巨厚松散层下煤层开采薄基岩变形及矿压显现研究

以赵固一矿12051综采工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟软件对巨厚松散层条件下煤层开采薄基岩变形及矿压显现进行了研究。结果表明:(1)工作面初次来压步距为55 m,周期来压步距为15m;开采后上覆薄基岩出现垮落带和裂隙带,垮落带高度为12.4 m,垮采比为3.54,裂隙带高度为36.7m,裂采比为10.48。(2)随着工作面推进距离的不断增加,工作面前方支承压力影响区范围、支承压力峰值和塑性区范围均增加;当基本顶初次来压后,工作面前方支承压力处于稳定状态,主要表现为最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。研究结果可为类似地质条件下综采工作面围岩控制提供依据。     

大采高综采工作面环境安全智能化监测

针对仅依靠煤矿安全监控系统和传统单点监测模式很难对大采高综采工作面环境安全实现全面准确监测的问题,提出了一种大采高综采工作面环境安全智能化监测方案。通过可靠的监测手段自动获取不同类型监测数据,减少人为因素干扰;在单一灾害分级预警的基础上,实现工作面环境安全监测融合分析,划分工作面环境安全风险等级。应用结果表明,该方案实现了基于工作面生产过程的实时安全分析预警,提高了工作面环境安全监测的智能化水平。     

特殊地质条件下大采高工作面即时撤架方法探讨

将以往的提前掘撤架通道改为了末采直接做撤架通道，并通过分析大采高综采工作面的全过程矿压观测和撤架过程，总结了大采高工作面末采直接做撤架通道的施工方法和经验。     

大采高工作面智能化综采关键技术研究

为了解决大采高综采工作面用人多、劳动强度大等问题,针对陕西陕煤黄陵矿业有限公司二号煤矿实际情况,分析了大采高工作面智能化综采存在的片帮精准控制难、底软拉架难及装备可靠性、感知精准度、协同性差等技术难题;选用可视化远程干预型技术路线来实现大采高综采工作面智能常态化开采;重点研究了高效采煤工艺、防片帮控制技术、底软智能控制技术和顶板破碎智能控制技术。通过采煤工艺革新,三角煤截割效率提高了30%;在煤壁发生片帮的不同阶段采用不同的控制手段,实现了护帮板精准控制;通过液压支架多次降架模拟人工操作的方式完成底板软弱条件下的智能化处理,解决了架前堆煤问题;通过液压支架超前拉架的方式完成工作面顶板破碎条件下的智能化处理,确保顶板破碎区域可以智能开采。二号煤矿实践表明,采用智能化综采技术后,实现了以工作面设备智能运行为主、现场干预控制为辅的智能化生产模式,以及井下7人作业、地面2人监控的"7+2"作业模式,达到了减员提效的目的。     

基于数据驱动的综采工作面采运协同控制方法研究

目前针对采煤机与刮板输送机协同控制的研究初步建立了采运系统协同控制机制,但均未考虑非结构化综采工作面环境下,影响采运系统稳定运行因素的不确定性和耦合特性,以及煤流状态和刮板输送机负载电流受井下电气系统影响而无法真实反映刮板输送机负载变化的情况。针对上述问题,提出了一种基于刮板输送机负载电流强化和随机自注意力胶囊神经网络（RSACNN）的综采工作面采运协同控制方法。针对刮板输送机电动机电流的电气耦合特性,运用电流强化模型对原始刮板输送机电流进行预处理,得到能够反映煤流系统真实负载的电流分量。针对综采工作面采运系统运行状态参数与采煤机牵引速度存在着高度非线性和不确定性关系,难以建立精确数学模型的问题,基于胶囊神经网络（CNN）可保存综采工作面采运系统运行状态突变等细粒度特征的特性,建立了基于RSACNN的综采工作面采运协同控制模型。实验结果表明：RSACNN算法与自注意力胶囊神经网络（SACNN）算法、CNN算法的调速结果相比,预测的采煤机牵引速度精度更高,预测速度与真实速度的拟合度分别提高了0.032 05和0.075 04;平均绝对误差分别降低了17.7%,22.6%;平均绝对百分误差...     

综采工作面输送设备工况实时监测及故障诊断系统的设计

针对年产千万吨级煤矿大采高综采工作面对成套输送设备高效可靠运行的要求,设计开发了一种基于PLC的综采工作面输送设备工况实时监测及故障诊断系统,简要介绍了该系统的硬件组成,重点阐述了系统程序的整体功能及实现过程。该系统集运行状态监测、运行参数检测、数据记录和故障诊断于一体,可实现对综采工作面成套输送设备所配套减速器和电动机运行工况的远程、就地实时监测和故障诊断功能。现场调试结果表明,该系统运行稳定,数据显示准确,故障诊断可靠性高。     

综采工作面初采初放期间矿压显现规律分析与总结

2903综采工作面是城郊煤矿二水平第一个单顺槽沿空掘巷综采工作面。项目针对该工作面初采、初放期间的矿压显现规律进行了数据采集、分析和总结。     

基于透明工作面的智能化开采概念、实现路径及关键技术

提出了以煤层透明化、综采装备透明化、决策及控制透明化为核心的基于透明工作面的智能化开采概念,即在综采工作面煤层地质增强感知的基础上实现工作面开采过程的全面感知、信息集成与分析、智能生产决策、综采装备自适应控制;从感知、分析、决策、执行4个层次指出了基于透明工作面的智能化开采实现路径,即煤层超前探测、“机-环”模型关联、采前规划决策及随采智能控制;阐述了基于透明工作面的智能化开采依托的三大关键技术,即地质勘探技术、综采装备定位技术及三维激光扫描技术。基于透明工作面的智能化开采以达到综采装备智能决策和自主执行为目标,可为最终实现无人化开采奠定坚实基础。     

