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煤矿综采工作面作业人员定位与液压支架的协同控制方法研究

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煤矿安全 2024年第6期55卷 217-222页

作者：梁占泽周澍陈海舰神华神东煤炭集团公司大柳塔矿陕西榆林719315 中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

为进一步提高煤矿综采面作业安全性,以智能化工作为切入点,提出了一套煤矿综采面作业人员定位与液压支架系统控制系统;通过设计人员精准定位系统、划分采煤工作面控制区、设计系统对接等方面,最终构建出智能化、自动化的煤矿综采面工作... 详细信息

为进一步提高煤矿综采面作业安全性,以智能化工作为切入点,提出了一套煤矿综采面作业人员定位与液压支架系统控制系统;通过设计人员精准定位系统、划分采煤工作面控制区、设计系统对接等方面,最终构建出智能化、自动化的煤矿综采面工作系统。协同控制系统在大柳塔煤矿的模拟应用表明:系统安全性强、稳定性高,可有效保障煤矿综采面作业人员的生命安全。

关键词：煤矿综采工作面作业人员定位人员定位系统液压支架协同控制煤矿智能化

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不同粒度煤基纳米碳氢燃料理化性质分析

洁净煤技术 2024年第S2期 182-186页

作者：杜善周王丽萍原铎杨磊叶涛国能准能集团有限责任公司内蒙古自治区中国神华哈尔乌素露天煤矿三易(海南)新材料有限公司

采用同步热分析仪、量热仪、表面张力测定仪以及黏度测定仪等分析手段对不同粒度的煤基纳米碳氢燃料进行了理化性质分析，研究了常规水煤浆与纳米颗粒影响下液态燃料的黏性、密度、表面张力等物性参数变化规律以及不同粒度纳米碳氢燃料... 详细信息

采用同步热分析仪、量热仪、表面张力测定仪以及黏度测定仪等分析手段对不同粒度的煤基纳米碳氢燃料进行了理化性质分析，研究了常规水煤浆与纳米颗粒影响下液态燃料的黏性、密度、表面张力等物性参数变化规律以及不同粒度纳米碳氢燃料热解行为。结果表明，随纳米化程度的提高，纳米碳氢燃料浆体的相对密度、黏度以及表面张力呈逐渐增大趋势，浆体具有良好的抗团聚性能以及剪切变稀特性。TG-DSC试验表明，相对于常规水煤浆，0.8～1.2μm的浆体放出热量(不含矿物质转化)提升了约20%,为煤粉纳米化过程的赋能提供依据。

关键词：煤基纳米碳氢燃料理化性质

多层结构底板破坏深度精确预测与Matlab实现

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煤炭科学技术 2024年

作者：李昂王伟东牟谦王峰马政和赵磊黄刚周永根田胜祺中煤科工集团重庆研究院有限公司神华新街能源有限责任公司陕西陕煤澄合矿业有限公司陕西陕煤澄合矿业有限公司董家河煤矿分公司西安科技大学建筑与土木工程学院

矿井煤岩层开采工作面底板扰动会诱发底板隔水岩层上部受到破坏，底板破坏深度计算是科学确定底板破坏深度的基本前提。以往采用单一岩层底板塑性滑移线场理论计算往往与实际偏差较大，原因在于底板破坏范围内其结构主要由多层结构组成... 详细信息

