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下石节煤矿224综放工作面顶煤弱化技术研究

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第3期 29-33页

作者：王留河岳东霍小泉周晓辉袁增云陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727000

下石节煤矿主采 4#-2煤层,平均厚度11m,采用综采放顶煤开采工艺,由于煤的硬度系数大(f=1.4),强度大(13MPa),同时距离224工作面上部约21.76m的2302工作面已回采并产生卸压作用,不利于顶煤的预破坏,在生产实践过程中,出现顶煤不易放出并... 详细信息

下石节煤矿主采 4#-2煤层,平均厚度11m,采用综采放顶煤开采工艺,由于煤的硬度系数大(f=1.4),强度大(13MPa),同时距离224工作面上部约21.76m的2302工作面已回采并产生卸压作用,不利于顶煤的预破坏,在生产实践过程中,出现顶煤不易放出并导致放出率不高现象,工作面回采率达不到开采设计规范的有关规定,造成采空区滞后丢煤严重,顶煤不能及时冒落,采空区漏风增加,极易引发采空区残留煤炭的自燃和发火的危险,直接威胁煤矿的安全开采。本文以陕西陕煤铜川矿业有限公司下石节煤矿224工作面为工程背景,利用水力压裂技术,开展了下石节煤矿综放工作面顶煤弱化技术及应用,并通过煤体块度观测、钻孔窥视观测、矿压观测、放煤产量统计、回收率统计等方法对顶煤弱化效果进行验证,以期解决下石节煤矿综放工作面顶煤冒放性差的问题。

关键词：综放工作面冒放性顶煤弱化水力压裂效果评价

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矿用混凝土搅拌机电气控制系统的设计与应用

自动化应用 2024年第4期65卷 61-63页

作者：王仰毅王新堂苏文超刘猛霍小泉袁增云陕西陕煤铜川矿业有限公司下石节煤矿陕西铜川727101 陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727101

针对煤矿井下混凝土搅拌机自动化程度低、搅拌粉尘大的问题,结合我国煤矿智能化建设对装备提出的新要求,设计了一种矿用混凝土搅拌机电气控制系统。该电气控制系统不仅可以实现本地和触摸屏的控制,还结合了无线遥控技术,实现了对设备的... 详细信息

针对煤矿井下混凝土搅拌机自动化程度低、搅拌粉尘大的问题,结合我国煤矿智能化建设对装备提出的新要求,设计了一种矿用混凝土搅拌机电气控制系统。该电气控制系统不仅可以实现本地和触摸屏的控制,还结合了无线遥控技术,实现了对设备的无线遥控。结合使用情况,该电气控制系统不仅具有稳定性好、控制精度高的优点,而且无线遥控系统保障了工作人员的安全性,为矿用混凝土搅拌机的智能化提供了思路。

关键词：煤矿混凝土搅拌电气控制无线遥控

多因素光照条件下高质量煤矸图像获取方法研究

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煤炭科学技术 2023年第1期51卷 455-463页

作者：曹现刚郝朋英王鹏刘思颖吴旭东霍小泉西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测重点实验室陕西西安710054 西安航空职业技术学院陕西西安710089 陕西铜川矿业有限公司陕西铜川727000

针对在线选煤过程中,光照条件不足引起煤矸表面特征成像质量差,煤矸识别率低下的问题,提出一种融合光源分布、色温、光照强度等多因素条件的新型高质量煤矸图像获取方法。首先,针对煤矸流实际洗选过程中光照条件的复杂性导致的光照不均... 详细信息

