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带式输送机是煤矿生产中主要的高效连续运输机械,由于煤矿的作业环境复杂,生产条件比较恶劣,易造成设备损坏。胶带跑偏事故是带式输送机最常见的故障,轻则影响生产效率,重则引起严重事故。国内煤矿主要依靠人工巡检的方式检查带式输送机是否正常运行,需要检测的点多,工作量大,同时要求检测精度高。
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随着科学技术的迅猛发展和矿山开采水平的不断提高,矿山开采力度呈现逐年上升趋势,这不但消耗大量的矿产资源,而且诱发山体开裂、采空区塌陷、围岩冒落等多重灾害,对人类生活福祉和生态文明建设造成严重影响[1,2,3]。据不完全统计,我国每年约排放7.95 亿t 煤矸石,造成 6.56×108 m2土地破坏,是矿区安全和生态环境的重要危险源。
国内在除尘降尘领域的研究起步得比较晚,早期基本是以洒水作为主要的降尘措施[1,2,3,4]。直到20世纪60年代,王海宁等[5,6,7]利用渣油、乳化剂和复合配方制备出降尘用乳状液,该降尘产品的表面张力小,对粉尘的润湿能力比较好,将乳状液喷洒于有粉尘的工作现场,利用其破乳后形成的油膜能充分粘接粉尘,并且能达到长时间降尘的效果。
水害是影响煤矿安全生产的五大自然灾害之一[1]。煤矿建设、生产过程中,经常受到水的威胁,且发生过多次较大的涌突水事故。目前,华北石炭-二叠纪煤田浅部资源枯竭、开采深部下组煤层,主要遭受底板下伏强富水性奥灰岩溶水的突水威胁[2];作为我国未来重要的煤炭基地、正大规模开采的鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田,开采侏罗系中统延安组煤层,则主要受到顶板上覆砂岩孔隙裂隙含水层的涌水影响[3]。
随着煤层浅部资源的减少,煤层开采深度加深,煤层所处地质构造更加复杂,各种地下水威胁越发严重,矿井水突涌时常发生,影响了矿井的安全生产。采动下的底板破坏深度对底板突水有着重要影响,对工作面安全开采评价有着重大参考价值。
煤炭资源在我国能源生产和消费结构中占据重要地位,安全稳定供给是煤炭生产的重要任务。我国厚煤层赋存丰富,占目前煤炭探明总储量的47.8%,厚煤层及特厚煤层年产量占我国煤炭总年产量的45%,为煤炭工业高质量发展提供了有力的资源保障[1]。放顶煤开采作为主要的厚煤层开采手段,具有产量高、成本低等优点。
我国钨多金属矿一般具有共伴生组分多、主品位低、矿石性质复杂等特点,多采用磁选、浮选、重选等联合的工艺[1,2,3,4],选矿尾矿废水中既含有硫化矿浮选药剂,又含有氧化矿浮选药剂,且药剂残留量大、废水水质非常复杂[5,6,7,8],该类型废水的治理与回用已成为当前矿山企业面临的难题。湖南某钨多金属矿采用先选钼后选白钨矿的浮选工艺流程,选矿过程中投加煤油、松醇油以及水玻璃、脂肪酸等多种药剂,选矿废水中药剂组分复杂,且残留量大、水质复杂。
高原寒区露天矿表层冻层是影响爆破效果的主要因素之一,当采取常规爆破方案时,极易产生冻层大块,给后续的铲装和挖运作业带来了极大困难,同时增加了经济成本。因此,探讨爆破荷载作用下高原寒区表层冻层破断规律对矿山安全高效生产具有重要意义。关于冻结岩土层的物理力学特性已有较多研究,如李顺群等[1]发现影响冻土力学性质最显著的是温度,各因素之间有交互作用影响。
煤矿井下含水层的赋存状态对矿井的安全生产会产生极大的威胁[1,2,3,4,5],是水害防治的重点与难点[6,7,8,9]。为探明井下的水害威胁,李宏杰[10]采用地面、井下、井上多维度综合物探技术对工作面带压开采的突水可能性进行了安全评价,并提出了突水系数法。
薄煤层煤矿分布广泛,储量丰富,针对薄煤层开采过程中面临地质条件差、空间小等问题,采用外牵引链驱动方式将牵引装置安装在工作面两侧可以有效降低机身长度、机面高度,增大过煤、过机空间和通风断面。由于采煤机实际工作环境恶劣,外牵引采煤机在外部载荷作用下整机受力复杂,并且外牵引关键部件受力会出现波动。
随着科学技术的不断发展,煤炭行业也在朝着煤矿智能化发展方向前进,我国作为煤炭生产大国,煤炭资源有效地促进了我国经济的发展[1]。在实际的煤矿井下作业时,矿井人员都需要佩戴安全帽等一些防护设备,同时还需要规范自身的行为,以防出现安全事故[2]。
传统煤矿作业通常是由人工完成各项工作,但是在人工工作模式下,不仅工作效率难以提升,而且煤矿工人每天需要面临的安全风险较高。目前很多先进企业在朝着集控化、信息化和自动化方向发展,机电设备自动化能够提升使用性能,与传统人工操作相比具有效率高等优势[1]。
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深部高应力破碎巷道是地下开采工程中,在地壳较深的位置上受到岩石自重、构造应力、温度应力等作用,出现岩石破碎、裂隙等特征的区域[1]。巷道自稳能力较弱,容易发生塌陷、冒顶、片帮等事故,造成较为严重的安全事故。岩石自重力与构造应力突然增加时,岩石处于高应力状态,容易出现变形破坏情况。
传统的突出预测指标仅侧重于反馈瓦斯这一影响突出的单一因素[4-5],而矿井进入深部开采之后,应力、瓦斯及煤体结构多因素耦合的灾害逐渐显现,日常工作面突出预测指标的敏感性及临界值都需进行考察验证,且指标测定过程给煤巷掘进造成了断点[6]。
煤矿安全生产一直是中国矿业发展的重中之重。随着信息技术和自动化技术的不断发展,将其应用于煤矿安全生产中已成为大势所趋。本文将从煤矿信息化建设概述入手,详细探讨了自动化技术在煤矿安全生产中的应用现状及存在的问题,并提出切实可行的改善措施。
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