煤炭工程杂志

煤炭工程杂志2021年第11期

• 综采工作面快速采煤技术现状及发展趋势

  张德生,祝琨,张赛,杜尚宇

  为提高综采工作面开采效能, 加快智能化开采技术的推广应用, 以2~3m中厚煤层千万吨级产能为目标分析了影响快速采煤的关键因素, 即采煤机截割速度、液压支架跟机速度、刮板输送机输送能力, 开采路径协同规划等。简述了国内外快速采煤技术的发展过程及先进实践案例,包括美国Tunnel Ridge煤矿2m左右煤层以及国内转龙湾煤矿3~4m千万吨智能高效开采工作面等。提出了我国中厚煤层千万吨级产能快速采煤技术装备攻关方向和目标: 工作面长度400m以上; 采煤机运行速度15m/min以上; 液压支架跟机速度6s左右; 刮板输送机链速2m/s左右及链条动态张紧技术, 同时加强单机设备及系统可靠性管理; 成套装备单日运行时间提高到20h以上。研究成果可以为中厚煤层快速采煤的技术研发和工程建设提供参考。

• 深部近距离厚煤层上行开采可行性研究

  李岗伟,王一帆,李峰辉

  为分析陶忽图煤矿近距离厚煤层上行开采可行性, 对下部3-1煤层开采形成的保护范围进行理论计算, 并采用理论分析及相似模拟手段, 分析3-1煤层开采对2-2煤层整体的影响程度及矿压显现规律。研究结果表明: 3-1煤层开采后初次来压步距45m, 周期来压步距18m, 切眼处断裂角为62°, 工作面处断裂角为61°, 垮落带高度为44m, 导水裂隙带高度为83m; 2-2煤层总体连续性较好, 未产生台阶错动, 采动影响系数K 范围为7. 31~9.81, 2-2煤层处于3-1煤层裂隙带内, 满足上行开采要求。研究结果为类似开采条件提供了理论基础。

• 澳大利亚薄煤层选采技术探讨

  吴亚平,张克树

  能否低成本高效回收薄煤层, 一直是露天煤矿界的关注点。根据煤种不同, 我国《煤、泥炭地质勘察规范》建议的计量厚度褐煤为≥1.5m, 其他煤种为≥1.0m。我国在采用露天开采工艺的煤矿中, 大部分最小选采厚度都遵循这一值。而澳洲薄煤层赋存较多, 尤其在猎人谷, 大部煤田都以薄煤层赋存为主, 这里开采的最小选采厚度一般0.3m。以猎人谷内某露天矿为例从多维度探讨澳洲薄煤层最小选采厚度的合理性, 以期对我国薄煤层选采起到抛砖引玉的作用。

• 主焦煤矿防水闸墙设计方案研究

  王昕,高保彬,吴洋洋

  为了隔绝相邻煤矿积水涌入, 结合主焦煤矿原防水闸墙布置及围岩特征, 提出两种防水闸墙加固施工方案, 并运用数值模拟分析了两方案防水闸墙应力分布以及位移变形, 从以往工程、施工安全性和成本控制等多角度对施工方案进行优选, 确定采用在原闸墙基础上加固施工新闸墙并与原闸墙形成新整体的方案。提出了加固施工的施工关键点及施工工艺, 避免了拆除原闸墙所带来的费用以及围岩破坏的问题。现场应用实践表明, 防水闸墙的加固效果明显, 有效隔绝了相邻矿井老空水涌入, 为相似条件下的防水闸墙加固施工提供了参考。

• 露天煤矿半连续工艺系统关键设备选型设计方法

  鞠兴军,张周爱,智晓峰,田羽,李新鹏,李建刚,王永军

  针对破碎机选型设计的方法和计算公式以经验为主、理论依据缺乏, 半连续工艺系统生产能力计算方法与实际不符等问题, 分析重型板式给料机选型参数和生产能力计算方法、物料最大尺寸与破碎机滚筒直径的关系式、物料含水率、作业温度与设备技术生产能力的关系、半连续工艺系统利用率和有效作业时间的确定方法等关键技术, 完善了双齿辊破碎机主要技术参数的选型设计方法。基于同步系数, 修正了系统利用率计算公式, 提出符合实际工况的半连续开采工艺系统生产能力计算的方法。以内蒙古某露天矿半连续工艺系统为实例, 验证方法的正确性, 为解决半连续工艺设计和实际应用中面临的问题提出思路和方法。

