地下金属矿智能矿山总体规划

针对地下金属矿智能矿山建设中集成化程度低、共享性差和协同性缺乏等问题,提出地下金属矿智能矿山总体规划,包含规划目标、规划思路、系统架构和应用平台架构。以矿山生产业务流和数据流为线索,围绕生产技术、生产管理、过程管控和安全环保,规划覆盖全要素、贯穿全流程的智能矿山建设内容。生产技术协同平台促进生产技术协同作业流程化和规范化,生产管理平台确保生产管理及时性与共享性,智能开采装备与系统保障现场作业人员安全和设备跟踪调度,安全环保平台为管理低成本化和痕迹化提供了方法,三维可视化智能管控平台为数据集成可视化提供了手段。研究成果可为地下金属矿智能矿山规划、设计和建设提供指导。     

地锚施工在绞车基础中的应用

王石凹煤矿多年以来一直为浇筑固定绞车基础,但浇筑固定绞车基础工程量大,投资大,近年来,巷道坡度不大于10°时已被地锚绞车基础所取代,该工艺方便实用,便于操作,被我矿大规模推广,在我矿安全生产中起到重要作用。     

散体矸石力学参数标定与矸石山边坡稳定性分析

以李家壕煤矿矸石山为例,对矸石山边坡稳定性问题进行了较为全面的研究。对于散体矸石无法直接制作成样测试力学强度参数的问题,借助模拟软件PFC3D对散体矸石的力学参数进行了反演,通过侧限压缩试验和三轴压缩模拟试验测得了散体矸石的抗剪强度参数;利用试验所得抗剪强度参数,用FLAC3D数值分析软件对李家壕煤矿矸石山边坡进行了整体的剪切塑性区分析,得出潜在剪切破坏区域对工业广场安全性基本无威胁;二维稳定性分析得到的安全系数在1.2左右,该计算结果表明该矸石山边坡整体暂时处于较为稳定的状态,根据位移云图确定防护区域应该集中在上部2个台阶位置,能够有效避免局部失稳。同时为了保证长期的稳定性,结合矸石山的特点,提出了相应有效的治理措施。     

综掘工作面粉尘防治理论与技术研究进展

近年来,井下煤矿开采更加趋向于智能化与自动化,但井下掘进工作面仍然存在严重的粉尘污染。通过分析煤矿掘进工作面的粉尘防治理论的研究现状,总结了近些年掘进工作面粉尘防治技术的进展成果,为加强煤矿安全、一线工人职业卫生健康、升级煤矿井下清洁化生产方式提供理论指导。掘进工作面粉尘防治理论包括粉尘的产生与粉尘特性、粉尘在掘进巷道风流中的扩散及分布规律、润湿性和爆炸性以及粉尘沉降规律。同时,针对通风排降尘、喷雾降尘、泡沫降尘等在掘进工作面应用的局限性,提出在综掘工作面常用长压短抽通风的基础上,研究一种可以实现抽风和风机自身降尘2个作用的除尘风机的可能性,减少采煤机司机处的呼吸性粉尘浓度,从而改善采煤作业环境。     

煤岩识别技术发展综述

煤岩识别技术可为采煤机自动调高提供依据,是实现煤矿智能无人化开采的关键。现有煤岩识别技术包括图像识别、过程信号监测识别、电磁波识别、超声波探测识别、多传感器融合识别等。详细介绍了上述几种技术原理及应用现状：(1)图像识别技术目前处于实验阶段,主要涉及大规模煤岩图像数据标注和复杂地质条件下的识别问题。(2)过程信号监测识别技术可分析煤矿开采过程中的相关信号,识别潜在的煤岩界面信息,但需要解决信号噪声干扰和复杂煤岩界面识别问题。(3)电磁波识别技术和超声波探测识别技术已在实际煤岩界面探测中应用,但仍需要提高识别准确性和可靠性,尤其是对于复杂煤岩结构和界面情况。(4)多传感器融合识别技术需解决数据融合和匹配的难题,确保不同传感器之间的精确校准和可靠性,并验证其在实际应用中的可行性和实用性。针对上述问题,指出煤岩识别技术发展方向：(1)煤岩识别研究应着重提高算法的实时性和抗干扰能力,确保在特定条件下并兼有复杂环境干扰下也能准确识别煤岩,满足井下实际开采需求。(2)加强矿用传感器的研究,以提高其抗干扰性能,同时采用先进的视觉相机和智能设备,与传感器相结合,提高煤岩识别的精度和效率。(3)多种煤岩...     

矸石山岩体的抗剪特性试验研究

对李家壕煤矿矸石山进行实地勘察选点,对不同排弃时间段的矸石岩体进行原位剪切试验和室内大型剪切试验,分析了相应试验的矸石岩体剪切应力-剪切位移曲线规律,计算了不同压力级别下的峰值抗剪强度,并结合Hoek-Brown岩体强度准则分析黏聚力和内摩擦角试验值。结果表明：矸石的排弃时间越长,外部载荷影响次数越多,所处矸石山边坡堆积层位高度越低,矸石块体的胶结情况就越好,则矸石岩体滞后达到峰值强度,其抗剪强度就越大|原位剪切试验中矸石岩体呈剪切型摩擦剪切,与大型剪切试验的矸石块体剪切应力-剪切位移曲线都呈一定的线性规律,表现出峰值强度前阶段,随着剪应力的增加,以明显的弹性剪切变形为主|矸石原位剪切试验的黏聚力和内摩擦角都比大型剪切试验值大,Hoek-Brown岩体强度准则估计的黏聚力值都比试验值偏大,而内摩擦角估计值和试验值较为接近。该成果可为今后研究矸石岩体抗剪特性及矸石山边坡稳定性分析提供参考。     

掘锚机探放水钻机固定支架强度分析

针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷均是随着俯仰转角的增大,先增大后减小,在俯仰转角为0°时转矩最大。有限元计算结果显示关键部件伸缩轨道的和伸缩滑套的最大应力远小于所用材料Q345B的屈服强度,满足使用要求。钻机固定支架应力最大值仅为37.096 MPa,变形量为2.006 mm,说明钻机在最大载荷工况下,钻机固定支架能够满足强度要求。通过厂内和煤矿井下的工业性试验验证了设计的探放水钻机结构的有效性,具有较好的应用和推广价值。