针对新疆煤炭外运经济性差的问题, 基于近几年我国煤炭供需形势的新变化和新疆煤炭产业发展现状, 分析了未来疆煤出区的主要目标市场煤炭需求量, 梳理了新疆哈密和准东煤炭主产区至各目标市场的运距运费及市场价对比情况, 重点研究了疆煤运至不同区域的经济性。研究表明: 近三年内哈密和准东地区煤炭市场价一直处于低位, 与其外运目标市场均存在一定的价格差,且在疆煤市场价与各外运目标省份及黄骅港保持一定差值时, 煤炭出疆具备一定经济性。

针对矿区规划环评如何协调地下水资源保护和矿区有序开发的问题, 以神东煤炭基地新街台格庙矿区总体规划环评为例, 在对矿区总体规划方案布局、周边地下水资源环境特点进行充分调查识别清楚的基础上, 客观分析了矿区规划布局与地下水水源地的空间冲突, 以及矿区南部矿井开发对红碱淖地下水流系统水资源影响, 提出了较为全面的矿区开发布局、规模及时序优化等优化建议, 较好地协调了矿区煤炭开发与地下水环境保护关系, 实现矿区有序开发与环境保护相协调。

保护层开采是防治煤矿冲击地压灾害的有效手段,被保护层内工作面的位置对于保护 层的防冲效果至关重要。针对冲击地压矿井被保护层工作面位置的量化确定问题,以葫芦素煤矿近 距离煤层为研究背景,建立了半无限平面体受垂向载荷模型,理论分析了被保护层煤体高应力区分 布特征,将被保护层工作面的布置方案问题简化为工作面最佳水平错距的选择问题,提出了基于层 次分析思想的最佳水平错距优选方法,即:构建最佳水平错距的AHP结构模型,求解各因子层相 对于目标层的权重矩阵,建立FLAC2D数值模型并求解水平错距取值范围,加权计算得到取值范围 内的最佳水平错距。研究结果表明:① 被保护层煤体存在一侧采空煤体区、两侧采空遗留煤柱区以 及应力恢复区3处高应力区,以及2处呈对称分布的应力降低区;②对主要巷道掘进、维护及工作 面回采有利的水平错距取值范围分别为50~75 m、80~140 m和40~100 m;③ 基于AHP分析方法, 确定对主要巷道的掘进、维护以及工作面回采综合有利的水平错距为60 m。研究结果可为冲击地压 矿井近距离煤层被保护层工作面的布置提供依据和方法。

针对不连沟煤矿特厚煤层综放开采放煤工艺参数确定的合理性问题,通过实测特厚煤 层单轮顺序放煤时单个支架的连续放煤时间,在倾向方向基于“大、中、小、微”放煤理念确定了 “大”放煤、“中”放煤、“小”放煤、“微”放煤的循环内位置和放煤间距;在走向方向通过布置 多点位移计测试了不同顶煤高度、不同循环时的顶煤运移轨迹曲线,得出在倾斜方向的顶煤移动轨 迹曲线方程,确定不同放煤步距时的工艺损失。研究结果表明:单放煤口充分放煤时,工作面倾向 方向影响距离6~12架,倾向单架放煤影响半径平均7.6 m;循环内两端“大”放煤、中间“中” 放煤、其余“小”放煤和“微”放煤交替;本架放煤在垂高12.3 m层位的走向影响距离平均 4.9 m,在垂高8.3 m层位的走向影响距离平均3.8 m,拟合确定了不同放煤步距的顶煤走向运移 方程,理论得出循环步距0.8 m比1.6 m减少煤炭损失694 t。研究结果为指导不连沟煤矿特厚煤 层综放开采合理放煤和提高资源回收率提供依据。

针对小保当煤矿主运输系统大运量、高带速、高带强的特点,进行了技术方案的分析 研究并对各部带式输送机均采用了最佳配置设计。文章介绍了采用多项国内外先进技术对主运输系 统的各个具体环节进行的优化设计,包括:采用智能化设计技术,实现主运输系统的远程集中控 制、协同运行和无人值守;采用特大型装备设计技术,对系统关键位置及重要部件进行分析研究, 确保安全;采用井下煤水分离技术,对原煤进行脱水处理,避免“水煤”隐患;采用动力学分析技 术,对多种不利工况下的输送带张力特性进行模拟,优化设备布置。最终实现了国内井下总运输距 离最长、装机总容量最大的煤炭主运输系统的智能化、无人化长期连续平稳运行,为国内特大型矿 井的煤炭主运输系统设计起到了引领示范作用。