• 凉水井煤矿选煤厂原煤分级筛改造研究

  毕明勋

  针对凉水井煤矿开采原煤煤质变化较大, 原煤分级筛无法满足现有煤质要求, 且筛分效率偏低, 导致块煤、末煤洗选系统入洗量不平衡, 造成选煤厂整体处理能力降低, 影响矿井生产的问题, 提出将原有香蕉筛改造为上层筛面为普通固定筛板, 下层筛面为弛张筛筛板的双层筛的技术方案, 并对改造方案进行了研究论证。实践效果表明: 凉水井煤矿选煤厂改造后原煤分级筛筛分效率显著提高, 保障块煤分选精度的同时, 有效减轻煤泥水系统负担, 保障选煤厂综合处理能力及矿井正常生产。

• 重载（运煤）高速公路设计

  李建江,诸葛敬敏,杨艳群

  通过对运煤高速公路交通特性和选线考虑的要素分析, 进行实例设计验证, 以京新高速公路集宁至呼和浩特段为例, 通过分析其作为主要运煤通道的线路位置及地形气候等因素, 来选择合适的运煤高速公路设计方案。从经济性、技术性以及合理性进行综合对比, 最终选取了阳坡路线方案、山坡路线方案以及隧道布设方案中的方案一。此外, 还论证了长大下坡设计的合理性及安全性, 并提出了可行的路面设计方案, 论述了安全设施设计, 为该路段的行车安全提供了保障。

• 沿空留巷深孔预裂卸压与巷内加强支护协同护巷技术研究

  赵伟

  为降低顶板来压对无煤柱开采巷道的影响, 增强巷道稳定性, 解决沿空留巷动压剧烈、支护困难等问题, 提出了深孔预裂卸压与巷内加强支护协同控制技术, 并采用UDEC数值模拟软件系统研究了深孔预裂卸压技术中切顶高度、角度等参数对切顶卸压效果的响应, 分析了巷道加强支护方案对沿空巷道的护巷效果, 同时在陈四楼煤矿2803工作面下巷进行了工业性试验。结果表明: 深孔预裂最佳方案为预裂间距600mm, 预裂高度为17m, 预裂角度为15°; 工业性试验实测分析2803下巷巷道位移均控制在500mm以内, 工作面支架阻力3000~5000kN之间, 卸压后工作面顶板对巷道影响较小。

• 近距离厚煤层上行开采巷道布置及支护技术研究

  侯树宏

  以羊场湾煤矿一煤上行开采为研究背景, 采用现场观测和数值模拟等手段对厚煤层采空区内近距离上行开采巷道布置及支护技术进行了研究。根据探巷实际揭露的围岩变形破坏情况,为避开采空区边缘台阶错动下沉带, 一煤上行开采合理的巷道布置方式为内错式布置, 确定一煤工作面回采巷道与下部二煤采空区边缘的水平错距为不小于20m; 采用数值模拟和现场试验等方法对矩形断面、半圆拱形断面和微拱形断面三种常见巷道断面应用效果进行了对比分析, 确定一煤回采巷道的合理断面形状为微拱形断面, 采用锚网喷联合支护形式。根据巷道表面多点位移计监测结果表明, 巷道总体变形量很小, 巷道当前支护形式和支护参数满足需要。

