、自动找直系统、视频分析系统、人员安全保障系统、5G远程控制云平台和工作面数字孪生系统等;然后,依据工作面地质数据,通过规划开采系统与自动找直系统相结合,实现井下采煤过程的智能化控制;最后,基于5G通信技术,借助视频分析系统、5G远程控制云平台及工作面数字孪生系统实现井下设备的实时远程人工干预。研究表明:改造后系统能够打破信息孤岛实现了多系统的有效融合,有效提高了系统流数据的传输速率和稳定性,极大地促进了无人化生产模式的实现。