通过顶板岩石的力学特性分析、深孔预裂爆破切顶的数值模拟分析和工程应用等,对深孔预裂爆破提高综放孤岛面初采期间煤炭采出率进行系统的研究。研究表明,综放孤岛面顶板采用深孔预裂爆破技术,工作面初次来压步距缩短了9.6m,顶煤回收率提高了14.38%,实现了综放孤岛面的安全高效开采。
基于潘集矿区13煤赋存条件和提高回采上限开采过程中压架事故分析,构建了13煤提高回采上限开采的顶板结构模型,采用UDEC数值模拟软件模拟了坚硬岩层不同组合条件下顶板运移、破断特征,得出在高承压含水层载荷传递作用下,当坚硬型覆岩结构岩层的岩性组合及其厚度满足一定的条件时,硬岩层易发生复合破断。结合潘一煤矿1602(3)上提工作面,建立了不同覆岩结构初次垮落结构力学模型,计算出防止结构出现滑落失稳时支架合理工作阻力均大于支架实际工作阻力,这是导致1602(3)工作面出现压架的根本原因。
准确划分出采空区自燃“三带”范围,对指导现场防灭火具有着重要意义。根据现场实际情况实测的部分已知参数(风量、风压及采空区尺寸大小等),利用FLUENT软件模拟炮采工作面采空区的氧浓度场,将模拟结果与现场实测数据(氧气浓度分布)进行对比分析,并对模拟参数作相应调整,直到模拟结果与现场实测数据吻合,由此可以反演出正确的模拟参数(孔隙率、渗透率及粘性阻力等),最终模拟出氧浓度场、速度场、瓦斯浓度分布及压力分布,通过双指标法(上限漏风风速0.004m/s和下限氧浓度8%)划分采空区自燃“三带”,对模拟结果分析可以得到采空区最大自燃带宽度为58m,并计算工作面安全回采速度为2.3m/d,为预防采空区煤炭自燃提供了科学依据。
顺层钻孔是我国本煤层瓦斯抽采的主要技术方法之一。针对当前顺层钻孔封孔工艺复杂、封孔费时长、封孔质量差,封孔后有效抽采时间短等问题,提出了新型封孔装置带压封孔技术及装置。阐述了新型封孔装置的构成及封孔原理,并介绍了其封孔工艺。现场试验表明:新型封孔装置操作简单、快捷,单孔封孔操作不到25min;封孔30d内,平均瓦斯抽采浓度达到33%,且50d后仍在30%以上,是试验地点对比孔浓度的(聚氨酯封孔,50d内平均浓度10.6%)3倍;新型封孔装置及工艺有效提高了煤层瓦斯治理效果。
文章针对清水营煤矿单产单进水平的现状,从水文地质条件、支护工艺、劳动组织、运输系统等方面说明了影响矿井单产单进水平的原因,并提出了在“三软”煤层中如何通过优化矿井系统、合理组织劳动生产、改进支护工艺等措施以提高矿井单产单进水平。
通过现场取样及勘探期间各钻孔煤层瓦斯含量基础数据分析,得出矿井采掘工作面瓦斯含量线性公式及各煤层瓦斯等值曲线图;应用分源预测方法得出基建矿井各煤层瓦斯涌出量数值,并通过近几年内整合前各矿井年度瓦斯等级鉴定结果对比,得出矿井为瓦斯矿井的结论,为矿井设计、施工及验收投产提供有力的数据保障与技术参考,制定相关的瓦斯预防措施,保障矿井安全施工。
本文介绍了瞬变电磁法的基本原理、传统的二维数据解释流程和三维成像算法的基本步骤,根据井下三维全空间探测的特点,对二维数据进行三维成像,结合工程实例对比验证,结果表明:三维成像技术提高的瞬变电磁探测解释的精度。
为了严格控制洗煤成本,针对城郊选煤厂介耗偏高情况,通过优化粗煤泥处理工艺、实施低密度重介选煤、改善重介分选后续工艺与设备以及建立市场化考核体系等技术与管理措施,提高了介质的回收与净化效率,实现了介耗的大幅降低。该厂介耗最终稳定在0.3 kg/t原煤左右,并形成了一套全重介选煤厂超低介耗控制关键技术研究成果,达到了国际领先水平。
