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基于EMD-LSTM的DAS系统巷道安全监测方法

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工矿自动化 2024年第S01期50卷 21-24,28页

作者：丁剑明国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部陕西榆林719315

煤岩体的应力分布不均衡是造成巷道煤岩体坍塌的主要原因。实时了解和预测煤岩体安全性对保障煤矿安全生产和矿工生命安全具有重大意义。LSTM模型为光纤扰动预测提供了合适的技术方法,但光纤传感技术中后向瑞利散射信号具有非平稳特性,... 详细信息

煤岩体的应力分布不均衡是造成巷道煤岩体坍塌的主要原因。实时了解和预测煤岩体安全性对保障煤矿安全生产和矿工生命安全具有重大意义。LSTM模型为光纤扰动预测提供了合适的技术方法,但光纤传感技术中后向瑞利散射信号具有非平稳特性,增加了预测难度。针对扰动预测精度低的问题,提出了一种基于EMD-LSTM的DAS系统巷道安全监测方法,以提高信号预测精度。使用EMD技术将解调信号分解成若干相对稳定的子序列,然后利用LSTM建模,通过多次迭代方式获得准确的预测结果。实验结果表明,该方法在保持实时性的同时,定位预测成功率达95%,预测解调信号波形失真度仅为0.035,较BP神经网络具有更优的综合性能和异常噪声数据消除效果,实现了精准预测,推动了DAS系统在结构检测中的实用化进程。

关键词：巷道安全监测光纤传感 DAS系统 EMD LSTM

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煤矿地下水库理论框架和技术体系

煤炭学报 2015年第2期40卷 239-246页

作者：顾大钊神华集团有限责任公司科技发展部北京100011

针对我国西部(晋陕蒙宁甘)地区富煤缺水,且蒸发量是降雨量的6倍左右的条件,以及西部煤炭规模化开采产生的裂隙场,破坏了原有的地下水系统,产生大量矿井水,为保障煤矿安全,解决将大量矿井水外排地表蒸发损失的问题,提出了"导储用"为核心... 详细信息

针对我国西部(晋陕蒙宁甘)地区富煤缺水,且蒸发量是降雨量的6倍左右的条件,以及西部煤炭规模化开采产生的裂隙场,破坏了原有的地下水系统,产生大量矿井水,为保障煤矿安全,解决将大量矿井水外排地表蒸发损失的问题,提出了"导储用"为核心的煤矿地下水库地下水保护利用理念,研究开发了涵盖煤矿地下水库设计、建设和运行的技术体系,包括水源预测、水库选址、库容设计、坝体构建、安全运行和水质保障等六大关键技术,并在神东矿区成功建设了示范工程,累计建成32座煤矿地下水库,为矿区提供了95%以上用水,且实现了长期低成本安全稳定运行。工程实践表明,煤矿地下水库是充分利用地下自然空间和自然力储存和净化矿井水的安全、低成本、规模化的储水技术,为西部地区煤炭开采地下水资源保护利用提供了有效技术支撑。

关键词：煤炭地下水库西部地区煤炭现代开采地下水保护利用

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基于无人机遥感技术的煤矿地表监测与分析

煤炭科学技术 2021年第S2期49卷 268-273页

作者：罗伟王飞国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315

煤矿采区地面主要地质灾害是煤矿井下采煤过程中导致砂石结构改变而产生的地表移动,一般表现为土层裂隙、沉陷盆地、沉陷坑洞、沉陷槽沟以及由此衍生的滑坡坍塌等类型。在高强度开采区工艺下产生的地面移动有沉陷区具面积大、地表变化... 详细信息

煤矿采区地面主要地质灾害是煤矿井下采煤过程中导致砂石结构改变而产生的地表移动,一般表现为土层裂隙、沉陷盆地、沉陷坑洞、沉陷槽沟以及由此衍生的滑坡坍塌等类型。在高强度开采区工艺下产生的地面移动有沉陷区具面积大、地表变化动态发展和危险性高等特点。当前,煤矿地表形态和裂缝的监测主要依靠人工巡检,传统人工监测手段无法保证高效率和大面积精细监测,对综采工作面地面塌陷的发育规律认识不清,人员驾驶飞机监测和卫星遥感技术拍摄画面分辨率不足,同时对土层裂隙宽度比较小的地点无法精准识别,严重制约了智能化矿山地质安全保障建设进程。针对以上问题,提出以无人机为平台,搭载遥感设备的技术实现对煤矿采区地表形态变化的监测与规律分析。无人机遥感技术具有高作业效率、低维护成本、高感知精度、系统易维护等特点,可以对受采动影响区域的地表进行高速拍摄,比对人工实地勘察信息,能准确有效地完成采煤区域地面移动的监测工作,可为整个矿区的地面沉陷监测工作提供技术装备支撑。实践表明,采用无人机遥感技术对煤矿地表进行周期性监测,其监测精度可达1 cm,经过图像数据智能采集、分析和模型构建,可充分发现煤矿地面塌陷发育规律,有效解决采区地面塌陷地质灾害监测中的难题。

