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人工智能在煤矿安全监测中的潜在应用:理论框架与展望

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煤矿现代化 2025年第1期34卷 71-77页

作者：尹强潞安集团司马煤业有限公司山西长治046000

对人工智能在煤矿安全监测中的应用及其未来发展趋势进行了研究与探讨。对传统的煤矿安全监测方法及其局限性进行了总结,详细探究了人工智能在煤矿安全监测方面的应用,特别是在井下监测监控、人员定位和通讯等方面;探讨了人工智能技术... 详细信息

对人工智能在煤矿安全监测中的应用及其未来发展趋势进行了研究与探讨。对传统的煤矿安全监测方法及其局限性进行了总结,详细探究了人工智能在煤矿安全监测方面的应用,特别是在井下监测监控、人员定位和通讯等方面;探讨了人工智能技术在提高煤矿安全性方面的重要性和潜在价值。研究结果表明,人工智能能显著提升煤矿安全监测的效率和准确性,且随着技术的进步和数据质量的提高,人工智能将在提高煤矿安全生产水平、减少事故发生率方面发挥重要作用。

关键词：人工智能煤矿安全监测技术数据分析风险预测

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孤岛工作面沿空掘巷窄煤柱承载特征研究

煤矿现代化 2025年第1期34卷 19-24页

作者：杜怀飞山西煤炭运销集团金辛达煤业有限公司山西临汾041000

孤岛工作面复杂的支承压力分布状态致使沿空巷道的围岩稳定性受到了极大影响。为探究孤岛工作面沿空掘巷窄煤柱承载特征,采用理论分析方法探究了煤柱塑性区宽度与多种因素相关性,运用数值模拟方法分析了支护参数对巷道围岩稳定性的影响... 详细信息

孤岛工作面复杂的支承压力分布状态致使沿空巷道的围岩稳定性受到了极大影响。为探究孤岛工作面沿空掘巷窄煤柱承载特征,采用理论分析方法探究了煤柱塑性区宽度与多种因素相关性,运用数值模拟方法分析了支护参数对巷道围岩稳定性的影响。研究表明:随着侧压系数的增加,塑性区宽度近似线性增加;而随着支护强度的增加,塑性区宽度则近似线性减小。凝聚力和摩擦角的增加均会导致塑性区宽度的减小,但减小的幅度逐渐变小。增加锚杆长度和预紧力可以扩大压动范围,有效控制巷道围岩变形;而间排距的调整需要在保证支护强度的前提下,选择适当的宽度以提高施工效率和经济性。通过工业实验,采用合理的煤柱宽度和支护结构后,巷道围岩变形趋于稳定,确保了巷道的安全与正常使用,验证了支护方案的有效性。

关键词：支护强度压动范围侧压系数数值模拟

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煤矿井下水泵房巡检机器人系统设计与应用

煤矿现代化 2025年第1期34卷 117-122页

作者：孙歌山西煤炭运销集团蒲县昊锦塬煤业有限公司山西临汾041206

针对煤矿井下水泵房传统工人巡检存在劳动强度大、巡检耗时较长、成本较高、检测结果不准确等问题,本文对煤矿井下水泵房智能巡检机器人系统进行研究,采用模块化和轻量化设计思想,在分析水泵房巡检内容和要求的基础上,提出了一种履带式... 详细信息

针对煤矿井下水泵房传统工人巡检存在劳动强度大、巡检耗时较长、成本较高、检测结果不准确等问题,本文对煤矿井下水泵房智能巡检机器人系统进行研究,采用模块化和轻量化设计思想,在分析水泵房巡检内容和要求的基础上,提出了一种履带式水泵房智能巡检机器人系统,实时采集井下水泵房现场被参数信息,代替工人完成井下水泵房的巡检任务。完成了智能巡检机器人硬件系统设计,利用模块化思想编写了控制系统程序,并且编写了巡检轨迹程序,可根据设定的轨迹自主巡检。经在山西某煤矿进行现场调试和试运行表明,井下水泵房智能巡检机器人系统可代替4~6名工人实施巡检,降低了工人劳动强度,巡检周期从单日1次增加到单日3次,巡检效率大大提高,机器人本体移动定位误差≤5 cm,能准确获取设备运行异常特征并报警。

