音频电穿透三维反演在含/导水陷落柱探查中的应用

为精确探查含/导水陷落柱,实现含/导水陷落柱的三维立体解释,基于含/导水陷落柱与围岩的电性差异,利用音频电穿透探查工作面底板岩层富水性,对音频电穿透观测数据进行三维反演成像,得到电阻率变化情况。结果表明,应用音频电穿透三维反演可准确识别含/导水陷落柱空间位置、展布范围等,为煤矿防治水工作提供可靠参考。     

直流电阻率法在煤层底板水害监测中的应用研究

目前针对直流电阻率法在煤层底板水害监测中应用的研究成果主要集中于底板变形与破坏的电阻率响应特征上,对导水通道动态发育过程的电阻率变化规律研究较少。针对华北型煤田面临的底板承压水害问题,采用直流电阻率法对采动影响下的底板含、导水异常构造进行监测。首先,介绍了采煤工作面直流电阻率监测系统工作原理和基于电阻率三维反演的监测数据自动处理解释方法;然后,构建了底板突水过程监测地质模型,对底板含、导水构造发育过程进行数值模拟研究;最后,在煤矿井下开展了底板直流电阻率监测试验。数值模拟结果表明:根据电阻率三维反演结果可识别含、导水异常构造在测线走向上的展布范围;根据电阻率随时间的变化趋势可推断异常构造的发育情况,随着含、导水异常构造向上发育,低阻异常响应逐渐增强,低阻异常在垂向的展布范围逐渐增大。井下试验结果表明:利用直流电阻率监测成功捕捉了采煤工作面底板出水过程,电阻率出现异常变化的时间早于工作面实际出水时间;工作面涌水量增加之前,低阻响应表现出逐渐增强的变化趋势,与数值模拟结果基本一致;工作面出水后,低阻异常逐渐减弱。研究结果表明可利用直流电阻率法进行工作面水害预警,但要准确判断异常构造的发育高度还需结合其他监测手段进行综合解释。     

地下磁流体探测系统及其应用

通过采用自主研发的地下磁流体探测系统来解决矿区水害问题。地下磁流体探测系统通过探针接收地球内部向表发射的电磁波,应用现代信号分析处理技术提取地下水动态信息,裂隙信息等,有效解决矿区导水断层,老空区的探测和定性定量分析问题。重点解释地下磁流体探测系统的结构原理及其在矿区探测中的应用,通过在湖南浏阳文家市煤矿水害防治中的实际应用进一步证实该技术装置的有效性和可靠性     

顶板高位定向钻孔正向多级大直径扩孔技术

顶板高位定向钻孔是煤矿井下采动卸压瓦斯治理的重要手段,受钻进装备限制,顶板高位定向钻孔一次成孔直径小,需孔群布置才能达到良好的抽采效果。针对该问题,开发了先施工定向先导孔、再利用钻机回转钻杆带动孔内扩孔钻头对先导孔进行分级增扩的顶板高位定向钻孔正向多级大直径扩孔技术。基于等转矩原理分析确定了扩孔直径级配参数,研制选配了螺旋刀翼型组合式扩孔钻头、高强度高韧性扩孔钻杆、大功率定向钻机、高压大流量泥浆泵车等钻进装备。在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河矿W1304工作面进行现场试验,结果表明采用正向多级大直径扩孔技术可使顶板高位定向钻孔直径由96mm增大至153mm,工作面回采期间回风最大瓦斯体积分数为0.47%,直径153mm钻孔瓦斯抽采流量为直径96mm钻孔的近3倍,瓦斯抽采效果显著。     

青龙煤矿碎软煤层顺层定向钻孔钻进试验研究

针对青龙煤矿碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔深度浅、轨迹控制精度低及瓦斯抽采效果差等问题,在分析矿井瓦斯地质情况与预抽采方式现状基础上,介绍了采用空气复合定向钻进技术进行顺层定向钻孔施工的原理和关键技术,制定了钻场与钻孔设计、钻进装备和钻具组合选套、钻进技术要求总结的整体试验方案,并在21608轨道巷迎头钻场进行了顺层钻孔空气复合定向钻进试验。试验结果表明,采用空气复合定向钻进技术可实现碎软煤层内顺层定向钻孔施工,完成7个主孔和2个主分支孔,总进尺为3 929m,最大孔深达406m,300m以上钻孔成孔率达88.9%;试验钻孔瓦斯抽采体积分数均超过68%,平均单孔瓦斯抽采纯量超过1m~3/min,最大单孔瓦斯抽采纯量超过2.55m~3/min,抽采纯量是常规钻孔的10倍以上,瓦斯抽采体积分数提高了50%左右,钻孔成孔与瓦斯抽采效果显著。     

