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采矿工程中的智能化技术应用与发展趋势研究

中国矿业 2024年第S1期 199-202页

作者：鲁伟枣庄矿业(集团)有限责任公司滨湖煤矿

传统开采方法存在一些问题，比如，人工开采效率低，且存在一定的安全风险。随着科学技术的进步，智能化技术在各个领域得到了广泛的推广与应用。智能化技术在采矿工程中的应用，有效地提升了矿山的开采效率，为矿业的可持续发展注入了... 详细信息

传统开采方法存在一些问题，比如，人工开采效率低，且存在一定的安全风险。随着科学技术的进步，智能化技术在各个领域得到了广泛的推广与应用。智能化技术在采矿工程中的应用，有效地提升了矿山的开采效率，为矿业的可持续发展注入了新活力，提高了矿山开采效率，减少了安全风险，给矿山工程开采带来了更多的可能性。本文阐述了矿山开采的特点，分析了采矿工程现状，并对采矿工程中的智能化技术应用进行了探讨。

关键词：采矿工程智能化技术应用发展趋势

煤矿区土壤细菌群落结构及其对不同复垦模式的响应

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 338-349页

作者：张世文蔡慧珍张燕海董祥林刘俊俞静安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 淮北矿业集团有限责任公司安徽淮北235000 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001

科学揭示不同复垦模式土壤细菌群落稳定性及其潜在互作关系对于复垦土地差异化管理及可持续利用至关重要。本文以挖深垫浅、煤矸石充填和粉煤灰充填3种模式复垦土壤为研究对象,基于高通量Illumina Miseq 16S rRNA测序技术,采用方差分析... 详细信息

科学揭示不同复垦模式土壤细菌群落稳定性及其潜在互作关系对于复垦土地差异化管理及可持续利用至关重要。本文以挖深垫浅、煤矸石充填和粉煤灰充填3种模式复垦土壤为研究对象,基于高通量Illumina Miseq 16S rRNA测序技术,采用方差分析、Spearman相关性等分析方法,研究不同复垦模式下的土壤细菌群落结构和多样性。通过构建分子生态网络模型,揭示不同复垦模式下土壤细菌群落的稳定性及菌群间潜在互作关系,明晰对细菌群落结构稳定性起关键作用的微生物种群。结果表明:①不同复垦模式土壤细菌群落的多样性与丰富度水平有显著差异(P煤矸石充填>粉煤灰充填;不同复垦模式土壤细菌群落组成相似,变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门是所有模式土壤中的优势菌门,在各复垦模式土壤细菌群落中的占比之和均达70%以上。②不同复垦模式下土壤细菌群落的显著影响因子不同,部分优势细菌门与影响因子间的变化趋势不同,有机质含量是影响挖深垫浅复垦土壤细菌群落组成的主要影响因素,pH是影响煤矸石与粉煤灰充填复垦土壤细菌群落组成的主要影响因素。③挖深垫浅复垦土壤细菌网络复杂,群落联系紧密,能更好地传递物质、能量和信息;煤矸石充填复垦土壤细菌网络内部节点间的连通度低,但菌群信息交换速度慢,拥有4个关键节点,网络相对稳定;粉煤灰充填复垦的土壤细菌网络规模最小,节点连通度不高,在外界环境发生变化时反应快,网络稳定性最差。3种复垦模式土壤细菌群落间关系均以协同合作为主导,煤矸石充填复垦土壤细菌群落间的协同合作关系占比最高。本文揭示了3种不同复垦模式下土壤细菌群落结构与分子生态网络差异,研究结果可为高潜水位采煤塌陷区土地复垦模式的优选以及人为干预方式的选择提供支撑。