企业文化是企业意识形态的反应,其包含的价值观和信仰会影响组织中各个战略业务单元的工作氛围和决策方式,其对组织战略选择、战术选择有最直接的的影响,分析战略性企业文化在煤矿企业中的作用,试探寻建立具有战略性的企业文化从而提升企业竞争力,最终实现,“文化为王,战略制胜”。
本文以煤炭科学开采理念为指导,应用煤炭科学产能评价指标体系对能源“金三角”地区的煤炭科学开采水平进行了量化评估,得出2012年地区煤炭科学产能为6.51亿吨,占总产能的64%。预测了2020年、2030年能源“金三角”地区煤炭科学产能及其对应的投入情况,最后在产业政策、资金支持、科技创新和集约生产等方面提出了具体建议。
摘要:产业聚集度是研究产业发展的基础,是衡量和反映产业发展成熟度、产业与区域发展互动关系的重要指标,与产业可持续发展水平之间有着紧密的关系。本文以山西省煤炭产业作为研究对象,根据产业聚集与可持续发展理论,结合煤炭产业自身特点,分别通过“钻石模型”和煤炭可持续发展系统建立了各自的评价体系,并在此基础之上构建了产业聚集度与煤炭产业可持续发展之间的协调发展模型,最后结合山西省煤炭产业具体数据采用主成分分析法对山西煤炭产业聚集度与山西煤炭产业可持续发展能力进行了评估,并得出二者的协调发展度。这为政府合理规划煤炭产业并促进可持续发展提供了合理的依据,有利于煤炭产业的健康持续快速发展。
针对深部矿井高地应力复合顶板巷道围岩条件,通过系统的地质力学测试,结合现有锚杆支护理论、数值计算结果,确定了科学合理的设计方法和支护原则。现场试验表明,高预应力强力锚杆锚索支护系统能有效控制深部矿井高应力复合顶板巷道围岩变形与破坏,保证巷道支护效果,为工作面的安全顺利回采奠定了良好的基础。
针对新疆地区沙吉海煤矿主、副斜井井筒断面大、围岩松散软弱,遇水膨胀、泥化,普通掘进、浇筑施工困难等不利情况,基于现有的井筒浇筑设备、工艺,结合工程实际条件,自行设计、制作了新型液压滑模台车。采用该设备及其配套施工工艺进行主副斜井浇筑,实现了大断面软岩斜井快速、安全施工,成功解决了新疆地区松散膨胀复合型软岩快速成巷难题,为类似条件下软岩斜井的施工积累了一定的实践经验,具有积极的推广应用价值。
摘要:针对张店矿-1000m大巷底板岩性松软、巷道围岩应力高,且巷道底鼓变形严重,分析了深部高应力作用下巷道底板压曲作用机理,并应用FLAC2D5.0模拟软件分析了深部巷道在高应力和底板松软条件下的底板变形影响,提出了高强度弧形混凝土浇灌和反底拱中空注浆锚索对巷道进行加固支护。矿压观测结果表明,施工注浆锚索和混凝土10天后,底鼓变形速度急剧下降,平均速度小于2mm/d。
针对平煤四矿岩巷断面大、岩石硬、应力高的特点及掘进中爆破效率和进尺低、超欠挖严重的问题,采用聚能爆破快速掘进技术,在掘进爆破作业中采用聚能装置,并设计了聚能爆破作业方案。现场聚能爆破工业性试验结果表明,该方案与原方案相比,可提高掘进进尺15%、降低巷道围岩超欠挖量50%、节约成本20%,能获得良好的技术经济效果。
由于软土地基具有高压缩性、强度低等特点,在修建公路工程中地基的承载力不能满足要求,因此需要对地基进行处理,以便满足工程需要。文中以一个地基处理的工程实例阐述塑料排水系统的堆载预压法在地基加固处理的研究与应用,得出有益的结论。
通过对王家山煤矿四号井新建主井筒表土段井筒下沉影响因素的分析,采用工程勘察、力学计算及现场实际相结合的方法,初步确定了井筒地基的最小尺寸,提出了适合本矿条件的井筒地基处理方法。