为了推进煤矿智能化转型升级,提升煤矿安全生产水平,增强煤矿企业的核心竞争 力,对胜利能源储运中心地面生产集控系统进行了智能化升级设计。在提高装备可靠性和工业自动 化水平的基础上,以现代信息技术和人工智能技术为手段,以集成和利用全流程信息资源为起点, 以自动化、信息化、智能化的管控平台为依托,兼顾储运中心实际生产、管理与销售情况,制定智 能化储运中心“执行层、管理层、决策层和平台层”的总体架构,建立“平台协同运营、工厂智能 生产”两个层面的业务控制管理系统,通过机器学习模型及优化算法分析、发掘和发挥数据源的价 值,实现储运中心业务全流程的智能化生产、管控协同与服务模式创新。

目前我国很多大中型矿井、尤其寒冷地区矿井,井筒提升系统多采用井塔提升,井塔 是矿井生产重要的工业建构筑物。通过对塔然高勒矿井主井井塔体系布置、结构整体分析、基础设 计、结合实际设计及建设经验,介绍主井井塔设计要点及设计注意事项,特别是为在人工快速解冻 冻融土地基上建设井塔提供了设计参数和经验,为煤炭矿井主井井塔设计提供参考和帮助。

为充分高效利用稀缺炼焦煤资源,针对新巨龙选煤厂部分细粒级精煤未浮出,浮选尾煤 灰分偏低的问题,采用“三次浮选”代替“二次浮选”,即用4台5室浮选机进行一次浮选,保证浮 选尾煤灰分达到70%以上;利用原先的4室和3室浮选机进行二次浮选对一次浮选精煤降灰,二次浮 选精煤灰分达到8.5%以下,二次浮选尾煤经过浓缩压滤脱水后作为中煤产品;最后用1台3室浮选机 进行三次浮选对二次浮选高灰精煤降灰,三次浮选精煤灰分控制到11%以下,三次浮选尾煤返回二次 浮选作为补水。解决了原先浮选工艺处理能力不足的问题,同时通过浮选入料截粗改造,改善其粒度 组成,优化浮选效果。煤泥深度浮选工艺改造后,煤泥灰分达到70%以上,发热量降低至 1350 kcal/kg,较改造之前煤泥灰分升高23百分点,发热量降低1650 kcal/kg,总精煤产率提高1.49 百分点,中煤产率提高2.39个百分点、煤泥产率降低2.92百分点,创造了可观的经济效益。

TBM因施工安全、自动化程度高、掘进速度快等特点,已成为斜井机械化、自动化和 智能化建设的重要掘进装备。西部弱胶结地层围岩强度低、承载能力差,TBM在穿越破碎地层时发 生塌方、卡机、栽头和掘进偏斜等风险概率较高,为此开展了西部煤矿超长斜井破碎地层敞开式 TBM掘进技术与应对方法研究。基于可可盖煤矿斜井穿越地层和工程条件,制定了适应地层条件的 TBM掘进参数调整方案,提出了刀盘转速、撑靴压力、刀盘扭矩、推进速度等掘进参数的控制方 法,最大限度发挥了TBM高效掘进的性能;提出了斜井穿越破碎地层时,钢拱架、超前注浆、锚 网支护等综合围岩加固方法;优化了辅助作业设备的配置方案及掘进作业流程,形成了注浆加固、 围岩强支护、设备随掘协同的破碎地层安全施工技术,保障了可可盖煤矿斜井破碎地层敞开式TBM 的安全与快速掘进。

以神东矿区工作面沿空留巷为工程背景,采用理论分析、室内试验及数值模拟的方 法,对煤矸石混凝土的配比优化进行试验研究,分析开采过程中巷道围岩变形与煤矸石混凝土加固 体应力分布特征,结果表明:采用煤矸石混凝土加固巷帮与高预应力、强力锚杆锚索联合支护,能 够有效控制沿空留巷围岩的变形,保持沿空留巷的稳定。基于室内试验与数值模拟,分析煤矸石混 凝土最优配合比以及巷内、巷帮支护的相互关系,最终优化得出最佳支护方案,此外提出了沿空留 巷支护设计的原则,旨在为神东矿区的无煤柱开采提供科学的参考依据。通过本研究,不仅对沿空 留巷的支护技术进行了创新和优化,也为类似的矿山工程提供了宝贵的理论和实践经验。