2001年度煤炭工业十大科技成果名单

1　煤炭生产矿井水害防治技术研究(1)淮南孔集煤矿复合水体下急倾斜Ａ组煤层开采水害防治方法试验研究 (淮南矿业集团有限责任公司 ) ;(2 )隐伏导水陷落柱水害预防与超前治理技术的研究 (皖北煤电集团任楼煤矿 ) ;(3)十三矿汝河下及承压水体上采煤方法的研究 (平顶山煤业集团有限责任公司、煤炭科学研究总院 )2　煤矿井下多媒体监视测控系统和胶带机运输地面集中控制系统研究 (中国矿业大学信电学院、兖矿集团兴隆庄煤矿 )3　神东现代化矿区生产建设技术 (神华集团有限责任公司、神府东胜煤炭有限责任公司 )4　新型煤巷锚杆支护成套技术(1)…     

浅谈煤矿过大陷落柱冒顶处理及预防措施

顶板冒落造成的人员伤亡、停产和设备损坏等事故,是煤矿生产的五大灾害之一。在我国煤矿的顶板事故中,掘进工作面冒顶事故占有较大的比例。以山西冀中某矿9102胶带顺槽掘进施工过陷落柱为例,在该事故中,出现大面积冒顶,导致无法正常施工,极大地影响了该矿工作面的安全生产。通过分析该冒顶事故,提出了相应的控制和处理方法,以确保工作面安全。     

遥感与地理信息系统技术在晋城矿区陷落柱探测中的应用

运用遥感和地理信息系统技术,对晋城矿区凤凰山矿进行了陷落柱分布预测。研究了陷落柱的遥感特征。从遥感图像中提取矿山环形和线性构造及热异常区;同时结合现有地质、采矿资料进行分析,总结陷落枉的分布规律。在此基础上,应用 ARC/INFO地理信息系统进行多因素复合分析,预测陷落柱的可能分布区,进而实施实地物探验证。结果表明,这种探测技术方案效果好,费用省。     

基于SPI总线技术的煤矿水害监测系统数据采集系统的设计

文章介绍了SPI总线技术及基于SPI总线技术的煤矿水害监测系统数据采集系统的设计,阐述了该数据采集系统的硬件和软件设计方法。实际工程应用表明,该系统能够适应煤矿恶劣工作环境,硬件电路设计简单、调试方便、抗干扰能力强,可靠性高。     

顺煤层超长定向钻孔钻压传递规律研究

为进一步增加顺煤层定向钻孔深度、提高超长定向钻孔钻进效率,分析了顺煤层超长定向钻孔钻压传递影响因素,包括钻孔轨迹、钻孔深度、孔内沉渣和钻遇地层;以保德煤矿2 570m顺煤层超长定向钻孔为工程背景,对复合定向钻进状态下钻压传递规律进行了研究。研究结果表明:①随着钻孔深度的增加,滑动定向钻进给进压力呈指数型上升,最终达到钻机额定给进压力,钻压传递效率降低;复合钻进状态下,随着钻孔深度的增加,复合钻进给进压力始终保持在较低水平,且远低于钻机额定给进压力,钻机回转压力近似呈线性增长,但低于钻机额定回转压力,钻压传递效率高。②泥浆泵泵压和泵量越高,排渣效率越高,钻具摩擦阻力越小,钻压传递效率越高,反之钻压传递效率越低。     

闭坑矿井矿界煤柱采动损伤及其安全性评价

闭坑矿井矿界煤柱受采动损伤后其隔水能力降低,易导致闭坑老空水破坏矿界煤柱进入相邻生产矿井,影响矿井安全生产。以淮北矿区两相邻矿井即闭坑矿井沈庄矿和生产矿井袁庄矿的矿界煤柱为研究对象,采用FLAC 3d数值模拟和理论计算方法,对沈庄矿S2Ⅱ313工作面和袁庄矿Ⅲ3142工作面矿界煤柱采动损伤区宽度进行研究,根据研究结果确定矿界煤柱采动损伤区宽度为13.1 m,表明矿界煤柱已被破坏,两相邻矿井边界煤岩层已不具备阻水能力。在此基础上对矿界煤柱安全性进行了评价,得出现有矿界煤柱存在渗水和溃水危险性,需采取布置阻水帷幕或注浆加固等措施。     

煤矿工作面无线全覆盖通信系统设计

根据煤矿工作面无线通信的需求,分析了现有工作面有线通信和无线通信技术的优缺点,提出了一种基于无线网状网和ZigBee技术的煤矿工作面无线全覆盖通信系统设计方案,并介绍了综合基站和WiFi网关的设计。测试结果表明,该系统能够满足工作面数据、语音、视频等不同信息的无线传输需求,实现了工作面无线信号的全覆盖。     

液压支架电液控制系统的急停功能设计

针对现有电液控制系统抗干扰性能较差的问题,结合煤矿井下综采工作面特点,提出了一种基于C8051F020单片机的液压支架电液控制系统急停功能的设计方案,介绍了急停功能的实现过程。该方案在采煤工作面出现紧急情况时,操作急停按钮可使整个工作面上的所有液压支架立即停止动作,并不再响应任何操作指令;在危险情况排除后,操作解停按钮就可以使采煤工作面恢复正常工作。功能调试结果验证了该方案的可行性。     

