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露天煤矿运输道路集成QAQC管理与工务智能化发展探索与实践

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智能矿山 2024年第6期5卷 94-101页

作者：魏浩斌国家能源集团陕西神延煤炭有限责任公司西湾露天煤矿

为提高露天煤矿运输道路的质量管理水平和促进智能化发展,笔者提出了将QAQC质量管理体系与智能化技术相结合的策略,基于先进的传感器技术、数据分析方法以及自动化控制系统,将智能监测系统融入运输道路质量管理,形成了具有实时监测、自... 详细信息

为提高露天煤矿运输道路的质量管理水平和促进智能化发展,笔者提出了将QAQC质量管理体系与智能化技术相结合的策略,基于先进的传感器技术、数据分析方法以及自动化控制系统,将智能监测系统融入运输道路质量管理,形成了具有实时监测、自动预警和数据分析功能的综合管理平台,实现了道路质量的全面监控和管理,在国内某大型露天煤矿应用了该智能监测系统,减少了50%的道路维护人力投入,避免了多起因道路质量问题引发的运输事故,有效改善了现有露天煤矿运输道路质量管理中的效率低下和安全隐患问题,推动了煤矿智能化发展进程。

关键词：运输道路露天煤矿运输事故智能监测系统智能化发展质量管理体系综合管理平台自动预警

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基于EDEM的电铲斗齿挖掘载荷特性分析

设备管理与维修 2024年第18期 34-38页

作者：连刘平国家能源集团陕西神延煤炭有限责任公司西湾露天煤矿陕西榆林719302

针对挖掘工况下电铲斗齿真实受力载荷难以获取的问题,提出一种电铲斗齿采掘载荷离散元分析方法,在分析电铲采装矿石机理的基础上,采用离散元素法、利用EDEM仿真软件模拟电铲铲斗挖掘煤块、岩石过程中斗齿承载碰撞过程,分析铲斗各斗齿挖... 详细信息

针对挖掘工况下电铲斗齿真实受力载荷难以获取的问题,提出一种电铲斗齿采掘载荷离散元分析方法,在分析电铲采装矿石机理的基础上,采用离散元素法、利用EDEM仿真软件模拟电铲铲斗挖掘煤块、岩石过程中斗齿承载碰撞过程,分析铲斗各斗齿挖掘载荷特性。结果表明,铲斗在标准工况下采掘不同物粒时,其各斗齿受力载荷具有相似时间历程,且峰值载荷与物料密度正相关;挖掘运动周期内,斗齿上表面及各棱角处所受载荷较为集中。

关键词：电铲铲斗离散元素法斗齿 EDEM 挖掘载荷

大柳塔煤矿沿空留巷柔模砼墙合理宽度研究及应用

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 265-272页

作者：王巍国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院陕西榆林719315

针对浅埋煤层沿空留巷柔模砼墙留设宽度问题,以大柳塔煤矿52605工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析方法,研究大采高沿空留巷柔模砼墙合理宽度,构建柔模砼墙沿空留巷力学模型。研究结果表明:随着砼墙尺寸增加,在采... 详细信息

针对浅埋煤层沿空留巷柔模砼墙留设宽度问题,以大柳塔煤矿52605工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析方法,研究大采高沿空留巷柔模砼墙合理宽度,构建柔模砼墙沿空留巷力学模型。研究结果表明:随着砼墙尺寸增加,在采场顶板回转下沉过程中柔模砼墙非对称变形现象更加明显;工作面回采阶段实体煤帮侧出现的应力集中与柔模砼墙尺寸无明显相关性;砼墙宽度为1.2m时,能够满足巷道支护强度,围岩变形较小,且巷肩处不会出现应力集中;在现场实测中,采用1.2 m宽的砼墙,顶底板最大变形量不超过287mm,砼墙最大变形量不超过120mm,回采巷道围岩位移量呈先增加后稳定的趋势。研究结论为较大采高工作面沿空留巷巷旁支护体宽度的确定提供理论参考。

