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基于PLC的水平多分支钻孔瓦斯抽采智能控制系统设计

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山西能源学院学报 2024年第1期37卷 32-34页

作者：吕伟鲍青波杨承明纪杨山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿山西长治046000

本文针对低透气性难抽放煤层的瓦斯预抽问题,采用水平多分支钻孔进行瓦斯抽采,为进一步提升抽采的智能化、高效化,研究了基于PLC的瓦斯抽采智能控制系统,建立了基于瓦斯抽采浓度、抽采流量、智能控制阀门的控制方案,并将其应用在五阳煤... 详细信息

本文针对低透气性难抽放煤层的瓦斯预抽问题,采用水平多分支钻孔进行瓦斯抽采,为进一步提升抽采的智能化、高效化,研究了基于PLC的瓦斯抽采智能控制系统,建立了基于瓦斯抽采浓度、抽采流量、智能控制阀门的控制方案,并将其应用在五阳煤矿水平多分支钻孔瓦斯抽采中。通过采集钻孔内瓦斯浓度、流量等数据,自动调整智能控制阀门开度,合理分配抽采负压,提高了煤矿科技化水平的同时实现了深层煤体内的瓦斯高效抽采。

关键词： PLC 多分支抽采瓦斯智能系统

基于叶脉仿生的多分支钻孔瓦斯抽采数值分析研究

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山西能源学院学报 2024年第1期37卷 35-37页

作者：王杰峰马严良冯自豪山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿山西长治046000

文章针对深部煤层瓦斯高效预抽采问题,采用了平行结构脉仿生的多分支钻孔瓦斯抽采方法。研究了植物叶脉对于养分的运输与抽采钻孔对于瓦斯的运移作用的相似之处,在叶脉特征分析与现场工程条件相结合的基础上,使用COMSOL软件对煤层瓦斯... 详细信息

文章针对深部煤层瓦斯高效预抽采问题,采用了平行结构脉仿生的多分支钻孔瓦斯抽采方法。研究了植物叶脉对于养分的运输与抽采钻孔对于瓦斯的运移作用的相似之处,在叶脉特征分析与现场工程条件相结合的基础上,使用COMSOL软件对煤层瓦斯抽采情况进行模拟研究,并进行现场实验。研究结果表明:多分支钻孔间距h的最优值为2.4m;安全压力值[Pc]的有效抽采面积与施工成本的比值达到最大值0.8927,煤层内瓦斯抽采达标;数值模拟结果能够满足现场瓦斯抽采的施工要求,并对同类型的煤层瓦斯抽采提供了参考方案。

关键词：瓦斯抽采仿生数值模拟流固耦合多分支钻孔

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资源储量估算方法在煤矿开采中的应用

自动化应用 2024年第1期65卷 221-223页

作者：王珊山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿山西长治046200

为提高某煤矿煤炭储量估算结果的准确性,应用普通克里格法、距离幂次反比法及全煤层建模法对具有复杂形状特征的矿体进行了数值仿真,以改善其计算精度。对比这3种方法得到的资源储量与原地质报告中的数据,结果表明,普通克里格插值法的... 详细信息

为提高某煤矿煤炭储量估算结果的准确性,应用普通克里格法、距离幂次反比法及全煤层建模法对具有复杂形状特征的矿体进行了数值仿真,以改善其计算精度。对比这3种方法得到的资源储量与原地质报告中的数据,结果表明,普通克里格插值法的资源储量误差仅为0.84%,远低于其他2种方法,其与原地质报告成果的吻合度较高,可以更准确地估算资源储量。

关键词：煤矿三维地质建模资源储量计算

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煤矿生活污水处理的工艺设计方法

水上安全 2024年第11期 70-72页

作者：张喜娟山西潞安集团五阳煤矿有限公司山西长治046205

本研究旨在探索并设计一套针对煤矿生活污水的高效处理工艺,解决其特有的环境污染问题。煤矿生活污水由于其特殊的成分特征,对环境构成显著威胁。针对这一问题,本研究通过系统的工艺设计,提出了一个综合处理方案。该方案包括四个关键阶... 详细信息