矿井煤岩层开采工作面底板扰动会诱发底板隔水岩层上部受到破坏，底板破坏深度计算是科学确定底板破坏深度的基本前提。以往采用单一岩层底板塑性滑移线场理论计算往往与实际偏差较大，原因在于底板破坏范围内其结构主要由多层结构组成。首先构建多层结构底板塑性滑移线场力学模型，推导出多工况下底板破坏深度解析解，并优化出5种计算多层结构底板破坏深度计算工况；其次分析多层结构底板破坏深度人工计算方法的不足及误差原因；提出了计算多层结构底板破坏深度逻辑流程，借助Matlab语言开发了多层结构底板破坏深度计算系统，并结合实际工况分析该系统的可靠性和稳定性。结果表明：⑴多层结构底板破坏深度计算过程中多数工况需多次利用泰勒展开式和一元四次方程求解，人工计算过程冗长繁杂，极易导致计算结果出现偏差；⑵通过手算和机算（Matlab内置函数）对比计算同一工况下相同参数时底板最大破坏深度，可知随底板层数增多，人工求解过程中因泰勒展开式的多次运用导致底板破坏深度计算结果累积误差增大，而Matlab编程求解过程中避免泰勒式应用，其结果更符合现场实际需求；⑶软件主界面包含层数、层厚、力学参数及输入框、计算按钮等功能，可快速智能判别工况，计算出底板最大破坏深度及开采面至底板最大破坏深度水平距离；⑷将平煤某矿相关岩性力学参数代入该软件求解，通过对比分析五层结构底板最大破坏深度理论值、拟合值、实测值及软件值可知，理论值与实测结果偏差0.57m，软件值与实测值相差0.14m，多层计算结果下软件计算更符合实际需求，可为底板水害防治及安全开采提供可靠的技术参数。

关键词：多层结构底板破坏深度塑性滑移线场计算软件

深部高承压“Y”型分支断层底板突水机理模拟试验研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：李昂张文忠周永根王伟东田胜祺杨宇轩陕西省煤矿水害防治技术重点实验室西安科技大学建筑与土木工程学院中煤科工西安研究院(集团)有限公司神华新街能源有限责任公司陕西建工第三建设集团有限公司

普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征，较常规断层更容易发生活化突水，为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理，提出安全开采关键性技术参数，以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象，研发了一种新... 详细信息

普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征，较常规断层更容易发生活化突水，为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理，提出安全开采关键性技术参数，以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象，研发了一种新型原岩相似材料及与之匹配度较高的承压水模拟系统，依托自制的相似试验平台，采用数字图像相关法、水压传感器、水流量监测系统及红外热成像等多种定量及定性监测手段，对开采扰动与承压水导升协同作用下底板突水机理进行模拟研究。结果表明：可循环使用的新型棒体、块体材料与硅胶水囊承压水系统契合良好，能够科学可靠的模拟现场情况；工作面推进63 cm是“Y”型分支断层进入活化阶段的临界点，此后承压水沿主断层向分支断层内导升，水压逐渐增大；当工作面推进至71 cm，底板分支断层完全活化，工作面发生突水，主断层水压降低、水流量增大；采动应力对底板裂隙发育具有显著的影响，分支裂隙呈现出沿垂直方向扩展发育的规律，工作面推过79 cm，底板裂隙逐渐闭合，突水情况得到缓解。结合模拟结果及现场实际情况，探讨了三种“Y”型分支断层底板突水应对治理措施和预案，为类似断层底板防治水研究提供一定的参考。

关键词： “Y”型分支断层底板突水机理相似模拟试验数字图像相关法红外热成像

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新型薄煤层蓄电池支架搬运车的研制及应用

煤炭工程 2024年第6期56卷 211-217页

作者：韩飞王丽威神华神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 山西天地煤机装备有限公司山西太原030006 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室山西太原030006

针对防爆柴油机支架搬运车难以运输薄煤层液压支架的问题,通过分析支架搬运车在薄煤层综采工作面多通道回撤工艺中的作用,确定了新型薄煤层蓄电池支架搬运车的功能参数,设计了与薄煤层支架相匹配的承载功能结构,分析了车辆轴荷分布特点... 详细信息

