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建强三个阵地打造三个绿煤

当代矿工 2024年第7期 43-44页

作者：李晓波煤集团华荣能源绿水洞煤矿

近年来,川煤集团华荣能源绿水洞煤矿党委紧紧围绕矿井中心工作,通过建强安全文化阵地、科技创新阵地、人文关怀阵地建设,一体化推进“平安绿煤、科技绿煤、人文绿煤”三个绿煤打造,不断提升全矿干部职工的获得感、幸福感、安全感。

关键词：文化阵地阵地建设幸福感安全感人文关怀一体化推进不断提升打造

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工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理

中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 264-276页

作者：杨敬轩张瑞卢硕孙兴平陈建本中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 淮南矿业(集团)有限责任公司顾桥煤矿安徽淮南232033

为了改善顾桥煤矿大采深和工作面采动影响引起的煤岩高应力环境,保证工作面停采后系统巷道的安全留设,以矿井1311(1)工作面停采后的系统巷道保护为目标,采用理论分析和现场实践实测方法,探索工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理.研究表... 详细信息

为了改善顾桥煤矿大采深和工作面采动影响引起的煤岩高应力环境,保证工作面停采后系统巷道的安全留设,以矿井1311(1)工作面停采后的系统巷道保护为目标,采用理论分析和现场实践实测方法,探索工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理.研究表明:覆岩悬板作用是停采工作面煤岩高应力显现的主要力源组成;通过建立停采工作面覆岩结构力学模型,采用等效应力指标较好地反映了煤层高应力承载特征,揭示了悬板作用下的覆岩应力传递机制,明确覆岩悬板是诱发煤岩高应力的敏感因素,煤层开采扰动范围内的悬板必须及时切断,阻断高应力传载路径;通过合理确定覆岩控制目标层高度,提出利用工作面顺槽联巷爆破切顶阻断高应力传递的卸压思路,给出了重型药柱深孔爆破工艺参数,顶板平面致裂及卸压效果显著.

关键词：顶板预裂切顶卸压应力阻隔爆破切顶等效应力

中厚煤层坚硬顶板切顶留巷关键技术参数研究及应用

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煤炭工程 2024年第8期56卷 69-77页

作者：马跃陈胜焱宫晨耀刘星宇安徽宿州煤电集团有限公司界沟煤矿安徽宿州234000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

为确定中厚煤层坚硬顶板条件下切顶留巷关键技术参数,以安徽宿州界沟煤矿1026工作面运输巷道为工程背景,建立了坚硬顶板切顶留巷力学模型,采用理论分析、数值模拟及现场试验等方法,明确了切顶高度、角度与钻孔间距对切顶效果的影响规律... 详细信息

为确定中厚煤层坚硬顶板条件下切顶留巷关键技术参数,以安徽宿州界沟煤矿1026工作面运输巷道为工程背景,建立了坚硬顶板切顶留巷力学模型,采用理论分析、数值模拟及现场试验等方法,明确了切顶高度、角度与钻孔间距对切顶效果的影响规律,确定了1026工作面运输巷道合理切顶留巷关键技术参数:切顶高度10 m、切顶角度0°以及钻孔间距0.5 m。现场实测结果显示,1026工作面运输巷道留巷段累计顶板下沉量170~250 mm,采空区侧与实体煤侧液压支架滞后工作面180~200 m压力值稳定,锚索锚固有力,切顶留巷效果良好。研究成果可为相似工程地质条件矿井切顶留巷关键技术参数确定提供有益参考。

关键词：切顶留巷中厚煤层坚硬顶板合理切顶参数

三道沟煤矿综采工作面数字孪生智能生产协同管控关键技术研究及应用

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智能矿山 2024年第5期5卷 67-72页

作者：丁序海张侯胡伟国家能源集团国源电力有限公司三道沟煤矿

为提高煤矿智能化水平,实现对综采工作面的实时监测,助力煤矿减人增安,促进智慧矿山和无人矿山的发展,三道沟煤矿在综采工作面融合数字孪生、5G技术开展了基于5G的综采工作面数字孪生智能生产协同管控关键技术研究,为数字孪生在煤矿行... 详细信息