针对深部向斜构造区煤泥岩大巷围岩控制难题,以水峪煤业采区运输巷为研究对象, 采用现场调研、数值模拟和理论分析方法,分析了深部煤泥岩巷道围岩位移和应力分布特征,研究 了适用于深部煤泥岩巷道围岩的内外承载体环形协同控制技术主要结构和原理,构建了约束混凝土 支架和围岩耦合模型,分析了内外承载结构体作用下深部煤泥岩巷道围岩位移和塑性区分布特征, 并在现场进行了工业性试验,应用效果良好,对类似大巷围岩稳定性控制提供一定参考。

为研究冲击载荷作用下矿用锚杆的动态力学性能,选取蒙陕矿区冲击地压巷道常用的 锚杆材料,利用AW-1500微机控制电液伺服试验机和落锤冲击试验机分别测试了锚杆的静、动载 力学性能,获取了锚杆载荷与位移曲线、冲击力时程曲线、位移时程曲线等数据。研究发现:锚杆 冲击力时程曲线分为急剧增加、平稳和衰减三个阶段。随着冲击次数或冲击能量的增加,锚杆的冲 击力峰值逐步增加,锚杆冲击力稳定在200~300 kN之间,当锚杆达到冲击破断时,冲击力峰值位 于250~300 kN之间。冲击载荷作用下锚杆杆体破断位置颈缩不明显,表现出明显的脆断特征,动 态破断载荷略大于其静载破断载荷,而延伸率大幅度降低,动载下的断后延伸率为10%左右。该研 究结果可为冲击地压巷道锚杆支护设计和材料选取提供一定的试验依据。

针对煤矿井下爆破作业有毒有害气体管控难的问题,以屯宝煤矿绞车硐室及瓦斯抽放 硐室施工为工程背景,通过利用矿井瓦斯抽放系统、配合设置隔离和搭建气室等措施调整优化施工 工艺,采用全新的技术方法,使爆破作业期间气体管控良好,在满足国家规定的基础上,有效对有 毒有害气体进行管控,同时极大减少了作业时间,保障了施工安全,增加了工作效率,施工期间未 发生气体超限和伤人事故,安全高效解决了炮烟问题,证明该方法安全有效。

为研究倾斜煤层沿空留巷巷旁充填体承载特性及合理宽度,以黑龙江新铁煤矿左七工作面沿空留巷为背景,采用理论分析的方法,分析矸石动冲及静压作用,明晰了动冲及静压作用影响因素,运用数值模拟软件,分析充填体宽度效应下沿空留巷围岩应力分布及变形特征,揭示了充 填体承载特性并确定充填体的合理宽度,最后进行工程应用。研究表明:矸石对巷旁充填体的动冲作用随矸石的质量、采高及煤层倾角增大而增大,随碰撞时间及滑移长度的增加而减小;矸石对巷旁充填体的静压作用随矸石容重、煤层倾角、采高及工作面长度增大而增大;理论计算出巷旁充填体最小宽度为1.36 m;随充填体宽度增加,充填体承载能力及抵抗变形能力逐渐增加,充填体内部形成偏向采空区的“椭圆形弹性核”,最终确定巷旁充填体宽度为2 m。工程应用表明,采用该巷旁充填体参数,沿空留巷围岩变形量较小,满足日常生产需求。

传统的注水方法不科学, 注水作业工程量巨大且效率低, 造成了大量的水资源浪费,为了解决该技术难题, 研究了煤田火区远程智能配注技术, 将温度参数采集模块、电路控制模块、流量控制阀集成在智能配注器内并长期置于地面, 结合无线通信技术及自动调整算法, 形成了包括智能配注器、智能测控充电一体仪及地面通信控制主机的智能配注工艺。开发了监测系统远程调整注水流程和测温流程的作业时间, 从而控制注水流量, 实现了注水流量2 L/ s、1 L/ s、0. 5 L/ s 的分级调控。新疆三道坝火区的现场试验表明, 煤田火区智能分级注水技术可为煤火区智能化灭火提供技术支持。

