矿井智能化建设与开采生产

  • 黄陵煤矿632半煤岩巷快速掘进与支护技术

    张丰涛;赫连腾;马小斌;

    针对黄陵煤矿632半煤岩巷在快速掘进中支护困难、掘进效率不高的问题,采用现场实测的方式分析掘进效率的变化,通过成套设备的运用和支护技术的优化提升掘进效率。采用理论分析快速掘进下应力分布特征,通过顶板钻孔窥视分析围岩破碎情况。结果表明:顶板采用联合支护,快速掘进下应力分布主要在巷道处集中;两帮及顶板钻孔窥视图的分析可以看出,顶板的裂隙较少,主要是零星的纵向裂隙,这说明顶板的完整性较好;顶板及两帮的横纵向裂隙闭合现象较为明显,联合支护的方式在快速掘进扰动下较为契合,基本能够保证巷道的安全性和稳定性,对快速掘进与支护技术应用具有一定指导意义。

    2025年04期 v.43;No.296 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
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  • 复杂地应力、采动影响下动态注浆固化技术的研究与应用

    纪新波;于静波;李明远;

    在煤矿开采过程中,复杂地应力和采动影响下,巷道容易出现底鼓、两帮内移等变形问题,对巷道稳定性造成影响。以孙村煤矿-800 m南区回风石门为研究对象,通过注浆加固机理,分析了巷道在复杂地应力和采空区因素叠加条件下的变形机制,提出了动态注浆固化技术,通过“强密自封、高强自固、快速内自闭”中空注浆锚杆的创新设计,优化了支护工艺,提高了注浆过程的效率和支护效果,动态注浆固化技术能够显著增强围岩强度,大幅提高巷道的整体稳定性。

    2025年04期 v.43;No.296 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K]
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  • 综采工作面“110”工法留巷技术研究与实践

    吕玉芝;梁永胜;孟凡涛;

    随着国家智能化采掘的不断推进,采掘接续关系紧张的情况时有发生,掘进放面工程难以满足推采速度的需要。针对采掘接续关系紧张的问题,推行“110”工法切顶沿空留巷技术,实现取消回采巷道隔离煤柱。沿空留巷技术能够显著提高煤炭开采效率,提高资源回收率,缓解矿井采掘接续紧张,降低开采成本,减少了对环境的影响。

    2025年04期 v.43;No.296 10-14+19+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K]
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  • 深部巷道围岩支护加固技术研究

    李向利;

    针对虎龙沟矿51513回风顺槽掘进期间围岩破碎、稳定性差的问题,通过分析锚固与注浆对围岩稳定性控制机理,基于掘进工作面地质特点与围岩变形基本特征,提出预留变形量、锚网喷初次支护、全断面锚索二次支护、全断面二次注浆、底板锚注、全断面高压深孔复注联合支护技术工艺,形成了稳定的锚固与注浆动态耦合支护结构。实践表明,该联合支护工艺能够有效抑制围岩变形程度,提高围岩整体承载能力,51513回风顺槽掘进期间,顶板最大下沉量为35 mm,最大底鼓量为29 mm,两帮最大移近量为70 mm,锚固区域内未出现离层,实现了工作面安全回采。

    2025年04期 v.43;No.296 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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  • 倾斜煤层对沿空留巷支护体稳定性影响研究

    杨庭泽;

    倾斜煤层对沿空留巷的支护稳定具有较大影响,为探究新甘庄煤矿不同倾斜煤层的沿空留巷稳定性,通过理论分析和数值模拟方法,研究倾斜煤层对沿空留巷支护体稳定性的影响,建立煤层倾角的沿空留巷力学模型,建立了在0°、22°、32°条件下的煤层倾角数值模型,展望倾斜煤层沿空留巷支护技术,针对不同情况提出了合理化建议。研究结果表明:随着煤层倾角增大,巷旁所需支护阻力增大,需要支护结构提供更大的支撑力以抵御倾斜引起的不利影响;随着煤层倾角增大,留巷支护体垂直应力峰值及范围扩大,且极大地削弱了支护体的稳定性,使其由弹性状态逐步转变为大范围的塑性破坏。

    2025年04期 v.43;No.296 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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  • 基于围岩变形特性的巷道断面优化与支护系统改进研究

    李锦元;李彦鹏;王文兴;