关键词：土地复垦微生物多样性分子生态网络采煤沉陷区

钠盐改性铝基高固水材料在矿山老巷充填治理中的适应性研究

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矿业研究与开发 2024年第10期 36-46页

作者：何国志刘国磊马秋峰董晓勇郝喜庆孟圣师张东山东理工大学资源与环境工程学院枣庄矿业(集团)有限责任公司田陈煤矿枣庄矿业集团高庄煤业有限公司山东能源临沂矿业集团菏泽煤电有限公司郭屯煤矿山东新矿赵官能源有限责任公司

针对工作面推采过老巷过程中面临的冲击地压、顶板管理等难题，研发了钠盐改性铝基高固水材料，可用于矿山井下老巷(空区)的充填治理。为探究该材料在矿山老巷原位充填治理中的适应性，采用室内试验、数值模拟、工程验证等方法，分析了... 详细信息

针对工作面推采过老巷过程中面临的冲击地压、顶板管理等难题，研发了钠盐改性铝基高固水材料，可用于矿山井下老巷(空区)的充填治理。为探究该材料在矿山老巷原位充填治理中的适应性，采用室内试验、数值模拟、工程验证等方法，分析了该材料在老巷治理中的优势，给出了老巷在不同充填条件下围岩应力特征及变形破坏规律。研究表明：该材料单浆不凝固，混合料浆在4～15 min内初凝，1 d充填体强度可超过最终强度的70%,早强性明显、流动性好、密闭状态下充填体稳定性高、具有较高的固水性能；对老巷进行充填后，帮部煤体内应力峰值较未充填时降低，峰值位置向浅部转移，塑性区范围和围岩变形量减小；工程现场按水灰比8∶1进行充填，料浆输送距离超过1 100 m,速凝性、早强性明显，充实率和接顶率高，冲击地压等各类灾害均得到有效控制，证明该材料可较好地适应于矿山废弃巷道治理。

关键词：高固水材料老巷治理力学性能充填开采

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底板动压巷道压裂弱结构体应力转移控制技术

煤炭科学技术 2024年第1期52卷 106-116页

作者：陈绍杰刘江伟李亚康吕华山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266000 淮北矿业(集团)有限责任公司袁店一矿安徽淮北235100

为了满足煤矿安全生产的需要,许多巷道都会布置在煤层底板中,如部分运输大巷、排水巷道、瓦斯抽采巷道等。采动应力容易造成底板巷道围岩应力升高,加剧底板巷道围岩变形,造成支护永久失效、顶板下沉、巷道底鼓、两帮收敛等破坏。针对此... 详细信息

为了满足煤矿安全生产的需要,许多巷道都会布置在煤层底板中,如部分运输大巷、排水巷道、瓦斯抽采巷道等。采动应力容易造成底板巷道围岩应力升高,加剧底板巷道围岩变形,造成支护永久失效、顶板下沉、巷道底鼓、两帮收敛等破坏。针对此,提出了在应力传递路径上实施水力压裂,在指定的区域制造出一定空间形态的水压裂缝网,形成压裂弱结构体,实现区域范围内的应力转移,从而降低巷道区域范围内的应力,控制巷道的围岩稳定性的控制技术,并通过理论分析及现场工程验证等方式,揭示了底板动压巷道压裂弱结构体应力转移的力学机制,建立了相应的力学模型,对压裂弱结构体的合理位置、范围等影响因素进行了求解。得出:(1)压裂弱结构体使局部应力场发生明显变化,出现应力升高区和应力降低区,应力降低区主要分布在弱结构体与采动应力连线的方向上,主要集中在一个拱形的范围内;由于膨胀效应,在与应力来源垂直的方向上产生应力集中,出现应力升高区。(2)最大主应力变化幅度与压裂弱结构体的长轴长L、短轴长H、到巷道的距离P、与巷道连线的水平夹角β、压裂层的强度C及内摩擦角α、压裂的损伤变量D等有关。其中到巷道的距离P对卸压效果影响最大,损伤变量D对卸压效果影响最小。(3)采用提出的计算方法设计了淮北矿业集团袁店一矿的103运输集中巷的卸压方案,工程应用结果表明,底板动压巷道变形速率明显减缓,验证了底板强动压巷道压裂弱结构体应力转移模型的合理性。

