煤矿智能安控技术体系与高质量发展对策

概述了我国煤炭生产安全保障技术发展成效，总结了目前煤矿生产安全及灾害防治面临的挑战，对煤矿灾害智能化防治发展需求进行了分析。详细介绍了AI视频监测、智能高精度传感及瓦斯、顶板、水灾智能防治等支撑灾害超前治理和源头管控的煤矿智能安控关键技术。阐述了基于现代能源与矿业治理体系的煤炭产业治理与安全保障体系标准建设思路与规划，并进一步提出终端类、平台应用类、信息传输类和公共类四大类建设内容。分别从建设理念、数字化生态、技术装备、产业链及生态环保等方面剖析了煤矿智能化发展过程中存在的问题并提出对策，助力煤矿智能化建设实现高质量发展。     

西曲矿治理硫化氢注碱参数研究

目前矿井硫化氢治理难,经验少,技术不成熟,从理论上分析碱液吸收硫化氢应该是可行的方法。针对西曲矿高浓度硫化氢的9号煤层,进行了治理硫化氢注碱参数的研究,为煤矿注碱治理硫化氢工艺研究奠定了基础。     

急倾斜特厚煤层硫化氢治理应用技术研究

针对乌东煤矿急倾斜特厚煤层中硫化氢浓度高的问题,采用喷洒吸收技术进行了现场试验,同时采用智能系统进行了监测,结果表明,运输平巷、回风巷以及试验工作面硫化氢治理效率达85%以上,取得良好地治理硫化氢效果。     

煤矿防治水智能化技术与装备研究现状及展望

为了解决煤矿充水条件的精准探测、有效预测、动态监测和水害的可靠治理问题,人工智能和信息化技术在我国煤矿水害防治技术和装备中获得广泛应用并取得重要进展。依据智能感知、智能判断和智能执行等智能化技术三要素,将煤矿防治水智能化定义为水害致灾因素的有效筛选、自动识别和精准控制的过程。从5个方面系统地总结了煤矿防治水智能化技术现状:即探测装备的智能化芯片应用及数据处理智能算法、含水层富水性分区的信息融合法及煤层底板突水预测的统计学习法、基于智能化传感器及智能算法的矿井水情(害)实时监测预警系统、水害治理工程的信息化设计及智能控制注浆系统、紧急避灾最优路径搜索及突水水源快速识别。结果表明:水害探测装备及解释方法的智能化提高了装备的抗干扰能力,实现了探测数据的快速准确处理;煤层底板突水预测的统计学习法使突水预测精度由82%提高到91%;网络并行电法监测仪在五沟煤矿提前2 d成功预报了工作面底板突水;智能化注浆系统形成了高度定制化的制浆-注浆数字化解决方案,实现全自动造浆30 m3/h;避灾抢险智能化为矿井灾害情景下的井下人员合理疏散和应急救援提供了辅助决策支持平台。提出随着智慧矿山、透明矿井技术的不断发展与完善,多源时空智能化探(监)测、玻璃水文地质、水害监测大数据挖掘、井下救援机器人等将会成为热点研究方向,并最终形成煤矿防治水智能化技术体系。     

基于LoRa与UWB的复合全无线瓦斯抽采精准管控平台方案研究与应用

基于LoRa与UWB复合全无线智能传感,研究开发基于全无线智能传感在线监测的瓦斯抽采精准管控平台,实现瓦斯抽采分单元无线精确计量、抽采效果全过程智能评判、钻孔三维可视化管理、抽采效果分元智能评价、瓦斯防治信息管理、智能打钻管理等功能;建立一套信息化、智能化、可视化瓦斯精准抽采智能管控系统,为煤矿企业的瓦斯治理工作提供坚实的数据支撑,提升煤矿瓦斯防治信息化管理水平。     

综放工作面硫化氢分布规律及治理技术研究

采用硫化氢监测分析方法,得出采煤机割煤涌出硫化氢气体在下风流断面及沿程方向上的分布规律;在此基础上,首次提出在采煤机滚筒割煤处喷洒吸收液吸收,以及在采煤机下风流喷洒吸收液拦截捕获相结合的硫化氢治理新技术,并对喷洒吸收液装置的设计及布置进行了研究。通过对喷洒吸收液治理硫化氢效果的影响因素进行试验研究,得出治理煤矿采煤机割煤涌出硫化氢危害的工艺参数。测试分析表明,采煤机司机处及其下风流硫化氢气体浓度降低效率分别达到84.4%和86.7%,取得了良好的治理效果。     

煤矿硫化氢治理技术及实践

硫化氢是煤矿生产过程中从煤岩体中涌出的一种有毒、有害气体,在部分煤矿中这种气化含量远远超过国家有关规定,并具有对人体危害大、治理困难的特点.目前,全国尚无成熟有效的治理措施.晋煤集团凤凰山矿结合硫化氢的性质,通过一年多的不断探索与技术攻关,采用个体防护、加强通风、煤层注水、洒水喷雾等综合治理措施,取得了较好的效果,为保障安全生产起到积极的作用,也为煤矿硫化氢治理积累了较为成功的经验.     

