“智能化学术聚焦”专题（《智能矿山》）

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“智能化学术聚焦”专题（《智能矿山》）

来源：智能矿山

《智能矿山》面向国内外矿山智能化领域科研、技术、管理等工作者，长期征集智能装备与机器人、智能监控与通信、透明地质与环保、智能采掘与运输、智能通风与安全、智能分选与储装等栏目论文。

行业视野: 智能化
类别; 25个
关键词; 331位
专家; 119篇
论文; 52495IP
点击量; 204811次
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松软煤层液压芯杆瓦斯增透机械造穴装备研发与应用

作者(Author)：王海峰, 王海瑞, 刘垒, 王刚, 邱立新, 乔占义

摘要：在突出煤层中施工钻孔预抽煤体中的瓦斯是降低煤体瓦斯含量、瓦斯压力的有效措施,对煤矿安全生产至关重要,钻孔周围煤体的透气性系数是影响瓦斯抽放效果的重要因素。我国煤层地质条件复杂,煤体的透气性普遍较低,透气性系数为0.004~0.040 m2/( MPa2·d),导致钻孔抽采影响范围小、抽采效果差、瓦斯治理周期长,严重影响矿井的安全生产。近年来,国内众多研究人员围绕煤矿井下瓦斯抽采钻孔增透问题开展了大量研究,不仅丰富了瓦斯抽采理论,在工程实践中也取得了有益效果。大量研究和实践表明,对煤矿井下瓦斯抽采钻孔造穴增透可大幅提高瓦斯抽采效果,有助于扩大钻孔抽采影响范围,缩短瓦斯治理周期,具有显著的安全效益和经济效益。目前,国内矿井为了提高瓦斯抽采钻孔周围煤体的透气性,常采用水力化增透、孔内高压机械造穴等技术来实现煤体卸压增透。水力化增透如水力割缝、水力冲孔造穴等是种有效的煤层增透技术,使用高压水射流冲击破碎钻孔周围煤体,使钻孔周围形成空洞,实现煤体卸压,释放大量瓦斯。孔内高压机械造穴是利用高压泵和高压密封钻杆向扩孔装置提供高压液体驱动机械扩孔装置张开来进行造穴。水力化增透和孔内高压机械造穴技术在提高煤层透气性方面取得了一定的效果,但使用中也存在诸多问题,主要表现在:①上述2种造穴增透工艺均需通过高压泵和高压密封钻杆向钻孔内输送高压流体作为动力,其施工过程全程处于高压状态,作业危险系数高,钻杆接头密封圈易损坏,频繁更换影响施工效率,且一旦出现泄漏,孔内流体将不能形成高压,无法实施水力化增透或机械扩孔施工;②需要结构复杂的高低压转换阀来实现正常钻进和扩孔2个过程的供液问题,高低压转换阀主要通过弹簧调节转换压力,容易出现压力控制不精准、压力流体流失、可靠性低等问题;③高压水射流冲孔造穴期间产渣量和瓦斯涌出量不可控,钻孔局部垮落导致排渣通道堵塞时,钻孔内将积聚大量瓦斯和高压流体,钻孔突然疏通时,较易发生喷孔瓦斯超限事故。因此,针对水力化增透和孔内高压机械造穴技术存在的问题,需对突出煤层气抽采钻孔造穴增透装备进行创新,研发性能可靠、施工效率高、造穴过程可控的瓦斯增透机械装备并进行现场效果检验。

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智能矿山

2023年第04期

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高压级联应急储能供电系统在煤矿现场的应用

作者(Author)：王公华

摘要：兖矿能源下属某煤矿公司是一大型煤炭生产企业,矿井内生产设备种类多、数量大。该煤矿供电电源两回路均来同一变电所,三回路来自矿内自建电厂(现已停止供电)。虽煤矿采用双回路供电方式,但仍无法保证不会出现全矿失电的状况。在煤矿用电设备之中,主通风机、主排水泵和副井提升机的安全可靠性和运行持续性尤其重要,主通风机如果停机时间过长会导致井下氧气不足,瓦斯含量超标;主排水泵如果停机时间过长,会导致井下地下水淹没矿井;最重要的是副井提升机,如果副井提升机一旦停运会导致井下人员无法升井,失电还会影响其他重要一级负荷的用电设备,因此矿井长时间失电存在较大的安全隐患,对井下人员的人身安全造成不可预估的危害。为了满足煤矿应急供电的需求,兖矿能源对下属的3个煤矿配置了1台可移动的柴油发电应急供电车。但由于失电往往发生在极端恶劣天气,移动供电车响应不及时影响供电安全。同时,提升机在下放时会产生能量回馈,容易导致柴油发电系统故障。基于上述问题,该煤矿最终引入高压级联应急储能供电系统,以满足现场供电需求。

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智能矿山

2023年第04期

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煤矿胶轮式智能掏槽装备的研制与应用

作者(Author)：刘隽宁, 焦育乐

摘要：保证煤矿巷道的质量是煤矿安全生产的重要前提,密闭墙的构筑成为巷道施工的一个重要环节,很多煤矿事故的发生往往是由于密闭墙没有及时得到完善,导致生产过程中出现重大安全隐患和人身财产的损害。为了能够更好地解决这一问题,全面提高生产效率和安全性,研制了一种代替人工进行开槽作业的设备。