本文探讨了成庄矿下组煤开拓延深方案中遇到的几个技术问题,确定了“两厚、一薄” 优劣煤层的配采能力,提出了东区下组煤南、北翼独立分区,联合开拓的理念,并对煤层开采顺序和工作面装备选型给出了建议。
露天矿工艺选择是露天矿设计的核心任务之一,也是露天采矿最重要的决策。开采工艺不但决定了开拓运输方式、开采程序、总体布局,而且决定了露天矿投资回收及经济效益。露天矿工艺的影响因素较多,既有定量因素,也有定性因素,各因素的权重也不同。而层次分析法可综合考虑定性和定量因素及各因素权重,为工艺系统的选择提供了新的解决方法。本文主要建立了基于层次分析法的露天开采工艺比选指标体系,并应用该方法对东露天矿4#-9#煤间岩石剥离工艺选择进行了实例研究。选出的工艺方案与专家方案一致,证明了该方法的可行性。
摘要:薄煤层在开采时,由于作业场所狭小,开采难度大,机械化程度及经济效益低,安全效益差等原因,造成了资源的极大浪费。本文通过对采煤机智能控制技术、液压支架电液控制技术、综采工作面可视化监视技术、综采设备集中协调控制技术的研究,实现了薄煤层综采的无人化,为薄煤层开采的高产、高效和安全生产提供了保障,为我国煤矿薄煤层综合机械化开采打开了新局面
摘 要:针对城郊煤矿C2401工作面的顶板赋存条件较差、煤层倾角小的特点,通过对超高水材料基本性能的研究,提出了综采面超高水材料袋式充填开采兼沿空留巷技术。在综采面超高水材料袋式充填开采过程中配合锚梁网联合支护技术对运输斜巷进行留巷。结果表明:在密闭、低温、潮湿的环境下,超高水材料袋式充填开采配合锚梁网联合支护技术适用于综采面袋式充填开采兼沿空留巷技术,效果理想,机械化程度高,是未来建下压煤绿色开采的发展方向。
针对当前国内在有压大直径重介旋流器应用方面存在问题,分析了大直径重介旋流器的结构特点和影响因素,提出了应用大直径重介旋流器分级入洗的新思路,总结了应用大直径重介旋流器的相关注意事项,从而为今后更好地推广应用大直径重介旋流器提供了新思路和借鉴。
针对选煤厂中浮选过程完全由人工依靠经验进行加药的现状,设计了一套浮选自动加药专家系统。该专家系统可实现药剂的添加完全由控制器PLC根据现场实时工况自动完成,同时可通过触摸屏和上位机对实时数据进行监控和记录。该系统运行后降低了药耗,减少了工人劳动强度,提高了浮选精煤产率,具有明显的综合效益。
固定污染源的烟气排放连续监测系统(Continuous Emissions Monitoring),简称CEMS,本文以华能巢湖电厂一期烟气脱硫工程设计为例,系统介绍CEMS在烟气脱硫(以下简称FGD)工程中的监测项目、系统构成、监测方法及安装调试,希望其设计理念及设计方法对本行业工程设计具有一定的借鉴和参考作用。
本文在介绍平庄煤业(集团)公司元宝山露天煤矿英金河改道工程背景及必要性的基础上,首先对河道土堤工程参数进行计算分析,并对土堤防渗与堤坡稳定性进行了安全评价,确定了英金河改道工程的具体设计方案;其次,通过分析河流改道工程对土壤、植被、动物等环境因素的影响,制定并实施了环境保护的技术措施,保障了煤矿生产建设协调发展。
在设计煤矿单轨吊轨道运输系统时,需准确获取单轨吊轨道最大支座力,本文针对不同轨道长度及移动荷载作用下,严格推导了单轨吊轨道最大支座力的计算公式,由于轨道自重对支座力影响非常小,故对计算公式进行了适当简化,以供设计人员参考。
根据规范要求,抗震设防烈度6度及以上地区,电气设备必须进行抗震设计。煤矿的供电尤为重要,要做到电气设备的抗震,首先电气设备本身应具有抗震能力,其次电气设备基础应符合规范要求,最后要在电气设备的布置和安装方面采取抗震措施。