• 中厚煤层坚硬顶板切顶卸压自成巷切顶效果及应用研究

  杨威,周谢康,祖自银,但伸富,曹俊才,马振乾,许飙

  切顶卸压沿空留巷是提高煤炭采出率和减少巷道万吨掘进率的关键技术, 以红林煤矿39114工作面为工程背景, 基于理论分析和数值模拟分析了巷道临空侧切顶与未切顶巷道围岩应力、位移的变化规律, 揭示了留巷围岩垂直应力与顶板层位、工作面距离之间的相互关系。研究结果表明: 超前工作面临空侧帮部切顶后的应力峰值由21.91MPa降至20.43MPa, 降低了1.48MPa, 且在帮部2m 处卸压幅度最大; 滞后工作面15m范围内, 实体煤帮切顶后应力峰值有所降低, 应力集中区域位于实体煤帮4m~6m 范围内, 且应力峰值降低的幅度与滞后工作面的距离呈正相关; 切顶后巷道顶板下沉量普遍减小, 最大下沉量由756mm下降至552mm, 减小了204mm, 在现场进行了工业性试验, 巷道留巷后, 能满足下区段服务要求, 对中厚煤层坚硬顶板切顶卸压自成巷技术推广具有借鉴意义。

• 煤与瓦斯突出煤层定向复合钻进技术研究

  陶云奇,路广奇,周正涛

  基于首山一矿己15-17-12110 工作面倾斜宽260m, 采用常规钻机施工穿层钻孔无法全覆盖且轨迹不可控, 容易造成瓦斯抽采空白区的现状。以己15-17 -12110 工作面为试验点, 采用轻型定向钻机, 以定向钻进和回转钻进相结合的工艺, 对工作面中部常规穿层钻孔控制不到的空白区域采取定向钻孔区域瓦斯治理措施, 验证定向复合钻进工艺在煤与瓦斯突出煤层中的可行性。结果表明: 采用定向复合钻进, 通过沿倾向在主孔上开分支的布孔方式, 可控制工作面回采区域的瓦斯抽采; 累计施工钻孔长度580.5m, 累计冲出煤量约165.5t; 探明了中抽巷至煤层范围的地质情况, 煤厚5.6m, 夹矸0.8m, 夹矸距煤层底板2.8m。试验结果可为煤与瓦斯突出煤层的瓦斯预抽采提供经验借鉴和技术支撑。

• 双臂钻机在掘进工作面探放水钻孔施工中的应用

  阚志涛,孙道明,魏军贤,李旺年

  针对煤矿巷道掘进工作面探放水钻孔数量多、施工速度慢的问题, 研制了一款机身窄、移动灵活、具有两个工作臂的分体式履带钻机, 并在高河煤矿E2308主运输巷掘进工作面进行了现场应用。结果表明: 钻机结构设计合理, 安全可靠, 作业辅助时间缩短30%, 钻孔效率提高60%, 为类似矿井掘进工作面探放水钻孔施工提供了借鉴及指导。

• 沁水盆地郑庄区块15#煤L型水平井钻完井关键技术

  张强

  针对沁水盆地郑庄区块15#煤L型水平井钻完过程中常见的井壁不稳定、钻时长、着陆不合格、煤层钻遇率低、三开下套管遇阻等技术难题, 通过现场工程实践, 以郑庄区块ZH-L49-1为例,采取优化井眼轨迹设计、优选钻具组合、优选钻井液配方, 精准着陆控制, 地质导向, 水平段井眼轨迹控制, 精细化通洗井作业等关键技术措施, 有效的解决了郑庄区块15# 煤L 型水平井钻完井技术难题。后期现场应用中, 已顺利完成9口15#煤L 型水平井, 工程质量全部合格。

• 特厚煤层坚硬顶板水力压裂控制技术研究

  刘文静,李刚,梁少剑,杨琛,贺斌雷

  为了解决了矿井特厚煤层坚硬顶板岩层高应力集中及冲击地压的难题, 采用特厚坚硬顶板水力压裂施工工艺, 在彬长矿区孟村煤矿401101工作面采用水力压裂技术进行压裂现场试验,通过理论和现场监测等多种手段对压裂孔应力场进行了综合分析。结果表明: 钻孔孔壁在压裂位置处都有不同程度的破坏, 产生斜切、纵向和横向三种裂隙, 压裂后孔间岩层裂隙在最小水平应力方向上能较好地贯穿, 在垂向上老顶压裂效果可观; 工作面进入水力预裂区域后高级别能量微震事件频次占比显著降低, 微震事件逐渐由工作面后方转移向工作面前方; 工作面推进至高压水预裂区范围后, 端头范围内顶板垮落充分, 支架工作阻力峰值和增载系数普遍较未压裂区增大, 支架的空载和漏失率降低。表明顶板水力压裂技术工艺可以有效为特厚煤层坚硬顶板卸压控制提供有力技术支持。

