自动化大采高综放工作面关键技术探讨

介绍了液压支架自动控制、跟机自动化、放煤自动化、远程控制、照明及低照度摄像等自动化大采高综放工作面关键技术;分析了特定煤层条件下自动化大采高综放开采的适应性,认为自动化大采高综放工作面不仅可以实现采放平行作业,而且可实现年产1 500万t;介绍了自动化大采高综放开采技术存在的问题,指出未来的自动化大采高综放工作面将朝着高可靠性、智能型、减少人工干预的方向发展。     

综放开采覆岩导水裂隙带高度研究

为了对某工作面3煤层综放开采后的顶板水害防治提供理论依据,分别采用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的经验公式预计、数值模拟和井下仰孔分段注水法实测3种方法对回采工作面的覆岩导水裂隙带高度进行了研究,所得经验公式预计值为51.1,59.0m,数值模拟计算值为63.5m,实测值为65.4m;综合比较分析得出该地质条件下开采覆岩导水裂隙带高度为63.5~65.4m,山西组砂岩含水层位于导水裂隙带范围内,属于直接充水含水层,但裂隙带未波及石盒子组砂岩含水层与新近系松散含水层,正常综放开采不会对工作面涌水产生直接影响。     

厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测

综放工作面与单一回采工艺工作面不同,采用AQ 1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》预测综放工作面瓦斯涌出量时存在较大误差,且目前缺少厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测方面的研究,导致瓦斯治理技术依据性不强。针对上述问题,提出了厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测方法。通过分析厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出特点,确定了综放工作面瓦斯涌出来源,包括割煤、放煤、采空区、邻近层涌出瓦斯;针对不同瓦斯涌出来源,得出了相应的瓦斯涌出量计算公式,由此得到厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量计算公式。采用该方法对乌东煤矿及碱沟煤矿综放工作面瓦斯涌出量进行预测,预测值与实测值的误差均小于5%,满足实际生产需求。     

综放仰采工作面覆岩移动规律及支架工作阻力确定

综放仰采工作面覆岩运移规律与水平开采工作面有较大差别,顶板垮落频繁,为工作面支架的稳定带来了极大的考验。现有对综放仰采工作面安全开采的研究主要集中在仰采角度变化对覆岩运移规律的影响上,对顶底板受力特征缺乏系统的研究。针对以上问题,以瑞隆矿8102综放仰采工作面为背景,采用UDEC数值模拟软件分析了综放仰采工作面不同推进距离下覆岩运移规律及顶板破断特征:在仰斜开采中,受倾角和开采方式的影响,底煤应力最为集中,工作面具有明显的初次来压和周期来压特征,与近水平煤层综放工作面相比,周期来压步距明显减小,上覆岩层峰值强度相对较低,顶板不易形成结构,来压较频繁,矿压显现较剧烈;8102工作面直接顶初次垮落步距为25m,基本顶初次来压步距为40m,周期来压步距为10～15m。利用顶板-支架力学关系确定支架工作阻力的计算方法较为繁琐,很多方法应用于工程现场不具有实用性,对比了目前几种常用支架工作阻力计算方法的优缺点及实用性,并根据8102工作面实际工况确定了动载荷计算法为最适合的支架工作阻力计算方法,具有计算结果精确且参数容易选取的特点,确定了该工作面的支架最大工作阻力为6 359kN/架,工作阻力大于7 066kN的支架即可满足该工作面支撑要求。工程应用结果证明了利用动载荷计算法计算8102工作面支架工作阻力的正确性。     

液压自移式胶带机尾牵引装置成功研制并应用

<正>随着开采的推移,煤矿采煤面接面胶带机尾要随时牵引。通常情况下,胶带机尾采用回柱绞车牵引方式,但绞车每隔一段时间就需要挪动位置,操作复杂,耗费人力,在一定程度上影响了生产的连续性,且容易造成钢丝绳伤人事故。针对该问题,山东能源集团有限公司赵官能源有限责任公司研制并投用了液压自移     

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。     

开采厚度对沿空掘巷围岩稳定性的影响分析

目前大多煤矿根据平均开采厚度来确定煤柱宽度,进而指导沿空掘巷,然而煤层在形成过程中受各种因素影响,存在同一煤层厚度变化较大的情况。针对综放工作面煤层开采厚度变化大,导致沿空掘巷围岩变形差异大及破坏机理复杂等问题,采用FLAC 3D软件建立巷道模型,分析平均开采厚度下的围岩变形和破坏规律,并确定合理的煤柱宽度:平均开采厚度为18 m时,在实体煤帮侧,煤体内支承压力峰值与煤柱宽度呈正相关,且煤柱宽度大于8 m后,支承压力增长幅度变缓,因此合理的煤柱宽度应为8 m。在煤柱宽度确定的情况下,研究开采厚度对沿空掘巷围岩稳定性的影响,结果表明:煤柱宽度为8 m时,随着开采厚度的增加,顶板剪破坏面积增大,覆岩变形范围与顶板下沉量增大,但两帮剪破坏面积和两帮移近量减小;当煤层开采厚度小于18 m时,煤柱内支承压力峰值与煤层开采厚度呈负相关;当煤层开采厚度大于18 m时,煤柱内支承压力峰值与煤层开采厚度呈正相关,但增长幅度较小。根据数值模拟结果得出结论:开采厚度的增大对沿空巷道两帮的围岩控制有一定益处,但对顶板维护不利,对开采厚度较大的部位应及时补加锚杆进行强化支护。现场实际应用验证了本文研究的可靠性和有效性。     