    针对甘肃灵台邵寨煤业有限公司矿井复杂地质条件下巷道围岩变形问题,采用数值模拟与现场试验相结合的方法,对现有支护体系进行了系统的优化设计。通过FLAC~(3D)软件模拟,发现现有巷道支护体系在应对顶板和侧壁变形时存在不足,提出降低巷道高度、调整锚杆排距、加厚喷射混凝土层和加强底板注浆加固等优化措施,引入ZMG-4000型智能化掘进机,通过实时监测系统对支护参数进行动态调整。研究结果表明,优化后的支护体系显著降低了巷道顶板和侧壁的最大位移,提升了锚杆拉拔力,巷道围岩最大收敛量控制在10 mm以内,施工安全系数提高约30%。该优化方案有效提高了巷道的整体稳定性和施工效率,为类似复杂地质条件下的矿井工程提供了技术参考。

    2025年04期 v.43;No.296 26-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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  • 瑞隆煤业5109工作面回风巷支护优化分析

    张道靖;

    针对瑞隆煤业5109工作面回风巷现场设计存在过度支护的问题,采用现场测定、理论计算、数值模拟分析等方法,判定巷道围岩为Ⅱ类较稳定围岩;在原支护的基础上,重新优化了支护形式与支护参数,设计采用“锚杆+锚网”的支护方式。优化后的巷道顶板锚杆间排距为1.5 m×1.4 m,两帮锚杆间排距为1.4 m×1.4 m,相较于原支护减少了数量,增大了间排距,节约了支护成本,且通过数值模拟对比分析优化后的支护效果与原支护基本相同。通过现场监测巷道顶底板移近量、支架工作阻力及支护锚杆的受力情况,结果表明,巷道围岩控制效果良好,满足回采期间安全生产的需要。

    2025年04期 v.43;No.296 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K]
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  • 单家村煤矿834工作面顶板深孔预裂爆破研究与应用

    刘帅;刘晋歌;李建;

    为解决单家村煤矿834工作面煤层顶板冲击地压难题,工作面顶板采取深孔预裂爆破技术,释放顶板岩体能量,实现改变煤岩体的承载结构,降低煤岩体的承载能力。在834工作面进风顺槽布置初次来压2个、首次见方2个、应力异常区域2个共6个钻孔,回风顺槽布置初次来压1个、首次见方1个共2个钻孔,进行预裂爆破,有效地缓解煤岩体应力集中,减小冲击地压发生的可能性,实现工作面的安全回采,有利于促进类似条件矿井冲击地压防治技术的扩展与提升。

    2025年04期 v.43;No.296 36-40+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K]
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  • 司马矿动压巷道水力切顶卸压围岩控制技术研究

    李旭林;

    针对坚硬顶板赋存矿区动压巷道围岩变形严重、难以支护的问题,以司马矿1209工作面为工程背景,提出了通过水力压裂实现切顶卸压的围岩变形控制方案,利用FLAC~(3D)模拟分析了切顶与未切顶两种情况对工作面侧向支承压力与巷道围岩变形影响,开展了顶板水力压裂卸压机理研究,其次依据该矿实际确定了相关压裂工艺参数,选择1209回风巷作为试验巷道开展了现场应用。监测结果表明,水力切顶卸压有效降低工作面支架阻力,减小了巷道表面位移,削弱了顶板完整性,有效控制了巷道围岩变形,验证了水力切顶卸压方案的可行性,为矿井安全高效开采提供了技术保障。

    2025年04期 v.43;No.296 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1805K]
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  • 孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷多圈层支护技术的研究与应用

    朱思刚;

    针对煤炭开采逐渐向中深部推进,孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷存在围岩变形严重、控制难度大、成本高等问题,以蒋庄煤矿83_下03-2回风顺槽为对象,采用理论分析和现场试验相结合方法,研究了中深部孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷的支护技术,提出“长锚杆+柔性锚杆+长锚索”的多圈层高效支护方案,通过优化煤柱宽度和支护设计,有效实现了巷道围岩的稳定控制。现场监测数据显示,采用6 m宽的窄煤柱护巷和新的支护方案后,顶底板及两帮最大变形量降低至231 mm、162 mm,围岩变形均控制在安全范围内。

    2025年04期 v.43;No.296 47-50+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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灾害防治与职业健康

  • 矿山救援智能化发展路径与人工智能技术应用探讨

    吴肖;

