基于粒子群算法的井下采选充系统节点选址研究

井下"采煤—分选—充填"一体化生产模式是可以减少矸石提升与地面排放同时控制地表沉陷的绿色开采模式。为优化井下采选充煤矸物流输送系统空间布局,建立典型采选充物流系统模型,研究了井下采选充生产系统煤矸物流的运行特征及互馈联动关系;基于改进的粒子群算法建立物流系统节点选址决策模型,实现了复杂因素作用下的物流系统节点自动选址。研究发现:粒子群算法在采选充系统节点选址输出时,收敛速度快,寻优精度高,在求解多变量可行性解问题上效果好,能有效提升大规模井下复杂环境下节点选址的求解效率。研究成果应用于山东能源集团新巨龙煤矿井下采选充煤矸物流系统优化,为现场采选充系统关键硐室的选址提供了参考依据。     

煤矸石井下原位智能分选充填技术研究进展

传统井下煤矸石需运输至地面处理,不仅占用地面国土空间、自燃或雨水淋滤造成大气与环境污染,而且长距离无效运输造成的能源消耗问题已成为制约煤矿低碳发展的关键瓶颈。为实现煤矿矸石不出井,从煤炭生产源头减少碳排放与单位产出能源资源消耗,实现煤炭的绿色低碳智能开采,回顾了煤矸石井下分选充填技术现状及智能化进展,并在此基础上展望煤矸石井下分选充填技术发展趋势,提出了煤矸石井下原位绿色智能分选、充填新方法,详细阐述了煤矸智能分选机及新型充填液压支架的结构及原理,以最大化缩短矸石无效运输距离。为处理采煤工作面矸石,预防煤岩动力灾害,提出了包含少矸化智能开采系统、原位智能分选系统、工作面矿压反演系统、精准科学充填系统四大子系统的煤矿井下采选充智能一体化系统,并探讨了各子系统间的新环逻辑关系,以形成采煤利于分选、分选利于充填、充填利于采煤的良性循环。为处理掘进工作面矸石,提出了包含智能快掘系统、智能分选系统、煤矸分运系统、智能充填系统四大子系统的煤矿井下掘选充智能一体化系统,并对各子系统所负责工作及智能化实现进行了阐述。所提出的新工艺有望实现煤矿矸石不出井,并为煤矸石原位智能分选充填方法及采选充一体化系统...     

井下机械化煤矸分选充填采煤技术分析与应用

为解决矿井极薄煤层保护层开采过程中原煤含矸率高、矸石运输压力大、矸石堆积和地表沉陷等难题,在工程实践的基础上研究了井下煤矸分选系统与充填采煤系统的运行机理,分析得到了制约充填效果的关键因素及其控制措施,并系统阐述了井下采掘、煤矸分选和充填开采一体化技术的系统布置及其特点。工程实践结果表明,经井下洗选得到的精煤与矸石分别进入煤仓和充填采煤系统,原煤灰分由70%降至25%,极薄煤层单一回采工作面每年多回收煤炭资源3万t、节约运费405万元,同时有效地控制了地表沉降和矸石堆积,经济、社会与环境效益显著。     

煤矿井下干法洗选系统设计

根据我国缺水地区的煤炭洗选特点,对煤炭井下干法洗选系统进行了初步设计,革新了传统地面洗选观念,将井下洗选-矸石充填技术一体化,以解决矸石污染和地面塌陷问题,实现真正意义上的"绿色开采"。     

深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术

深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采“四高一扰动”的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出深部煤炭资源采选充绿色化开采构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选与矸石就地充填一体化生产系统,形成深部煤炭采选抽充防协同生产模式,实现深部煤炭及伴生资源的安全高效及绿色开采。该构想的初步技术体系已基本形成,并在平煤集团十二矿、开滦集团唐山矿等深部矿井建立了示范工程或基地。后续将继续深入开展深部充填开采岩层控制等6个基础理论方面的研究工作,创新采选充绿色化系统布置、自动化充填、物料大流量输送、煤矸智能分选等7项关键技术,形成深部煤炭资源采选充绿色化开采的系列理论与技术体系,为实现深部资源绿色化开采提供可靠基础。     