煤矿井下近水平定向钻进过程中,通过弯外管螺杆钻具传递给钻头的孔斜力大小和方向,直接影响到钻孔轨迹的延伸。本文利用纵横弯曲法建立了数学模型,对弯外管螺杆钻具进行二维受力变形分析,得出影响钻头孔斜力的主要因素;通过开发相应的分析软件进行模拟计算,对影响钻头孔斜力的钻具组合、钻孔轨迹和钻进工艺这三类主要因素做了定量参数敏感性分析,并就影响力大小进行排序。本文所得基本结论和认识,可作为煤矿井下定向钻孔施工相关参数选择的参考依据。
为了实现在选煤厂中长距离、高效率、低费用运输,钢丝绳芯胶带输大量使用,从而钢丝绳芯输送带横断检测技术成为选煤厂的难题,减少人为观测误差,采用X射线原理高速无缝采集透视装置,建立了钢丝绳芯输送带运行状态下的在线检测系统,实现了输送带钢丝绳芯出现损伤的对比分析和实时报警;采用高速AD采样转换电路,配合FPGA时钟电路实现了X射线检测数据和信息的连续、高速拍摄、透视和成像分析,并实现了检测数据高速远距离传输;采用图像识别技术对输送带内部钢丝绳的接头抽动、断绳、断丝、锈蚀等损伤状况进行准确直观的判断,并自动生成检测报告,具备了自动记录和无人值守功能。从而确保了选煤厂钢丝绳芯输送带安全高效运转。
以顾北煤矿1232(1)采空区下孤岛工作面地质条件为背景,采用FLAC3D数值模拟软件对比分析了采空区下孤岛工作面矿压显现规律与一般孤岛工作面的差异。研究表明:受上覆煤层采动影响,会引起下方孤岛面煤体卸压,所以采空区下孤岛面相对于实体煤下孤岛面矿压显现不显著。通过现场实测验证,数值模拟所得的矿压显现规律与实测结果相吻合,说明利用数值模拟的方法确定采空区下孤岛面矿压显现是可行的。
黄土层地质条件复杂,尤其是在山区,使得煤层开采引起的地表变形移动规律与平原地区有着很大的不同,特别是对大采高,浅埋深煤层更是如此。本文以最具代表性的三道沟矿区为例,运用FLAC3D模拟计算大采高开采引起的沉陷规律,并与现场已有实测数据进行对比分析,得出:通过选取合适的边界约束条件(如模型前后为固定约束,模型表面为自由边界)及岩土物理参数,并对模型进行适当的简化,可以较为准确地模拟出地表沉陷破坏的初步规律,从而掌握将要开采区域未来可能的移动变形破坏情况,提前做好相应准备。此成果对黄土山区研究大采高,浅埋深煤层的地表变形移动规律具有一定的理论价值和科学实践意义。
摘要:为了研究厚煤层小窑复采区放顶煤开采时矿压显现规律以及原上分层采空区内残留煤体对下分层工作面造成的影响,运用有限差分数值计算软件Flac3D对毛则渠煤炭有限公司小窑复采区的应力及能量分布规律进行了模拟分析,并进行了现场矿压实测。结果表明,残留煤体会对当前回采工作面造成不规则的影响,其影响范围与残留煤体位置有关,影响的主要方式为应力集中,数值模拟的结果与矿压资料所表现出的规律基本类似,其结果验证了工阻值的大小与上分层异常结构的紧密联系。本文为该矿及类似条件小窑复采区矿井工作面安全高效开采提供了依据。
在采空区遗煤自燃每年造成巨大经济损失和严重环境污染的情况下,二氧化碳在遗煤自燃防治方面应用的局限性却极大限制着其防灭火作用的充分发挥。针对这些问题,本文通过在石港煤矿的两个工作面开展采空区滞留干冰防止煤层自燃现场试验,分析了不同滞留干冰条件下二氧化碳在采空区的运移扩散情况和温度场变化规律,最终考察了采空区滞留干冰对遗煤自燃的防治效果。15108工作面一氧化碳含量由超50ppm迅速降至约20ppm并持稳, 其采空区内温度基本稳定在约19℃;15202工作面一氧化碳浓度降低并维持在约20ppm,其采空区内温度基本稳定在约21℃,这都表明采空区滞留干冰对遗煤自燃的防治效果明显。研究成果可进一步扩展煤自燃防治技术范围,为煤矿安全生产提供更大保障。