普通钻孔和定向钻孔联合预抽煤巷条带瓦斯研究

针对采用单一顺层普通钻孔或定向钻孔预抽煤巷条带瓦斯时存在普通钻机施工长钻孔易偏离轨迹、定向钻机施工成本较高等问题,以青龙煤矿21601掘进工作面为研究背景,提出了采用普通钻孔和定向钻孔联合预抽煤巷条带瓦斯。数值模拟结果表明:单钻孔预抽瓦斯时,抽采初期钻孔终孔位置处钻孔轴向瓦斯压力等值线呈“V”形分布,随着抽采时间延长,瓦斯压力“V”形分布逐渐平滑;钻孔径向瓦斯压力以钻孔为中心呈环状依次向外递增;预抽93 d时的有效抽采半径达3.80 m;普通钻孔和定向钻孔可分别有效控制煤巷两帮15 m和煤巷掘进工作面前方200 m范围内瓦斯。现场应用结果表明:普通钻孔和定向钻孔联合预抽时,瓦斯抽采总量平均值为19.86×10^3 m^3,瓦斯抽采体积分数平均值为53.5%,瓦斯抽采纯流量平均值为1.97 m^3/min,瓦斯抽采混合流量平均值为3.68 m^3/min,残余瓦斯含量小于8 m^3/t,瓦斯抽采效果良好。     

高产高效综采工作面无功补偿装置

在分析兴隆庄煤矿高产高效综采工作面供电问题的基础上 ,设计了一种矿用隔爆型高压无功补偿装置。该装置能根据系统无功功率和电压的变化 ,自动投切电容器组 ,达到提高功率因数、改善供电质量和节约能源的目的     

煤矿监控新技术与新装备

分析了2004—2013年全国煤炭产量、事故总量、百万吨死亡率和重特大事故变化情况:煤炭产量平均每年增长1.94亿t,事故起数平均每年减少337起,死亡人数平均每年减少551人,百万吨死亡率平均每年减少0.310。提出了低瓦斯和高瓦斯矿井宜选用热催化矿用甲烷传感器;煤(岩)与瓦斯突出矿井宜选用矿用激光甲烷传感器;回采工作面上隅角、掘进工作面、高冒地点、采掘设备、运输设备等宜采用矿用无线传感器,并通过无线输电解决矿用无线传感器供电问题;救护队超前有害气体探测、采空区气体探测、高冒顶板等人员不便到达的地点气体探测宜采用矿用气体遥测传感器;传感器自动调零适用于便携式气体检测仪和无线传感器。提出矿用分布式光纤测温系统监测采空区火灾的轴向布置和蛇形布置方法;煤矿井下胶带、电缆和电气设备火灾监测宜采用矿用分布式光纤测温系统。提出自动化采煤宜采用基于采煤模型的记忆割煤、远程控制方法;带式输送机节能控制宜选用激光胶带秤;矿井供电系统宜采用矿用光纤纵差保护和光纤闭锁综合防越级跳闸系统。     

煤矿安全远程监控系统的分析与实现

煤矿作为我国的主要能源之一,处于非常重要的地位,但煤矿安全形势不容乐观。国家对煤矿安全十分重视,这为煤炭安全提供了强有力的政府支持。目前,传统的煤矿安全监控系统都是相对独立的,不开放的。随着计算机网络技术的不断发展,基于Web的煤矿安全远程监控系统的实现成为可能,引入Web技术的煤矿安全监控系统,可以实时地监控煤矿安全,只要计算机可以联网,就可以随时随地监控煤矿,而不需要进入专门的实验室,而且该系统不仅可以在煤矿企业进行有效应用,还可以在采矿行业大面积推广,其社会效益非常巨大。     

无线Mesh技术在煤矿工作面通信系统中的应用

针对现有煤矿有线、无线通信系统难以在工作面应用的问题,提出了一种基于无线Mesh技术的煤矿工作面通信系统设计方案,主要介绍了该系统的结构、无线Mesh基站的设计及系统功能指标等。该系统带宽高,路由更新时间不大于10s,无线覆盖距离不小于1km,并可接入井下工业以太网,实现对矿井工作面的无线网络覆盖。     

煤矿自动化与信息化技术回顾与展望

目前,煤炭在我国能源生产结构中的占比为74.29%,在我国能源消费结构中的占比为71.26%,又是廉价、供应可靠、可洁净利用的能源,它与石油、天然气相比储产比最大,而核电、水电、风电等能源规模又无法与其相比,因此,煤炭仍将是我国的主要能源。"十一五"期间,煤矿安全监控、煤矿井下人员位置监测、煤炭产量远程监测、全矿井移动通信、无人值守远程监控技术及系统取得了突破和快速发展,在煤矿安全生产工作中发挥着重要作用。今后还需进一步加强传感器无盲区布置方法,基于煤矿安全监控系统的瓦斯、火灾、冲击地压等煤矿重大灾害预警技术,无人工作面遥控技术,本质安全无线通信与光纤通信技术,煤矿井下人员精确定位技术,煤矿井下生命探测技术,基于3D GIS的煤矿安全生产管理信息系统等的研究。