针对井下工作面监控视频的视觉清晰化问题, 首先提出一种监控摄像仪防尘自动疏水方法, 利用疏水涂层制备摄像仪视窗, 有效减少煤尘、水雾等附着, 提高监控视频画面的可视化监控效果。针对工作面工况条件下粉尘雾气导致监控视频图像质量下降问题, 提出一种监控视频图像实时去雾算法。通过实时去雾处理后监控图像峰值信噪比保持在28. 2 左右, 使得监控图像特征信息很好保持的同时, 增强工作面监控视觉效果。在监控视频图像视觉畸变矫正技术研究过程中, 提出一种工作面监控视频图像校正方法, 充分利用视频图像内部特征信息, 无需外部标定实现监控视频图像边缘畸变校正。实验表明, 文章提出的工作面监控视频清晰化技术一定程度上能够满足实际生产需求, 提升工作面监控视频可视化效果。

为了提高红沙泉露天矿端帮煤炭资源回收效率,减少端帮压覆资源浪费。以红沙泉露天煤矿首采区西端帮为研究对象,结合端帮采煤机原理研究了支撑煤柱宽度和隔离煤柱的宽度,探究了自然工况条件下的西端帮的边坡稳定性和在端帮采煤机开采留设煤柱的条件下边坡稳定性。结果表明:通过Mark-Bieniawsk给出的计算公式得出支撑煤柱的宽度为5.5 m,隔离煤柱的宽度为27.3 m;西端帮在自然工况条件下的稳定系数为1.957,在使用端帮采煤机开挖采硐后的边坡稳定系数为1.805,但均符合露天矿设计规范的要求。红沙泉露天煤矿具有使用端帮采煤机的条件,能够解决端帮压覆煤回采的问题。

为了明确采场煤岩力学响应的演变规律,以宽沟煤矿W1143长壁综采工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验和数值计算相结合的方法,在明确来压前、后覆岩空间结构瞬变特征的基础之上,建立了一种实现坚硬岩层瞬时破断的数值模拟前处理方法,研究了结构瞬变影响下采场煤岩静态力学响应的阶变规律。结果表明:覆岩空间结构是由破裂面以外、采动影响范围以内不同岩性的岩层所组成的空间岩体结构,是其影响范围内的采场煤岩产生不同力学响应的内因。来压期间,由于坚硬岩层的破断具有瞬时性,导致覆岩空间结构发生瞬变,受此影响,采场煤岩的静态力学响应发生阶变,其本质上为一动力学过程。覆岩空间结构瞬变造成采场煤岩的应力场与位移场产生阶变,阶变集中于瞬变区域附近,距离瞬变区域越远,其阶变量越小。 

为了确保冲击地压矿井安全高效生产,采用锚索支护与钻孔爆破卸压方式确保巷道围岩安全稳定性,以胡家河矿402101工作面为背景,利用现场试验的研究方法,分析了爆破卸压对锚索锚固力及工作阻力、围岩结构损伤等。研究结果表明:锚索锚固力的失效与爆破卸压孔相对位置关联性较小,预紧力在爆破卸压前后损失值具有一致性,基本在40%~50%之间;爆破卸压前后,锚索工作阻力基本不变,分别为101.6 kN和99.4 kN,但对围岩结构完整性具有一定影响,结构劣化区域与爆破卸压孔具有一定关联性,为后续爆破卸压优化提供参考。

煤巷围岩稳定控制是保障煤矿安全高效开采的关键,煤巷顶板位移量是反应煤巷围岩稳定性的关键指标,本研究提出机器学习方法对煤巷顶板位移进行超前预测研究。确定了煤巷顶板位移的8个重要影响指标,建立了煤巷顶板位移预测数据库并对数据进行了指标相关性和重要性分析。基于RF、GA-SVM和GA-ANN分别建立了三种煤巷顶板位移预测模型,选用RMSE、MAE和R2三个指标来评价模型的性能。结果显示,RF模型测试性能最佳, R2=0.909, RMSE=20.475,MAE=16.790,GA-ANN模型的性能最差。采用十折交叉方法对RF模型和GA-ANN模型进行可靠性验证,结果显示RF模型的稳定性更高,平均R2为0.891。将RF模型应用到干河煤矿2-1121巷,预测值与实际值的绝对误差为19 mm,相对误差为11.18%,说明了RF模型对煤巷顶板位移预测的准确性与可靠性,研究结果对煤巷顶板位移预测提供了一种新途径。