基于大倾角松软厚煤层综放开采的地质条件,采用相似模型实验分析了放煤方向、顺序与间隔、单轮与双轮三种放煤方式对煤矸流动形态、混矸规律和放煤效果的影响;采用PFC3D模拟了不同放煤步距下的顶煤放出率。得到合理的放煤工艺为上行双轮间隔放煤方式,0.6m放煤步距。现场试验期间综放面的平均回收率为80.3%,最高回收率为84%,综放面实现了安全高效,取得了显著的技术经济效益
当前情况下,带式输送机的发展方向主要为长距离,大功率,大运量的发展趋势。由于运输距离长,输送功率大,带式输送机发展现状多采用多点驱动技术,使得带式输送机沿线保护及控制装置增多,增加了故障的发生概率。这种情况下,当带式输送机沿线发生故障导致停机时,为尽快恢复生产,保护系统故障的准确定位功能显得十分重要,这对于及时准确确定带式输送机的故障位置,减少因排查故障而造成的停机时间,提高运输效率具有重要的意义。
通过直流电法电极布置几何分析,提出了发射电极与测量电极极距关系公式。对于可能存在地质异常的重点区域可同时调整二者极距,通过增加探测密度的方式提高探测精度。经研究发现电极随布置数量的增加,其探测精度随之提高。通过单倍与多倍极距对比实验,得出可通过调整极距提高探测精度,解决了直流电法在测量精度不高、定位不准等方面的难题,提高了煤矿生产安全。
为了确保煤矿安全、高效生产,研究区采用地面煤层气井水力压裂增透工艺提高煤层透气性。通过利用嵌入式人工裂缝实时监测技术对煤层气井压裂所产生的裂缝形态,压裂有效半径进行了实时监测评价,结果显示两口井基本达到了设计要求,与煤层气井水力压裂一般所认同的180m~200m裂缝长度相一致。考察S2205胶带顺槽24个钻场瓦斯抽采量,压裂区较未压裂区提高了2-4倍。但压裂提高瓦斯抽采量的同时也导致了钻场瓦斯涌出浓度的增加。
应用土柱试验研究矿区充填复垦地煤矸石层水分竖直上移运动,分别设定三种不同的容重、泥岩和块度直径<1cm的煤矸石质量百分比维度,研究水分上移高度和剖面含水量变化,并应用二次曲面响应法拟合水分上移高度的函数模型。研究结果表明:单因子单个处理的煤矸石层水分上移高度与时间呈极显著的对数关系变化(p<0.01),由于研究区煤矸石中泥岩含量较高,限制水分运动的作用有限,但容重增加可明显提升水分上移高度,煤矸石块度直径小于1cm的质量百分比为70%时,矸石层水分竖直上移高度有显著改善,也就是说煤矸石中泥岩的风化程度越高,充填复垦地土壤的水分条件将越优越。在给定地下潜水位条件下,若不考虑地表蒸发的影响,煤矸石层水分竖直上移的高度可用二次曲面响应模型来描述。
摘要:针对高硫煤提质问题,利用微波手段进行了煤炭脱硫试验研究,探索了原料煤水分、粒级、微波温度变化对脱硫的影响。结果表明,在微波作用下,煤炭脱硫率可达23.25%。红外光谱和XRD测试显示,煤样经微波作用后,其化学结构变得不稳定,且煤样中绿泥石、白铁矿(FeS2)等矿物晶体消失,转变成为金刚砂、磁铁矿等矿物晶体。
将煤泥当中-0.074 mm的细泥按密度分为三个组分:-1.4 kg/L,1.4~1.8 kg/L,+1.8 kg/L。将这三种不同的细泥分别掺入到+0.074 mm的原煤中进行分步释放试验,并与原煤以及+0.074 mm原煤的分步释放试验结果进行比较,结果表明-1.4 kg/L密度级细泥会促进原煤中+0.074 mm的粗粒煤泥的浮选,而1.4~1.8 kg/L,+1.8 kg/L密度级细泥会抑制+0.074 mm粗粒煤泥的浮选,且二者的抑制程度相当。
