摘要：为确保煤矿集团公司层级对下属煤矿企业安全生产管控的及时性、精准性及有效性,促进煤矿企业安全高效生产,提出了一种面向煤矿集团的一体化综合管控平台。平台采用B/S架构设计了以接入层、基础设施层、数据资源层、业务支撑层及应用层为核心,安全运维管理和标准规范为保障体系的总体架构,详细阐述了业务子系统、可视化大屏子系统及移动应用APP三大功能模块设计及平台实现。实际应用结果表明,平台运行稳定、效果显著,可满足煤矿集团公司层级对下属煤矿企业安全生产监管和辅助决策需求,对促进煤矿集团公司数字化转型升级具有一定的推动作用。

摘要：为解决传统人工钻孔设计作业效率低、易出现空白带、设计不合理等问题,以WebGL技术支撑场景可视化的搭建,对钻孔设计作业的自动化方式展开研究,以设计的相关参数为依据,以输出钻孔设计参数表和成果CAD为目标,对规程规范、专家经验、布孔方式等影响设计的相关因素进行总结,构建了多种类型的钻孔设计模型。结果表明:系统能有效降低人工作业成本,设计成果能合理规避抽采空白带,自动输出的钻孔设计参数表与人工设计相符合,输出的成果图纸具有较好的施工指导意义,为煤矿企业人员全角度解读钻孔设计的合理性提供了支撑。

摘要：为了解决突出煤层固定孔间距的抽采方式难以满足瓦斯灾害的高效、协同治理的需求,以林华煤矿2091工作面为工程背景,提出一种基于瓦斯地质可视化的差异化协同抽采技术,取代以往抽采钻孔的粗放设计模式。首先将瓦斯地质等相关信息录入瓦斯地质可视化系统,通过系统实现工作面瓦斯地质信息的动态展示和可视化;其次制定瓦斯含量界定准则,识别与划分工作面的低瓦斯区、中瓦斯区和高瓦斯区,在“应抽尽抽”的原则下,结合采掘进度差异化设计抽采钻孔;最后通过防突信息分析模块自动生成防突预测图,有效识别瓦斯治理空白带,进一步优化抽采钻孔设计。研究表明:2091工作面整体抽采时间控制在30~150 d,残余瓦斯含量为4.53~5.88 m^(3)/t,回风瓦斯浓度为0.22%~0.41%,上隅角瓦斯浓度为0.30%~0.47%,实现了对2091工作面瓦斯高效、协同治理。

摘要：为了对贵州煤矿的防治水工作做出宏观指导,通过对贵州煤系地层及下伏、上覆岩层的沉积相及其富水性的分析,获知贵州煤系地层及相邻岩层的富水性因受沉积相控制而具有明显的分带性,从而首次根据沉积相将贵州煤矿水患分区划分为西部、中西部、东部三个区域;针对老窑(空)水、大气降水及地表水、顶板(离层)水、底板水等贵州煤矿主要水害事故隐患,分区提出了煤矿水患防治重点。该研究成果可以帮助煤矿管理者从宏观层面了解自身煤矿的主要水患类型、防治水工作方向,具有重要的现实意义。

摘要：针对目前常规监测预警技术及单一预警指标难以适应整个采掘过程等问题,以贵州义忠煤矿为工程背景,基于微震监测技术手段,分析井下典型信号的微震响应特征,研究微震预警指标与瓦斯涌出动态指标的相关性,形成一套科学、完备的预测指标体系.提出煤与瓦斯突出危险性的动态评价与参量联合预警方法,基于多指标参量联合预警的综合预警机制,对预警模型触发的预警进行分级处理,共划分为安全、较安全、危险和高度危险4个预警响应等级.实现微震信号的连续采集、预处理,微震事件的多维展示和时空分析,收集打钻等煤矿井下典型干扰信号,完成各类型信号的特征分析.通过微震指标与常规预测指标的相关性分析,认为微震指标的变化特征与突出危险性预测指标、瓦斯涌出指标变化有较好的一致性.研究结果可为实现煤与瓦斯突出微震预警提供理论支撑.