针对在线选煤过程中,光照条件不足引起煤矸表面特征成像质量差,煤矸识别率低下的问题,提出一种融合光源分布、色温、光照强度等多因素条件的新型高质量煤矸图像获取方法。首先,针对煤矸流实际洗选过程中光照条件的复杂性导致的光照不均匀问题,基于九点取样法研究了不同入射角度对光照均匀度的影响,确定适用于煤流的最佳入射角度。然后,针对不同色温引起色彩还原性不同导致煤矸图像失真的问题,采用MSE、PSNR和SSIM等指标量化分析多样本单一种类煤矸图像失真情况,通过TOPSIS算法研究不同色温的光源对煤、矸石,以及混合煤矸石3种不同工况图像失真情况的影响,确定成像质量最优的色温。最后,考虑在线光照强度变化影响煤矸表面特征信息的表达,基于不同照度下煤矸表面特征响应曲线,建立曝光时间、输送带速度和环境光强的关联关系,量化表面区分度较大的照度区间,确定最佳光照条件。通过融合多因素光照条件下高质量图像获取方法建立煤矸识别系统,并对SSD和Faster-RCNN目标检测模型进行实验验证。结果表明:该方法在很大程度上提高了煤矸图像质量,煤矸识别准确率提高10.5%,为煤矸智能分选系统提供更为准确的数据支撑,对提高原煤入选率具有一定应用推广价值。

关键词：选煤照明技术图像质量 TOPSIS法深度学习煤矸识别

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矿用刮板输送机垂直冲击下负载电流特性研究

煤炭科学技术 2023年第2期51卷 400-411页

作者：司垒李嘉豪谭超王忠宾李小玉霍小泉袁增云中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727000

矿用刮板输送机在运行过程中易受液压支架推移不齐、采煤机截割底板不平的影响,承受着多种类型冲击,其中垂直方向的冲击作用最为明显,造成刮板输送机传动系统磨损严重、驱动电机功率不平衡等问题。笔者通过分析刮板输送机垂直冲击的形... 详细信息

矿用刮板输送机在运行过程中易受液压支架推移不齐、采煤机截割底板不平的影响,承受着多种类型冲击,其中垂直方向的冲击作用最为明显,造成刮板输送机传动系统磨损严重、驱动电机功率不平衡等问题。笔者通过分析刮板输送机垂直冲击的形成原因,计算了不同垂直冲击作用下刮板输送机的运行阻力,建立了刮板输送机传动系统的垂直冲击仿真模型,并对刮板输送机在中部槽间隙、中部槽凸起弯曲、中部槽凹陷弯曲等工况下的冲击负载电流情况进行了仿真分析,结果表明:中部槽间隙越大,中部槽与中板发生的撞击就会越强烈,对刮板输送机传动系统的冲击越明显;垂直冲击产生的负载电流峰值与中部槽凹陷或凸起弯曲程度呈正相关;相邻中部槽最大弯曲角是决定刮板输送机冲击负载电流突变峰值及冲击稳定后负载增量的主要因素;中部槽凸起和凹陷弯曲产生的冲击对系统运行阻力的影响程度最大约为12%,是影响驱动系统电机功率不平衡的主要因素。在煤矿井下搭建了刮板输送机冲击负载监测平台,开展了不同垂直弯曲角度下的冲击负载电流监测试验,结果表明:不同程度的垂直冲击均使刮板输送机传动系统电机负载电流产生明显波动,且在短时间内,冲击电流峰值最高可达正常工作电流的1.5倍,对刮板输送机的链条、电机等零部件造成严重损害;现场采集的刮板输送机受到冲击后的电机电流曲线与仿真曲线变化趋势基本保持一致,平均绝对误差范围为0.435~1.342 A,验证了刮板输送机垂直冲击仿真模型的正确性与合理性。研究成果为提升刮板输送机的智能控制水平、保障煤矿运输装备的负载稳定和功率平衡提供了理论依据,进而降低综采工作面的运输成本,延长运输装备的使用寿命。

关键词：刮板输送机垂直冲击负载电流特性中部槽弯曲角度中部槽间隙

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矿井通风安全信息管理系统

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2022年第1期 19-21页

作者：霍小泉陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727000

伴随我国经济水平的提升,而经济的快速发展需要能源作为支撑,矿产开采则在全国范围内如火如荼的开展,其中煤炭资源作为我国重要能源之一,在我国经济发展中起到非常重要的作用。近年来煤炭的开采量越来越大,也随之出现许多煤矿开采事故,... 详细信息

