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带式输送机不停机更换托辊机器人研究与应用

中国机械工程 2024年第5期35卷 938-949页

作者：田立勇唐瑞于宁杨秀宇秦文光辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000 中煤天津设计工程有限责任公司天津300120 中煤华晋集团有限公司河津043300

针对带式输送机托辊更换频繁、人工更换工具笨重、作业劳动强度大、停机更换效率低等问题,以王家岭煤矿主平硐带式输送机为研究对象,根据巷道参数和更换托辊流程,研究不停机更换托辊机器人,制定机器人总体研究方案。基于功能分析法与不... 详细信息

针对带式输送机托辊更换频繁、人工更换工具笨重、作业劳动强度大、停机更换效率低等问题,以王家岭煤矿主平硐带式输送机为研究对象,根据巷道参数和更换托辊流程,研究不停机更换托辊机器人,制定机器人总体研究方案。基于功能分析法与不停机更换托辊理论研究,利用SolidWorks软件建立机器人三维实体模型,并对行走机构、姿态调整平台、伸缩支撑平台、拆装机械手参数进行优化。通过ANSYS Workbench软件对支撑平台和皮带举升机构进行有限元分析,伸缩支撑平台采用滑轨式结构,滑轨在悬臂和举升额定载荷下应力分别为15.647 MPa和66.395 MPa,最大变形位移出现在额定载荷条件下,位移为1.0742 mm。皮带举升机构选用剪叉式结构,额定举升时最大应力为152.82 MPa,最大位移为0.7331 mm。依据设计参数加工机器人样机,以功率为64 kW的柴油发动机为动力,通过液压马达驱动履带行走,速度范围在3~8 km/h,姿态调整平台可实现升降高度0~357 mm、俯仰角度±15°、侧倾角度-4°~7°、旋转角度-10°~20°、横移范围0~400 mm、纵移范围0~350 mm,多级伸缩机构采用组合滑轨方式实现平台0~2.1 m伸缩,采用五自由度机械手可实现对不同位置托辊进行拆装。通过地面及井下试验测试对机器人样机的行走、姿态调整、举升皮带、拆装托辊功能进行试验验证,结果表明:机器人在主平硐狭窄巷道行驶通过性良好,伸缩支撑平台在输送机不停机状态下举升皮带最大高度为241 mm,为机械手拆装不同位置托辊提供足够操作空间以达到设计性能要求,研究带式输送机不停机更换托辊机器人可为煤矿带式输送机维修提供新途径。

关键词：带式输送机维修机器人更换托辊不停机举升皮带

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深部矿井煤炭−地热协同开采系统研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 87-94页

作者：刘琪苏伟张瑞瑛李延朋冯绪杨亮中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产... 详细信息

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产和地热能共采现状,从工艺流程和关键设备方面分析了煤炭−地热协同开采的可行性,最终提出一种煤炭−地热协同开采系统。该系统总体采用闭式循环,包括地面热能利用系统和井下取热系统,通过在预采煤层水平钻孔并布置同轴套管换热器提取煤层地热能,并由地面热泵机组将从井下开采的低品位地热能进行利用。秉承“先采热、后回采”的时间和空间协同原则,预先在回采工作面前向划分采热工作面,提出顺序采热、交替采热2种模式,确保采热过程对采煤过程无干扰。分析了空间协同设计、煤层钻孔、高效采热和智能监控调控等关键技术,对煤炭开采和地热能提取进行井下空间协同设计,提出基于煤层注水的同轴套管换热器布置工艺,使用快捷装配式同轴套管换热器可进行多种组合实现高效采热,构建智能监控调控平台并提出相关优化模型,构建取热量计算模型,提出智能控制采热方式。简化煤系地层传热过程,构建煤层采热传热模型,可根据回采工作面实际情况和出口风流参数对回采工作面采热能力进行计算评估。根据煤层采热传热模型,分析得出煤层初始温度、煤炭运输量、回采工作面出口风流温度、风流含湿量变化量是决定煤层采热量的关键参数。定义回采工作面风流含湿量不变且回采工作面出口风流等效温度不高于28℃时的采热量为煤层最大采热量。系统的应用将会使深部矿井热害资源化,不仅解决了煤炭开采热害问题,而且实现了深部矿井地热能综合利用。

关键词：矿井热害防治地热能利用煤热共采同轴套管换热

新时期煤炭勘察设计工程企业创新发展研究与实践--以中煤天津设计工程有限责任公司为例

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中国煤炭 2022年第10期48卷 20-25页

作者：郭庆华中煤天津设计工程有限责任公司天津市红桥区300131

介绍了中煤天津设计工程有限责任公司(以下简称“中煤天津设计工程公司”)的基本情况,分析了“十四五”时期煤炭勘察设计工程企业面临的主要挑战和中煤天津设计工程公司创新发展需要注意和研究的主要问题。重点阐述了该公司在践行新发... 详细信息