关键词：煤矿采区地面地面沉陷区地质安全保障无人机遥感图像数据灾害监测

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神东矿区煤炭智能化建设实践

煤炭科学技术 2022年第S1期50卷 218-226页

作者：崔亚仲任艳艳白明亮国家能源神东煤炭集团有限责任公司陕西榆林719315

针对当前我国煤矿智能化建设存在的关键共性问题,分析现阶段应在生产控制、设备、数据等方面转变。在深入研究煤矿智能化建设技术架构、标准体系总体框架的基础上,加强统筹规划、顶层设计,统一架构、统一基础平台,建立智能化发展整体蓝... 详细信息

针对当前我国煤矿智能化建设存在的关键共性问题,分析现阶段应在生产控制、设备、数据等方面转变。在深入研究煤矿智能化建设技术架构、标准体系总体框架的基础上,加强统筹规划、顶层设计,统一架构、统一基础平台,建立智能化发展整体蓝图和框架理论。神东矿区煤炭在智能化建设的起步阶段提出智能化发展“0587”目标,积极推进基于数据中心智能一体化管控平台,实现生产执行、生产集中协同控制、安全集中监测管控;建成企业级5G专网,全力助推采掘系统智能化建设;建成行业内煤炭生产大数据仓库,实现智能决策;采煤掘进方面,重点推进智能综采工作面、智能掘进工作面建设,首创薄煤层、中厚偏薄煤层、厚煤层3类智能综采模式,对作业机器人和巡检机器人进行了研究攻关;选煤方面,推进数据驱动和人工智能决策的“黑灯工厂”智能选煤厂建设,大力推动了矿井智能化建设迈向新台阶。

关键词：煤矿智能化一体化管控平台基础设施生产数据智能决策

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煤矿薄基岩条件下巷道掘进工艺分析

洁净煤技术 2023年第S1期29卷 20-23页

作者：刘儒侠国能神东煤炭集团有限责任公司规划发展部陕西神木719315 内蒙古科技大学采矿学院内蒙古包头014010

随着大柳塔煤矿对52煤、22煤煤层的深度回采,在开拓巷道、准备巷道的掘进过程中常遇到顶板基岩变薄,造成支护困难、淋水大、巷道成型差等难题,严重影响掘进安全及掘进效率,如何选择一套较好的掘进工艺,实现高效、安全掘进是现阶段采矿... 详细信息

随着大柳塔煤矿对52煤、22煤煤层的深度回采,在开拓巷道、准备巷道的掘进过程中常遇到顶板基岩变薄,造成支护困难、淋水大、巷道成型差等难题,严重影响掘进安全及掘进效率,如何选择一套较好的掘进工艺,实现高效、安全掘进是现阶段采矿学者需解决的技术难题之一。以大柳塔煤矿22316工作面运顺、回风措施巷掘进为例,介绍了薄基岩条件下支护、循环、人员组织3方面改优化策略,为同样条件下其他巷道安全、高效生产提供借鉴意义。

关键词：薄基岩巷道掘进煤层深度回采支护

浅埋煤层大采高加长工作面“三机”配套研究及应用

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煤炭工程 2021年第11期53卷 81-85页

作者：吕情绪肖剑儒满洋国家能源集团神东技术研究院陕西神木719300 国能神东煤炭集团有限责任公司生产管理部陕西神木719300 国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部陕西神木719300

为了确定浅埋煤层大采高加长工作面"三机"的合理配套,以上湾矿为工程背景,综合运用理论分析及数值模拟对工作面的设备选型进行校核,并对大采高加长工作面的现场应用效果进行分析。研究结果表明:工作面长度增加后采煤机割煤能力应大于340... 详细信息

为了确定浅埋煤层大采高加长工作面"三机"的合理配套,以上湾矿为工程背景,综合运用理论分析及数值模拟对工作面的设备选型进行校核,并对大采高加长工作面的现场应用效果进行分析。研究结果表明:工作面长度增加后采煤机割煤能力应大于3404t/h,刮板输送机功率应大于3341kW,液压支架支护强度应大于1.4MPa。现场应用效果表明工作面预选用设备均能满足生产要求,且实际生产中各设备运行情况良好。