    针对矿山救援中设备智能化水平低、信息传递滞后、人员应急能力不足等问题,基于人工智能(AI)、大数据分析和物联网(IoT)技术,提出矿山救援智能化发展路径与人工智能技术应用方案,利用智能设备改造和救援机器人技术,提升实时数据采集和传输的效率;基于大数据分析建立灾害预测模型,提高灾害预警能力;应用AI决策支持系统,优化救援指挥和调度流程;结合虚拟现实(VR/AR)技术,增强救援人员的训练效果。研究结果表明,这些措施显著提升了矿山救援的效率和应急响应速度,减少了人员伤亡,为矿山救援智能化提供了强有力的技术支撑和发展路径。

    2025年04期 v.43;No.296 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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  • 伊新煤业矿井通风阻力测定与分析

    张官禹;马腾;王光明;

    为测定伊新煤业矿井的通风阻力情况,对各个线路的等积孔及阻力孔进行分析,以伊新煤业为研究对象,利用气压计法,建立多个测点,测出各个测点的测点风速、测点风量、测点间速压差、测点间静压差、测点间空气的密度等参数,并对其进行误差检验,得出各个线路的线路阻力分布折线图。整个矿井通风系统总阻力为941.36 Pa,总进风量为12 440.4 m~3/min,总回风量为12 522 m~3/min(208.7 m~3/s),总排风量为12 607.8 m~3/min(210.13 m~3/s),等积孔为8.15 m~2。由此可知,该矿井为易通风矿井。矿井通风路线长,通风设施较多,应该加强通风管理和日常的监测工作。随着季节的变化,应加强通风系统的动态管理,及时调整各用风地点的风量,确保安全生产。

    2025年04期 v.43;No.296 56-60+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
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  • 表面活性剂优化王庄煤矿3#煤层注水降尘效果

    冯慧娟;

    为改善王庄煤矿3~#煤层的高矿物含量及其固有的低亲水性质加剧了综采作业环境中粉尘浓度超标的问题,基于沉降实验方法,量化多种类型及浓度表面活性剂溶液对煤尘润湿能力的改善程度,将1.5%浓度的X-100、2%浓度的JFC、2%浓度的SDBS以及2%浓度的SDS溶液在内的多种表面活性剂成分进行复配试验,确定了1.5% X-100、2% JFC与2% SDBS按特定比例(1:2:2)最优配比的三元表面活性剂体系,并在综采工作面进行现场试验。实践结果表明,与单纯注入纯水相比,采用该三元复配润湿剂后,工作面总粉尘的清除效率提升62.65%,对于呼吸性粉尘的清除效率提升72.80%。研究成果证实了复配润湿剂在有效控制粉尘污染的效能及其在实际工程应用中的潜力与价值。

    2025年04期 v.43;No.296 61-65+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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  • 七元煤业矿井水砂压裂防突抽采技术研究

    张沛;

    为解决七元煤业矿井瓦斯突出危险性大、多次发生瓦斯动力现象的问题,基于达西定律和莫尔-库仑准则,研究提出采用水砂压裂防突抽采技术。通过地面直井大液量水砂压裂,形成复杂裂缝网络,改变煤体应力状态,提高煤层渗透率。实施套管大排量注入压裂工艺,采用单阶段压裂、高压力、长时间持续注入、多级递进加砂等方法。效果测试显示,压裂后井底静压提高14.3%,动压增加15.8%,渗透率提升56%,日均产气量增加232%。该技术显著降低了煤层瓦斯含量,减小瓦斯突出风险,提高了矿井安全系数,为后续采煤工作创造了良好条件,同时带来可观的经济效益。

    2025年04期 v.43;No.296 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
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  • 小庄煤矿40309工作面二氧化碳驱替瓦斯技术研究

    房百利;杨皓博;王瑞彬;

    针对矿井瓦斯抽采效率不足的问题,以小庄煤矿40309综放工作面为研究背景,采用理论分析与现场实测相结合的方法,通过液态二氧化碳灌注装置向煤体注入CO_2,置换和驱替吸附态瓦斯,优化煤层渗流通道,提升瓦斯抽采效率。结果表明:通过对40309回顺煤壁采前预抽系统在线监测数据进行比对,压注保压后煤壁抽采系统瓦斯浓度平均上升0.3%,抽放流量基本保持在230 m~3/min,煤壁瓦斯抽采量增加0.69 m~3/min,煤壁瓦斯抽采量有所增加,验证了钻孔数据分析结果的可靠性。在40309工作面压注液态二氧化碳过程中,平均风排瓦斯增加量0.85 m~3/min,最大风排瓦斯增加量1.40 m~3/min,验证了在压注过程中,伴随有煤体裂隙渗出瓦斯现象,对同类型高瓦斯矿井具有一定借鉴意义。