针对华北型煤田复杂构造区底板奥陶系灰岩岩溶水害威胁问题,目前采用的突水系数评 价方法和注浆改造(加固)治理技术均未考虑奥灰顶部古风化壳的隔水性能。基于此,研究了奥灰顶部 古风化壳的物性特征,在“隔水性指数法”思想指导下,提出了一种基于分形理论的隔水性指数法评 价古风化壳隔水性,创建了评价流程,并以峰峰矿区南部研究区为例开展应用,结果表明:研究区古 风化壳弱和较弱隔水性区呈条带状分布于井田中部和西南部,强和较强隔水性区分布于井田北部和南 部边界,其他区域为中等隔水性。该方法有效减少了传统评价方法中构造要素描述的数量,更能够对 断裂网络的复杂度进行定量化评价,对于华北型煤田古风化壳隔水性研究具有理论指导意义。

为了改善综放工作面转载破碎区域的工作环境,结合粉尘分散度分析和现场实测得出转载机机头前1 m处、破碎机处及前刮板机和后刮板机处是四个主要的产尘位置。其中,转载机机头前1 m处持续不断地产生呼吸性粉尘,其PM5占比高达85.19%,原因在于煤块与带式输送机猛烈撞击后产生大量呼吸性粉尘;破碎机处也产生大量呼吸性粉尘,但积累呼尘的速率相对较慢,其 PM10占比可达98%,这些粉尘主要来源于两防护罩间由于连接不吻合而产生的缝隙;前刮板机和后刮板机处可吸入粉尘占比相对稳定且比例较高,粉尘粒度分布相对均匀,这是由于此处煤块普遍较大且携带较高的势能,下落后产生大量微细粉尘。并根据每个产尘点的特性采用不同的喷雾降尘技术并设计相应的降尘系统:转载点喷雾形成全断面喷雾抑尘,破碎机喷雾将粉尘封闭在破碎机内部并沉降,前后刮板机喷雾利用雾群将粉尘完全覆盖。最后通过现场检验, PM5和PM10粉尘的降尘率都达到85%左右,降尘效果良好。

深部地质封存是目前最具前景的高盐水及二氧化碳地质封存方式。以钻孔数据库为基础, 结合地形及地质数据资料, 利用Surpac 软件构建了鄂尔多斯盆地东北部东胜煤田地质封存潜力区的三维地质模型, 模型共收集了研究区内8 口深度超过2000 m 的深井资料, 构建了覆盖鄂尔多斯盆地东北部深地封存潜力区的三维地质模型, 通过分析模型中地层展布几何学特征, 结合示范工程岩心测试分析结果, 总结研究区内深部地质封存潜在储层刘家沟组的赋存形式、封存有利特点及变化特征。研究结果表明: 研究区范围内潜在封存储层刘家沟组整体地层厚度变化不大, 但总体而言区域西南部刘家沟组比东北部深度更深、地层厚度更大, 具有更大的潜在封存空间, 可积极开展深部地质封存科学实践; 刘家沟组长石砂岩为封存提供了微裂隙空间, 是使该地层成为封存有利层位的重要特征, 根据三维地质建模结果显示, 研究区内刘家沟组总体厚度处于277~460 m 之间, 潜在封存空间可达2790000 km3; 由于当前已有地质封存示范工程数量较少, 因此该模型可为少量钻孔数据背景下的区内其他缺少钻孔数据的封存层位深度及厚度变化判断提供参考。

由于综采工作面生产过程中粉尘、水雾导致摄像头视频模糊,通过视频无法常态化实现采煤机和液压支架碰撞检测,使得智能开采技术的实用性受限,文章提出了基于综采工作面高精度地质模型自适应开采的采煤机和液压支架碰撞检测方法。基于综采工作面高精度地质模型的自适应开采系统下发采煤机规划采高数据,结合采煤机的采高传感器数据和液压支架的高度传感器数据,实时对采煤机滚筒和液压支架进行碰撞检测预警,触发预警后采煤机牵引停止,同时自适应开采系统弹出触发碰撞检测支架的视频窗口,待人工处理消警后采煤机继续自适应割煤。结果表明, 该方法将综采工作面采煤机和液压支架的相对坐标与地质模型的绝对坐标建立关联,实现基于综采工作面液压支架高度传感器数据和规划的截割数据两种方式的预警,大大提高了综采工作面采煤机和液压支架碰撞检测预警的准确性。