关键词：浅埋煤层大采高加长工作面 “三机”配套

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补连塔煤矿2-2煤三盘区巷道底鼓防治技术

煤炭科学技术 2015年第S1期43卷 32-35页

作者：田臣侯志成刘英杰神华神东煤炭集团有限责任公司榆家梁煤矿神华神东煤炭集团有限责任公司生产管理部

针对补连塔煤矿2-2煤三盘区巷道底鼓严重,分别从开采深度、底板岩性、采动影响等方面详细分析了巷道底鼓影响因素,并根据分析结果分别采取混凝土反底拱、铺设混凝土预制块、加大巷道煤柱宽度及与巷道加强支护相联合等多种防治技术进行... 详细信息

针对补连塔煤矿2-2煤三盘区巷道底鼓严重,分别从开采深度、底板岩性、采动影响等方面详细分析了巷道底鼓影响因素,并根据分析结果分别采取混凝土反底拱、铺设混凝土预制块、加大巷道煤柱宽度及与巷道加强支护相联合等多种防治技术进行现场试验。通过试验效果的对比发现,采取'铺设混凝土预制块+顶帮加强支护+超前段密集单体支护'的综合防治技术,可以有效控制巷道底鼓,能满足现场安全高效生产的要求,经济效益显著。

关键词：巷道底鼓采动影响加强支护防治技术

西部生态脆弱区现代煤-水仿生共采理念与关键技术

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煤炭学报 2017年第1期42卷 66-72页

作者：张建民李全生南清安曹志国张凯神华集团有限责任公司煤炭开采水资源保护利用国家重点实验室北京100011 神华集团有限责任公司科技发展部北京100011

针对西部生态脆弱矿区富煤贫水特征和原生态保护要求,建立集开采和生态保护为一体的"现代开采生态系统";基于采前地下水及地表生态的稳定性关系或生态"原态"约束,提出煤水资源开发中的"煤-水仿生共采"理念、煤炭开采与水资源开发及地表... 详细信息

针对西部生态脆弱矿区富煤贫水特征和原生态保护要求,建立集开采和生态保护为一体的"现代开采生态系统";基于采前地下水及地表生态的稳定性关系或生态"原态"约束,提出煤水资源开发中的"煤-水仿生共采"理念、煤炭开采与水资源开发及地表生态保护同步的"煤-水仿生共采"模式;按照"隔离-导流-控制"的仿生共采新思路、提出"隔离层控制"原理和开采"地下水漏斗聚集"调控效应;构建了集分区设计、隔离重构、仿生控制为核心的煤-水仿生共采保护控制关键技术体系;开发了"压裂-开采-注浆"开采隔离保护工艺、地下水汇集调控关键技术。

关键词：煤水共采仿生保护隔离重构压-采-注工艺地下水汇集地下水库

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高强度采矿活动对地下水影响的数值模拟研究

煤炭科学技术 2023年第5期51卷 193-199页

作者：吕情绪狄军贞李果林鑫神华神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

为探究高强度采矿活动对地下水的影响,选取内蒙古神东煤矿区某井田为研究对象,该煤矿为平面上开采面积占比大、空间上开采尺寸大、时间上开采速度快为特点的高强度开采方式。在收集整理相关水文气象、勘测资料的基础上,利用GMS(Groundwa... 详细信息

为探究高强度采矿活动对地下水的影响,选取内蒙古神东煤矿区某井田为研究对象,该煤矿为平面上开采面积占比大、空间上开采尺寸大、时间上开采速度快为特点的高强度开采方式。在收集整理相关水文气象、勘测资料的基础上,利用GMS(Groundwater Modeling System)数值模拟软件建立符合研究区水文地质条件的地下水流模型,对研究区未来10年采动影响下的地下水水位及流场进行预测分析,并对地下水水均衡状态进行分析。研究结果表明:高强度采动对直罗组含水层的扰动影响最大,在开采盘区内形成了多个水位降落漏斗,降落漏斗中心水位下降幅度由第1年末的105 m增大到第10年末的351 m,该层地下水整体水位与径流条件均发生改变。高强度采动对志丹群含水层的扰动影响较小,仅在矿井上方局部位置水流场发生改变,10年间,采掘中心处水位由20 m下降至116 m。通过水均衡分析可知,地下水总补给量为357589.74 m^(3)/d,总排泄量为357563.62 m^(3)/d,误差为0.0073%,其中降雨入渗是研究区的主要补给来源,占比51.90%,其次为河流补给,占比45.21%;河流排泄为主要排泄方式,占比达78.24%,其次为潜水蒸发,占比9.82%,矿井排水占比4.52%。志丹群和直罗组含水层补给排泄分别占区域总均衡量的12.0%和5.7%,其中矿井排水量为直罗组含水层的主要排泄方式,占比71.3%。研究结果为保护矿区生产安全与可持续发展提供一定依据。

关键词：煤炭开采地下水数值模拟地下水流场地下水模拟系统

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