• 高浓度胶结充填材料在空洞型采空区中的应用

  许刚刚,王晓东,王海,邵红旗,曹祖宝

  针对空洞型采空区充填治理传统水泥浆泌水率高、结石率低、水料分散性大、治理成本高昂等问题, 提出高浓度胶结材料充填治理技术。以风积砂为充填骨料, 通过室内试验开展高浓度胶结材料强度、凝结时间、坍落度、分层度、泌水率、结实率等物理力学与流变特性测试, 优选出满足强度与输送要求的材料配比; 以陕北某工业广场下伏废弃小窑采空区治理为对象, 通过钻探、钻孔窥视与三维激光扫描综合探查采空区, 查明了采空区赋存状态及煤柱分布, 定量计算出了采空区空洞与空隙体积, 为采空区精准设计提供依据; 根据采空区探查结果与高浓度胶结材料性能进行设计及充填治理, 综合钻探取芯验证、充填结实体强度测试、场地变形监测3种手段, 说明高浓度胶结材料充填达到了采空区治理设计要求, 同时充填材料成本降低了32.5%, 为空洞型采空区低成本、高效治理提供了新途径。

• 浅埋煤层大采高加长工作面“三机”配套研究及应用#br#

  吕情绪,肖剑儒,满洋

  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。

• 沙坪煤业上覆小窑隐蔽采空区探测及灾害防治技术研究

  黄华,任仲久,秦政

  为有效治理沙坪煤业上覆小窑采空区的火灾隐患, 预防火与有害气体下泄危害下组煤工作面安全生产, 采用同位素测氡法将隐患范围缩小至猫儿沟排土场内, 在氡值异常区通过井上下钻孔探测法进一步圈定发火隐患区域, 探测工作面上覆区域内是否存在高温氧化点, 以便针对性地采取地表裂隙封堵、地面钻孔灌注液氮及井下注氮隔离等措施, 对圈定的重点隐患区域进行治理。结果表明, 同位素测氡与钻孔探测相结合的方法能在较短的时间内有效圈定隐患范围, 结合数据分析判定有害气体主要来源于矿界范围外的历史遗留火区, 但工作面上覆区域内也存在高温氧化点;裂隙封堵及井上下联合注氮的治理措施使上覆采空区内温度及CO 等有害气体浓度降至标准以下,发火隐患得以消除, 保障了13103综放工作面安全开采条件。

• 高位离层突水诱导工作面切顶压架灾害预警研究#br#

  李正杰,李连刚,纵峰,王涛,张震

  为解决永陇矿区特厚含水层高位离层突水导致的综放工作面大面积切顶压架灾害预测预报难题, 采用含水层水位连续监测和工作面矿压实时监测方法, 基于3起突水压架实例分析了含水层水位-工作面矿压的联动效应, 从大周期步距、支架工作阻力与动载系数、支架增阻速率、安全阀开启率以及长观孔水位降速6个关联指标, 对综放工作面切顶压架灾害预警指标合理阈值进行了研究。研究表明: 含水层水位下降-工作面大面积来压-突水压架具有显著的时序性和联动性, 并划分了前兆性预警指标和实时性预警指标, 并提出了切顶压架两阶段预警方法和两级预警-防治机制。通过现场应用验证了该预警指标及方法的正确性与适用性。研究对陕西永陇、彬长等矿区高位离层水害及切顶压架灾害预警和防治具有借鉴价值。