关键词：煤矿水泵房智能巡检机器人远程运维路径规划

三元石窟煤矿顶板淋水区域注浆封堵与锚索支护技术

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煤矿现代化 2025年第1期34卷 25-29页

作者：郭亨通山西煤炭运销集团三元石窟煤业有限公司山西长治046000

传统支护技术在三元石窟煤业软岩淋水巷道中的应用效果不佳,采用注浆封堵与锚索支护工艺对巷道顶板支护技术进行改进。依托FLAC 3D数值模拟软件分析了1、5、10 MPa注浆压力与300、400、500 mm封孔长度条件下的锚索孔围岩变形量与封孔段... 详细信息

传统支护技术在三元石窟煤业软岩淋水巷道中的应用效果不佳,采用注浆封堵与锚索支护工艺对巷道顶板支护技术进行改进。依托FLAC 3D数值模拟软件分析了1、5、10 MPa注浆压力与300、400、500 mm封孔长度条件下的锚索孔围岩变形量与封孔段围岩最大主应力的分布特征。在井下开展拉拔试验测试支护体力学性能,开展工业试验验证。结果表明:锚索孔围岩位移量随浆液压力的提升而增加。软弱粉砂岩条件下的注浆压力不宜大于5 MPa。封孔长度应以围岩的裂隙发育位置作为考量标准,当裂隙发育位置位于围岩深部区域时,封孔长度应相对较长,反之亦然。封孔长度的增加有利于提升锚索的抗拉强度。在现场实施注浆封堵与锚索支护工艺的50 d后,围岩变形基本达到稳定,且淋水现象大幅降低。

关键词：巷道支护围岩变形巷道淋水注浆锚固

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高应力大巷底鼓机理及其稳定性控制方法

煤矿现代化 2025年第1期34卷 129-134页

作者：常庆灵山西潞安集团余吾煤业有限责任公司山西长治046100

针对余吾煤业1号回风大巷在高应力扰动下出现的巷道底鼓严重问题,综合运用理论分析、数值计算和现场试验相结合的方法,系统研究了高应力大巷底鼓机理及其稳定性控制方法。理论计算结果表明,高应力巷道底板破坏深度达1.35 m,底板滑移面... 详细信息

针对余吾煤业1号回风大巷在高应力扰动下出现的巷道底鼓严重问题,综合运用理论分析、数值计算和现场试验相结合的方法,系统研究了高应力大巷底鼓机理及其稳定性控制方法。理论计算结果表明,高应力巷道底板破坏深度达1.35 m,底板滑移面受到的滑动力达3.11 MPa,超过了底板砂质泥岩极限抗拉强度,导致巷道底板发生底鼓。从高应力巷道底鼓控制角度出发,提出了高应力巷道顶底板加强锚索与巷道两帮锚杆联合支护的巷道底鼓控制技术,数值模拟结果表明巷道底鼓量可降低67%,有效控制底鼓的同时,也可为巷道整体稳定提供支撑。通过现场试验,研究提出的巷道底鼓控制方法可使回风大巷顶板下沉值降低37%,底鼓值降低72%,两帮变形量降低53%,有效保证了回风大巷的稳定。研究结果对于指导深部矿井高应力环境下巷道底鼓控制具有重要实践意义。

关键词：高应力巷道围岩变形底鼓稳定性支护

矿井提升系统常见故障类型分析与诊断技术研究

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煤矿现代化 2025年第1期34卷 148-152页

作者：邢琪晋能控股煤业集团同忻煤矿山西有限公司山西大同037000

针对矿井提升系统故障形式复杂、故障类型多样、传统故障诊断结果不准确等问题,本文对矿井提升系统常见故障类型和特征进行分析,指出了矿井提升机常见电动机故障、齿轮箱故障和减速机故障的原因和故障主要特征,确定了不同故障异常特征... 详细信息

针对矿井提升系统故障形式复杂、故障类型多样、传统故障诊断结果不准确等问题,本文对矿井提升系统常见故障类型和特征进行分析,指出了矿井提升机常见电动机故障、齿轮箱故障和减速机故障的原因和故障主要特征,确定了不同故障异常特征检测点的位置。建立了矿井提升机多维数据融合故障智能诊断系统,以现场实际应用的立式缠绕式双滚筒提升系统进行案例分析,在对应的部位安装传感器采集异常特征,对异常进行可视化分析,不同的故障类型得到振动曲线不同,通过对异常振动曲线可以判断提升系统故障类型。现场试验表明采集到的异常分析过程仅用时1.43 s,异常识别准确率高达98.4%,取得了满意的试验结果.

