摘要：为降低选煤厂吨煤洗选成本,达到提质增效,实现少人值守甚至无人值守的目的,创建现代化的群矿型选煤厂,提高安全生产管理水平。米家沟选煤厂结合情况,开展长距离皮带巡检机器人、火车采样机器人及屋顶太阳能光伏等智能化建设,取得较好效果,减少岗位工人,节约电力消耗。本文结合生产运行暴露的问题,对国内智能化建设走在前列的标杆样板选煤厂进行考察,提出米家沟选煤厂智能化建设方案设计。

摘要：针对特厚煤层大巷变形破坏特征分析及控制技术难题,以砚北煤矿二水平回风大巷为研究背景,在分析巷道围岩地质力学测试及围岩变形破坏特征与机理的基础上,提出了全断面注浆加固与高预应力支护综合围岩控制技术,制定了煤层大巷修复加固具体实施方案,并确定了相应的技术参数,开展了井下工业试验,试验结果表明:修复加固后35 d左右巷道变形趋于稳定,两帮最大位移量63.5 mm,顶底板最大移近量79.8 mm;注浆后水泥浆液与巷帮煤体裂隙及破碎区充分胶结,围岩裂隙明显减少,钻孔成型效果显著提高。研究表明采用高预应力锚杆支护及全断面注浆加固后,在巷道围岩内形成锚注加固体,提高了巷道围岩稳定性与抗变形能力以及浅部锚杆(索)锚固基础力学性能,巷道围岩变形得到有效控制。

摘要：随着煤矿工业发展,机电设备在煤矿生产中发挥着关键作用,煤矿机电事故给矿业安全带来了安全隐患,对人员安全构成了威胁。基于此,本文分析事故原因,以及制定科学预防应对措施,对设备故障、电气系统问题、人为操作失误、安全管理不善、环境因素影响、监测与预警系统不完善、矿井通风系统存在缺陷等问题深入剖析,对此提出针对性对策,设备定期检查维护、强化电气系统安全管理、提升人员操作规范、完善安全管理体系、优化特定环境条件工程措施、健全预警系统、优化矿井通风系统设计等建议,以期为煤矿机电事故预防提供科学解决方案。

摘要：为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明:静载拉伸破断载荷为350.83~356.81 kN,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道支护设计和材料选取提供一定的理论依据。

摘要：针对无反复支撑超前支护装备在空间小、震动大、电磁干扰严重的环境下传感技术水平低、运动控制不精准、作业流程复杂的问题,提出一种无反复支撑超前支护智能控制系统。无反复支撑超前支护工艺的被控需求:具备姿态、障碍物、位置等周边环境信息检测技术手段;具备自适应、自调整、自决策的控制方法;具备快速、平稳、精准的执行部件。根据上述需求,提出智能控制系统的3项关键技术:智能感知、逻辑控制、执行。基于无反复支撑超前支护智能控制系统的控制功能和任务流程,提出了系统总体架构;基于姿态、障碍物识别、压力及位置和速度信息的多传感融合技术手段,提出了多工况运动控制策略。研制了运输巷超前支护“转-运-支”一体样机,并进行地面测试,测试结果表明:无反复支撑超前支护智能控制系统可实现支架中心点及障碍物视觉识别、支架搬运小车自动行走及行程判断、支架自动偏移及旋转、支架自动抓取及升降功能;视觉识别传感器可实现支架架号编码识别、支架姿态、支护区域决策功能;实现了“行—抓—降—转—行—转—升—松—降”自动化作业流程,能够达到应用要求。

摘要：当前TBM在隧道岩巷中转向仍需依靠驾驶员人为控制转角,常常导致隧道岩巷超挖、欠挖,严重时会导致TBM卡机。针对小直径(直径小于6 m)TBM在煤矿瓦斯抽采巷中的转弯与位姿调控问题,提出了一种TBM位姿控制方法,通过AMESim仿真平台与ADAMS动力学软件搭建了TBM推进系统的联合仿真模型,结合参数化表征抽采巷的设计轴线对推进系统使用主从控制方法,以刀盘的倾覆角与横摆角为参变量设计PID控制器,实现对刀盘位姿的实时控制。通过仿真分析验证了该位姿控制方法的有效性,该方法能够较好地解决小直径TBM在煤矿瓦斯抽采巷的转弯位姿控制问题。

摘要：新庄煤矿为新建矿井,受大埋深、厚表土、坚硬覆岩等复杂地质条件影响,具有冲击地压危险,为了能够给区域性防冲开采设计提供支撑,综合采用现场勘探、数值模拟和理论分析等手段研究了一盘区煤8工作面回采过程中采动应力分布规律及其影响因素。结果表明:向斜构造、埋深、表土层厚度是煤层原岩应力分布的主要影响因素,高原岩应力区埋深大,沿向斜轴部延伸并向两翼部展开;工作面回采过程煤层上覆厚硬顶板是采动应力的主要影响因素,煤层距离厚硬顶板越近则采动应力越集中,高采动应力集中区主要分布在煤层与厚硬顶板间距小于25 m的区域;随着工作面开采数量增多,超前支承应力和侧向支承应力的集中程度和集中范围快速增大,中央大巷的稳定性显著降低。

摘要：为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验证结构设计合理性;通过构建钻进过程钻杆振动学模型,利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律,与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度,验证钻杆钻进不同岩层时,其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征;利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化,优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下,质量降低了6.24%,实现了锚固单元结构的优化;通过锚固钻进相似试验验证,可得到优化后的锚固部件满足强度要求;钻进不同围岩时,锚固钻进钻杆振动响应明显,该结论可作为煤岩识别的理论基础,为实现自动锚固提供先行条件。

摘要：传统的封注装置及方法在软弱破碎煤岩体巷道的应用中存在操作烦琐、封孔效果差、注浆压力低等问题。设计一种新型封孔注浆装置,通过分析其封孔与注浆工作机理,分别建立新型封注装置及注浆孔受力力学模型,得到注浆压力及封孔长度的合理范围;采用理论分析与数值模拟相结合的方法,以封孔胶套受力、变形特征为主线,依据封孔胶套与孔壁接触特征,确定装置封孔段胶套几何尺寸与注浆孔径间的最佳匹配关系。结合工程实际,根据新型封注装置工作参数,模拟再现巷道帮部煤体注浆加固过程,揭示浆液流动规律及煤体应力、孔隙率变化规律,优化注浆孔孔深,形成一套较为具体的封孔注浆加固方案,在现场取得良好的应用,为类似条件下巷道围岩注浆加固提供了一定依据。

摘要：为了使煤炭开采中水资源得到保护与利用,神东矿区历经20年的技术探索和工程实践,顾大钊院士提出了以"导储用"为核心的煤矿地下水库理论框架和技术体系;基于此论述了建设煤矿地下水库的适应性条件,构建了以水库选址、库容设计、子水库时序、煤柱坝体设计、人工坝体及连接处设计、管网及巷道布置、调水系统、安全监控系统为核心的设计体系。