    2025年04期 v.43;No.296 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K]
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  • 地下矿井通风系统智能优化与能耗控制方法研究

    籍鹏;

    针对华阳集团一矿地下通风系统中存在的风量分配不均、能耗高及通风效率低等问题,提出一种基于智能化控制技术的优化方案。该方案采用“感知层-网络层-应用层”三层架构,通过FLOWSIC系列风速传感器、GJC4型光学甲烷传感器和KGS系列温湿度传感器构建感知网络,采用工业以太网与光纤通信相结合建立网络层,应用层包含监控中心、数据处理中心和远程管理平台。系统采用模型预测控制算法实现通风系统的自动化运行,基于Hardy Cross法进行通风网络解算,通过SQL Server管理系统实现数据的实时存储与历史查询。应用结果表明,改造后主通风机平均功率由5400 kW降至4800 kW,日均用电量由1.25万kW·h降至1.08万kW·h,风机运行效率从75.2%提升至86.8%,工作面风量调节精度提高到±3%,月均瓦斯超限次数从12次减少至3次。

    2025年04期 v.43;No.296 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
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机械电气与自动化

  • 基于多技术深度融合的掘进机自动截割控制技术应用研究

    郭宇;

    山西汾西矿业集团水峪煤业有限公司现场使用掘进机存在截割控制精度低、定位误差较大等问题,严重影响了煤矿巷道质量和成巷速度,制约了煤矿的产量和效益。根据矿井实际情况,采用机器视觉技术和优化PID控制多技术融合,设计出掘进机自动截割控制系统方案。应用结果表明:当掘进机移动位置和设定轨迹不一致时,PID控制器会自动调整掘进机截割臂位置,改善了传统截割存在的误差较大的问题;且优化后的PID控制算法对掘进机截割头控制精度达到了毫米级,系统输出响应特性平稳,系统抵抗外部干扰能力较强,最大角度控制误差仅为0.79°,满足当前掘进机的控制精度要求。

    2025年04期 v.43;No.296 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K]
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  • 煤矿掘进机远程可视化操作关键技术研究

    张贺;

    针对煤峪口煤矿悬臂式掘进机近距离操作存在的工人劳动强度大、危险系数高、劳动力成本较高等问题,采用传感检测技术与机器视觉定位技术融合,提出了煤矿掘进机远程可视化操作控制系统方案,由车身搭载工业摄像机、基站和传感器实现对掘进机位置信号和运动状态的在线监控,由工业以太网建立井下掘进机与上位机之间的数据传输,实现对掘进机运行状态的可视化在线运维。结果表明,掘进机远程可视化操作关键技术实现了对掘进机位姿的在线监控和自动调整反馈,掘进机位移信号以及关键部位的温度信息在上位机中可视化显示,大大提高了设备运维效率,降低工人劳动强度,取得了满意的应用效果。

    2025年04期 v.43;No.296 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
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  • 基于多尺度跨周期模型的矿用通风机故障诊断

    于双;张宗伟;卜冉冉;

    为了及时发现轴承故障,确保通风机的稳定运行,提出了一种基于时序模块和多尺度卷积神经网络的多尺度跨周期模型用于矿用通风机轴承的故障诊断。该模型无需手动提取特征,可以直接将振动信号输入网络进行故障诊断,时序模块利用离散傅立叶变换将时域信号转为频域信号,学习振动信号的周期性和跨周期特征,从而捕捉振动信号的时频特征;将振动信号转换为二维张量,利用多尺度卷积神经网络学习不同层次和尺度的特征,多尺度卷积神经网络包含多个不同尺寸的卷积核,能够实现振动信号中复杂信息的捕捉;基于实测轴承数据进行验证。实验结果表明,所提方法在测试集上的准确性达到99.0%,能够有效区分各种故障模式,验证了所提方法的优越性。

    2025年04期 v.43;No.296 91-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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  • 单芯电缆护层故障查找的应用分析

