煤水输送及分离技术研究和应用

随着国家对煤矿安全文明生产的要求的不断提高,抽采巷道煤水处理作业对矿井环境的影响、工人的劳动保护、水资源的循环日益重要。研制了具有自主知识产权、高效、自动化程度高、适宜在煤矿抽采巷道使用的煤水分离处理系列装备,该技术解放了生产力、提高了打钻开机台数和开机时间及打钻效率,加快了工作面接替速度,间接创造了巨大的经济效益。研究对提高抽采巷道煤水分离处理的作业质量和工作效率、改善煤矿巷道环境、保护工人身体健康,具有显著的实际意义。     

煤矿自动化系统的几点分析

煤矿自动化可大幅度提高煤矿生产效率,提高生产设备的可靠性和安全性,节约能源和人力资源等。文章主要介绍了煤矿自动化实现的目标与前提,系统构架的接入层、控制层和信息层。     

轻便型井下运输巷道锁车装置研制与使用

介绍一种新型煤矿井下运输巷道拉放车用锁车装置,该装置轻巧利于携带,操作方便,锁车效果好,减轻了煤矿井下运输巷道作业人员在拉车过程中因临时停车锁车带来的劳动强度,保证作业人员人身安全,加快煤矿井下运输巷道拉车速度,提高工作效率,有效地促进了煤矿安全生产。     

关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见

正煤矿井下作业人员数量是衡量一个煤矿生产系统复杂程度、现代化水平和事故风险大小的重要标志之一。近年来,我国煤矿生产规模和集约化程度不断提高,装备和管理水平不断提升,井下用人数量总体下降,煤矿安全生产形势明显好转。但一些煤矿安全基础依然薄弱,机械化和自动化程度不高,系统复杂,超能力、超强度开采,采掘工作面数量多,井下作业用人多,不仅效率低,而且安全保障程度不高,     

基于PLC控制的副井操车信号系统

副井操车及信号系统在整个煤矿生产中占有主导地位,其运行状况的好坏,直接影响着整个煤矿的产量。开滦(集团)钱家营矿业分公司的副井大罐操车旧信号系统已不能满足提升需求,因而选用了西门子公司S7-300系列PLC及通信模块组成控制网络进行技术改造。介绍了改造后新信号系统的功能、工作原理以及PLC控制在副井提升和操车自动化控制系统中的应用情况。PLC系统的应用,降低了工人劳动强度,生产效率明显提高。     

ZY45LK型自动化连续换杆车研制

针对大功率自动化定向钻机配套钻杆质量大、钻杆仓储存钻杆数量有限、工人装填钻杆劳动强度大、作业效率低的问题,研制了一款移动灵活、携杆量大、巷道适应性强、上/卸钻杆效率高的ZY45LK型自动化连续换杆车,并对换杆车的钻杆箱、上杆装置、操作台等关键技术及工作流程进行了研究。结果表明,换杆车结构设计合理,电液控制系统稳定可靠,大幅提高了大功率自动化定向钻机连续上/卸钻杆的施工效率,为进一步提高钻探装备的自动化、智能化水平提供可靠的装备保障。     

深井强突出煤层石门揭煤区域防突技术

矿井深部高地压石门揭穿强突出煤层是煤矿安全生产中一大难题。通过对石门揭穿强突出煤层位置实施多角度区域性大面积打钻、卸压,采取立体网格式抽放,并严格执行"四位一体"综合防突措施,加强高地压揭煤顶板控制,按照正规循环作业渐进式逐步逼近、安全揭开强突出煤层,为矿井向深部开拓石门揭煤防突工作提供了借鉴。     

棋盘井煤矿带式输送机综合联锁自动化控制技术研究

为了提高矿井带式输送机的运输效率,开发研制一套安全性高、实用性强、具有先进性特点的综合自动化控制系统。其满足煤矿企业对自动化的要求,把独立的带式输送机控制系统融合,形成煤流控制,并且设置监控点,对带式输送机图像进行智能分析,构成一个完整的操作、调度、监控于一体的综合联锁控制系统,达到提高生产效率、减少故障处理时间、降低事故率、减少现场人员及减轻工人劳动强度、保障矿井安全生产的目的。     