关键词：矿井提升系统可视化故障诊断远程运维

超声激励不同含水量煤体瓦斯吸附规律实验研究

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煤矿现代化 2025年第1期34卷 112-116页

作者：李云山西潞安集团余吾煤业有限责任公司山西长治046103

超声激励对煤层气开发具有增渗促解效应。本文开展了超声激励前后不同含水煤体瓦斯吸附实验,研究了煤体含水量对超声作用下瓦斯吸附量行为的影响规律。结果表明:超声作用后原煤、干燥煤和饱水煤对瓦斯的最大吸附量分别增加了27.65%、15.... 详细信息

超声激励对煤层气开发具有增渗促解效应。本文开展了超声激励前后不同含水煤体瓦斯吸附实验,研究了煤体含水量对超声作用下瓦斯吸附量行为的影响规律。结果表明:超声作用后原煤、干燥煤和饱水煤对瓦斯的最大吸附量分别增加了27.65%、15.76%和47.30%,与吸附解吸速率有的常数b值分别增加了14.29%、6.06%和23.53%,有利用于促进煤体瓦斯的解吸扩散过程。由此表明,超声激励对煤体瓦斯吸附解吸能力有显著的改善效果,煤样含水量越高,超声引起的吸附能力提升幅度越明显。

关键词：瓦斯吸附解吸超声激励煤层气

基于FLAC^(3D)的高抽巷围岩稳定性数值模拟分析

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煤矿现代化 2025年第1期34卷 52-57,65页

作者：芦盛亮山西潞安化工集团余吾煤业有限责任公司山西屯留046100

为提高高抽巷的稳定性,本文采用数值模拟的手段分析了S1302高抽巷在开挖过程中的支承压力分布规律,采用分段掘进的方法共计掘进了3次。研究结果表明,高抽巷在开挖过程中,左右两侧的侧向支承压力分布特征并不相同。在靠近实体煤一侧,侧... 详细信息

为提高高抽巷的稳定性,本文采用数值模拟的手段分析了S1302高抽巷在开挖过程中的支承压力分布规律,采用分段掘进的方法共计掘进了3次。研究结果表明,高抽巷在开挖过程中,左右两侧的侧向支承压力分布特征并不相同。在靠近实体煤一侧,侧向支承压力随距离增加逐渐缩小。在靠近回风平巷一侧,侧向支承压力随距离增加迅速下降,当超过S1302回风平巷影响范围后,侧向支承压力逐渐增加至原岩应力,然后保持不变。

关键词：高抽巷数值模拟支承压力原岩应力

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1-萘酚的太赫兹光谱实验及理论研究

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 33-39页

作者：王利民朱立江孙延华国家能源集团煤焦化有限责任公司乌海016000

1-萘酚是煤化工产物萘的合成产物,对环境和人体健康有危害.采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术,获得了1-萘酚在0.5~4.0 THz范围内的实测太赫兹吸收谱,同时运用密度泛函理论(DFT)平面波赝势模型对1-萘酚晶胞模型进行理论光谱计算,探讨了平... 详细信息

1-萘酚是煤化工产物萘的合成产物,对环境和人体健康有危害.采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术,获得了1-萘酚在0.5~4.0 THz范围内的实测太赫兹吸收谱,同时运用密度泛函理论(DFT)平面波赝势模型对1-萘酚晶胞模型进行理论光谱计算,探讨了平面波截断能在800~1600 eV范围内对理论光谱的影响,并对吸收峰的振动模式进行了理论归属.实验结果表明,1-萘酚在0.5~4.0 THz范围内有1.14 THz、1.60 THz、2.16 THz、2.81 THz、3.56 THz共5个吸收峰,平面波截断能1400 eV下得到的理论吸收谱与实测吸收谱在吸收峰个数、峰位、归一化峰强度上均有较好的一致性,5个吸收峰的振动模式均是以两元环为平面的受氢键束缚的面外摇摆振动或者面内扭转振动引起的.这为太赫兹技术对1-萘酚的识别提供了实验和理论基础,具有一定的理论意义和实际应用价值.

关键词：太赫兹密度泛函理论(DFT) 理论光谱 1-萘酚