    王嘉欣;解秀鹏;仲炳旬;

    随着配电网改造升级,电缆线路在龙口煤电有限公司供电网络中的占比逐年上升。针对电缆敷设过程中受地形等条件限制,易对外护层造成破坏,尤其是单芯电缆,外护套破损后易形成接地回路,产生接地环流、使电缆金属钢铠发热,降低电缆输送容量,影响电缆线路正常配电问题,利用跨步电压和直流电流原理,通过模拟故障与实际故障对比数据变化规律,详细记录电缆护层故障查找方法及图形数据分析,为电缆护层故障查找提供理论基础与实践经验,快速定位故障点。

    2025年04期 v.43;No.296 96-100+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K]
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  • 一种矿井大坡度条件下重型装备的运输方法

    刘晋歌;刘帅;李建;

    付村煤矿3_上605工作面末采时期切眼机尾段出现较大断层,为顺平层位,切眼机尾段出现最大达到20°的坡度,为解决回撤支架时传统绞车运输或单轨吊运输模式下液压支架等重型装备整体运输难题,通过一种矿井大坡度条件下重型装备的运输方法,提出使用双绞车+滑轮组的新型运输模式。两部绞车使用6 V×21-7SFC-26 mm钢丝绳1000 m,分别穿过固定在回撤叉车上的2个20 t动滑轮和1个定滑轮与两部JSDB-19型双速多用绞车连接,形成一个闭环的可移动钢丝绳。该方式通过滑轮组省力方式,提高了钢丝绳校验安全系数,在付村煤矿3_上605回撤工作面切眼成功实现大坡度条件下重型液压支架的整体运输,为类似工作面液压支架等重型装备的运输提供一种思路。

    2025年04期 v.43;No.296 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K]
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  • 接触器与继电器组合实现PT并列的技术应用

    解秀鹏;王嘉欣;仲炳旬;

    针对原有双回路单母线运行方式存在安全隐患,无法满足公司安全稳定供电需求问题,为提升莱州龙泰热电有限公司脱硫系统的供电可靠性,提出将双回路单母线运行改为分段运行的方案,通过新增母联及隔离柜实现母线分段,引入母线PT及PT并列装置,以实现两段母线的PT并列功能。在改造成本限制下,设计一套PT并列解决方案,将隔离柜改造为隔离+PT柜,利用直流接触器与中间继电器配合,结合PT手车工作位辅助接点串联,以低成本和高可靠性实现了PT并列功能。改造后,系统供电可靠性得到显著提升,有效保障了生产系统的安全稳定运行。

    2025年04期 v.43;No.296 106-109+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
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煤矿地质与防治水

  • 并行电法探测技术在回采工作面顶板疏放水中的应用

    申佩奇;

    郭庄煤业10103工作面开采9+10号煤层,上覆K2、K3、K4太原组灰岩富水性不均一,威胁工作面安全回采。为有效探查工作面上方太灰含水层水和上覆2号煤层采空区积水,采用并行电法探测技术进行探测。在工作面两巷道顶板上方分别布置电法测线,对工作面上方垂距100 m范围内的岩层富水性进行探查。通过双巷三维电阻率反演成像,圈定出4处低阻异常区,其中2处位于K2-K4灰岩含水层,2处位于2号煤层采空区。随后对K2-K4灰岩含水层的2处低阻区进行钻探验证和疏放,有效降低了顶板水害威胁。2号煤层采空区积水因层间距大于导水裂隙带高度,未进行疏放。实践表明,并行电法探测技术在回采工作面顶板疏放水中取得了良好效果,为工作面安全回采提供了保障。

    2025年04期 v.43;No.296 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
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  • 采动覆岩预裂弱化前后裂隙带发育规律模拟研究

    张军刚;白星宇;吴晓眩;

    为进一步掌握内蒙古骆驼山煤矿9~#煤层采动覆岩裂隙带发育演化分布规律,基于该煤矿工程地质信息,利用3DEC离散元软件建立三维数值模型,分析预制裂缝弱化上覆岩层前后的沿工作面倾向和走向上采动覆岩裂隙带空间形态随工作面推进距离的演化规律。结果表明:煤层上覆岩层裂隙区域范围形态近似于“类梯台”形状,裂隙带高度随工作面的推进不断增大,最终裂隙带发育高度约为80 m。预制裂缝(即考虑采用水平孔分段压裂技术纵向切断岩层)的存在弱化了岩层的完整性,使工作面推进后上覆岩层及时垮落,裂隙带发育高度约为85 m。研究结果为该煤矿的安全生产和卸压瓦斯高效抽采提供了理论依据。