基于EMD特征提取与随机森林的煤矸识别方法

基于振动信号辨识是实现综放开采煤矸识别的有效手段,现有方法在识别准确性和有效性方面有待进一步研究。提出了一种基于经验模态分解(EMD)特征提取与随机森林(RF)的煤矸识别方法。采用加速度传感器及数据采集仪采集了某综放工作面煤和矸石冲击液压支架尾梁产生的振动信号,分别对2种信号进行EMD,得到一系列本征模态函数(IMF);根据EMD结果选取有效IMF,分别提取IMF能量、峭度、矩阵奇异值及对应熵作为特征向量,采用各特征向量独立训练RF模型,根据各RF模型对测试样本的识别结果筛选特征向量,并建立特征数据集;采用特征数据集训练RF模型,采用训练好的RF模型实现煤矸识别。测试结果表明:该方法对200组煤矸测试样本的识别准确率达96.5%,且当RF模型中决策树数量设置为100或150时识别准确率最高,对测试样本进行特征提取与识别的耗时不超过0.2s,满足综放工作面煤矸识别准确性和实时性要求。     

基于开关运放技术的低压带通滤波器设计

探讨了基于开关运放(switched-opamp)技术实现全差分开关电容滤波器设计.此滤波器的设计采用0.35μm CMOS工艺,电源电压为1V,采样频率为5MHz.可关断的运算放大器作为滤波器的核心采用了新的共模反馈电路形式,降低了电路的复杂性,提高了采样频率.该设计采用了TSMC 0.35μm工艺模型进行仿真通过.     

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。     

短讯

新汶矿业首创深井高压截积水及安全评价技术　　日前,山东新汶矿业集团汶南煤矿深井高压截积水工程及安全性评价技术体系研究通过了省级鉴定,专家认为,此技术属国内首创,达到国际领先水平。由于其它矿井在浅部煤层及河道两岸开采,开采过程中产生的矿井水通过边界裂隙进入汶南矿西部采区,使此处平均涌水量达14～15m3/min ,最高涌水量达36m3/min ,占矿井涌水量的6 5 % ,每到汛期更是对矿井构成威胁。为此,汶南煤矿在西部采区实施构筑水闸墙为主的大深度高压截积水工程,采用特殊施工技术构筑14道水闸墙,将西部采空区封闭,把- 40 0水平的涌水堵…     

山东能源新汶矿业集团黑沟煤业公司投用井下救生舱

<正>山东能源新汶矿业集团在陕西省开办的黑沟煤业公司已正式投用一台可移动式救生舱,这是目前陕西省煤炭行业投入使用的第一台井下救生舱。该救生舱外表看上去像一截火车车厢,长为9 m,高为1.8 m,宽为1.8 m,分为过渡舱、生存舱和设备舱舱内系统完善由安全防护系统、氧气供给保障系统、通信系统、生存保障系统等大系统组成。救生舱     

瓦斯抽放管路系统的设计及其设备的配套选型

以某高瓦斯矿井建立瓦斯抽放系统的实践为例,介绍了瓦斯抽放系统中瓦斯抽放管路系统的设计,即管路敷设路线的设计、瓦斯抽放管径的选择、管路阻力的计算;并根据管路阻力的计算结果及瓦斯抽放泵的选型原则,给出了瓦斯抽放泵的选型设计。实际应用表明,该矿采用瓦斯抽放系统后未出现瓦斯超限现象,瓦斯抽放率达到46%。     

基于随机森林的综放工作面煤矸图像识别

针对目前综放工作面煤矸图像识别方法存在的参数调节难度高、预测准确率低、易过拟合等问题,提出了一种基于随机森林(RF)算法的综放工作面煤矸图像识别方法。以担水沟煤矿6203综放工作面为工程背景,采集放煤口的煤矸图像并对其进行裁剪、灰度转化、对比度增强、图像滤波预处理;采用灰度-梯度共生矩阵提取出15个煤矸图像纹理特征;采用RF算法对15个煤矸纹理特征的重要性进行排序,并选取前5个实现降维处理,分析降维前后RF算法对煤矸图像的识别效果。结果表明,在决策树个数为150、采用log2^M+1方法计算每次分裂时的特征数情况下,降维后RF模型的煤矸分类准确率为97%,比降维前提高4%,煤矸分类查准率为0.98,查全率为0.96,且袋外错误经50次迭代达到9%,泛化能力更强。     