• 沿空留巷巷内锚杆支护优化

  张剑,刘栋,李洪宾,闫永林

  为了提高沿空留巷巷道围岩控制能力, 保障煤矿安全生产, 以曙光煤矿1226沿空留巷为工程背景, 指出留巷原支护存在顶板锚杆锚索同排布置, 锚杆锚索预应力小, 锚索平托板承载力低、不具备让压扩散预应力等主要问题; 提出留巷区域地应力为中等水平构造应力, 巷内支护重点考虑水平主应力方向对顶帮角的影响, 顶板由砂质泥岩和细砂岩组成, 围岩结构对围岩强度影响甚小, 煤帮浅部破碎强度低, 控制留巷煤帮稳定尤为关键; 并优化1228运输巷锚杆支护技术, 即改变留巷顶板锚杆锚索布置方式为隔排间隔布置, 增加锚杆锚索支护强度, 改善锚杆锚索及其附件托板合理配套, 调整锚杆锚索安装角度, 加大锚杆锚索预应力水平, 采用此优化方案取得良好效果。

• 浅埋煤层开采覆岩破坏与导水裂隙带发育高度研究

  侯恩科,张萌,孙学阳,姜钰泉,谢晓深,王建文,高利军

  浅埋煤层覆岩破坏规律及裂隙发育特征与煤矿安全开采密切相关。为了研究浅埋煤层开采上覆岩层的扰动破坏规律与导水裂隙带发育特征, 以柠条塔井田南翼2-2煤S1233工作面为研究对象, 通过相似材料模拟与数值模拟方法, 对覆岩破坏规律及裂隙发育特征进行了研究。相似模拟实验表明, S1233工作面的初次来压步距约为60m, 周期来压步距约为16m, 导水裂隙带高度发育至地表, 达165m, 裂采比为27.5。数值模拟实验表明, 导水裂隙带发育过程分为孕育、发生与缓增、突增及稳定4个阶段, 导水裂隙带最终发育至地表, 达165m, 裂采比为27.5。参考柠条塔煤矿北翼现场钻孔实测结果, 综合确定南翼2-2煤开采裂采比大于27.5。研究成果可为浅埋煤层开采矿井水害防治和水资源保护提供指导。

• 注浆加固深度对底板岩层变形影响分析

  李见波,尹尚先,王钢

  为了更好地进行底板注浆加固设计, 开展了近奥灰特条件下加固深度对底板岩体变形影响研究。结合矿井地质条件构建了采动作用下奥灰顶部风化岩层影响下底板岩层的基本形态, 分析了注浆加固对不同层位岩层的作用效果。建立数值模型进行验证。计算结果表明, 奥灰顶部岩层被风化时, 岩层变形在垂向上存在明显的突变点, 布置监测点的位移曲线在形态表现为三段。当设计底板加固深度14m时监测点位移值小于岩体不加固时的位移值, 位移减小6.2%; 当设计加固奥灰顶部风化岩层时, 位移值小于设计加固深度14m时位移值, 且位移减小明显。开采见方时所有监测点位移曲线分为三段型和两段型, 随着加固深度增加, 三段型向两段型转变, 一定程度上注浆加固深度越大注浆效果越好。

• 顾北煤矿岩巷掏槽超深爆破试验研究

  于冰冰,王雁冰,王宝珠

  针对岩石巷道掘进工艺钻爆法效果不佳的问题, 以顾北煤矿-648m水平降温硐室为研究对象, 参照岩石巷道断面掘进原始方案, 结合现场分析影响爆破效果的一些关键因素(炮孔深度,掏槽形式, 炸药单耗等), 同时在优化爆破参数的基础上, 根据煤矿该岩石巷道的现场实际情况设计了掏槽孔超深深度为300mm、400mm、500mm 的三种爆破方案。经现场试验对三种爆破方案的效果进行验证, 并与原始方案进行对比, 最终选用三种设计方案中方案二的炮孔布置情况, 方案二的炮孔最佳超深为400mm, 炸药单耗降低至1.64kg/ m3, 炮孔利用率提高至96.4%, 单循环进尺为1.735m, 在原方案的基础上提高了8.4%, 为节约掘进成本及提升掘进巷道质量奠定了基础.