    2025年04期 v.43;No.296 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K]
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  • 无采动影响下实体煤工作面回采期间不断顶可行性研究

    李如朋;张慧田;

    埋深超过400 m、煤层厚度大于2.5 m且煤层上方赋存坚硬厚顶板的工作面,回采前应进行爆破断顶。针对石拉乌素煤矿1219工作面回采期间两巷周边为实体煤,且短时间内无采掘规划,为实现煤矿高效产煤模式,对1219工作面不断顶方案进行论证。根据能量准则,采用应力叠加法、数值模拟分析1219工作面动静态载荷叠加应力最大约为47.78 MPa,尚未达到发生冲击地压的最小应力。结果表明,采取不断顶方案后,煤层上方100 m范围内岩层均能及时进入塑性状态产生破断,未出现大面积悬顶的情况,采动影响范围内上覆岩层变形协调一致,有利于冲击地压防治及矿压管理,为类似条件下工作面回采不断顶方案提供参考。

    2025年04期 v.43;No.296 122-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1890K]
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  • 坚硬顶板膨胀管静态致裂技术的数值模拟与实地测试

    田鹏飞;

    针对坚硬顶板处理中的难题,提出并验证了膨胀管静态致裂技术的应用方法与效果,通过建立煤岩体的数值模型,模拟分析不同钻孔参数对膨胀管致裂效果的影响,选定最优参数组合用于实地测试。研究采用FLAC~(3D)软件模拟煤岩体在高压条件下的应力分布和裂隙扩展情况,并通过在固庄煤矿15902回风巷进行的实地测试,验证了数值模拟的准确性和技术的可行性。结果表明,选定的钻孔直径和孔距在施加50 MPa压力条件下,能够有效形成贯通的裂隙网络,显著减小顶板的应力集中,提高了顶板的稳定性和安全性。

    2025年04期 v.43;No.296 128-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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  • 钻孔卸压防冲技术研究进展及展望

    樊春宇;许杰;李森林;

    从理论分析、室内试验、数值模拟和现场应用四个方面梳理了当前关于钻孔卸压研究的相关进展。基于宏观层面(包括力学响应、破坏特征)和微观层面(裂纹演化),总结当前钻孔卸压的相关室内试验和数值模拟研究,指出钻孔卸压的实质是相邻卸压孔间的裂纹萌生-扩展-贯通;从现场应用角度讨论钻孔卸压可极大降低围岩的冲击危险性,开展孔锚协同室内试验,当锚杆预紧力和孔锚间距处于一定范围时,组合体在保证强度和刚度的同时,可最大程度释放弹性能;对钻孔卸压防冲亟需研究的方向进行了展望,开展实时钻孔条件下孔锚组合岩体的相关室内试验研究,将卸压孔实时钻进引起围岩释能现象复现,以期揭示卸压锚固协同机制。研究成果可为未来钻孔卸压技术发展提供新思路。

    2025年04期 v.43;No.296 132-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1651K]
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  • 小庄煤矿深部掘进工作面卸压稳控技术研究

    朱伟;王瑞彬;

    针对小庄煤矿40208回风顺槽冲击地压显现的问题,采用理论分析的方式分析冲击地压主控因素,40208回风顺槽评价具有中等冲击危险,划分2处强冲击危险区域、2处中等冲击危险区,对划分的危险区采取大孔径钻孔卸压及爆破卸压。在掘进工作面迎头后方不小于200 m范围开展应力监测,监测结果表明卸压措施起到良好的效果。

    2025年04期 v.43;No.296 137-140+146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K]
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  • 基于沉积特征的矿井含水层富水性规律及分区评价研究

    张辉;

    大同焦煤一矿顶板水害问题严重影响了煤矿正常生产和人员安全,为准确评价顶板含水层的富水性分布特征,采用井下网络并行电法技术系统探测了二叠系石盒子组含水层中导水裂隙带的高度,基于沉积物控制法分析含水层的平面展布、横向空间分布特征,构建沉积环境影响指数、砂泥岩夹层比、砂岩厚度、地球物理水体丰富度异常指数四个关键指标的评价体系,引入层次分析法(AHP)进行权重分配绘制综合区划图进行评价。结果表明:评价体系能够准确划分出顶板含水层的富水性区域,并通过矿井涌水量的实测数据进行了有效验证,评价结果与实际抽水试验结果具有较好的一致性。