关键词：沿空留巷巷旁支护柔模砼墙 FLAC3D模拟围岩控制

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基于煤体表面色度的煤质参数分析

洁净煤技术 2024年第S2期 762-768页

作者：王伟王飞胡玉玺杨娟利国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿中国煤炭科工集团信息技术有限公司

为开拓煤炭质量监测领域新途径，通过引入煤样表面颜色图像分析技术，旨在实现煤炭灰分、固定碳及发热量等核心质量参数的非接触式、经济高效且实时在线监测。鉴于当前市场上广泛应用的在线监测方法多依赖于复杂且成本高昂的独立设备，... 详细信息

为开拓煤炭质量监测领域新途径，通过引入煤样表面颜色图像分析技术，旨在实现煤炭灰分、固定碳及发热量等核心质量参数的非接触式、经济高效且实时在线监测。鉴于当前市场上广泛应用的在线监测方法多依赖于复杂且成本高昂的独立设备，创新性提出利用煤样表面颜色图像中的色度信息作为煤质预测依据。选取来自两淮地区7个代表性煤矿的共计35个煤样，确保样本的多样性与代表性。利用高精度图像采集设备获取煤样的彩色图像数据，并依托先进的图像处理技术，将图像RGB色彩空间精细转换为归一化色度值，以消除光照、拍摄条件等外界因素的干扰。对处理后图像数据进行深入分析，发现煤样的蓝色与红色色度值与煤的灰分、固定碳比例及发热量之间存在显著的统计相关性，这一发现为煤质参数的快速预测提供了坚实的数据支撑。本研究不仅成功验证了煤样表面颜色作为煤质预测有效指标的可行性，更为我国选煤行业向智能化、自动化方向转型升级提供了宝贵的技术方案与理论依据。

关键词：煤样表面颜色图像分析煤质参数色度值智能化监测

柔模砼墙沿空留巷工作面覆岩垮落结构及裂隙演化规律

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重庆大学学报 2024年

作者：石占山范永君李刚迟国铭刘航陈文杰辽宁工程技术大学矿业学院国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿

为研究沿空留巷开采过程中工作面顶板覆岩垮落结构和裂隙演化规律与传统留煤柱开采的差异，以大柳塔煤矿52605和52606工作面为工程背景。通过2组相似材料模拟实验，模拟2种工况开采过程，并记录岩层移动及裂隙演化。研究结果表明，柔模... 详细信息

为研究沿空留巷开采过程中工作面顶板覆岩垮落结构和裂隙演化规律与传统留煤柱开采的差异，以大柳塔煤矿52605和52606工作面为工程背景。通过2组相似材料模拟实验，模拟2种工况开采过程，并记录岩层移动及裂隙演化。研究结果表明，柔模砼墙沿空留巷时，一次采动留巷结束形成的裂隙率小于二次采动，而传统留煤柱开采后煤柱两侧工作面覆岩裂隙形成演化规律接近。2种开采方式形成的裂隙率、裂隙类型、垮落范围和垮落角存在差异，柔模砼墙沿空留巷工作面覆岩裂隙率为5.075 6%、垮落范围为覆岩50 m内、垮落角位于31°～86.9°范围之间，以离层裂隙为主。留煤柱开采工作面覆岩裂隙率为2.860 4%、垮落范围为覆岩40 m内、垮落角位于50°～52°范围之间，以沿垮落倾角发育的剪切裂隙为主。沿空留巷工作面砼墙两侧开采结束后，砼墙顶板岩层未发生剪切滑落，形成铰接结构。而留煤柱工作面煤柱两侧开采结束后岩层整体切落，上覆岩层在砼墙及煤柱两侧形成结构差异明显，对于沿空留巷工作面的砼墙载荷分布形成显著的集中应力作用。