蒙脱石遇水极易水化膨胀,从而形成胶体悬浮液,使煤泥难以沉降。从抑制蒙脱石水化膨胀的角度出发,以沉降性能作为检测指标,分析了不同电解质对其膨胀水化的抑制作用,得出结论,K+溶液能有效抑制蒙脱石水化膨胀,用K+溶液配制的煤泥水,其沉降性能大大改善,且所需絮凝剂加入量明显减少。本文还探讨了该方法对浮选可能造成的影响,结果显示,这种方法对浮选造成的影响极小。因此,这种煤泥水处理方法或可作为煤中含蒙脱石较多的选煤厂的一种参考。
以白腐真菌(Hyprocrea lixii AH)作为脱硫微生物,对煤中有机硫进行生物脱硫研究。先通过单因素试验对影响脱硫过程的煤粒度,煤浆浓度,菌种接种量,pH值进行了分析,结果表明这4个因素对脱硫率的影响较为显著,各个因素的最佳水平值和相应的脱硫率分别为煤粒大小0.125-0.25mm,18.6%, 煤浆浓度10%,34.1%,菌种接种量10%,33.9%,pH值7.0,33.8%。通过正交试验对脱硫条件进一步优化,结果表明煤粒度0.125-0.25mm,煤浆浓度10%,菌种接种量15%,pH6.0的条件下脱硫效果最好,脱硫率能达到33.7%,因素主次关系为煤粒大小>煤浆浓度>pH值>菌接种量。本次实验结果表明,利用白腐真菌脱除煤中有机硫可行,所获得的结果为该菌在煤有机硫生物脱除中的应用提供了前期试验数据。
根据矿山地质环境的特点和矿山地质环境评价的复杂性,在对大量典型矿山进行地质环境调查的基础上,分析评价技术流程、评价对象、评价原则和具体评价指标,建立了矿山地质环境评价体系。采用该评价体系对任楼煤矿矿山地质环境进行评价,评价结果与矿区地质环境实际情况基本吻合,得到较好的一致性。研究表明,该评价体系客观准确,能为矿山地质环境保护及矿山生态环境恢复治理提供可靠的依据,具有较高的应用价值。
摘要:层状结构岩体边坡的破坏模式主要为平面型滑移和倾倒破坏,是变形与强度各向异性的表现。本文应用节理化本构模型对露天矿顺层岩体结构边坡进行了FLAC数值模拟研究,边坡体沿层塑性滑移带倾角与层面倾角基本一致,FLAC节理化本构模型可以为层状岩体的模拟提供一种有效地手段。
采用雷诺时均方法与重整化群(RNG) k-ε湍流模型,对在不同风向角时,不同竖向挡板尺寸的开敞式轻质弧形屋盖风压分布进行了数值模拟与分析。研究发现竖向挡板尺寸与风向角两个参数对屋面风压有显著影响,总体型系数会随着竖向挡板尺寸增大而减小;总体型系数会随着风向角增大而减小;随着风向角增大,挡板尺寸对屋盖风压的影响也会减弱。因此,在结构抗风优化设计,应结合实际风环境来确定优化措施,给结构设计提供依据。
为了进一步提高煤矿井下人员、设备定位的精确性,文章提出将RSSI节点定位算法和人工鱼群算法相结合,利用基于距离的质心算法构造初始种群,通过迭代寻优,提高节点的定位精度。仿真实验结果表明,该算法提高了井下网络节点的定位精度。
数据远程传输技术已在众多领域得到了广泛应用,为了将该技术应用于综采工作面,提出无线与有线相结合的方法进行煤矿井下设备数据的远程传输。文章采用实验的方法验证了无线传输技术在数据网络传输中的可行性,尤其可以用来传输振动数据,推动了无线和有线相结合的方法进行煤矿井下综采工作面设备数据远程传输的发展,为煤矿井下采掘设备远程监测监控和远程故障诊断工作的开展打下了基础。