• 浅埋煤层工作面长度确定及覆岩稳定性研究

  肖剑儒,满洋,陈建华

  为了研究浅埋煤层不同工作面长度时覆岩的运动规律, 以石圪台煤矿22306工作面为工程背景, 通过理论分析研究了工作面长度与覆岩压力拱高度的关系, 基于数值模拟计算了不同工作面长度时覆岩的塑性破坏范围, 综合理论分析和数值计算结果确定了合理工作面长度, 并通过现场应用对研究结果的可靠性进行了验证。结果表明: 一定范围内, 工作面长度越大, 覆岩压力拱高度越大; 覆岩塑性破坏范围与工作面长度正相关, 但当工作面长度增加到一定范围后, 塑性区发展速度趋于平缓; 综合理论分析和数值模拟确定22306工作面的合理工作面长度为290m; 现场监测液压支架工作阻力和巷道围岩变形结果表明, 290m工作面长度能充分保证22306工作面安全开采以及覆岩稳定性。

• 电厂烟气注入采空区防灭火技术的研究进展

  荆蕊,王雪峰,乔玲,邓存宝,郝朝瑜,康延雷

  煤自燃是矿井主要灾害之一, 煤自燃灾害会造成能源浪费、环境污染等诸多问题。电厂烟气中CO2 等惰性气体含量达80%以上, 氧含量在10%以下, 将电厂烟气注入井下采空区既能封存CO2 等气体, 又能防治采空区遗煤自燃。文章首先从低氧浓度和煤吸附的角度论述了电厂烟气注入采空区防治遗煤自燃的可行性。然后, 阐明了电厂烟气采空区封存的优势及技术路线。最后, 对电厂烟气注入采空区防灭火技术的发展方向进行展望, 认为利用电厂烟气封存采空区具有可行性且前景可观, 但气体监测与堵漏防漏方面仍需完善, 今后的研究重点在于烟气的远距离输送与封存。

• 基于AEM-TOPSIS的煤炭自燃风险评价研究

  邢媛媛,张飞飞

  为更好地预测煤炭自燃风险, 分析了影响煤炭自燃的关键因素, 建立了煤炭自燃风险评价指标体系。根据最小信息鉴别原理, 利用反熵权法确定了评价指标的权重, 构建了基于理想点法的煤炭自燃风险评价模型, 并选取15个典型煤矿采煤工作面样本应用于模型。研究表明: 测得不同采煤工作面煤炭自燃风险程度与实际相符, 各项指标差异可以科学确定不同采煤工作面的自燃特征, 有助于煤矿管理者优化自燃防治方案。

• 矿井复杂管网内有害气体的非稳态运移模型与实验研究

  白志鹏,王南,杜珮颖,雷柏伟

  为了实现矿井复杂管网内瞬时有害气体浓度的快速预测, 基于一维非稳定流动微分方程, 建立瞬时有害气体在矿井风网内运移的动态弥散运移模型, 分析了有害气体云团在巷道交叉点处的变化规律, 提出利用稳态风网模拟计算结果结合Floyd路径规划算法对监测点有害气体浓度进行快速计算方法, 同时利用大尺寸实验巷道模型开展示踪气体实验验证了数学模型的准确性。研究结果表明: 瞬时释放的有害气体在巷道内的传播规律符合高斯分布模型, 有害气体云团在复杂管网内的传播规律满足节点浓度叠加定律, 实验测试SF6 浓度峰值与模拟计算峰值最大误差为9.56%,预测峰值到达时间最大误差为3.88%。因此, 仅考虑气体随流平移和弥散作用就能较好的预测有害气体云团在复杂管网内的运移特征, 研究结果为矿井控风措施制定提供了技术支撑。