关键词：无煤柱开采覆岩垮落采动裂隙柔模混凝砼墙相似材料模拟

浅埋近距离煤层工作面过三角形斜交煤柱开采应力演化规律研究

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采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 285-294页

作者：王庆雄黄庆享范东林贺雁鹏陈苏社王伦言黄涛国能神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 西安科技大学能源学院教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054 国能神东煤炭集团有限责任公司寸草塔二矿内蒙古鄂尔多斯017209

针对浅埋近距离煤层工作面过上覆三角形遗留煤柱开采,存在顶板局部来压强烈和区段煤柱应力集中导致的巷道大变形等问题,以寸草塔二矿31109工作面为研究背景,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,研究过三角形煤柱两次采动叠... 详细信息

针对浅埋近距离煤层工作面过上覆三角形遗留煤柱开采,存在顶板局部来压强烈和区段煤柱应力集中导致的巷道大变形等问题,以寸草塔二矿31109工作面为研究背景,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,研究过三角形煤柱两次采动叠加应力的大小和范围的演化规律,揭示两次采动区段煤柱压力变化规律和相邻巷道破坏机理,明确巷道加强支护的范围和重点支护范围与时机。研究结果表明:上覆三角形斜交煤柱对其下方工作面煤层形成应力集中,最大应力位置位于斜交区段煤柱之下;当下煤层31206工作面开采后,31109区段煤柱应力上升为最大应力,应力峰值区位于与上覆斜交区段煤柱叠合区附近,峰值区宽度为240 m,对应该区域巷道变形破坏较明显。31109工作面开采过程中,在工作面煤壁与上覆斜交煤柱叠加区和工作面区段煤柱与上覆斜交煤柱叠加区存在应力峰值区,形成应力双峰;随着工作面推进,双峰应力不断升高,且煤壁应力峰值区逐步向区段煤柱方向移动,当工作面推进到区段煤柱叠加区时,双峰合并为更高的单峰应力;在工作面出斜交煤柱时区段煤柱应力达到最大,出煤柱叠加区后应力迅速减小;总体上,31109工作面开采后区段煤柱应力峰值区最大应力高56%,峰值区范围扩大50%。区段煤柱应力升高的机理是随着工作面的推进,上覆三角形斜交煤柱尺寸不断减小,应力集中程度不断提高;当工作面推进到三角形煤柱端区时,斜交煤柱应力、工作面超前支承压力、区段煤柱应力相互叠合,形成区段煤柱应力峰值区,在工作面出煤柱时(三角形煤柱尖端)形成应力核区,引起该区段煤柱变形和巷道破坏。据此,提出在31109工作面开采前,对应力峰值区和核区巷道进行锚索和注浆补强支护,现场工业性试验取得良好效果,保障了31109工作面过三角形斜交煤柱区安全回采。

关键词：三角形斜交煤柱浅埋煤层斜交煤柱叠加区区段煤柱应力分布应力峰值区

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神东矿区人工智能安全生产管控平台应用研究

煤炭科学技术 2024年

作者：崔亚仲贺建荣任艳艳国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司智能技术中心

目前人工智能技术在煤炭行业井下采掘机运通各领域都有一定的应用成果，但缺少基于人工智能技术系统级的解决方案，大多停留在单一场景和业务应用层面。为了提高煤矿安全生产水平，亟待实现煤矿井下采掘机运通各个系统的集成和数据共享... 详细信息

目前人工智能技术在煤炭行业井下采掘机运通各领域都有一定的应用成果，但缺少基于人工智能技术系统级的解决方案，大多停留在单一场景和业务应用层面。为了提高煤矿安全生产水平，亟待实现煤矿井下采掘机运通各个系统的集成和数据共享，满足人工智能场景的数据提取与应用。通过搭建云端、边侧、端边的AI节点，建立基于云边端的协同架构体系，构建基于工业环网、井下5G、工业控制数据、大数据、私有云、机器人、智能感知体的自主可控的人工智能平台，初步形成包括基础设施、AI开发框架、数据集、AI训练、AI部署、AI服务能力、业务应用至下而上的神东矿区人工智能平台架构，应用监督学习、半监督学习、迁移学习等技术来提升模型训练效率和质量，通过神东部分矿井生产现场部署的监控点采集训练数据和验证数据集，作为研究的数据对象，并将相关训练的AI模型和算法部署到煤矿安全生产的场景中，进一步提高煤矿专家系统、机器人、决策管理、安全管理和设备监测等智能化水平，以神东矿区行人不行车、工业摄像头模糊程度、主运输系统安全监测为例来验证人工智能安全生产管控平台的应用效果。