塔山矿不同宽度面间煤柱条件下的综放面回采矿压

综放面回采矿压及巷道支护是实现煤矿安全开采的关键,但不同宽度面间煤柱条件下的综放面回采矿压存在很大的差异。本文以8101小煤柱综放面、8204小煤柱综放面和8214大煤柱综放面为例,分析回采过程中正常段周期来压、见方区域周期来压和混凝土墙及巷道变形特征。实验结果表明,小煤柱综放面在二次见方期间出现明显的来压情况,回采至初次、二次见方附近会出现明显的巷道两帮挤压变形现象;大煤柱综放面的周期来压步距明显小于小煤柱综放面,且综放面来压时支架工作阻力增大。     

矿用电缆卷放车电动机交叉耦合控制方法

为提高矿用电缆卷放车电动机组的工作精度,针对排线电动机和卷筒电动机运行控制中的负载扰动与转速调节等问题,提出了一种矿用电缆卷放车电动机交叉耦合控制方法。采用果蝇优化算法(FOA)对电动机交叉耦合控制模型的PI参数进行寻优,并以ITAE函数作为评价指标衡量参数优化性能。仿真分析结果表明:与遗传算法(GA)相比,采用FOA进行PI参数寻优收敛速度更快,误差更低;用FOA进行PI参数优化后,交叉耦合控制模型可在20ms内完成电动机转速调节,调节速度快,收敛精度高,且具有良好的稳定性;施加干扰后,电动机能够快速跟随响应,验证了电缆卷放车电动机交叉耦合控制方法具有较好的抗干扰性及跟随性。     

高效统一的倍福嵌入式控制平台使能源管控系统升级

前言 在我国大力推行的节能和环保的能源战略下,山东济宁城市规模不断扩大,旧的蒸汽供热系统的供热距离短,热损失大,安全性差等缺点日益呈现。山东聚源集团济宁东郊热电厂承担了对老城区供热系统改造及新城区供热系统统建的任务。该集团结合热电厂热源充足的自身优势,采用高温水集中供热方式对辖区1000万口范围实现统一供热、统一计费、统一管理,所有功能实现高度自动化。     

智能化综放工作面顶煤厚度探测方法

提前探测综放工作面顶煤厚度可为精准控制放顶煤提供依据,有利于实现放煤采出率和煤质的平衡。通过分析探地雷达探测煤岩界面及煤层厚度的原理,设计了一种用于探测顶煤厚度的探地雷达装置,进一步提出了基于探地雷达的智能化综放工作面顶煤厚度探测方法:通过探地雷达装置发射和接收雷达脉冲波,接收信号经放大、采样、积分等处理形成雷达帧,通过WiFi方式实时传输至无人采煤机控制单元,最终传输至集控室控制台,由煤岩分界面提取软件处理、分析反射信号波形与灰度图,根据反射信号最大幅值与最小幅值确定煤岩分界面位置,通过最大或最小幅值位置与雷达脉冲发射起点的时间差计算出煤层厚度。在王家岭煤矿12309综放工作面对该方法进行测试,结果表明:某处雷达反射波灰度图解释的顶煤厚度探测结果为3.383m,与人工测量的实际值(3.16m)误差为7%;可探测最大顶煤厚度为5m,最大探测误差不超过10%,满足实际探测需求。     

综放开采见方构造区冲击危险性分析及防治研究

目前针对综放工作面的冲击危险性分析只是从单一地质构造或见方效应因素考虑,而冲击地压矿井的开采条件一直变化,影响因素复杂多样,需要具体分析综放开采条件下地质构造与见方效应耦合区域内的冲击危险性。以胡家河煤矿401111工作面为工程背景,采用微震台网监测技术获取了见方构造区内微震事件能量及频次分布特征,研究了见方构造区的冲击危险性,得出以下结论:(1)见方构造区冲击危险性高,区域内断层及褶曲分别影响煤层连续性及变形特征,致使构造应力异常。(2)上覆岩层压力伴随工作面开挖逐渐向煤层转移,区域内静载荷集中程度显著,工作面推进过程见方效应致使顶板活动频繁,导致较高水平的集中动载荷。(3)见方效应与地质构造联合作用时,工作面近场煤体内集中静载荷处于最高水平,远场集中动载荷扰动最频繁,两者耦合作用下的区域冲击潜在风险极大。针对见方构造区存在的冲击危险性,从空间维度由上及下对见方构造区的3个层位采取了具体的防治措施:(1)厚硬顶板断裂会产生较高水平的动载荷,对其进行预裂爆破,降低顶板与相邻采空区的联通活动。(2)工作面间煤柱及实体煤受上覆岩层的压力影响,静载荷集中程度高,实施大直径钻孔卸压,降低煤帮完整性支承压力向深处煤层转移。(3)对底板实施大直径钻孔+爆破卸压技术,阻断帮部支承压力向底板转移路径,降低巷道底鼓变形。工程实践结果表明,该防治措施卸压效果良好,见方构造区内顶板周期来压步距缩短,基本在15m以内,工作面微震事件能量均小于104 J,无大能量事件发生,可为同类型矿井条件的冲击地压防治提供参考。     

直放式四管收音机

本文介绍的这种直放式四管收音机具有两级高放和两级低放。其中第一级高放采用场效应管,具有输入阻抗高、动态范围大、噪声系数小的优点。该机与一般采用双极三极管的直放式收音机相比,具有灵敏度高、选择性好、音质优美、低噪声、高保真的特点。电路原理