关键词：采动应力弱结构体水力压裂卸压切顶围岩控制

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赓续前行奋楫争先全力推动矿井安全高效发展

中国煤炭工业 2024年第3期 24-25页

作者：梁峰淮北矿业集团公司杨柳煤矿

设计生产能力180万吨/年,原煤生产人员回采工效58.35吨/工基本情况淮北矿业集团公司杨柳煤矿是淮北矿区灾害程度最高的矿井之一,属煤与瓦斯突出矿井,地质构造复杂,水、火、瓦斯、火成岩等自然灾害严重,安全管理难度非常大。矿井建成投... 详细信息

设计生产能力180万吨/年,原煤生产人员回采工效58.35吨/工基本情况淮北矿业集团公司杨柳煤矿是淮北矿区灾害程度最高的矿井之一,属煤与瓦斯突出矿井,地质构造复杂,水、火、瓦斯、火成岩等自然灾害严重,安全管理难度非常大。矿井建成投产以来,杨柳煤矿始终把追求“四零”目标作为最崇高的理念,坚持以安全生产管理体系建设为统领,逐步形成了以理念文化为引领、执行制度为根本、素质提升为保障、安全环境为基础、全员参与为格局的矿井管理模式,全力推动矿井高质量发展行稳致远。

关键词：设计生产能力淮北矿区杨柳煤矿矿井管理模式安全生产管理体系原煤生产回采工效灾害程度

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煤矿瓦斯传感信号误报识别方法研究

建井技术 2024年第4期45卷 49-54页

作者：杨泽全淮北矿业(集团)有限责任公司朱仙庄煤矿安徽淮北235000

对煤矿井下安全监控传感器误报的规律和识别方法进行了研究,形成一套误报信号的智能识别理论与处置方法,对提高煤矿安全生产监控系统的稳定性、可靠性,确保煤矿生产的连续性具有非常重要的理论与实践意义。提出了基于小波降噪-DFT谱变... 详细信息

对煤矿井下安全监控传感器误报的规律和识别方法进行了研究,形成一套误报信号的智能识别理论与处置方法,对提高煤矿安全生产监控系统的稳定性、可靠性,确保煤矿生产的连续性具有非常重要的理论与实践意义。提出了基于小波降噪-DFT谱变换的传感器误报识别方法,利用自行搭建的安全监控系统模拟平台进行数据采集和有效性验证,并对常见的脉冲型、恒偏差型以及跃变型3种常见的误报信号进行了识别和信号重构。研究发现,所提出的基于小波降噪-DFT谱变换的传感器误报识别方法实现了误报信号的智能高效识别,为煤矿安全生产提供了必要的基础性保障。

关键词：小波降噪 DFT 误报识别传感器

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巷道顶板岩层连续强化控制技术研究

现代矿业 2024年第4期40卷 109-113,120页

作者：王新郭汉青段长坤马飞王路刘磊新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿枣庄矿业(集团)有限责任公司滨湖煤矿

为控制复杂条件下巷道顶板岩层稳定性,以翟镇煤矿11503E工作面轨道巷为研究背景,对其支护方案进行研究。针对巷道支护密度大、支护可靠性不足等问题,提出巷道顶板岩层连续强化控制技术。由顶板岩层连续强化控制机理,提出“一级正常支护... 详细信息

为控制复杂条件下巷道顶板岩层稳定性,以翟镇煤矿11503E工作面轨道巷为研究背景,对其支护方案进行研究。针对巷道支护密度大、支护可靠性不足等问题,提出巷道顶板岩层连续强化控制技术。由顶板岩层连续强化控制机理,提出“一级正常支护-二级强化支护-三级让压防冲”的多级厚锚固岩梁强化支护技术,确定支护技术参数。通过与原支护的性能对比和实际应用表明,优化后的支护方案能起到较好的支护效果,同时能有效降低巷道支护成本,提高企业经济效益,对同类型巷道顶板岩层控制起参考作用。