    2025年04期 v.43;No.296 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K]
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  • 甘肃省金塔县金塔盆地天泉寺一带含煤地层时代浅析

    鲜红兵;杨熙;

    金塔盆地天泉寺一带具有西北地区典型的成煤沉积特征,是煤炭资源赋存的重要区域,但由于早期地质工作及地质勘查手段单一等技术限制,导致区内含煤地层的划分存在争议。在系统收集金塔盆地及其区内含煤地层成果资料的基础上,通过野外踏勘结合甘肃省2022年在该区域内实施的基础调查项钻孔地层划分、孢粉化石样分析测试等手段,并结合区内成煤沉积环境及古地理环境,对含煤地层进行了详细的描述。明确了金塔盆地天泉寺一带含煤地层时代为中生代白垩世,孢粉组合样鉴定中裸子植物花粉在组合中含量较多,平均占84.63%,蕨类植物孢子含量较低,Classopolis含量普遍偏低且发现了Cicatricosisporites minor(小无突肋纹孢)以及Ephedripites (Spiralipites) spp.。因此推测该组孢粉组合产出地层时代可能为早白垩世。

    2025年04期 v.43;No.296 147-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K]
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  • 几种模态分解方法在矿井涌水量预测中的研究

    李祥鲁;孙文斌;赵吉园;

    为提高矿井涌水量的预测准确性,基于矿井实测月度涌水量数据,探讨模态分解方法对时间序列数据的影响,构建经验模态分解(EMD)与长短期记忆神经网络(LSTM)结合的预测模型,并应用于矿井涌水量预测,提出自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和变分模态分解(VMD)两种新型模型,进行对比分析。结果表明,VMD-LSTM模型的预测准确率最高,达到94.14%,有效提高了矿井涌水量预测的精度。研究为矿井涌水量的高效预测提供了新的技术路径。

    2025年04期 v.43;No.296 152-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1962K]
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信息化技术与绿色发展

  • 智能型瓦斯抽采监测监控系统改造及应用

    朱敏;

    针对瓦斯抽采监测系统存在的控制手段落后、监测与监控不能兼顾的问题,提出一种基于中央处理的智能型瓦斯抽采监测监控系统。该系统以中央处理器为核心,通过多类型传感器获取系统运行数据和环境数据;通过人机界面可实现近程、远程、自动化控制,实现对系统运行状态和数据的全面监测,完成试验验证。结果表明,设计的智能型瓦斯抽采监测监控系统满足系统运行要求,实现了监测与监控兼顾的目的,提升了瓦斯抽采系统的智能化水平,有助于进一步提升煤矿生产安全系数。

    2025年04期 v.43;No.296 158-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K]
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  • 多策略改进蜣螂算法及在矿用仪器仪表图像分割中的应用

    杨成涛;董志明;朱守健;

    针对矿用仪器仪表图像分割中存在的精度不足与效率低下问题,提出一种多策略改进的蜣螂算法(Z-DBO)。该算法通过Chebyshev混沌映射初始化增强种群多样性,黄金正弦策略提升全局搜索能力,莱维飞行机制防止早熟收敛。实验证明,Z-DBO算法在16个标准测试函数上表现优异,相比SSA、PSO及原始DBO,其收敛速度和寻优能力显著提升。应用于矿用仪器仪表图像分割时,Z-DBO算法不仅大幅降低适应度值(较PSO、SSA、DBO分别减少40.9%、9.7%、26%),显著减少迭代次数(分别减少9%、54%、25%),有效提升了图像分割的精度与效率,验证了Z-DBO结合k-means在矿用仪器仪表图像处理中的创新性与适用性。

    2025年04期 v.43;No.296 163-167+173页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K]
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  • 矿山语音通信数字孪生平台的研究与应用

    李小良;