介绍了中煤天津设计工程有限责任公司(以下简称“中煤天津设计工程公司”)的基本情况,分析了“十四五”时期煤炭勘察设计工程企业面临的主要挑战和中煤天津设计工程公司创新发展需要注意和研究的主要问题。重点阐述了该公司在践行新发展理念、创新发展过程中的路径研究及其具体实践:成立地下工程智能研究院和新能源设计研究所、推进数字化业务转型,在煤炭智能掘进、智能选煤厂、地下空间利用等领域均走在行业前列,在城乡规划、民用建筑、城市综合体等非煤领域已实现诸多新突破;对企业“十四五”期间的创新发展谋划进行了简单介绍。

关键词：煤炭勘察设计工程企业创新发展数字化业务转型智能选煤厂地下空间开发

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绳牵引轨道运输斜巷设置跑车防护探讨

煤炭工程 2024年第9期56卷 216-219页

作者：马鹏飞中煤天津设计工程有限责任公司天津300120

基于对无极绳连续牵引车和绳牵引卡轨车的梭车制动装置、车辆编组形式,以及相关规范、标准、规程条文的研究,探讨了无极绳连续牵引车和绳牵引卡轨车在斜巷运输系统中是否需要设置跑车防护装置的问题,通过分析研究得出绳牵引斜巷轨道运... 详细信息

基于对无极绳连续牵引车和绳牵引卡轨车的梭车制动装置、车辆编组形式,以及相关规范、标准、规程条文的研究,探讨了无极绳连续牵引车和绳牵引卡轨车在斜巷运输系统中是否需要设置跑车防护装置的问题,通过分析研究得出绳牵引斜巷轨道运输系统中,缠绕式绞车和无极绳绞车提升串车时斜巷内必须设置跑车防护装置。无极绳连续牵引车和绳牵引卡轨车两种辅运设备,要求在车组编组中编入带制动功能的梭车或安全制动车,作为牵引绳断绳保护;其次,可以在车组尾部加挂安全制动车或带抱绳功能的辅助牵引制动车,解决矿车与矿车之间连接处脱销、断销、断链而发生跑车事故;最后,车组加挂保险绳作为最后一道防跑车的安全措施。

关键词：斜巷无极绳连续牵引车绳牵引卡轨车跑车防护装置安全制动

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煤矿源网荷储一体化建设模式研究

煤炭工程 2024年第9期56卷 21-25页

作者：王振中煤天津设计工程有限责任公司天津300120

煤矿源网荷储一体化系统的运行目标为绿电作为煤矿生产支持性电源,力求最大限度的减小煤矿生产对电网的调峰需求。文章首先总结归纳了不同工作制下煤矿负荷的运行特性,结合该特性分析了风光发电与之在电力、电量上的匹配关系,得出了瞬... 详细信息

煤矿源网荷储一体化系统的运行目标为绿电作为煤矿生产支持性电源,力求最大限度的减小煤矿生产对电网的调峰需求。文章首先总结归纳了不同工作制下煤矿负荷的运行特性,结合该特性分析了风光发电与之在电力、电量上的匹配关系,得出了瞬时发电电力盈余较大、整体用电电量缺额较大的矛盾情况。针对此矛盾情况,分析了储能充放电流程以及其削峰填谷、平衡消纳电量的支持性作用。提出了微电网“源荷互动”的控制策略。

关键词：煤矿源网荷储一体化光伏发电风力发电储能微电网

煤矸石离层注浆充填“五位一体”开采工艺研究

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煤炭工程 2024年第10期56卷 139-144页

作者：马新青中煤天津设计工程有限责任公司中煤离层注浆技术公司天津300120

为协同解决制约煤炭高效开采的矸石处置、灾害治理、生态保护等难题,提出了百万吨煤矸石覆岩隔离注浆充填处废、防冲、减震、保水、减沉的“五位一体”安全绿色开采工艺。研究了台阶式自流型制浆输浆工艺,解决了制浆输浆系统占地紧张、... 详细信息

为协同解决制约煤炭高效开采的矸石处置、灾害治理、生态保护等难题,提出了百万吨煤矸石覆岩隔离注浆充填处废、防冲、减震、保水、减沉的“五位一体”安全绿色开采工艺。研究了台阶式自流型制浆输浆工艺,解决了制浆输浆系统占地紧张、长距离输送等难题,达到了大规模处理矸石、系统节能稳定的目的。该工艺在葫芦素煤矿进行了现场试验,实现了一期处理矸石能力70万t/a,二期投产后处理矸石能力将达到150万t/a,累计节省矸石处理和水处理费用约1730万元,注浆充填区域地表下沉量降低52.9%~53.2%,工作面平均涌水量降幅17.7%~29.1%,冲击地压能量发生次数减少774次,降幅30.5%,取得了较好的经济、安全环保效果。