摘要：煤体内随机分布的裂隙网络是煤层气的主要流动通道,而研究煤层气流动特性的关键在于准确模拟煤体中错综复杂的裂隙网络。基于像元概率分解理论,介绍了一种新的离散裂隙网络建模方法,相比传统方法多假设裂隙为平滑裂隙这一不足,该方法可充分考虑裂隙的粗糙特征,并结合数值模拟手段分析了不同裂隙特征参数对煤层渗透性的影响规律。结果表明:裂隙率(0.1~0.25)、分形维数(1.55~1.85)、最大裂隙长度(0.011~0.026 m)以及比例系数(0.006~0.08)与裂隙网络出口流速之间呈现较好的幂律增长关系,而迂曲度分形维数(1.0~1.02)、裂隙倾角(10°~85°)与裂隙网络出口流速之间呈现幂律降低的关系;其中,比例系数、裂隙倾角和最大裂隙长度对裂隙网络出口流速的影响最为显著。

摘要：介绍了近年来煤矿巷道掘进主要技术(悬臂式掘进机综掘技术、连续采煤机掘进技术及掘锚一体化掘进技术)的研究成果,分析了这3种主要巷道掘进技术在我国的适用性及推广价值,指出:(1)悬臂式掘进机综掘技术仅能“前掘后锚”,掘进与支护的过程不能同时进行,限制了掘进效率。(2)连续采煤机掘进技术仅可在近水平煤层条件下进行,且对顶板的稳定程度有一定要求,适用性不强。(3)掘锚一体化掘进技术仅适用于巷道断面大的单巷快速掘进,所用到的掘锚一体机机身大且价格昂贵,并对所掘进巷道的底板稳定性有一定的要求。相比连续采煤机掘进技术,掘锚一体化掘进技术在我国有较好的应用前景。将原有掘进机的掘进功能拓展为掘进兼支护的功能,这对掘锚一体化掘进技术的研究与普及可起到推动作用。分析了近年来煤矿巷道机器人化智能掘进技术中智能截割、远程智能监控、智能协同控制3个方面的研究成果,得出:(1)智能截割技术主要集中在对煤岩自适应识别方面的研究。(2)远程智能监控技术已从远程实时监测向远程可视化监控方向发展,虚拟仿真技术的发展将井下掘进巷道的情况可视化地展现在地面,并将控制信号反馈到掘进工作面来对掘进工作面掘进机组进行远程同步控制,成为当前巷道掘进远程监控智能化的重要标志。(3)目前针对智能协同控制技术的研究较少。探讨了煤矿巷道掘进智能化的发展方向:加强掘进设备集成协同化、设备模块化组合、5G矿用无线网络设备、掘进远程智能监控系统及难掘慢掘巷道掘进工程等方面的研究。

摘要：我国现阶段开采的煤层以低透气性煤层为主,煤层瓦斯抽采效果普遍较差。为探索解决低渗透煤层瓦斯抽采效率低这一难题,在林华煤矿低渗透、高瓦斯含量的9#煤层原始区域开展了可控冲击波煤层增透试验,试验结果证明:经可控冲击波增透后,瓦斯抽采钻孔的平均抽采纯量和抽采浓度分提升了1.08倍和9.64倍,煤层瓦斯含量由11.15 m^(3)/t降至5.31 m^(3)/t以下,可控冲击波增透技术能够大幅提升煤层瓦斯抽采效率,可以有效解决高瓦斯含量、低透气煤层的瓦斯治理问题,为瓦斯治理提供新的技术支撑。

摘要：针对顺层瓦斯抽采钻孔布孔间距存在的盲从性与模糊性等问题,通过数值模拟软件,研究分析相同布孔间距和不同布孔间距条件下受抽采叠加效应影响煤层瓦斯压力变化,并推导布孔间距与单钻孔抽采半径的关系式,以此确定合理布孔间距。结果表明:受抽采叠加效应影响,相邻钻孔内测瓦斯压力低于外侧同距离处瓦斯压力;随布孔间距的增加,相同位置处受抽采叠加影响逐渐减弱;以某矿M12煤层11122运输巷为考察地点,得出120 d的预抽期有效抽采半径为2.2 m,多孔抽采的布置间距为4.4~6 m,并验证了布孔间距与单钻孔抽采半径关系式的正确性,为现场瓦斯抽采治理提供一定的理论依据。

摘要：针对煤矿多源异构数据采集传输难度大、集成管理困难等问题,根据智能化煤矿数据的特点,总结了煤矿主要指标数据的采集方法,构建了煤矿多源异构数据分布式分类存储系统,并运用Socket通信原理实现了数据采集系统与存储系统间的数据转换。同时,以煤矿多源异构数据的采集和存储方法为基础,分别开发了煤矿运维服务平台和煤矿数据监控平台,并成功应用于煤矿现场。研究实践表明:(1)通过在数据采集系统和存储系统之间建立基于Socket通信原理的数据传输模式,该模式下能自定义传输数据的大小,实现了煤矿数据的快速转换。(2)分布式分类存储系统的应用实现了煤矿多源异构数据的统一管理和利用,极大地减少了煤矿“信息孤岛”的现象。(3)煤矿运维服务平台和煤矿数据监管平台分别实现了对煤矿实时数据和全历史数据的分析与监控。2个平台的成功应用,也间接验证了基于Socket通信的数据传输方式的可靠性。