• 基于捷联惯导和推移油缸信息融合的智能掘进机器人位姿测量方法#br#

  华洪涛,马宏伟,毛清华,石金龙,张羽飞

  针对煤矿智能掘进机器人系统位姿实时精确测量问题, 基于两级护盾结构相互推移油缸实现机器人行驶原理, 提出了一种基于捷联惯导和推移油缸信息融合的智能掘进机器人位姿测量方法。利用捷联惯导实时测量智能掘进机器人的姿态信息, 再结合推移油缸位移数据, 进行航位推算。采用标准卡尔曼滤波算法将捷联惯导数据和油缸数据进行融合, 抑制惯导测量误差, 提高位姿测量精度。井下实验结果表明: 在智能掘进机器人系统静止1h 左右, 惯导和油缸组合测量的俯仰角、横滚角和航向角的漂移量分别为0.018596°、0.004635°和0.011898°; 在智能掘进机器人前进21m(截距为1m) 的过程中, 组合测量系统解算得到的位置误差在X 轴和Y轴方向分别小于3.5cm和2cm。

• 融合激光扫描与机器视觉的煤流量测量研究

  胡而已

  煤矿主运输系统煤流量监测是煤矿运输智能化的重要环节, 可实现运输系统节能降耗, 提高矿井原煤运输的效率和安全性。文章研究了融合激光扫描与机器视觉的输送带煤流量测量方法, 与传统接触式测量相比可快速精准地获得煤流的截面全轮廓信息。分析了像素点在图像平面与物理空间内对应点的几何映射关系, 通过相机标定实验获得图像系统的转换系数, 通过数字图像滤波增强等手段提高采集图像的清晰度, 采用图像分割算法对激光光斑条纹的有效区域进行分割,利用图像膨胀操作算法修复激光光斑图像中的断点, 进而拟合出光斑区域的边缘骨架轮廓, 计算提取激光光斑条纹中心线。采用黎曼和法计算每一幅图像中煤流表面上的激光光斑变形轮廓面积, 根据实验系统中激光器的投射角度反求带式输送机上方煤流截面积, 最终结合带式输送机速度和图像采集帧率等参数计算获得煤流量信息。

• 基于正交试验的胶带硫化机热板温度场研究

  刘鸣宇,李军霞,张弘玉,宋佳辉

  针对硅橡胶加热片加热的硫化机所存在加热不均匀的问题, 提出以三通道回字型布置图代替单通道的方案并针对区域间距以及功率等参数设计了三水平五因素正交试验, 基于Comsol固体传热仿真技术模拟了各方案加热板温度分布规律, 进行了极差分析, 得到了最佳设计方案, 并进行物理试验验证与研究。通过研究发现, 对加热板均匀性影响最为显著的因素为边缘热流密度; 而最优方案相较于原单通道加热方法, 其加热板表面温差从12℃降低至3.8℃, 均匀性指标F 值降低了1.3, 切实证明设计方案的有效性, 可以为实际生产提供研究方法与思路。

• 基于煤质与供电煤耗的火电厂配煤优化模型研究

  刘文礼,马金虎,徐彬,刘潇,杨洪

  在配煤优化时, 因为受限于供电煤耗计算的滞后性, 无法得到燃用该混煤的供电煤耗, 所以通常只能将混煤价格最低作为目标函数, 但这并不能保证电厂降本增效。因此运用某320MW 电厂基于Thermoflow建立的数字孪生模型进行变煤质模拟运行, 建立了煤质与供电煤耗数据库, 并运用BP神经网络建立了煤质与供电煤耗的关系模型。在此基础上以煤质指标为约束条件,结合混煤价格和运费以供电煤耗成本最低为目标函数建立了配煤优化模型。并根据电厂的实际需求, 针对该电厂的4种原煤掺烧运用模型给出了最优配煤方案。该模型可以帮助电厂快速获取燃用或掺烧某种煤的供电煤耗成本, 为电厂的煤源选取和配煤优化提供指导。

• GT 值对煤泥水絮凝沉降效果的影响

  段明海

  针对内蒙古国源公司选煤厂煤泥水高泥化、难沉降的特点, 在优化投加药剂方案的基础上, 研究了不同煤泥水浓度下GT值对絮凝沉降效果的影响规律。研究结果表明: 当煤泥水浓度不同时, 投药量也不同。针对某一特定浓度的煤泥水, 随着GT 值的改变, 其絮凝沉降效果亦出现明显差异, GT值过高, 会破坏絮团的形成过程, 对于本次试验对象最佳GT值应在3700左右。