龙门峡南煤矿一项技术获奖

正川煤集团广能龙门峡南煤矿的"高压、高浓度裂隙瓦斯、硫化氢快速治理技术优化研究"项目获全国优秀职工技术创新成果一等奖。瓦斯、硫化氢等灾害威胁着龙门峡南煤矿的安全,该矿治理高压、高浓度裂隙瓦斯、硫化氢方面进行技术攻关,在准确探明裂隙赋存状况以及裂隙瓦斯和硫化氢积存状况的基础上,探索出     

基于物联网煤矿粉尘浓度监测预警系统的设计研究

针对蒋庄煤矿井下粉尘浓度存在监测时效性差、无法连续监测、无上级部门监管等问题,影响粉尘浓度超限治理及工人职业病预警防治,基于物联网、大数据、人工智能技术设计煤矿粉尘监测预警服务平台。通过在蒋庄煤矿实践应用表明,该平台能实现监测区域粉尘浓度的实时监测,粉尘数据经服务平台大数据中心实现粉尘监测云服务应用,为实现多部门的监管和职业病危害预警提供依据。     

煤矿硫化氢治理监控系统

基于西门子PLC设计实现了煤矿井下硫化氢治理监控系统。该系统可对矿井内涌出的硫化氢气体进行检测、治理、监控,并将数据上传至上位机,为硫化氢的生成预测及主动防治提供支持。     

煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术“十三五”研究进展

冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿典型动力灾害的风险判识和监控预警是煤矿安全生产的重点和难点。在“十三五”期间,针对该问题重点开展了煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警关键技术研究及装备研发工作,建立了开采扰动和多场耦合叠加效应下煤矿动力灾害孕育演化机理和发生发展的新理论,提出了煤矿典型动力灾害多参量前兆信息智能判识理论及预警模型;开发了具有故障自诊断、高灵敏、标校周期长的前兆信息采集传感技术与装备;通过对异构数据融合、自组网、抗干扰等技术研究,提出了矿井关键区域人机环参数全面采集、多元信息共网传输新方法,为煤矿典型动力灾害监控预警系统安全无故障运行提供了技术保障;构建了自动化、信息化、智能化预警平台,平台具备故障自诊断、高灵敏、响应时间短、标校周期长、抗干扰等功能,预警准确率提升到90 % 以上。通过煤矿典型动力灾害监测预警基础研究-关键技术开发-应用示范的有机融合,实现了煤矿重大灾害灾变隐患在线监测、智能判识和实时准确预警。     

我国煤与瓦斯突出防治理论技术研究进展与展望

我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家,在突出预防方面进行了大量深入的研究和实践,突出防治取得了较为显著的效果,但近年来突出灾害事故仍时有发生.为了进一步提高深部矿井煤与瓦斯突出防控技术,提升煤矿安全、智能化水平和煤炭安全保障能力,分析了突出发生机理研究进展及现状,阐述了我国煤与瓦斯突出预测及监测预警手段的关键技术...     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07~0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

矿井瓦斯异常涌出防控现状及展望

为了探索煤矿瓦斯异常涌出灾害防控新技术,研发瓦斯灾害智能化预警及防控装备,保障高瓦斯矿井安全高效开采,基于煤矿瓦斯异常涌出灾害的复杂性特点,从瓦斯地质异常区探测技术、通风稀释异常瓦斯技术、瓦斯异常区抽采技术和瓦斯异常涌出应急处置等4方面梳理了已取得的研究成果和实践经验,并从动态透明瓦斯地质、多源信息瓦斯灾害智能探测技术、瓦斯异常涌出大数据挖掘技术、瓦斯异常涌出智能防控技术、瓦斯异常涌出事故机器人应急救援技术等5个方面进行了展望,为提高煤矿瓦斯异常涌出灾害防控能力、减少矿山安全事故的发生指明了方向。     

我国硫化矿石自燃防治关键技术研究现状及发展趋势

为了给我国金属矿山硫化矿石自燃灾害防治技术发展提供决策依据,根据近年来国内外有关硫化矿石自燃行为特征及其防治技术的研究现状,系统阐述了硫化矿石自燃机制、预测预报技术、综合治理技术等重点领域的研究进展;结合当前金属矿山自燃灾害现状和冶金工业发展形势,指出了硫化矿石自燃演化机制、准确探测火源位置、监测与预警技术、防灭火技术与装备和提高防控效能等关键技术问题仍是未来重点研发方向;硫化矿石自燃灾害防治技术的可持续科学发展对于保障金属矿山安全高效开采与促进生态环境保护具有重要意义。     

煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展

新一轮能源变革正在孕育,互联网+及智能化发展势头强劲,在总结我国煤矿典型动力灾害预防存在主要问题及思考煤矿监控预警如何面对新一轮科技创新的基础上,提出了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警新理念与关键技术。煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警是在煤炭精准开采的理念指导下,基于多相多场耦合灾变孕育演化机理,利用灾害前兆信息采集传感与多网融合传输技术、多源海量前兆信息提取挖掘方法,能够实现煤矿典型动力灾害前兆信息深度感知、风险精准判识及监控预警的新模式新方法。该模式能够实现煤矿监控预警由传统的经验型、定性型向精准型、定量型转变,全面提升我国煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警能力。凝练了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警的4个关键科学问题和8个主要研究方向,围绕基础理论研究、关键技术开发和预警平台搭建,重点阐述了12个方面的研究进展,为实现冲击地压、煤与瓦斯突出和煤岩瓦斯复合动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时精准预警提供了技术路径。     

煤自燃过程特性及防治技术研究进展

煤炭是我国的主体能源,但煤炭开采面临着有煤自燃灾害的严重威胁。煤自燃不仅烧毁大量煤炭资源,还易引发瓦斯燃烧、爆炸等重特大事故,造成巨大的经济损失和重大的人员伤亡。为了进一步提高煤矿企业对煤自燃灾害的防控能力,推动我国煤炭资源的安全高效开采,分析了煤自燃理论的研究现状,总结了煤自燃监测预警的主要方法和技术,对比分析了煤矿常规的防灭火技术,介绍了煤自燃防治技术的最新发展及应用效果,并提出了煤自燃过程特性及防治技术的未来研究方向。较详细地阐述了煤自燃过程及特性理论基础,主要包括煤自燃的低温氧化过程机制、煤自燃分段过程特性及特殊条件下的煤自燃特性;较全面地总结了包括标志性气体方法、测温法等多种煤自燃监测预警技术的原理以及各类技术的优缺点。在上述煤自燃理论和监测预警基础上,针对常规注浆、注惰气等技术对煤自燃防控效果有限、难以满足矿井安全高效开采的问题,研发了三相阻化泡沫、凝胶泡沫、无机固化泡沫、稠化砂浆等防灭火技术,同时介绍了液氮(液态二氧化碳)快速灭火降温技术。此外,为了满足煤矿智能化、精准化开采对矿井煤自燃防治的新要求,在矿井火灾监测指标信息化与预警智能化、火源辨识与防治技术控制精准化、防灭火材料绿色化等方面提出了下一步的研究展望。     

煤矿在线智能应急预警系统的研究与应用

根据瓦斯地质异常、采矿应力和瓦斯排放特征,考虑我国煤、瓦斯突出防治技术和矿山规律,结合矿山生产过程、地质资料和多种历史气体动态现象,对多源信息进行综合分析,建立了综合预警指标系统和煤矿模型,确定并建立了煤和瓦斯突出预测的指标模型和系统。此外,利用该模型建立在线综合系统和数据库,进行了瓦斯突出的预测,实现了煤矿工作面爆发危险的实时监测和智能识别。预测系统的应用结果表明,系统软硬件可以保证瓦斯突出的连续稳定预警,预警结果及时且准确,与矿山的实际风险一致。     

高碱煤燃烧过程中碱金属沾污特性的预测模型研究

为了克服传统预测方法的局限性,笔者提供了一种能够准确预测高碱煤燃烧沾污特性的模型,该预测模型还可以根据煤的沾污特性给出其适用的温度范围。本预测模型采用三步化学萃取法来检测煤样中的钠含量,以避免对煤进行灰化时造成钠的挥发损失,因此能够直接精确地测定煤样中的总钠含量及各个形态的钠含量。另外,本预测模型不仅考虑钠、钾和固相沾污源的影响,同时考虑到其它易挥发组分(如碱土金属、硫和氯)对煤沾污特性的影响,并将温度引入沾污模型中。按本模型获得的沾污指数R_T预测量化区间如下:R_T≤0.60,弱沾污性;0.601.00,强沾污性。为验证该预测模型的准确性,分别以沙尔湖煤和神华准东煤为试验对象对预测模型进行了验证,验证结果表明:①700℃时,R_T=0.59<0.60,沙尔湖煤处于弱沾污区;850℃时,0.601.0,沙尔湖煤处于强沾污区。②神华准东煤相比于沙尔湖煤沾污性较弱。850℃时,R_T=0.53<0.60,神华准东煤处于弱沾污区;900℃时,0.60相似文献   

煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术

为提高煤岩冲击动力灾害的监测预警效果,采用系统的理论研究和集成创新,完善了弹塑脆性突变模型,揭示了煤岩体损伤及冲击动力破坏特征与声发射、微震、电磁辐射等前兆信息的耦合关系,提出了煤岩体冲击破坏前兆信息辨识准则与监测原理,建立了煤岩冲击动力灾害的连续监测预警技术体系,即煤岩冲击动力灾害时间上从早期综合分析预测到实时监测预警,空间上从区域监测预警到局部监测预警、点验证的时空连续监测预警,并按无、弱、中、强4级对煤岩冲击危险进行分级预测预报。应用结果表明:该技术体系可较为有效地判别和预警煤岩冲击动力灾害危险,应用矿井降低煤岩冲击动力灾害显现71%。