本研究旨在探索并设计一套针对煤矿生活污水的高效处理工艺,解决其特有的环境污染问题。煤矿生活污水由于其特殊的成分特征,对环境构成显著威胁。针对这一问题,本研究通过系统的工艺设计,提出了一个综合处理方案。该方案包括四个关键阶段:预处理、生化处理、深度处理和污泥处理。研究结果表明,该工艺能够显著降低污水中的化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、悬浮固体(SS)和氨氮浓度,其中COD和BOD的去除率均达到80%,SS和氨氮的去除率分别达到90%和70%以上,通过结果证实了设计工艺的有效性,也展示了其在环境保护和资源循环利用方面的潜力。

关键词：煤矿生活污水处理工艺预处理深度处理

李村煤矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采参数优化研究

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煤炭工程 2024年第1期56卷 98-104页

作者：申海生邹虎刘垒赵春洲王彦敏曹良伟田锦绣田珑山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿山西长治046000

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试... 详细信息

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试验结果表明:顶板定向长钻孔达到了高抽巷瓦斯抽采的效果,将上隅角瓦斯浓度控制在安全范围内,且其施工进度快,成本低,有效解决了李村矿采掘接替紧张的局面。

关键词：顶板定向长钻孔高抽巷采空区抽采参数优化

纳米硅溶胶−EVA−粉煤灰水泥基复合浆材配比正交优化及对其物性的影响

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2643-2659页

作者：沈玉旭柴肇云孙浩程刘向御郭俊庆肖畅李天宇辛子朋史沁彬太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 山西能源学院矿业工程系山西晋中030600 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿山西长治046000

针对传统水泥基浆材不能满足煤矿大变形巷道注浆加固实际需求的难题,通过添加纳米硅溶胶、乙烯−醋酸乙烯共聚物(EVA)和粉煤灰对普通硅酸盐水泥进行改性获得高性能复合浆材。采用正交试验和极差分析法系统研究复合浆材物理力学性能的变... 详细信息

针对传统水泥基浆材不能满足煤矿大变形巷道注浆加固实际需求的难题,通过添加纳米硅溶胶、乙烯−醋酸乙烯共聚物(EVA)和粉煤灰对普通硅酸盐水泥进行改性获得高性能复合浆材。采用正交试验和极差分析法系统研究复合浆材物理力学性能的变化规律,确定最优配比,并进一步分析最优配比复合浆材与纯水泥的物性差异,构建复合浆材的水化反应机理模型,阐明其加固破碎岩石的力学特性。研究结果表明,复合浆材最优配比为:水灰比0.7,粉煤灰掺量15%,硅溶胶掺量2%,EVA掺量7.5%;相较于纯水泥,复合浆材流变性略有下降,但浆液稳定性、力学性能等均有显著提升,初凝时间缩短了38.9%,终凝时间缩短了53.8%,析水率降低了60%,结石率提高了3.3%,单轴抗压强度提高了39.1%,抗拉强度提高了97.2%,拉压比提高了41.7%;硅溶胶和粉煤灰在不同时期与Ca(OH)2发生火山灰反应生成更多水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(CA-H),促进复合浆材的水化反应,并加速EVA成膜,使结石体更加致密;复合浆材注入量和胶结体单轴抗压强度均随注浆压力的增大而增加,随Talbot指数的增加,抗压强度先增大后减小,破坏形式多呈鼓状,剪胀变形明显;当注浆压力大于2 MPa,Talbot指数为0.5时,胶结体强度较大,破坏较小。本研究为水泥基复合浆材早期强度、增韧改性提供了可行途径。

关键词：纳米硅溶胶 EVA 粉煤灰普通硅酸盐水泥正交试验

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基于生成对抗网络的井下人员步长估计方法

工矿自动化 2024年第6期50卷 103-111页

作者：王泰基甘肃华亭煤电股份有限公司砚北煤矿甘肃华亭744100

针对基于行人航位推算(PDR)的煤矿井下人员定位系统中步长估计存在累计误差及传统深度学习方法所需数据集样本过大的问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的井下人员步长估计方法。GAN模型主要包括生成模型和判别模型2个部分,均采用深... 详细信息

