胡胜勇教授团队：井地远距离物料绿色智能气力输送系统设计与应用

创新点

（1）基于三级模块化架构与多级压力补偿机制，建立远距离气力输送系统动力学模型，揭示气固两相流在变径管道内的动态稳定输送规律。

（2）研究干混料粒径分布与气流速度对管道沿程压力损失的影响机制，分析稀相输送条件下颗粒运动状态与系统能耗的关联特性。

（3）从系统架构与控制策略角度阐明模块化中转站与智能协同平台在提升输送效率与降低人工依赖方面的协同作用，揭示全封闭输送对作业环境与综合成本的优化机制。

长按识别二维码阅读全文

井地远距离物料绿色智能气力输送系统设计与应用

作者：王峰, 徐慧刚^1,2, 胡胜勇, 荆保平, 赵福星, 王博, 金廷旭

单位：1. 山西新元煤炭有限责任公司; 2. 中国矿业大学 安全工程学院; 3. 太原理工大学 安全与应急管理工程学院

引用格式：

王峰，徐慧刚，胡胜勇，等. 井地远距离物料绿色智能气力输送系统设计与应用[J]. 绿色矿山，2025，3(3)：69−80.WANG Feng，XU Huigang，HU Shengyong，et al. Design and application of green intelligent pneumatic material transport system for long-distance transportation in underground wells[J]. Journal of Green Mine，2025，3(3)：69−80.

摘要

煤矿井下传统喷浆与充填材料运输工艺普遍存在工艺不连续、转运环节冗余、人工依赖度高、长距离输送稳定性差及维护成本高昂等问题，这些问题导致“前掘后修、反复失稳”的恶性循环，并加剧采掘衔接紧张。基于此，通过分析目前井下智能化运输需求，首次基于国产化技术研发出一种井地远距离绿色智能气力输送系统，采用“地面站‒中转站‒工作站”三级模块化架构，结合多级压力动态补偿机制与稀相气固两相流优化技术，实现了超远距离干混料的高效密闭输送；通过预混料精准计量与末端喷涂工艺，优化了物料级配与混合均匀性，显著降低了喷浆回弹率；依托工业以太网与5G双模通信技术，构建了集实时监测、路径动态规划、设备智能诊断于一体的远程协同控制平台，形成了“地面储料‒井下增压‒移动终端”三级调控输送体系。潞安新元煤业工程应用结果表明：相较于传统胶轮车运输方式，该系统年喷浆量提升106%，综合成本降低41.2%，单工作面用工数量减少80%，并兼具全封闭、低能耗、少人化技术优势。该系统首次实现100%国产化设备集成，为煤矿长距离开采的智能化支护与绿色安全高效生产提供了创新解决方案。

部分图片

图1 气力输送系统技术功能

图2 系统构成示意

图3 技术路线

图4 地面站设计示意

图5 压风系统设计示意

图6 中转系统示意

图7 喷浆系统示意

图8 管道示意

图9 控制系统示意

图10 控制界面示意

图11 不同粒径颗粒的压力损失与速度关系

图12 不同管径条件下压力随输送距离变化曲线

图13 三级分级控制示意

第一作者

王峰，男，山西沁县人，高级工程师，主要从事煤矿安全生产管理工作。

通讯作者

胡胜勇，教授、博士生导师，长期从事矿山灾害防治、职业健康与资源化利用等方面的理论、材料及装备研究与应用。三晋英才计划科技创新领域领军人才、山西省高层次人才省部级领军人才、山西省高等学校优秀青年学术带头人、山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才等，兼任炭行业“煤资源科学开发”工程研究中心常务副主任、中国煤炭学会第六届青年工作委员会委员、煤与煤层气共采全国重点实验室高级专家等职务。

研究方向

煤矿智能绿色高效开采

主要成果

解析了多源煤基固废成分与矿物相结构，明确了多种活化手段协同激发活化机制，研发了以煤基固废为主的裂隙堵漏风自愈合、巷道围岩低碳胶凝喷浆、柔性流体长效封孔、速凝强渗固结注浆材料，形成“原料配伍-性能调控-工艺优化-效能评估”适配性技术，实现井下绿色协同综合循环多场景利用。

策划丨常明然

责编丨常明然

编辑丨李莎

审核丨常明然

煤炭科学研究总院期刊出版公司拥有科技期刊21种。其中，SCI收录1种，Ei收录5种、CSCD收录6种、Scopus收录7种、中文核心期刊9种、中国科技核心期刊11种、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊4种，是煤炭行业最重要的科技窗口与学术交流阵地，也是行业最大最权威的期刊集群。

期刊简介

为深入贯彻习近平生态文明思想，践行“绿水青山就是金山银山”理念，搭建绿色矿山建设领域高端学术交流平台，2023年5月，经国家新闻出版署批准，由中国煤炭科工集团主管、煤炭科学研究总院有限公司主办的中文科技期刊——《绿色矿山》（Journal of Green Mine）应运而生。《绿色矿山》为季刊，国内统一连续出版物号为：CN10-1912/TD，ISSN号：2097-3357，由《绿色矿山》编辑部负责策划、出版、发行。

刊登范围

绿色勘查、绿色开采、矿山地下空间利用、绿色选冶、矿山环境保护、低碳技术及节能减排、数字矿业、绿色低碳经济政策与评价等。

期刊主页

http://www.lsks.org.cn

投稿网址

https://lsks.cbpt.cnki.net/EditorAN/index.aspx?t=1

联系：常明然

电话： 010-87986452

邮箱：journalofgreenmine@163.com

声明：本文系转载自互联网，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与铁甲网联系，本网将迅速给您回应并做处理，再次感谢您的阅读与关注。