关键词：人工智能智慧矿山云边协同监督学习 AI架构

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浅埋综采工作面运输巷主动式超前支护研究

采矿与岩层控制工程学报 2024年第1期6卷 5-17页

作者：罗文黄庆享范东林陈苏社杜君武王生彪王庆雄王巍郭强国能神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 西安科技大学能源学院陕西西安710054

针对浅埋综采工作面运输巷采用单体支柱超前加强支护工作面推采速度与支护速度不协调、工人劳动强度和安全隐患大、难以实现超前区域少人化等问题,以榆家梁煤矿52305工作面为工程背景,采用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,实... 详细信息

针对浅埋综采工作面运输巷采用单体支柱超前加强支护工作面推采速度与支护速度不协调、工人劳动强度和安全隐患大、难以实现超前区域少人化等问题,以榆家梁煤矿52305工作面为工程背景,采用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,实测了单体超前加强支护条件下的运输巷矿压显现规律,对比分析了单体加强支护和锚杆(索)主动式加强支护两种情况下的巷道围岩安全稳定性,并通过理论分析计算了运输巷支护参数,校验了现场支护的适应性及安全性。研究结果表明:52305工作面运输巷围岩属于较稳定型,现场单体超前加强支护条件下,锚杆(索)承载均在额定载荷的85%以内,两帮应力分布基本对称,围岩移近量和松动圈很小,围岩稳定性较好,现场超前支护段支护强度偏富余。采动支承压力影响段,单体支柱主要对顶板0.6 m范围内的局部岩层具有加强支撑作用,远小于锚杆和锚索支护作用范围和强度。取消单体支护后,运输巷围岩依然能够保持安全稳定。在榆家梁煤矿52305工作面运输巷超前加强支护段进行了取消单体支护工程试验,验证了研究结论的可靠性。

关键词：浅埋综采工作面运输巷支护参数主动式超前支护现场实测

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低阶煤基炭材料研究进展

新型炭材料（中英文） 2024年第4期39卷 611-632页

作者：宋文革曾红久王斌黄显虹李晓明孙国华国能神东煤炭集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017200 中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司陕西神木719315 中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室山西太原030001

低阶煤因其储量丰富、富含多环芳烃有机物、含碳量高、成本低等特点,被认为是炭材料的优质前驱体。然而,由于不同低阶煤的灰分、微观结构、界面的差异,导致了煤基炭材料结构、性能难以有效调控的问题。近年来,研究人员提出了低阶煤基炭... 详细信息

低阶煤因其储量丰富、富含多环芳烃有机物、含碳量高、成本低等特点,被认为是炭材料的优质前驱体。然而,由于不同低阶煤的灰分、微观结构、界面的差异,导致了煤基炭材料结构、性能难以有效调控的问题。近年来,研究人员提出了低阶煤基炭材料微观结构、表界面调控的有效方法。本文重点总结了低阶煤制备吸附活性炭、电容炭、硬炭、石墨和纳米炭材料的差异化策略,进一步讨论了煤种和工艺对煤基炭材料的微观结构、界面特性和官能团种类等的影响。同时介绍了煤基炭材料在吸附、超级电容器和碱金属电池中的应用。最后,展望了低级煤基炭材料未来研究的方向和挑战。

关键词：低阶煤电容炭硬炭煤基石墨活性炭