机械水力一体化扩孔技术的应用研究

基于阳煤矿区3号煤层瓦斯含量高、煤层硬度大、透气性差、瓦斯抽采困难等技术难题,采用机械水力一体化扩孔技术与装备进行扩孔卸压抽采瓦斯。该技术装备具有适应煤层硬度大、工艺参数可控性强、造穴卸压效果好等特点,在新景煤矿和新元煤矿进行了现场试验。通过对施工工艺和装备的不断改进,使得在3号煤层赋存条件下造穴效率提升4倍以上,单孔瓦斯抽采效果明显提升,为矿井安全生产提供了安全保障。     

六臂掘锚机的设计研究

六臂掘锚机是集掘进、临时支护、顶帮锚杆锚索支护于一体的高端装备,适用于大中型煤矿复杂地质条件下的掘锚一体化作业,实现快速掘进。六臂掘锚机截割后直接进行支护作业,支护及时,支护作业在超前支护下,并有独立支护工作平台,安全性高,操作空间大,人员操作方便;支护作业机械化,打钻机构扭矩大,一次预紧到位,无需二次预紧,支护效率更高。六臂掘锚机是煤矿安全高效开采的迫切需求装备。     

强突煤层底板穿层钻孔高效成孔技术

底板穿层钻孔施工安全、应用范围广泛,已成为我国煤矿突出煤层瓦斯治理的有效方法之一,但在实施中,由于受到配套设备及工艺的因素制约,很难达到快速、高效的成孔要求。而底板穿层多列钻孔成孔技术借助于新型的多自由度、快速对孔调角钻机及工艺,具有消突、卸压效果好、钻进效率高等优势,采用该技术在淮北芦岭煤矿Ⅱ 883运输巷对8号、9号强突煤层消突,瓦斯压力大于4 MPa,共施工5组60个钻孔,钻进效率提高1.3倍,瓦斯抽采纯流量提高30%,瓦斯抽采浓度超过95%。     

煤矿智能连采工作面建设方向研究

连采掘进主要应用在煤矿双巷快速掘进系统中,完成煤矿井下大巷、顺槽、切眼、回撤通道及联络巷道的施工工作,后配套设备有梭车、锚杆机、给料破碎机、带式输送机、铲车等,采用连采机掘进、梭车运煤、锚杆机支护、破碎机转载、胶带机运输、铲车清煤及辅助运料的施工工艺。为了积极响应国家煤矿安全监察局关于智能矿山建设相关要求,不断提升掘进工作面自动化、智能化水平,结合现阶段连采掘进工作面生产作业现状,提出了基于连采机远控割煤、梭车自动运行、锚杆机自动钻锚、破碎机自动运行、局部通风机智能变频控制、分散设备集中控制的智能连采工作面建设方向,促使掘进工作面不断向无人、少人、自动化、智能化方向发展,改善工人作业环境,提高掘进效率。     

高瓦斯低渗透煤层冲孔造穴卸压增透技术及装备应用

针对我国高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采困难、极易导致煤与瓦斯突出的现状,分析了现有煤层瓦斯抽采的各种技术措施,研究了冲孔造穴的卸压增透原理,指出冲孔造穴是实现高瓦斯低透气性煤层卸荷增透的关键技术,并对我国水力冲孔造穴技术装备的研发进展进行了系统总结分析。在寺家庄煤矿和平煤八矿开展典型现场试验结果表明,采用目前广泛应用的煤层水力钻冲一体化装备和煤层机械扩孔一体化装备能够高效进行高瓦斯煤层扩孔造穴,降低煤层钻孔施工量,提高煤层透气性系数23.9倍以上,提高钻孔瓦斯抽采浓度和纯量在2倍以上。     