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智能矿山

2023年第04期

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智能矿山信息综合承载网与网络切片路由器

作者(Author)：孙继平

摘要：煤炭是我国的主要能源，2021 年我国煤炭产量41.3 亿t，但同时煤炭开采是高危行业，煤矿事故时有发生，主要包括瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、水灾、火灾、冲击地压、顶板冒落、爆破事故、机电事故、运输事故等。近年来，通过煤矿智能化、信息化和自动化建设，煤矿安全形势逐年好转，事故起数、死亡人数、百万吨死亡率均大幅下降。2021年全国煤矿共发生死亡事故91起，死亡人数178，百万吨死亡率0.044。

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智能矿山

2023年第01期

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煤矿主提升液压制动系统自动风冷散热装置设计及应用

作者(Author)：刘少辉

摘要：煤矿主提升液压站是矿井提升机重要的安全和控制部件，它和盘形制动器组合成为一完整的制动系统，为盘形制动器提供可以调节的压力油，使提升机获得不同的制动力矩；使矿井提升机正常地运转、调速、停车。盘形制动器装置与液压站组成了矿井提升机的制动系统，用于实现提升机工作时的减速、工作制动和安全制动。盘形制动器装置是矿井提升机制动系统的主要执行部件，具有体积小、质量小、惯性小、动作快，可调性好、可靠性高、通用性高、基础简单、维修、调整方便等优点。该部件主要由若干个单独的盘形制动器用高强度蜾栓成对地固定在支架上组成一体。

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智能矿山

2023年第01期

264

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煤矿井下无线电波防爆安全阈值及测试方法

作者(Author)：潘涛, 彭铭, 徐会军, 张高敏

摘要：5G、WiFi6、UWB、ZigBee等矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统（图1— 图3）是煤矿智能化建设的基础，在煤矿安全生产中发挥着重要作用。为防止5G、WiFi6、UWB、 ZigBee等无线设备发射较大功率的无线电波引起煤矿井下瓦斯爆炸， GB/T 3836.1—2021《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》规定煤矿井下无线电波防爆安全功率阈值为6 W。

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智能矿山

2023年第01期

414

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基于Bentley平台的BIM协同设计在露天矿工程中的应用

作者(Author)：高群 , 齐振鹏, 王忠鑫, 李子奇, 何丽微, 郭晓松

摘要：随着信息社会软硬件迅猛发展，对信息化管理的要求日趋迫切。自2017年始，国家住房和城乡建设部及各相关负责部门陆续颁布了许多有关建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的政策法规和标准，推动工程设计行业的三维协同设计由个案探索向集群发展。BIM技术是集设计、施工、运维于一体的管理工具，国内露天矿对BIM技术的应用仍处于起步阶段。随着工程项目大型化，工程总承包建设的加快，参与专业众多，传统的二维设计手段已不能满足新时代业主对工程项目展示直观、立体的业务要求。

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智能矿山

2023年第01期

350

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煤矿井下无线电波防爆安全功率阈值研究

作者(Author)：梁伟锋, 孙继平, 彭铭, 潘涛, 张高敏

摘要：为防止煤矿井下无线设备发射的无线电波引起瓦斯爆炸，需限制煤矿井下无线电波的功率和能量。介绍了不同标准中规定的连续无线电波防爆安全功率阈值：(1) GB/T 3836.1-2021《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》和国际标准IEC 60079-0:2017《Explosive atmospheres-Part 0:Equipment-General requirements》参考了欧洲标准CLC/TR 50427:2004《Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-Guide》的相关内容，省去了当爆炸性环境中不存在能作为接收天线的细长结构物体(如起重机)时，I类环境(代表性气体为甲烷)中连续无线电波防爆安全功率阈值为8 W这一条款，并不加区分地规定I类环境中连续无线电波防爆安全功率阈值为6 W；(2)英国标准BS 6656:1991《Guide to prevention of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation》规定I类环境中连续无线电波工作频率大于30 MHz时，无论是否有起重机等细长环形结构物体，连续无线电波防爆安全功率阈值均为8 W；(3)英国标准BS 6656:2002《Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-Guide》及欧洲标准CLC/TR 50 427:2004均规定没有起重机等细长环形结构物体的I类环境中连续无线电波防爆安全功率阈值为8 W，有起重机等细长环形结构物体的I类环境中连续无线电波防爆安全功率阈值为6 W。分析了煤矿井下环境和设备特点：煤矿井下一般没有起重机；煤矿井下为受限空间，巷道较长，但巷道断面较小；沿巷道轴向敷设的电缆、水管、铁轨、钢丝绳、架空线、胶带架等轴向导体细长，但不会形成利于无线电波接收的环形天线；巷道工字钢支护等横向导体可以形成利于无线电波接收的环形天线，但工字钢导体截面大，不满足细长结构特征；综采工作面液压支架可以形成环形结构，但液压支架千斤顶将其分为多个环形结构，支架导体截面大，不满足细长结构特征。指出了煤矿井下连续无线电波防爆安全功率阈值没有执行6 W之前，漏泄、感应、透地、多基站等矿井无线通信系统已广泛应用煤矿井下，未见有引起瓦斯和煤尘爆炸事故的案例。因此，不加区分地将煤矿井下无线电波防爆安全功率阈值定为6 W，缺乏理论分析和实验验证。特别是5G,WiFi6,UWB,ZigBee等矿用移动通信系统及人员和车辆定位系统工作频率较高，因此煤矿井下连续无线电波防爆安全功率阈值应为8 W。

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工矿自动化

2022年第12期

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