为提高煤矿智能化水平,实现对综采工作面的实时监测,助力煤矿减人增安,促进智慧矿山和无人矿山的发展,三道沟煤矿在综采工作面融合数字孪生、5G技术开展了基于5G的综采工作面数字孪生智能生产协同管控关键技术研究,为数字孪生在煤矿行业工程化应用提供了技术支撑,有助于实现煤矿减人增安,提高煤矿智能化水平。目前已在三道沟煤矿45206综采工作面开展工程示范应用,成功应用后实现综采工作面少人增安,节省利润1 230万元。三道沟煤矿基于5G的综采工作面数字孪生智能生产协同管控关键技术研究,解决了综采工作面三维地质动态精准建模困难、综采工作面实时状态监测困难、生产协同优化调控依赖人工、安全智能灾害预警能力弱等问题,推动了数字孪生技术在煤矿行业的应用与发展。

关键词：智慧矿山无人矿山综采技术赋存条件智能生产煤矿综采工作面三道沟协同管控

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真空充He法测定吸附罐剩余体积试验研究

煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 86-93页

作者：雷红艳煤矿灾害防控全国实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯研究分院重庆400037

为研究真空充He法测定吸附罐剩余体积对瓦斯吸附量的影响,以10个煤样为研究对象,采用容量法在低压及高压下进行真空充He测定、瓦斯吸附常数测定、真密度测定等试验。研究表明:①高压下煤几乎不吸附He,负压状态下由于He分子动力学直径小... 详细信息

为研究真空充He法测定吸附罐剩余体积对瓦斯吸附量的影响,以10个煤样为研究对象,采用容量法在低压及高压下进行真空充He测定、瓦斯吸附常数测定、真密度测定等试验。研究表明:①高压下煤几乎不吸附He,负压状态下由于He分子动力学直径小于CH4分子动力学直径,容易持续不断地被负压差吸入更小的纳米级煤孔隙内,导致剩余体积随着充入He时间延长而不断增大,形成一种煤吸附He的假象。②相对于真密度计算法,真空充He法在5、30、60、90、120 min读数时的吸附罐剩余体积基本偏大,5 min读数时绝对值误差最大为9.58%,最小为1.52%;采用真空充He法读数时间可设定为5 min,与吸附罐空罐体积读数时间相同。③采用真空充He法计算的瓦斯吸附常数a值一般偏小,b值一般偏大。5 min读数时a值绝对值误差最大为17.69%,最小为4.24%,b值绝对值误差最大为33.59%,最小为7.51%,远大于低压瓦斯吸附量误差0.45%~5.64%。真空充He法对0.1 MPa压力下瓦斯吸附量影响较小,对高压吸附量影响较大,剩余体积误差是煤样出现“负吸附”的根本原因,吸附罐剩余体积是影响煤的气体吸附量的主控因素。④通过试验得出煤吸附不同气体采用真空充He法“一刀切”测定剩余体积不科学,理论上应采用与被测气体分子动力学直径相等的惰性气体标定,而实际上很难选择到与被测气体分子直径相等的惰性气体。⑤建立剩余体积偏差量与瓦斯吸附常数偏差量的修正模型,通过此模型可对采用真空充He法测定的a、b值进行修正,提高a、b值的准确性和可靠性,对矿井瓦斯灾害精准防治及煤层注CO_(2)驱替CH_(4)等科学研究提供参考与指导。

关键词：真空充He法真密度计算法剩余体积吸附量瓦斯吸附常数

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基于机器视觉的矿用输送带纵向撕裂检测研究

中国矿业 2024年第4期33卷 141-151页

作者：石耀慧史华伟王永振和佳聪倪冬山西焦煤(集团)霍州煤电集团店坪煤矿山西吕梁277102 鄂托克前旗长城煤矿有限责任公司内蒙古鄂尔多斯016200 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