    针对开滦集团调度设备未配置备用调度设备,无法保证开滦集团总调度室业务的正常运行,行政、调度通信专网无法进行实际操作培训、应急演练等问题,对开滦集团行政通信、生产调度专网现状进行详细分析、梳理,对办公、生产环境调度指挥业务相关的系统、业务、手段、管理等深度融合模式进行深入研究,利用开滦集团备用设备、冗余资源设计并实现模拟用户接入设备、IP用户会话边界控制器、MSTP网络等孪生子系统。基于模块化、分布式技术研发了融合调度、AI语音客服等软件子系统,平台能够实现融合通信、MSTP技术培训、实际操作练习,全面提升开滦集团矿山通信技术水平,能够实施行政、调度通信应急演练机制,全面提升工程技术人员应急响应能力。

    2025年04期 v.43;No.296 168-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K]
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  • 煤矿局部通风机智能控制系统研究及应用

    郜仲翔;尚宇雪;

    针对煤矿井下通风系统对通风需求的复杂性与动态性,提出一种基于Elman神经网络和模糊PID控制的局部通风机智能控制系统。系统通过Elman神经网络实时预测矿井通风需求,提高风量调节精度,结合模糊PID控制与变频调速技术,实现风机智能动态调节。莒山煤矿经过6个月应用测试,系统将风量误差控制在±0.81%以内,能在7 s内趋于稳定,系统年节约电能约192万kW·h,能耗降低25%,提升矿井通风安全性和经济效益。该研究为煤矿通风系统智能化控制提供了有效解决方案,具备广泛应用潜力。

    2025年04期 v.43;No.296 174-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K]
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企业管理与科学发展

  • 常村煤矿井下充填开采技术研究

    魏玲玲;

    为解决煤矿矸石对矿山绿色发展的限制,以常村煤矿为研究对象,结合矿山具体条件,充分利用好井上、下现有井巷地面工程和设施设备,在该矿井选择合适井下充填区域,在采区大巷布局时,设置一条胶带运输道,沿该区段的边缘进行布设,构成一个完整的运输和辅助运输系统;与已有的采区大巷相连通,构成一个完整的井下充填运输系统;利用综掘机选择回采长短合适、宽窄的条状区域,将窄条的两头堵死后在窄条带上充填浆料,以此进行完整的井下充填开采。充填开采的地表沉降观测结果表明,该技术充填体压缩率低,充填材料费用少,工艺简单易操作。

    2025年04期 v.43;No.296 179-183+188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K]
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  • 基于物联网的煤矿安全监控系统研究

    翟庆龙;代存海;

    针对华丰煤矿监控精度低、实时性差和覆盖范围有限等安全监测难题,为提升安全管理水平,研究构建了一种基于物联网的煤矿安全监控系统。系统设计融合多传感器网络、无线通信技术以及云计算和大数据分析,实现对矿井内瓦斯浓度、CO浓度和粉尘浓度等环境参数的实时采集和远程传输,通过机器学习算法进行数据深度分析。系统可自动发出预警,提示矿井管理人员采取应急措施。实验表明,该监控系统显著提高了数据采集精度和响应速度,降低了潜在事故风险,为煤矿安全生产提供了有效支持。

    2025年04期 v.43;No.296 184-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K]
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  • 煤矿机电设备故障诊断与预测维护技术研究

    代存海;陈一;

    煤矿机电设备的高故障率和高维护成本问题严重制约了设备的可靠性和管理效率。研究旨在探讨故障诊断与预测维护技术的应用,通过对煤矿机电设备的分类和常见故障类型的分析,提出一种基于信号处理的实时监测技术和数据驱动的故障诊断方法,构建结合状态监测与历史数据的预测维护模型,通过实时监测设备运行状态,提前识别潜在故障。实验结果表明,该模型有效降低了设备故障率,维护成本减少约25%,并通过优化资源配置提升了设备管理效率,为煤矿机电设备的管理提供了理论依据与实践指导。

    2025年04期 v.43;No.296 189-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K]
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  • 《山东煤炭科技》征稿简则

    <正>一、征稿范围(一)煤炭地质、勘探、测量、防治水技术,煤炭设计、建设工程技术,煤矿采掘、通防、运输、机电、自动化技术,煤矿安全生产管理技术。(二)煤矿智能化建设,煤炭清洁高效利用,节能环保、绿色发展,安全设施建设、职业病防护,新工艺、新技术、新经验。(三)煤炭企业现代化管理、可持续发展研究,新能源开发与利用,矿山安全监管监察,矿山应急救援,资源管理,计算机应用,信息化、物联网技术。

    2025年04期 v.43;No.296 193页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K]
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