复杂环形料场中无极绳绞车自动化控制技术的实践

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为解决矿井复杂环形料场的运输难题,针对现场实际条件和工况,对无极绳绞车做合理化改进与创新设计,开发出满足多弯道车场遥控操作、任意点摘挂钩、符合安全和运输要求的无极绳绞车牵引系统.采用无极绳绞车+多个牵引钩(替代梭车)+梅花轮组(适应牵引钩尺寸)的无极绳绞车布置方案配合遥控操作技术、变频技术及视频监控技术,适应单双轨道及环形轨道的变化,满足料场运输量大的使用特点和环形料场各物料装卸地点运输物料的要求,在减人增效的基础上增强了安全性能、提高了运输效率、简化了运输环节.
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张双楼煤矿74102工作面位于-1000 m水平延伸采区,除受采深影响外,在巷道掘进留底煤且较厚,导致大量弹性能经应力二次分布积聚在无支护的底煤中,形成高应力集中区,诱发底煤冲击.提出对顶板、煤层、底煤进行全方位综合治理技术,有效防止了冲击地压的发生,保证了巷道的安全掘进,可为类似条件下冲击地压防治提供指导.
煤自然发火一般都要经历从缓慢氧化到加速氧化直至激烈氧化的阶段,针对不同的阶段应采取不同的防灭火措施.作为煤自然发火的预测预报应根据实际情况优选适合于该矿防灭火工作的综合标志气体指标,对煤自然发火的不同阶段进行预测预报,以指导防灭火措施的制定和实施.通过实验室实验,得出了煤升温氧化过程中气体产物规律及特性,进行了煤样自然发火标志气体分析与优选,确定了煤自然发火的临界氧气浓度.研究为自然发火预测预报、防灭火工作等提供了技术支撑.
垂直支护结构结合水平内支撑体系具有稳定性好、安全可靠的特点,从而成为深基坑工程中常用的支护体系之一.预应力型钢组合内支撑作为一种新型的水平内支撑型式,具有刚度大、可循环使用、可显著缩短工期等优点,且能减少环境污染,有效弥补钢筋混凝土内支撑和单杆钢内支撑的不足.文章针对预应力型钢组合内支撑体系,提出基本布置原则,采用弹塑性非线性有限元法,分析了预应力型钢组合支撑刚度、水平间距以及预加应力等参数对基坑变形、稳定性的影响,为预应力组合型钢支撑在基坑工程中的推广应用提供了有益的参考.
为了研究煤层赋存条件对冲击地压危险性的影响,以郭家河煤矿1310工作面为研究对象,从开采深度、煤岩冲击倾向性、煤层厚度变化、顶板岩层结构、地质构造5个方面进行了分析.研究表明,冲击地压发生的必要条件是煤层自身具有冲击危险性;冲击地压危害经常发生在开采深度大、煤层厚度变化大、厚度越大的坚硬顶板及地质构造带位置,当煤层开采至以上区域时,更容易发生冲击地压,且次数增加、强度加大,是冲击地压防治的关键区域.
山西晋城兴唐煤业有限公司车寨煤矿为高瓦斯矿井,综合分析了该矿3号煤层瓦斯赋存状况,认为提前对该煤层进行瓦斯抽采是非常必要的.经过技术、安全和经济可行性论证后,采取了地面钻井压裂预抽煤层瓦斯技术.预抽煤层瓦斯效果表明,地面钻井压裂预抽煤层瓦斯技术可行、安全可靠、经济合理,能够对煤层瓦斯进行有效预抽,为矿井安全生产奠定了基础.
为了确定凉水井煤矿4-3煤和4-4煤回采巷道的掘进空顶距和空顶时间,首先通过理论分析计算巷道最小空顶距,然后通过数值模拟对比分析不同空顶距和不同空顶时间下巷道围岩的变形破坏规律,最终得出4-3煤和4-4煤回采巷道的掘进空顶距分别以6~8m和6~7m较优,空顶时间以不超过100时步为宜.并通过工程应用效果分析,验证了空顶距选择的合理性,克服了回采巷道掘进空顶距选择的盲目性,保证了回采巷道的掘进速度与安全,为凉水井煤矿的高效生产提供了指导.
矿井掘进能力严重制约煤炭资源安全高效开采,而支护速度则是影响掘进能力的关键因素,若不能有效提升矿井的掘进能力,将会造成采掘失调.为此,采用理论分析、数值模拟、现场实测等手段研究连续自移式快速掘进支护装置作用下围岩在掘进过程中的应力及位移变化特征、锚杆(索)预紧力匹配性问题,以及掘支锚连续平行作业支护机理,确定了大断面煤巷的支护参数,优化了连续自移式掘支锚护装置,研究了掘支锚护连续平行作业新工艺,减少了设备的移动,实现了大断面煤巷快速掘支锚护,并取得了较好的应用效果,对煤炭资源的安全高效开采具有重要意义.
为解决近距离煤层群下分层交岔点支护难题,以平煤股份十二矿己16-17-31020工作面交岔点为工程背景,在传统“三平两扣”支护结构的基础上提出了新型刚性支护结构.采用数值模拟方法,分析了2种支护结构之间的受力变形差异,并通过工程实例探究了该新型支护结构的应用价值.应用结果表明,该新型支护结构能够实现回采巷道交岔点的长期稳定,有效解决了近距离煤层群下分层交岔点支护难题,具有较高的工程应用价值.
为替代选煤厂输煤系统的人工巡检,研发了一种轨道式巡检机器人.该机器人由内部锂电池供电,自带驱动电机,可以实现在轨道上折返运动.详细介绍了该轨道式巡检机器人的功能和组成,实地验证了其运行效果.应用结果表明,该巡检机器人可以代替人工巡检,节约人力资源,降低工人遇到危险的概率,保障工人的安全,为选煤厂输煤系统的安全提供了保障.
以陕西榆林柳巷煤矿30110综放工作面为例,介绍了30110综放工作面实施高压和脉冲注水致裂顶煤顶板控顶技术.并分析了30107工作面放炮致裂及30110工作面水压致裂的优缺点,30110工作面通过水压致裂顶板取得了较好的控制顶板效果.同时与传统爆破致裂顶板相比,水压致裂顶板有管理简单、安全高效、扰动小等优点,在煤矿顶煤顶板致裂中将拥有更广泛的应用前景.