在煤矿运输系统中,输送带经常受到煤流中片岩、矸石、锚杆等尖锐的硬杂质冲击,易发生纵向撕裂。输送带一旦发生纵向撕裂,若未及时发现并停机将会导致极大的经济损失,甚至造成人员伤亡。针对目前输送带纵向撕裂视觉检测存在的检测准确率... 详细信息

在煤矿运输系统中,输送带经常受到煤流中片岩、矸石、锚杆等尖锐的硬杂质冲击,易发生纵向撕裂。输送带一旦发生纵向撕裂,若未及时发现并停机将会导致极大的经济损失,甚至造成人员伤亡。针对目前输送带纵向撕裂视觉检测存在的检测准确率低、智能化程度低等问题,本文研发了一套基于视觉的矿用输送带纵向撕裂检测系统。首先,基于煤矿井下实际工况,设计多线激光发射器和工业摄像仪的布置方案,突出显著化了纵向撕裂特征,并提高了纵向撕裂检测的准确率,通过实验确定了最佳布置方案;其次,提出了分段线性变换与CLAHE结合的图像增强算法,提高了采集图像的质量;再次,利用基于SIFT特征提取的图像拼接算法和帽子函数加权平均融合算法,获得了高质量且完整的输送带下表面线激光图像;从次,提出一种基于改进Otsu阈值分割算法的多线激光中心线提取算法,通过实验对比,证明了该算法提取的中心线能够精准地反映激光线条线性特征;最后,提出了一种基于形态学的矿用输送带纵向撕裂特征提取与检测算法,利用连通域的数目判断输送带是否发生纵向撕裂。为了验证算法的优越性,搭建了矿用输送带纵向撕裂检测实验台,在无尘雾和模拟尘雾的实验室环境下进行了实验对比验证。实验结果表明,在无尘雾环境下,本文提出的方法准确率达到了98.6%;在尘雾环境下,准确率达到了97.9%,证明了该方法的先进性与实用性。

关键词：机器视觉矿用输送带纵向撕裂中心线提取形态学特征

煤矿氧气检测高精度VCSEL驱动及温控电路设计

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矿业安全与环保 2024年第2期51卷 153-160页

作者：于庆张华乾郭清华煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037

为解决当前常用煤矿氧气检测仪器易受交叉气体干扰且功耗大的问题,基于GD32F303RCT6微控制器和ADN8834热电冷却控制器,设计了一种软启动开关电路控制的垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity Surface-emitting Laser,VCSEL)高精度驱动及... 详细信息

为解决当前常用煤矿氧气检测仪器易受交叉气体干扰且功耗大的问题,基于GD32F303RCT6微控制器和ADN8834热电冷却控制器,设计了一种软启动开关电路控制的垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity Surface-emitting Laser,VCSEL)高精度驱动及温控电路。驱动电路中,高频正弦波信号和低频锯齿波信号叠加的二进制数据由微控制器产生,经信号发生电路、电压电流转换电路转化成VCSEL高精度驱动电流信号;温控电路中,设计基于比例积分微分(Proportional Integral Differential,PID)补偿电路和数模转换控制器(Digital to Analog Converter,DAC)目标温度控制电路实现激光器温度自动调节。测试结果表明:驱动电路的电流输出区间为0.680~1.360 mA;锯齿波频率误差小于0.5%,正弦波频率误差小于0.1%;氧气吸收峰扫描精度高达0.07 pm,对应电流扫描精度为0.12μA;温控电路的温度控制精度为±0.012℃。满足了可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)煤矿氧气检测应用需求。

关键词：煤矿氧气检测 VCSEL 高精度驱动及温控电路 PID补偿电路 DAC目标温度控制电路

卤盐阻化剂对煤自燃阻化作用的定量识别及机理

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煤炭科学技术 2024年第6期52卷 132-141页

作者：孟祥宁梁运涛郭宝龙孙勇田富超煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室和煤矿灾害防控全国重点实验室辽宁抚顺113122 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590