针对基于行人航位推算(PDR)的煤矿井下人员定位系统中步长估计存在累计误差及传统深度学习方法所需数据集样本过大的问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的井下人员步长估计方法。GAN模型主要包括生成模型和判别模型2个部分,均采用深度神经网络(DNNs)实现。生成模型根据输入数据生成连续的结果分布(即标签),其输出层使用线性激活函数,以保留网络的线性特性,允许模型预测任何人员在行走过程中的步长;判别模型根据输入数据与标签判别是真实标签还是由生成器生成的标签,其输出层使用Sigmoid激活函数,以实现结果的二分类。确定生成模型与判别模型后,GAN模型联合2个模型进行训练,通过构建并优化生成器和判别器之间的动态竞争,使得生成器能够在不断迭代中学会生成更加逼真、难以区分的数据样本。实验结果表明,使用同样训练集及测试集的情况下,GAN模型的平均误差为0.14 m,标准差和均方根误差均小于DNNs模型,最小值均为0.74 m。户外测试结果表明,基于GAN的井下人员步长估计方法在上下坡场景的误差最小值为3.21%,最大值为4.79%;相比于上下坡场景,操场场景的误差更小,最大误差为1.91%。

关键词：井下人员定位行人航位推算 PDR 生成对抗网络步长估计生成模型判别模型惯性测量单元 IMU

基于数字孪生的液压支架群跟机工艺虚拟调试方法

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煤炭科学技术 2024年第6期52卷 197-205页

作者：李娟莉郭清杰高波边强王冬波太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024 山西科达自控股份有限公司山西太原030006 晋能控股煤业集团同忻煤矿山西有限公司山西大同037000

针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟... 详细信息

针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟现实引擎对综采“三机”运动单元进行了虚拟重构和虚拟仿真;然后基于现代设计理论,依据“三机”协同原则实现了跟机自动化过程中的不同参数配置,建立了采煤工艺的支架行为工艺决策模型和支运装备直线度协同控制模型,并在虚拟场景中对决策模型进行预演;最后利用TCP协议建立了虚实交互通道,通过半实物仿真试验对决策模型进行了验证。结果表明:虚拟场景在执行采煤工艺时可对物理工作面场景进行精准复现,通过支架群行为决策模型可提前对液压支架工艺行为进行决策规划,通过反向控制试验可对支架控制器进行实时虚实交互,有望克服井下调试环境阻碍,对综采“三机”电液控程序的合理制定与修正提供参考价值。

关键词：虚拟现实虚拟调试液压支架群 “三机”协同行为决策

基于MIWOA优化SCN的变压器故障诊断研究

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电工电能新技术 2024年第6期43卷 79-89页

作者：丰胜成张宗瑞付华韩猛辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿山西长治046204

针对变压器故障诊断精确度低的问题,本文提出了一种多策略改进的鲸鱼优化算法(MIWOA)优化随机配置网络(SCN)的变压器故障诊断模型。首先,对变压器冗杂繁多的原始故障数据进行核主成分分析(KPCA)降维处理,降低无效特征的影响;其次,利用T... 详细信息

针对变压器故障诊断精确度低的问题,本文提出了一种多策略改进的鲸鱼优化算法(MIWOA)优化随机配置网络(SCN)的变压器故障诊断模型。首先,对变压器冗杂繁多的原始故障数据进行核主成分分析(KPCA)降维处理,降低无效特征的影响;其次,利用Tent混沌映射、动态自适应权重和初级知识获取共享算法对鲸鱼算法(WOA)进行改进,提高其优化能力;然后,在SCN中引入L2范数惩罚项进行正则化处理,并使用改进后的MIWOA算法对SCN惩罚项系数C进行寻优求解,提高SCN分类精度和泛化能力;最后,将降维的数据输入到MIWOA-SCN故障诊断模型中,提高模型收敛速度。结果表明,本文所提出的模型诊断精度为93.1%,与WOA-SCN、GWO-SCN和PSO-SCN诊断模型相比,分别提高了6.89%、9.48%、14.65%,证明MIWOA-SCN诊断模型在变压器故障诊断上具有良好的诊断效果。

关键词：变压器鲸鱼优化算法核主成分分析动态自适应权重初级知识获取共享算法随机配置网络