关键词：采动覆岩隔离注浆充填矸石处理绿色开采

龙东煤矿关闭退出空间资源立体开发利用模式研究

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煤炭工程 2024年第9期56卷 1-6页

作者：张照伟孙强左磊中煤天津设计工程有限责任公司矿山工程院天津300131

关退矿井空间资源开发利用是推动老矿区转型发展和煤矿全生命周期开发利用的重要途径和必然要求。为进一步提高关退矿井资源利用效率,以龙东煤矿为背景,阐述了关退矿井空间资源现状,总结了矿井关闭退出九大特征;分析了当前关退矿井资源... 详细信息

关退矿井空间资源开发利用是推动老矿区转型发展和煤矿全生命周期开发利用的重要途径和必然要求。为进一步提高关退矿井资源利用效率,以龙东煤矿为背景,阐述了关退矿井空间资源现状,总结了矿井关闭退出九大特征;分析了当前关退矿井资源利用模式的不足,表现为“一矿一模式”“局部资源利用”等开发模式单一、空间开发利用失衡等问题;重点围绕“能否利用、怎么利用、利用关键点”三个方面,提出了“整体规划、分期实施、先期启动、滚动发展”的开发策略,构建了“一核两翼多点”关闭退出矿井空间资源立体化开发利用模式,规划打造关退矿井资源利用示范工程,预期成果可为我国关退矿井空间资源开发利用的研究和实践提供参考。

关键词：关退矿井空间资源开发策略立体开发模式

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高盐矿井水近零排放工艺设计实例研究

给水排水 2024年第2期50卷 85-90页

作者：王小强王煜乾陈哲荆波湧程海涛中煤西安设计工程有限责任公司西安710054

介绍了某矿高盐矿井水近零排放工程的详细设计,分析煤矿高盐矿井水水质情况,选用原水调节预沉池-重介速尘装置-超滤-反渗透膜脱盐-高效沉淀池-V型过滤-弱酸阳床树脂-脱碳塔-浓水反渗透-蒸发预处理-臭氧氧化-MVR蒸发结晶-混盐干化的工艺... 详细信息

介绍了某矿高盐矿井水近零排放工程的详细设计,分析煤矿高盐矿井水水质情况,选用原水调节预沉池-重介速尘装置-超滤-反渗透膜脱盐-高效沉淀池-V型过滤-弱酸阳床树脂-脱碳塔-浓水反渗透-蒸发预处理-臭氧氧化-MVR蒸发结晶-混盐干化的工艺进行设计。重点阐述了各主要工艺流程及工艺特点,对高盐矿井水近零排放工艺分段布置,简述建(构)筑物、设备设施参数,分析项目概算及运行成本,案例为周边煤矿高盐矿井水近零排放工程提供了指导。

关键词：高盐矿井水工艺路线分盐结晶近零排放

基于矿山工业互联网的选煤厂智能管控体系设计与关键技术

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煤炭科学技术 2024年第9期52卷 210-219页

作者：申斌学中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054

为实现选煤全流程自动化、数字化与智能化,构建基于矿山工业互联网的选煤厂智能管控体系,搭建了选煤厂智能管控平台并开展生产应用实践。基于选煤厂实时透视化智能管控总体设计目标,建立了包括边缘层、数据中心、矿山工业互联网平台及... 详细信息

为实现选煤全流程自动化、数字化与智能化,构建基于矿山工业互联网的选煤厂智能管控体系,搭建了选煤厂智能管控平台并开展生产应用实践。基于选煤厂实时透视化智能管控总体设计目标,建立了包括边缘层、数据中心、矿山工业互联网平台及业务应用等内容的选煤厂智能管控平台体系,设计了数据中心、业务应用等主要模块,研究了选煤大数据治理、BIM驱动数字孪生、精细化智能分选控制等平台建设相关的关键技术,其中选煤大数据治理技术为充分发挥选煤行业的数据价值提供技术支撑,BIM驱动数字孪生技术实现选煤过程的全链条透视化智能化管理,精细化分选控制为产品煤质量提供了实时在线保障,最终建成具有管理体系标准化、业务流程一体化、数据融合协同化的智能管控、快速决策与分析的选煤厂智能管控平台。平台基于矿山工业互联网技术打通生产管理、安全监测、生产控制与辅助决策等系统,对生产过程进行实时透视化监控、调度和控制,实现生产计划的执行、资源的优化配置,并通过下峪口选煤厂进行智能化管控实践,验证了其在选煤全流程智能感知、辅助决策与精准控制等方面的成效,在提高精煤产品质量和精煤回收率的同时,降低了生产成本、人力成本,减少了停机事故。

关键词：选煤厂智能管控矿山工业互联网数据中心数字孪生精细化分选