煤自燃灾害严重影响煤矿安全生产,卤盐阻化是防治煤自燃灾害的主要措施之一。优化阻化工艺、提高阻化效果的前提是掌握阻化剂的物理、化学阻化作用机制。为此,探究卤盐阻化剂对煤自燃的主要抑制方式,明确其物理、化学作用对煤层阻化的... 详细信息

煤自燃灾害严重影响煤矿安全生产,卤盐阻化是防治煤自燃灾害的主要措施之一。优化阻化工艺、提高阻化效果的前提是掌握阻化剂的物理、化学阻化作用机制。为此,探究卤盐阻化剂对煤自燃的主要抑制方式,明确其物理、化学作用对煤层阻化的贡献比显得尤为重要。基于此,提出一种定量识别卤盐阻化剂阻化作用的方法。本次研究卤盐中具有代表性的MgCl_(2)阻化剂,采用超声波清洗器多次反复冲洗阻化煤样和水洗煤样,得到水洗阻化煤样和水洗参考煤样。通过程序升温试验和红外光谱试验研究不同煤样的指标气体浓度、交叉点温度、阻化率和活性基团的变化规律,从宏微观角度研究卤盐阻化剂的物理、化学阻化作用。结果表明:水洗阻化煤样的产气浓度、交叉点温度、阻化率和活性基团含量明显低于原煤样,却高于阻化煤样,这说明MgCl_(2)阻化剂对煤自燃起到协同抑制作用,具有物理化学双重阻化效果。煤氧化反应前期,物理阻化作用大于化学阻化作用,煤氧化反应后期,化学阻化作用占主导地位,明显高于物理阻化作用。MgCl_(2)的化学抑制作用体现在能与煤中活性物质反应生成比较稳定的物质(ROCl)和镁络合物(Mg(OH)Cl),使得煤的活性下降,从而降低了煤的自热风险。MgCl_(2)阻化剂物理、化学阻化作用对平庄褐煤的贡献比分别为56.37%和43.63%,对同忻烟煤的贡献比为57.91%和42.09%,对白芨沟无烟煤的贡献比为59.60%和40.40%。随着煤样变质程度的增加,物理阻化作用贡献比增加,化学阻化作用贡献比减小,平庄褐煤的化学阻化作用是白芨沟无烟煤的1.08倍。该研究有助于丰富卤盐阻化剂的阻化机理,并为优化防灭火工艺提供理论指导。

关键词：煤自燃卤盐阻化剂化学阻化作用物理阻化作用阻化率

基于巷道底板力学特性的掘进机自动纠偏动态分析与控制

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山西煤炭 2024年第3期 93-98+107页

作者：张鹏晋能控股煤业集团塔山煤矿

掘进机的自动纠偏是巷道自动截割过程中最关键的步骤，其中巷道底板力学参数的选择是掘进机自动化掘进的挑战和难点。结合巷道底板力学性质和实验参数对力学参数回归方程进行拟合，计算巷道底板阻力；并对掘进机轨道的抗压实和抗转向有... 详细信息

掘进机的自动纠偏是巷道自动截割过程中最关键的步骤，其中巷道底板力学参数的选择是掘进机自动化掘进的挑战和难点。结合巷道底板力学性质和实验参数对力学参数回归方程进行拟合，计算巷道底板阻力；并对掘进机轨道的抗压实和抗转向有限元部分进行分析，建立准确可靠的掘进机纠偏动力学模型。提出了能够实时调整控制参数的神经网络PID(比例整合差异化)控制方法；然后通过Matlab对动力学模型和控制方法进行仿真，并通过掘进机控制实验系统对控制方法进行测试。测试结果表明，控制系统能够很好地满足控制要求，保证了掘进机良好的动态性能和巷道的截割质量，可作为煤矿智能化开采的理论基础和技术支撑。

关键词：机械化掘进工作面掘进机巷道底板属性动力模型