基于离散元对厚煤层顶煤冒放性的研究

分析了倾斜厚煤层顶煤裂隙和顶煤可放性的影响因素,在硬、厚煤层综采放顶煤现场实践的基础上,运用离散元软件进行了模拟试验,分析了煤层在采动过程中形成的裂隙对顶煤冒落的影响以及裂隙的发育过程,据此判断顶煤的冒放性。模拟试验结果表明,裂隙分布范围的大小和发育的形状是影响顶煤冒放性的一个重要因素,裂隙数越多,长度越大,间距越小,层理就越发育,顶煤冒放性就越好。在一定程度上可以根据顶煤可放程度评价综放产量。     

薄煤层综采工作面自动化技术综述

分析了国内外薄煤层综采工作面自动化技术的发展现状,介绍了薄煤层综采工作面自动化系统结构、采煤机自动化控制技术、液压支架电液控制技术、刮板输送机自动化控制技术及采场空间环境可视化监测技术,指出了薄煤层综采工作面自动化技术的发展趋势:采用先进工艺提高采煤机、液压支架等设备的工作可靠性;提高薄煤层综采工作面自动化系统的自动化程度,完善控制系统与故障诊断系统,提高对各种采煤环境的适应能力;从有链牵引向无链牵引及电牵引方向发展;进一步研究综采工作面可视化监测系统。     

路天煤矿1604综放工作面顶煤冒放性评价

放顶煤开采是利用采动支承压力的作用使煤体自然压裂破碎和跨落并从支架放煤口放出,因此,顶煤冒放性的好坏就成为该采煤法的关键所在。文章根据路天煤矿的煤层赋存条件,运用模糊数学分类方法,采用Matlab编程计算,并结合煤层强度、赋存深度、节理裂隙发育程度、夹矸厚度、煤层厚度和直接顶的充满系数6个因素,对该煤矿1604综放工作面顶煤冒放性进行了分析评价。评价结果表明,1604综放工作面顶煤冒放性好,对路天煤矿的生产实践具有一定的指导意义。     

特厚煤层综放工作面矿压显现规律分析

采用现场矿压观测和RFPA数值模拟方法对耿村煤矿易自燃特厚煤层综放工作面矿压显现规律进行了分析研究。结果表明,耿村煤矿12170综放工作面存在比较剧烈的矿压显现,老顶存在较明显的周期来压现象,老顶周期来压平均步距为16.06 m;整个工作面全长范围内,老顶来压具有明显的不一致性,即中下部和下部来压强度大,上部和中上部来压强度小;综放支架在回采过程中支护阻力充足,其可靠性较好,能够适应2-3特厚煤层综放开采的要求;RFPA数值模拟结果与现场矿压观测结果一致,表明了RFPA数值模拟方法应用于矿压显现规律分析的有效性。     

综采工作面全自动联合采煤机组的设计

为提高综采工作面的自动化水平和生产效率,提出了一种综采工作面全自动联合采煤机组的设计方案。该机组采用可视化计算机监控系统通过CAN总线控制组合开关、电牵引采煤机、液压支架、输送机、工作面沿线扩音电话及智能乳化液泵站等成套设备。实际应用表明,该机组实现了全套综采设备的远程、集中监控和管理功能。     

并列双U型通风方式下采空区瓦斯运移规律研究

为了更好地分析和掌握并列双U型通风方式下采空区瓦斯分布和运移规律,针对某矿综采工作面并列双U型通风系统的特点,建立了CFD模型,数值模拟了并列双U型通风方式下采空区瓦斯运移规律;分析结果表明,在综采工作面采用并列双U型通风方式,由于位于采空区上隅角附近联络巷的作用使采空区的大部分瓦斯可以随漏风进入辅助回风巷连续排出,使采空区和流经上隅角的瓦斯减少,有效解决了综采工作面瓦斯超限的问题。     

液压支架工作状态模糊识别系统研究

针对目前综采工作面液压支架压力监测系统只能监测综采工作面压力,不能对液压支架工作状态进行识别的问题,设计了一种液压支架工作状态模糊识别系统。该系统可对现有的综采工作面液压支架压力监测系统监测到的压力数据进行模糊识别,根据模糊识别输出值即可判断液压支架的5种工作状态,即降架、移架、升架、增阻、卸压保持;当液压支架处于增阻工作状态且增阻时间过长时,该系统可及时通知液压支架操作工增大液压支架压力,辅助实现顶煤破碎。测试结果验证了该系统的可行性。     

综采工作面自动化控制系统设计与应用

针对目前矿井综采工作面自动化采煤存在效率不高的问题,提出了综采工作面自动化控制系统的设计方案,介绍了系统的组成和功能。该系统可集中控制工作面设备,通过视频监视系统可对主要综采设备进行实时监控。     

综采工作面自动化系统集成研究

分析了综采工作面自动化系统已实现的功能及存在的问题,研究了综采工作面自动化集成方案,对现阶段实施综采工作面自动化具有指导意义。     

综采工作面尘源跟踪高压喷雾降尘装置的设计

针对综采工作面除尘效果不理想的问题,提出了一种综采工作面尘源跟踪高压喷雾降尘装置的设计方案。该装置工作原理:当安装在液压支架上某一位置的红外接收器检测到安装在采煤机机身上的红外发射器发射的红外信号后,该位置的高压喷雾控制器将相应的位置信息上传给主控制器,由主控制器将该位置信息下传给所有联机的高压喷雾控制器,高压喷雾控制器根据主控制器设定的程序和参数,判断是否打开其所带的电磁阀,再由电磁阀控制洒水喷头喷雾降尘。实际应用表明,该装置运行良好,达到了预期目标。