煤矿矸石井下分选协同原位充填开采方法

煤矿开采伴随着矸石等固废排放和采场矿压与地表沉陷控制问题,推进煤矿绿色开发将是从源头上保护矿区生态环境的重要手段,统筹考虑煤炭采掘、原煤加工和固废排放的关系对于建设绿色矿山尤为重要,而煤矿井下采-选-充协同将是从根本上解决上述问题的技术途径。基于此,在充分考虑采煤、分选和充填基础上,以井下分选为核心,围绕充填开采方法构建了煤矿矸石井下分选协同原位充填开采模式,阐述了煤矿井下采、选、充系统的时空协同关系,揭示了"就近分选+原位充填"的科学内涵,实现了充填能力与分选能力匹配、采充系统与分选系统布置、采充工艺与分选工艺组织和矸石物流运输与调控4个方面的协同;提出了实现不同目标层次的煤矿矸石井下分选协同原位充填开采技术体系,主要包括全粒级分选、煤矸分离和毛煤排矸3个不同等级的井下煤矸分选技术和实现采场矿压与地表沉陷控制、矸石处理和资源回收不同目标的井下原位充填技术2个方面;分析评价了新型跳汰分选、旋流器分选、重介浅槽分选、动筛跳汰分选和γ射线分选5种井下煤矸分选方法的适用性,给出了煤矿矸石井下分选方法选择流程,确定了煤矿矸石井下分选系统及巷硐布置要求,探讨了煤矿井下全粒级分选的发展方向;提出了全采全充、全采局充、局采局充和局采全充4种典型充填开采方法,明确了4种典型充填开采方法的定义、系统布置及技术优势,形成了充填开采方法选择流程,进一步对比分析了4种典型充填开采方法的地表沉陷与采场矿压控制效果。研究成果为实现煤矿煤炭开采、井下分选和矸石处理集约化提供技术借鉴,进一步丰富我国煤矿绿色开采的技术体系。     

煤矿井下采选充采一体化工艺与技术研究

本文提出煤矿井下采选充采一体化生产模式,阐述了煤矿井下采选充采一体技术内涵,研究了采选充采一体化生产技术的系统布置和工艺设计。形成高效的井下煤矸分选和采空区充填技术,实现全部矸石于井下充填与开采建筑物下压煤及地表沉陷的有效控制的目的。     

煤矿井下矸石充填巷道置换采煤技术

针对建筑物下煤炭资源回收和矸石井下处理等问题,提出矸石充填采煤的研究思路及井下充填方案并构建了充填系统,将现有的胶带运输机改进成机尾驱动式的运输矸石胶带机,并利用矸石充填机充填巷道。通过利用废弃的岩巷布置充填系统减少了充填系统的岩石工程量降低了工程费用。     

井下矸石充填系统方案研究

为实现煤炭绿色开发利用,建设绿色矿山,解决矸石对生态环境的污染问题,霍州煤电集团某新建矿井采用机械化矸石充填技术,在井下设置一套完整的固体充填系统及煤矸石分选系统,井下掘进矸石不升井和初选煤矸石一起充填采空区,地面设置膏体充填防灭火系统,选煤厂的洗选矸石与粉煤灰、水泥等制备成浆料进行采空区防灭火注浆。该方案减少了矸石的无效运输,实现了井下矸石不出井,不可利用矸石全部返井,解决了矸石的污染问题,对类似矿井具有一定的参考意义。     

井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术

在总结综合机械化固体充填采煤技术研究进展的基础上,提出实施煤矸井下分离的现实需求与意义,并着重综述了煤矸选择性破坏法、重介质选煤法、动筛跳汰法等常用井下煤矸分离方法的技术原理、系统及关键装备,提出了井下煤矸分离与固体充填采煤系统设计的基本原理。结合唐山煤矿存在"三下"压煤开采、矿区环境保护以及煤矸井下分离的工程案例,介绍了该矿"采煤→煤矸分离→矸石充填→采煤"闭合循环的采分充采一体化开采技术的基本原理、分离与充填系统设计及实际工程应用效果。研究表明:井下煤矸分离与矸石充填技术的有机结合可实现矸石减排、井下洗选以及地表沉陷控制,是实现绿色开采的重要途径。     

固体充填采煤矸石下井系统设计研究

为了实现固体充填采煤运输系统中矸石从地面到井下的高效运输,设计了三种不同矸石运输方式,并以矸石垂直投放系统和矸石斜井运输系统设计为例,对矸石下井系统结构设计、矸石投放井关键参数计算等方面进行了详细论述,最后从源头减量的角度考量,探讨了井下煤矸分选联合布置设计方法。通过系统性的设计方法,建立了矸石下井系统多设计模式,为相似条件下固体充填采煤矸石下井系统设计提供了参考依据。     