伴随我国经济水平的提升,而经济的快速发展需要能源作为支撑,矿产开采则在全国范围内如火如荼的开展,其中煤炭资源作为我国重要能源之一,在我国经济发展中起到非常重要的作用。近年来煤炭的开采量越来越大,也随之出现许多煤矿开采事故,比如煤矿坍塌、煤矿矿井通风不好导致采矿工人的窒息等。各个矿区特别是煤矿矿区,如何实现安全高效生产则是每个区域重点关注的对象。特别是在矿区矿井通风安全这一部分尤为重要。因此矿区各部门结合科学的力量,开发出了一套矿井通风安全信息管理系统,而这套系统在实际矿井应用中还有许多值得探索的地方。为了详细了解矿井通风安全信息管理系统的意义和具体内容,文章通过三个维度展开了调查研究。

关键词：矿井通风安全信息管理

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煤矿设备状态大数据平台架构及关键技术研究

煤炭技术 2023年第1期42卷 222-224页

作者：曹现刚马晨飞王云飞段雍霍小泉西安科技大学机械工程学院西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测重点实验室西安710054 陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727000

针对目前煤矿设备运行状态数据规模不断增大,结构化、非结构化数据并存,存储和查询效率低的现状,设计了一种基于Hadoop的煤矿设备运行状态大数据平台。采用Hadoop分布式文件系统(HDFS)实现设备文件数据的可靠存储,并采用HBase数据库实... 详细信息

针对目前煤矿设备运行状态数据规模不断增大,结构化、非结构化数据并存,存储和查询效率低的现状,设计了一种基于Hadoop的煤矿设备运行状态大数据平台。采用Hadoop分布式文件系统(HDFS)实现设备文件数据的可靠存储,并采用HBase数据库实现结构化数据的持久存储,同时通过MapReduce对大量小文件处理过程中产生的资源消耗问题做了优化。实验表明,该平台实现了对煤矿设备状态大数据的高效存储与处理,为设备维护提供了很好的支持,并为智慧矿山的建设奠定数据基础。

关键词：煤矿设备大数据 Hadoop HBase 小文件处理

静载下含预制裂隙煤岩力学特性及破坏特征试验研究

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工程地质学报 2023年第6期31卷 1854-1862页

作者：任建喜谷禹贾龚杰王晓琳岳东霍小泉西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 陕西陕煤铜川矿业有限公司铜川727000

含预制裂隙的煤岩,在外载荷作用下具有与完整煤岩不同的力学特性及破坏特征。采用金刚石线切割法对完整煤岩试样进行不同倾角(30°、45°、60°)的三维宏观裂隙预制,通过单轴与三轴压缩试验,结合声发射监测手段,进行裂隙煤岩在不同加载... 详细信息

含预制裂隙的煤岩,在外载荷作用下具有与完整煤岩不同的力学特性及破坏特征。采用金刚石线切割法对完整煤岩试样进行不同倾角(30°、45°、60°)的三维宏观裂隙预制,通过单轴与三轴压缩试验,结合声发射监测手段,进行裂隙煤岩在不同加载条件下的强度、变形、破坏模式、裂隙扩展规律和声发射特征的研究,探究具有冲击倾向性裂隙煤岩失稳破坏的规律。结果表明:完整煤岩强度、弹性模量与围压具有良好的线性关系,围压从0~16 MPa,强度提升了400%,其破坏模式为剪切破坏,剪切角度呈增大趋势。预制裂隙的存在降低煤岩强度,30°、45°、60°裂隙煤岩强度分别降低了13%、24%、37%,破坏时由裂隙尖端扩展翼型新裂隙,新裂隙沿最大主应力方向扩展与预制裂隙汇合贯通,煤岩发生失稳破坏。裂隙煤岩在围压增大到一定水平时发生“逆围压效应”,即围压越大,强度劣化越明显,当围压达到8 MPa, 3种裂隙煤岩强度均降低了200%。完整煤岩在破坏阶段声发射强度达到极值,裂隙煤岩因裂隙扩展发育在各阶段会产生声发射信号激增点,可根据此判断裂隙煤岩的破坏程度及所处应力状态。

