摘要：为提高“U”型通风工作面采空区瓦斯治理效率、降低瓦斯治理成本,提出采用ø550 mm超大直径钻孔替代横川埋管的技术方案进行采空区瓦斯抽采。针对井下超大直径钻孔技术特点及施工中存在的技术难题,研制了一款最大扭矩15000 N·m、最大给进力700 kN、最大行程1.3 m的ZDY15000LP型煤矿用超大直径螺旋钻进钻机,采用主机和泵站分体式布局,并创新设计了主机、泵站、机械臂、动力头等关键零部件;配套开发了ø426 mm大螺旋钻杆和ø550 mm大直径扩孔钻头,开发了基于“先导孔+二次扩孔”的超大直径钻孔成孔工艺,形成了成套的超大直径钻孔施工技术装备。在山西天地煤业有限公司王坡煤矿3307工作面进行了工业性试验,共施工大直径瓦斯抽采钻孔17个,累计进尺583 m,施工周期30 d,综合施工效率提高20%。试验结果表明:钻机输出扭矩大,整体稳定性好,能够实现跨皮带施工以及快速移位等功能,配套钻具性能可靠,钻进工艺可操作性强,能够满足超大直径煤层成孔需求。研究成果为超大直径煤层钻孔施工提供了技术装备支撑,为地质条和开采条件类似矿井瓦斯治理提供了技术经验。

摘要：为解决井下巷道形变量的正确监测问题,基于井下智慧车安装高精度激光雷达、车辆辅助定位系统,设计了1种基于激光雷达的井下巷道形变量监测算法;建立了监测算法的总体架构,详细描述了激光雷达数据获取与预处理中的关键技术;基于井下巷道场景监测现有知识积累,围绕离散点特征提取,构建了1种改进型特种点配准算法,解决了巷道场景特征点稀疏、无法有效配准难题;利用点到面的距离挑出离群点,快速计算点的偏移量,并通过DBSCAN的密度聚类算法快速提取大密度离群点,快速筛选变形区域,分析形变程度,实现了井下巷道表面的智能化形变监测。试验结果表明:采用基于激光雷达巷道形变监测算法可以实时动态精准地监测井下巷道表面形态变化,能够保障井下巷道正常运行及保护矿工生命财产安全。

摘要：由于光纤布拉格光栅(FBG)具有良好的可靠性、稳定性、抗干扰性和本质安全,非常适合煤矿瓦斯环境应用,故研发了基于煤矿金属锚杆的FBG应力传感监测系统,重点对该系统的核心设备光栅应力传感解调装置进行了设计研究。通过FBG测量应变原理研究和可调谐F-P滤波器法解调技术研究、对解调装置硬件电路的设计和软件程序的设计,研发了FBG锚杆应力专用解调装置,最后通过实际的FBG应力传感器实验测试,验证了该解调装置的准确性和实用性。

摘要：针对王坡煤矿横川埋管工程量大和周期长、回采期间横川密闭墙维护成本高以及上隅角瓦斯超限严重等问题,提出了施工煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,研究了钻孔参数设计、钻进、下管、封孔、管路连接、抽采等工艺流程,并在3310工作面进行了试验。结果表明:回采期间上隅角瓦斯控制在0.19%~0.61%,钻孔抽采浓度提高1.2倍,抽采支管平均浓度6.85%,抽采纯量达10.27m^(3)/min,工期减少23.53%,用工数减少30.57%,煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,工艺简单,成孔速度快、效率高,有效解决了上隅角瓦斯超限问题,对回采期间工作面瓦斯综合治理具有借鉴意义。