• 长距离复杂工况带式输送机巡检机器人系统

  李鑫,寇子明,梁富伟,畅卫国

  为解决煤矿带式输送机人工巡检过程中存在的劳动强度大、危险系数高、巡检效率低、巡检效果因人而异等弊端, 提出以巡检机器人代替人工对带式输送机进行巡检, 从而降低巡检人员劳动强度和作业风险。研究带式输送机故障识别与诊断技术, 从而提高巡检机器人巡检效率和效果。研发了一种带式输送机巡检机器人系统, 可以实现对煤矿井下带式输送机及其运行环境的全方位动态巡检和故障识别, 降低事故率。详细介绍了该系统的组成、原理和功能。通过典型实例,总结分析了巡检机器人巡检效果。应用结果表明, 该巡检机器人系统适合长距离、复杂工况下的带式输送机巡检, 对实现煤矿智能化建设有重要意义。

• 煤矿巷道掘进锚网运输机器人结构设计及运动规划

  高佳晨,马宏伟,王川伟,薛旭升,姚阳

  目前煤矿巷道永久支护作业中锚网运输与布放主要依靠工人操作完成, 存在工作效率低、劳动强度大, 危险系数高等问题。在团队研发的煤矿智能掘进机器人系统的基础上, 提出一种自动取网、送网、布网的锚网运输机器人系统。研究设计了锚网运输机器人机械结构, 利用Solidworks建立三维模型, 对取网机械臂结构进行力学分析; 建立系统作业机制, 基于D-H法构建机械臂的运动学模型, 并进行其工作空间分析, 基于五次多项式插值, 求解末端运动轨迹。结果表明锚网运输机器人取网单元结构设计合理, 可靠性强, 稳定性高, 具有较高的运输及布放效率。

• 复杂地质条件煤矿巷道龙门式钻锚机器人研究

  梁林,马宏伟,赵昊

  针对煤矿巷道掘进工作面地质条件复杂、空间受限、掘锚装备自动化程度低、掘进效率低等问题, 提出一种全新的履带式龙门钻锚机器人, 并对其进行可靠性分析, 通过 SolidWorks对其进行三维建模, 利用ANSYS对关键零部件进行有限元分析计算; 深入研究龙门式钻锚机器人的振动特性, 获得前6阶固有频率, 并对其振型进行了分析。结果表明: 龙门钻锚机器人整体结构设计合理, 刚度和强度符合要求, 具有较强的稳定性和可靠性。

• 基于Fasttext网络的煤矿事故案例文本分类方法对比

  闫琰,杨梦,周法国,葛逸凡

  随着大数据时代的到来, 煤矿企业积累了大量煤矿数据资源。其中煤矿事故案例信息丰富, 包括对事故发生时间、事故发生经过、导致事故的原因以及事故报告等多个方面的分析和总结, 但是对这些非结构化文本信息提取很困难, 不能有效的获得隐含的语义特征。因此针对煤矿事故案例, 对比基于Fasttext网络的文本表示与分类方法, 更好的挖掘文本中的语义信息, 并准确有效的对案例事故进行类别预测, 为后续建立专家知识库、构建应急救援平台提供有力的技术支撑。该文实验的所有代码均已放在GitHub上。

• VUCA 时代下心理契约管理的重要性

  谢雨彤

  首先概述了VUCA时代的内涵和特征, 分析了VUCA时代对员工关系管理的影响, 强调员工、企业和技术的紧密结合, 要高度重视以人的能力来增加竞争优势, 培养、造就满意度高的员工队伍, 以应对VUCA时代的市场变化。此背景下, 企业的员工心理契约管理更显重要, 并从三个方面阐述了VUCA时代下企业如何做好心理契约管理。VUCA时代, 企业面临着比已往更大的压力和不确定性, 企业成功需要优秀员工队伍, 但更需要有自我驱动意识的人才, 而有效的心理契约管理是激发员工内在动机的重要举措, 打造“员工最满意企业” 是企业在VUCA时代的取胜之道。