针对防爆柴油机支架搬运车难以运输薄煤层液压支架的问题,通过分析支架搬运车在薄煤层综采工作面多通道回撤工艺中的作用,确定了新型薄煤层蓄电池支架搬运车的功能参数,设计了与薄煤层支架相匹配的承载功能结构,分析了车辆轴荷分布特点及驱动模式适应性,设计了开关磁阻电机驱动系统及电回馈制动系统,分析了大容量特殊型铅酸蓄电池的充放电特性,指出了蓄电池的使用维护事项及提升续航里程的方法,介绍了车辆相关智能化配置及采用的先进技术。工业性试验表明,新型薄煤层蓄电池支架搬运车整车性能完全满足使用需求。

关键词：薄煤层支架搬运车铅酸蓄电池开关磁阻电机

煤液化固渣萃余物的组成结构及铁催化剂活性相回收

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2115-2123页

作者：李导高山松王洪学谢晶程时富王乾浩中国神华煤制油化工有限公司上海研究院煤炭直接液化国家工程研究中心上海201108

为解决大规模煤直接液化催化剂铁源供应问题,同时实现煤液化固渣萃余物的无害化分质利用,从固渣萃余物中回收铁催化剂的角度进行研究,探索采用物理磁选法进行铁催化剂富集回收的可行性。首先采用粒度分析、XRF、XRD、SEM、TG、SEM-EDX... 详细信息

为解决大规模煤直接液化催化剂铁源供应问题,同时实现煤液化固渣萃余物的无害化分质利用,从固渣萃余物中回收铁催化剂的角度进行研究,探索采用物理磁选法进行铁催化剂富集回收的可行性。首先采用粒度分析、XRF、XRD、SEM、TG、SEM-EDX等表征手段对固渣萃余物进行全面的物化性质表征,确定铁催化剂的质量分数和存在形态。由分析可知,工业装置固渣萃余物主要由未反应煤中的炭及残炭、挥发分及灰分组成,其粒度均匀且没有团聚,其中铁元素质量分数为5.96%,铁物种仍以具有顺磁性的Fe1-xS活性相存在,被未反应煤、残余沥青掺杂、包裹,与各种元素Ca、Si、Al、O等均匀混杂分布在萃余物中。在此基础上,选用4种型式的磁选设备在不同磁场强度下进行磁选富集,并将富集后的样品作为催化剂用于煤直接液化反应,考察其直接液化反应性能。试验结果表明,湿式立环脉动高梯度磁选机一方面将所产生的高梯度磁场力作用于磁性催化剂细粉,同时脉动流体力在一定程度上消除了非磁性颗粒的机械夹杂。在清水作为分散介质及洗涤介质下,更有效地实现了固渣萃余物中铁催化剂细粉的精细分离。在640000 A/m外加磁场强度下,含铁催化剂物料富集率为10.48%,铁元素质量分数可达11.37%,高压釜萃取油产率为41.96%,与无催化剂时相比高7.17%,比固渣萃余物提高8.99%,可掺混至新鲜催化剂中实现有效回用,部分解决催化剂铁源短缺的问题。

关键词：煤直接液化固渣萃余物铁催化剂回收液化性能

OT技术联合无人机LiDAR在矿区地表沉陷监测中的应用研究

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河南理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：高奎英都伟冰陈建华杨彬张合兵徐朝冯志忠张文志国能神东煤炭集团大柳塔煤矿河南理工大学测绘与国土信息工程学院

目的为充分发挥不同尺度遥感监测在识别高强度煤炭开采地表形变上的应用价值，方法利用卫星影像偏移量追踪技术和无人机激光雷达技术分别获取矿区尺度和工作面尺度的典型沉陷区及其参数，并结合地面观测站数据论证这两种不同尺度遥感... 详细信息