鑫岩煤矿井下煤矸分选与充填开采一体化系统设计

为解决煤炭生产过程中矸石严重影响生态环境的问题,实现安全、高效、绿色开采。结合鑫岩煤矿井上、下生产系统和开采条件,确定鑫岩煤矿井下煤矸分选与充填开采一体化系统。针对系统中滚轴筛设备选型及布置、原煤仓和矸石仓容量、综采工作面充填能力及关键设备选型和地面矸石垂直投料系统管径选型进行了设计,为鑫岩煤矿实现绿色开采提供技术保障,为类似条件矿井的井下分选与充填开采设计提供借鉴。     

中峪矿井井下矸石分选充填系统设计

为了从源头上减少煤矿固体废弃物排放,实现绿色生产,根据中裕煤矿的矿井条件及采掘布置,采用了先进高效的井下矸石分选、井下充填方法,对井下分选和井下充填系统设计进行探讨,实施后可望实现矸石不出井,有效解决井下矸石出井排放问题,实现生态环境与经济效益的和谐统一,为相似条件下煤矿井下分选充填设计应用提供了可靠借鉴.     

矿井矸石零排放绿色开采技术探讨

基于井下煤矸分选技术、矸石充填技术,通过对井下煤矸的分选能力、充填能力与矿井生产能力匹配、矿井矸石产生量与井下充填空间平衡、井下矸石分选系统、充填系统与同矿井开拓开采巷道布置关系、垮落法开采与充填法协同开采、矿井产量保障程度等分析,探讨并提出了适用于不同生产方式下的矿井矸石零排放绿色开采技术。     

东曲煤矿矸石填充方案设计研究

基于东曲煤矿矸石场地选址难度增大,以及环保政策收紧对矿井生产的制约,本文通过技术革新建立了“地面洗选井下回填”一体化协作系统,将地面选煤厂水洗矸和井下煤矸石通过刮板输送机和推压装置完成了采空区的矸石填充,实现了矿井矸石的合理化处理,降低了固态废弃物在地面的堆积排放,改善了矿区周边的生态环境。     

综采工作面后部回填绿色开采技术应用研究

为解决煤矿开采带来的矸石堆积问题,以平煤十二矿己₁₅-31010采面为背景,研究出后部回填绿色开采技术,通过矸石运输系统将井下回采矸石运至洗选硐室,通过井下洗选系统（洗选设备、破碎设备）、井下运输系统运至工作面,再通过回填输送机回填到工作面采空区内,从而达到解决矸石污染的目的。通过该技术可以实现煤矸石采空区回填机械化和规模化,促使回填开采效率和效果的显著提高。该技术的成功实施能够为保护层开采效益扩展提供更多途径,大大减少了顶板事故和瓦斯超限事故的发生,可以推广应用到国内其他煤炭生产企业,给后部回填绿色开采提供一个新的、可行的技术方案。     

煤矿井下机械动筛跳汰机模糊逻辑控制

煤矿井下排矸和采空区充填技术是实现绿色开采的有效途径,机械动筛跳汰机作为井下原煤初选排矸系统的核心设备,其排矸控制系统的性能对提高煤矸分选效率至关重要。针对目前井下动筛跳汰机分选控制系统非线性、时变不确定性和纯滞后性等特点,对跳汰机控制系统进行了模糊逻辑控制设计,实现了排矸电动机转速的模糊化控制。在唐山矿进行了工业性试验,得到了3种工况下动筛内矸石量及排矸电机频率输出曲线变化规律。试验结果表明,使用模糊逻辑控制的排矸系统矸石层更加稳定,避免了破坏矸石层结构,提高了煤矸分选效率,达到了理想的排矸效果。     

KGX智能选矸机器人及随掘随采随填充工艺

传统的矸石外排导致的环境污染、无效提升成本高,人工选矸开采煤质差等问题日益突显.为减少乃至杜绝井下矸石外排,西安重装所属企业从智能选矸机器人入手,着力解决井下智能机器人研发及井下随掘随采随填充工艺的研究.通过分析主流的充填开采技术及常用的选煤方法,介绍了KGX智能选矸机器人工作原理及技术优势.分析认为,"采-选-充"一...     

东曲矿充填开采工艺技术研究

本文以东曲矿八采区8#煤层充填开采为实际工程背景,首先分析了该矿目前矸石排放及治理情况,并提出地面、井下矸石运输系统方案,进而对八采区首充28802工作面的充填工艺方案进行设计,通过应用充填开采技术可以达到较好的经济技术效果,并取得良好的社会效益。