关键词：动压影响巷道支护厚层锚固

沉陷区河堤边采边复治理方式下的动态填方量预计方法

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金属矿山 2024年第2期 198-204页

作者：李思豪查剑锋关杰张民中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿安徽淮北235131 兖矿能源集团股份有限公司杨村煤矿山东济宁272118

煤矿开采引起的河堤变形与破坏显著降低了其防洪安全性能。“先破坏、后治理”的传统处理方式存在修复滞后、防汛压力大的问题,具有较大的安全隐患,甚至诱发溃坝、洪水等重大公共安全事故。边采边复,及时恢复河堤的防洪能力是解决这一... 详细信息

煤矿开采引起的河堤变形与破坏显著降低了其防洪安全性能。“先破坏、后治理”的传统处理方式存在修复滞后、防汛压力大的问题,具有较大的安全隐患,甚至诱发溃坝、洪水等重大公共安全事故。边采边复,及时恢复河堤的防洪能力是解决这一问题的主要技术途径。基于矿山开采沉陷动态过程特征,提出了沉陷区河堤边采边复的设计流程;构建了河堤治理过程中的动态填方量计算模型,并应用于某矿地表河流的河堤采动损害治理工程中。研究结果表明:采用边采边复的治理方式对沉陷区河堤进行治理,可以降低在采动过程中的河水外溢风险,同时减轻了采动损害对河堤的破坏程度;提出的动态填方量预计方法可实现对河堤各治理阶段土方量的准确预计,能够满足实际工程需求,为河堤治理工程设计提供了依据。

关键词：边采边复概率积分法开采沉陷预计河堤治理

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煤泥基充填材料流动性与强度特性试验研究

煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 13-21页

作者：安百富易巧梅赵祥余伟健王栋达王家乐湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 新汶矿业集团有限责任公司山东泰安271233 彬县水帘洞煤炭有限责任公司陕西彬州713500 山东能源集团西北矿业有限公司陕西西安710018

为研究煤泥基充填材料的流动与强度特性,运用正交试验设计了以煤泥、高水、水泥、粉煤灰为组合的胶结充填材料,采用极差、方差分析及多元回归分析等方法,研究了煤泥水百分浓度(A)、高水添加比例(B)、水泥添加比例(C)、粉煤灰添加比例(D)... 详细信息

为研究煤泥基充填材料的流动与强度特性,运用正交试验设计了以煤泥、高水、水泥、粉煤灰为组合的胶结充填材料,采用极差、方差分析及多元回归分析等方法,研究了煤泥水百分浓度(A)、高水添加比例(B)、水泥添加比例(C)、粉煤灰添加比例(D)等4个关键因素对充填材料的初凝时间、扩散度及抗压强度、抗剪强度的影响机制。试验结果表明:①煤泥基充填材料的初凝时间为52~67 min,扩散度为42.0~76.5 cm,抗压强度为0.076~0.247 MPa,抗剪强度为0.033~0.139 MPa。对于初凝时间,影响显著性有B>C>A>D;对于扩散度,有A>D>B>C;对于抗压强度,有D>C>A>B;对于抗剪强度,有C>D>A>B。②拟合出了A、B、C、D与流动性指标及强度指标的数学关系式,初凝时间与A、B成二次函数关系、与C、D均呈指数关系;扩散度与A、B、C均呈指数关系,与D呈三角函数关系;抗压强度与A、D均呈指数关系,与B、C呈二次多项式关系;抗剪强度与A、B呈二次多项式关系、与C、D均呈指数关系;在A、B、C、D等4个因素与4个参数独立拟合方程的基础上,建立4因素共同影响下煤泥基充填材料流动性及强度特性参数预计模型,并进行了验证。

关键词：煤泥基充填材料流动性抗压强度抗剪强度