关键词：裂隙煤岩冲击失稳力学特性破坏特征试验研究

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CO对瓦斯爆炸反应影响机理研究

工矿自动化 2022年第2期48卷 77-82页

作者：霍小泉寇义民闫振国范智海贺雁鹏陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727000 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

目前针对瓦斯爆炸的研究大多以CH_(4)与空气混合气体为研究对象,而煤矿瓦斯爆炸并非单独的CH_(4)爆炸,往往存在CO等组分,对瓦斯爆炸产生一定影响。为揭示CO对瓦斯爆炸反应的影响机理,在20 L球形爆炸罐中测试了9.5%CH_(4)与0~4%CO混合气... 详细信息

目前针对瓦斯爆炸的研究大多以CH_(4)与空气混合气体为研究对象,而煤矿瓦斯爆炸并非单独的CH_(4)爆炸,往往存在CO等组分,对瓦斯爆炸产生一定影响。为揭示CO对瓦斯爆炸反应的影响机理,在20 L球形爆炸罐中测试了9.5%CH_(4)与0~4%CO混合气体的爆炸压力,结果表明:随着CO浓度增大,混合气体最大爆炸压力呈先增大后减小趋势,CO体积分数为2%时最大,为624.9 kPa。在Chemkin-Pro数值模拟软件中,采用GRI-mech 3.0机理,从化学动力学角度对CO,CH_(4)与空气混合气体爆炸反应进行了温度敏感性和关键自由基分析,得出CO对瓦斯爆炸反应的影响机理:在9.5%CH_(4)中添加少量CO可使爆炸反应体系中燃料浓度接近实际化学计量值,此时CO对瓦斯爆炸反应的促进作用占主导地位,宏观上体现为最大爆炸压力随CO浓度增大而增大;随着CO浓度继续增大,爆炸反应体系出现贫氧状态,阻碍温度升高的98,120号基元反应得到促进,促进温度升高的57,170号基元反应被抑制,宏观上体现为随着CO浓度增大,爆炸反应体系温度降低,最大爆炸压力减小;CO对自由基峰值物质的量浓度出现时间起延迟作用,添加CO后爆炸反应的点火延迟时间增大,从而降低了爆炸反应速率。

关键词：瓦斯爆炸瓦斯爆炸压力瓦斯爆炸超压瓦斯爆炸温度基元反应温度敏感性自由基

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综掘工作面气雾涡旋降尘技术研究及应用

金属矿山 2023年第7期 135-141页

作者：司俊鸿王昊宇霍小泉胡伟袁增云范智海华北科技学院应急技术与管理学院北京101601 陕西陕煤铜川矿业有限公司陕西铜川727000

针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题,以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例,实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律,提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离... 详细信息

针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题,以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例,实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律,提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离心力降尘,设计了可并联装配的气雾涡旋发生器,阐述了不同粒径粉尘在气雾涡旋发生器中的运动规律;采用模块化设计思路,设计了由风流捕集、初级过滤、气雾团聚、涡旋分离、重力卸灰及二次气雾6个模块组成的综掘工作面气雾涡旋降尘装置。采用试验测试方法分析了气雾涡旋降尘装置中供水供气压力对降尘效率的影响,并研究了降尘效率与气水比、液气比的关系。结果表明:随着与掘进头处距离的增加,42221综掘巷道生产期间沿程粉尘浓度逐渐减小。全尘降尘效率随着供水压力和供气压力增大而升高;呼尘降尘效率随着供水压力增大而升高,随着供气压力增大先升高后降低;处理风量随着供水和供气压力增大而增大;液气比随着供水压力增大而增大,随着供气压力增大而减小。当供水压力和供气压力为0.4 MPa(即气水比为1)或液气比控制在0.070~0.075时,气雾涡旋降尘装置的综合性能最佳。经现场应用,柴家沟井42221综掘巷道平均降尘率约88%。

关键词：粉尘防治气雾涡旋降尘综掘工作面离心力降尘降尘装置