矿井随钻三维轨迹监测技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。分析了随钻钻孔三维轨迹测量技术,通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度的精确测量和对钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。大量的数据采集与施工验证表明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,能够避免钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

松软高突煤层钻孔施工防垮孔、喷孔技术研究与应用

当东风煤矿M9煤层采用顺层钻孔作为区域煤与瓦斯防突措施钻孔时,在施工中出现垮孔、喷孔等现象。通过分析施工原因,调研该类煤层钻孔施工预防垮孔、喷孔设备及措施,选择使用三棱钻杆、防喷钻杆及孔口防喷装置,在保证施工现场安全的同时,有效提高了钻孔施工进度。研究为松软高突煤层钻孔施工提供了可行的思路。     

新型手持式气动钻机的研究

论述了新型手持式气动钻机的技术方案和主要技术指标及其工作原理,介绍了该钻机的结构特点及性能检验和工业性试验情况。钻机的研制成功为煤矿实施防突孔和校检孔等一些浅孔施工提供了可靠的安全装备。     

基于PLC的矿井钻机控制系统设计

为了适应煤矿装备的智能化、自动化潮流,以某型矿井钻机为研究对象,对矿井钻机主要结构进行分析,基于CAN总线、PLC及PID设计了矿井钻机控制系统,并对控制程序进行研究。结果表明,该系统能较好地实现对矿井钻机自动化和智能化控制,为矿井钻机及其他煤矿装备控制系统设计及智能化升级提供理论依据及技术参考。     

基于S7-1200 PLC的矿用电缆卷放车自动控制系统设计

为了制造千米级露天矿用电缆卷放车,解决现有卷缆装置自动化程度低、安全系数低、可容纳电缆米数短等问题,提出了一种基于S7-1200的电铲用千米带电电缆卷放车电气控制系统,分别从系统控制需求分析和实现原理、系统机械结构、系统设计及功能实现、监控界面开发4个方面进行了阐述。详细介绍了其电气控制系统,系统由传感器、液压驱动系统、集控中心控制系统、行走卷缆子系统、自动排线子系统、压紧电缆子系统及其上位机组成,以S7-1200为主控制器处理传感器模拟量信号,并根据结果逻辑控制各子系统顺序启动。阐明了系统的硬件设计和软件实现,实现了长距离自动收放电缆、匹配电铲车行走、智能化多层布线、工作状态远程监测监控及故障报警功能,推动了矿山机电设备的智能化发展。     

煤矿水力冲（钻）孔煤水分离及水循环利用成套装备设计

将煤矿抽放巷水力冲（钻）孔排出的煤水混合物导出后,为克服煤水混合物流量波动的影响,以液下渣浆泵压力水为动力通过文丘里射流器,将煤水混合物输送至脱水筛,对煤泥和水强制分离,煤泥从脱水筛出料口排出,自动装袋;水排入下部水箱,由泥浆泵吸入后作为水力冲（钻）孔用水源循环使用,优化出最佳工艺流程和最佳工艺参数,选用合适文丘里射流器,设计出能实现该工艺的包含脱水筛、（含自动装袋机构的）接煤装置、液下渣浆泵、专用泥浆泵、液压系统、水箱以及附件的成套装备。     

严重突出煤层穿层钻孔“钻冲筛运”一体化瓦斯治理技术研究与应用

鹤煤公司八矿地质构造复杂、断层褶曲发育,尤其井田深部断层多,并且煤层透气性低且松软,打钻塌孔、喷孔严重,瓦斯抽放效果不好,给煤炭开采和瓦斯综合治理带来了困难。针对鹤煤公司八矿穿层钻孔瓦斯治理技术措施进行井下现场探索与研究,通过在3205底抽巷经过多次技术方案论证、实践,摸索出一套钻冲筛运一体化整套技术流程,并分析高压水力冲孔瓦斯涌出特征、有效影响半径。通过采用高压水力冲孔、振动筛选、转载装运,提高了水力冲孔效果和效率,改善了工作环境。