目的为充分发挥不同尺度遥感监测在识别高强度煤炭开采地表形变上的应用价值，方法利用卫星影像偏移量追踪技术和无人机激光雷达技术分别获取矿区尺度和工作面尺度的典型沉陷区及其参数，并结合地面观测站数据论证这两种不同尺度遥感监测的差异性。结果以神东矿区两景合成孔径雷达影像为例，利用偏移量追踪技术得到研究时段内矿区多处于地表沉陷中心，沉陷值为-3.8～0 m。无人机激光雷达技术有效识别出工作面尺度上的沉陷范围和量级，二次和三次采动区的地表沉陷量高于一次采动区的，有井下煤柱存在的区域沉陷量较小，沉陷量为-1.17～0 m。对比分析工作面两处典型区域无人机激光雷达差分数据与卫星偏移量追踪结果的差别，沉陷量较小的区域，偏移量追踪技术精度较高，沉陷量较大的区域，无人机激光雷达技术精度较高，两者得到下沉系数分别为0.61和0.72，说明无人机激光雷达获取的下沉系数更接近地面实测下沉系数。结论研究结果可为大范围和高效开采沉陷监测提供参考。

关键词：高强度开采偏移量追踪无人机激光雷达开采沉陷

顺倾软岩露天煤矿到界边坡参数及高效开采技术研究

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煤炭技术 2024年第11期 29-33页

作者：梁成江崔清迪王蛟达梓博封海洋胡健男内蒙古大雁矿业集团有限责任公司扎尼河露天矿中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室

针对顺倾软岩露天煤矿到界边坡参数问题，从经济、技术及安全等角度出发，结合高效开采技术，基于极限平衡法提出一种基于高效开采技术的顺倾软岩露天煤矿到界边坡参数研究方法，并以扎尼河露天矿为工程背景，对二采区西帮到界边坡参数... 详细信息

针对顺倾软岩露天煤矿到界边坡参数问题，从经济、技术及安全等角度出发，结合高效开采技术，基于极限平衡法提出一种基于高效开采技术的顺倾软岩露天煤矿到界边坡参数研究方法，并以扎尼河露天矿为工程背景，对二采区西帮到界边坡参数及高效开采技术进行研究。结果表明：当西帮边坡同帷幕保持50 m安全距离时，边坡沿帷幕破坏的稳定系数满足到界边坡安全储备系数要求；而正常到界边坡参数满足安全储备系数要求但压覆煤量较大，通过对二采区西帮实施预应力锚索加固后，边坡角可提高约7°，资源回收率有极大的提升，剖面1和剖面2在单米宽度下可多采煤炭资源1.09万t、0.97万t，且边坡仍处于稳定状态。研究结果可为类似的顺倾软岩露天煤矿到界边坡参数的确定及原煤开采方法提供借鉴。

关键词：露天煤矿软岩顺倾到界边坡高效开采技术

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综掘巷道迈步式自移机尾智能控制技术研究

煤炭工程 2024年第3期56卷 84-90页

作者：董志超代鹰王蒙刘云建樊力玮国家能源集团神东煤炭分公司哈拉沟煤矿内蒙古鄂尔多斯017000 山东鸿灿机电设备股份有限公司山东济宁272000

针对现有综掘巷道迈步式自移机尾设备智能化水平低,智能控制技术研究不足等问题,阐释了自移机尾工作原理,分析了智能化煤矿验收办法中针对带式输送机自移机尾智能化的要求,提出自移机尾控制系统的总体设计方案,设计了一键自移控制、多... 详细信息

针对现有综掘巷道迈步式自移机尾设备智能化水平低,智能控制技术研究不足等问题,阐释了自移机尾工作原理,分析了智能化煤矿验收办法中针对带式输送机自移机尾智能化的要求,提出自移机尾控制系统的总体设计方案,设计了一键自移控制、多机联动控制和人员接近识别与闯入预警软硬件系统。在此基础上,在神华集团神东煤炭有限责任公司哈拉沟煤矿31107运输巷掘进工作面自移机尾应用该智能控制系统,现场试验结果表明:该智能控制系统可实现自移机尾的一键自移控制;人员接近识别与闯入预警系统可以对自移机尾周边人员进行精准定位,并且能够在人员进入危险区域后进行识别,提高了自移机尾设备使用的安全性。

关键词：掘进工作面自移机尾带式输送机智能控制