矿井视频监控在保障煤矿企业生产安全方面有着关键作用。目前矿井智能监控技术主要在云端进行监控数据处理, 存在着网络拥塞, 计算要求高等问题。针对该问题, 研究了边云协同矿井视频监控总体架构, 提出了基于任务卸载的自适应视频帧卸载策略, 利用边缘端检测速度快、精度高、实时性强的优点, 进行模型的优化更新, 实现边云协同架构的不断完善。针对YOLOv5 模型检测精度低, 深层网络结构易发生梯度消失和过拟合的问题, Transformer 应用到视觉领域面临同一种目标的多尺度无法识别和高分辨率图像构成的序列过长, 计算量大, 显存资源不足的问题, 构建了基于Swin Transformer-YOLOv5 的目标检测模型。实验结果表明, 基于ST-YOLOv5 的目标检测模型, 提高了平均检测精度, 适用于矿井智能工作面边缘端设备部署。

露天矿煤自燃造成煤炭资源浪费、破坏周边环境甚至严重威胁矿区安全生产, 露天矿煤火探测具有重要意义。针对上述问题, 提出了一种昼夜地表温度融合的方法, 结合煤自燃引发的其他地表异常现象进行露天矿煤火探测。该方法分别获得白天与夜间的地表温度, 通过代数叠加,消除太阳辐射等因素的影响, 突出持续热异常区域。针对露天矿周边区域, 在地表温度异常的基础上, 制作沉降异常和生态异常两级带通滤波器, 对地表温度异常进行滤波, 整合得到研究区煤火分布特征。研究表明, 昼夜地表温度融合的地表温度信息较单一时相温度探测煤火的方法更为有效,针对露天矿周边地区, 昼夜地表温度融合的热红外遥感技术联合雷达干涉测量技术与遥感生态指数探测煤火的方法具有较高的可靠性和准确性。

煤矿变电所是大型煤矿供电系统的重要组成部分, 变电所压板开关状态的精确识别是监测煤矿供电状态的重要环节。然而, 随着变电所电气控制柜上压板开关数量的大幅增加, 传统人工巡检存在的巡检速度慢、巡检精度低的问题愈发显著。针对上述问题, 提出了一种基于YOLOv5 神经网络模型的变电所压板开关状态识别方法。使用Pytorch 深度学习框架进行了模型训练; 设计了针对压板开关图像的预处理方法; 采用得到的最佳模型对预处理后的压板开关图像进行检测并评估检测结果。实验结果表明该方法可以实现压板开关状态的智能识别, 且具有速度快、精度高的特点。

为提高反应型高分子材料的安全性能,对煤矿井下反应型高分子材料使用现状进行了梳理,指出目前煤矿井下反应型高分子材料主要有以下几类:煤矿加固煤岩体用高分子材料,煤矿堵水用高分子材料,煤矿充填密闭用高分子材料,煤矿喷涂堵漏风用高分子材料,并对各类材料进行了分析,研究分析了安全管理存在问题。通过调查与分析反应型高分子材料的生产特点、施工工艺及质量监控等关键环节,结合相关准则和规定,进而探索了一套新的反应型高分子材料的管理方法,并对如何提高此类材料的安全性能提供了研究建议,进一步提出改善煤矿反应型高分子材料安全保障水平的对策措施,为新技术、新材料的安全使用提供客观的理论支持和宝贵的安全经验,满足安全把关的需求。

粉煤灰存在保水性差、易干燥开裂等问题导致其应用受限。为提高粉煤灰的保水性能, 通过向粉煤灰浆液中添加不同质量比的黄原胶(XG)、魔芋胶(KGM) 亲水胶体制备了含亲水胶体的粉煤灰浆液, 测试材料胶凝特性、稳定性及流变特性并浅析其成胶机理。结果表明: 不同质量比XG/ KGM 亲水胶体粉煤灰浆液的成胶状态不同, 当质量比大于4∶6 时, 粉煤灰浆液可成胶, 120℃条件下热失水率最低为18. 14%, 稳定性良好, Zeta 电位绝对值均在20 mV 以上, 1000 ℃条件下最大质量损失约为6. 27%; 流变试验表明, 粉煤灰浆液均存在剪切稀化现象, 为假塑性流体, 采用Herschel-Bulkley 模型进行拟合, R2 均在0. 99 以上; 储能模量G′均高于损耗模量G″, 表明粉煤灰浆液以弹性性质为主; 可成胶的三组即质量比为6∶4、8∶2、10∶0 时, 样品表面可观察到不规则的块状、片状形貌亲水胶体; 成胶机理表明, 粉煤灰与XG、XG 与KGM 之间可发生复杂相互作用, 从而促进粉煤灰浆液成胶。

针对露天矿非结构化道路信息无法有效提取或提取精度不高的问题, 提出一种基于改进DeepLabv3+网络融合SE 注意力机制的露天矿道路识别方法, 使用不同采样率的空洞卷积并行采样获取目标图像的高级特征。引入SE 注意力模块对采样获取的高级特征和骨干网络提取的低级特征进行特征权衡, 以区分不同特征的重要性, 提高融合后特征信息的准确性。试验证明, 该网络在矿山道路识别中优于其他算法, 各项道路识别评价指标均得到提高, 可有效识别非结构化的露天矿山道路。

为了拓展煤气化细渣高值化利用途径, 采用碱溶水热法制备多孔复合吸附材料。通过调控碱浓度、水热时间、温度、搅拌时间等因素探究其对复合材料结构性能的影响规律, 并通过分析不同制备条件下复合吸附材料的物相组成、表观形貌、孔隙结构, 明晰复合材料与其对氨氮吸附能力的构效关系。结果表明: 复合材料生成了以P 型沸石为主要晶相的沸石结构。当碱浓度为2 mol/ L、水热时间为30 h, 水热温度为100 ℃, 搅拌时间为10 min 制备的复合材料的氨氮吸附量最高, 当氨氮初始浓度为100 mg / L、吸附时间为5 h 时, 复合材料对氨氮的平衡吸附量达到15. 65 mg/ g。吸附材料对氨氮的等温吸附特性符合Langmuir 方程, 且反应过程符合准二级动力学方程。热力学分析表明煤气化细渣对氨氮的吸附为自发、吸热及熵增反应。

为了解决刮板输送机在输运煤料的过程中, 刮板链系统会产生三体磨损导致链环磨损失效的问题。采用磨料磨损试验机进行磨料磨损试验, 通过正交试验以及单因素试验分析了三种刮板输送机链环材料(YXKB2 钢、54 钢、25MnVK 钢)在不同因素(磨料配比、磨粒粒度、链环材料硬度)下的磨损特性及耐磨性能。试验结果表明: 磨料配比对材料磨损量的影响最为显著, 磨料配比与磨料粒度耦合作用次之。在等质量磨料条件下, YXKB2 钢的磨损量随磨料粒度的增大而下降, 但在三体磨损过程中, 磨料破碎会导致磨料粒度对材料磨损量的影响不显著; 三种链环材料的硬度与耐磨性能呈正相关关系。在试验条件范围内, 三种材料耐磨性能由高到低依次为YXKB2 钢、25MnVK 钢、54 钢。

文章创新性地提出了利用BP 神经网络来进行设备价快速估算模型研究。以带式输送机为例, 在对带式输送机价主要影响指标进行分析的基础上, 将BP 神经网络应用到带式输送机快速估算模型建立中, 并以Z 设计院总承包带式输送机采购价为基础, 对构建的BP 神经网络设备价格快速估算模型进行检验。研究表明, 该模型可以在不失准确性的前提下极大地提高设备价报算效率, 尤其对询价周期长的多参数、复杂通用设备快速报价问题的解决具有适用性, 可将设备报价时间由需数天节省到几分钟, 通过建立设备价快速报价模型, 可以摆脱工程造价人员在设备价询价过程中因询价厂家数量过少、缺乏对比性或报价厂家报价故意偏离正常价等主客观因素对设备价定价精度的影响。