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基于运动姿态感知的综放支架主动控顶空间研究 被引量：1
1
作者 曾庆良 雷小万 +3 位作者 孟昭胜 万丽荣 班新亮 胡雨龙 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期645-660,共16页
综放支架是综放采场关键支护与主动放煤装置,其主动触支顶煤行为可有效引导顶煤智能有序破碎。为开展支架主动扰控顶煤理论及相关研究,明确综放支架对顶煤的主动触支工作空间,提出一种综放支架各部件相对空间姿态及绝对空间位姿动态感... 综放支架是综放采场关键支护与主动放煤装置,其主动触支顶煤行为可有效引导顶煤智能有序破碎。为开展支架主动扰控顶煤理论及相关研究,明确综放支架对顶煤的主动触支工作空间,提出一种综放支架各部件相对空间姿态及绝对空间位姿动态感知方法,以期提升综放支架对顶煤碎放过程可控性。首先,借助Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立了综放支架空间姿态数学模型,分析得到支架顶梁和放煤机构在各关节节点坐标系与本体坐标系下坐标,明确了综放支架各关键部件之间的相对姿态及运动耦合关系;在此基础上建立了综放工作面全局感知模型并求解得到了支架的绝对空间位姿数据,获得了工作面顶板、底板倾角对综放支架空间支护姿态影响。其次,提出并计算了综放支架顶梁触支空间和放煤机构支护空间分布模型,获得了综放支架对顶煤的主动调控范围,同时使用初值优选的Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法探究支架主动触顶姿态的调控方法与立柱的有效驱动行程。最后,搭建了支架姿态数据采集系统,依托山东省菏泽市赵楼煤矿7303综放工作面获取了支架运动过程中真实空间姿态参数数据,对比理论解算数据与传感器实测数据,验证了该空间位姿测量方法的可行性与准确性。结果表明,使用该方法解算的顶梁姿态与传感器测量结果重合率达98.26%,为进一步提高支架的空间位姿感知技术提供了研究思路。 展开更多
关键词 智能综放开采 综放支架 触支空间 顶煤调控 触顶姿态
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特厚煤层综放工作面底鼓机制及控制技术
2
作者 朱志洁 王鹏 +3 位作者 李瑞琪 秦洪岩 史庆稳 陈昆 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第5期73-81,共9页
为解决特厚煤层综放工作面回采期间工作面底鼓问题,以陕西某矿ZF1409工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析与数值模拟等方法,探究特厚煤层综放工作面底鼓机制,并以此提出底鼓控制技术。结果表明:工作面严重底鼓区域主要集中在工作... 为解决特厚煤层综放工作面回采期间工作面底鼓问题,以陕西某矿ZF1409工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析与数值模拟等方法,探究特厚煤层综放工作面底鼓机制,并以此提出底鼓控制技术。结果表明:工作面严重底鼓区域主要集中在工作面来压期间,支架工作阻力较大,且底板大多为泥岩或底煤较薄的区域;底板滑动面范围内以软弱泥岩为主,底板极限承载力较低,当底板载荷大于底板极限承载力时,底板载荷克服底板滑动面范围内岩层自重所产生的摩阻力及黏聚力,使岩体沿着底板滑动面滑移,造成工作面底鼓;通过分析ZF1409工作面底鼓模型可知:支架载荷在该工作面底鼓发生过程中起到了重要作用;特厚煤层综放开采条件下,近场关键层破断形成的“悬臂梁”结构造成支架工作阻力在短时间内急剧升高,导致工作面发生底鼓。基于此,采用井下区域水力压裂技术处理近场关键层,有助于控制工作面的底鼓。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放工作面 底鼓机制 控制技术 近场关键层 水力压裂
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煤矿综采工作面多因素耦合作用下人员热舒适影响规律研究
3
作者 吴立荣 王乙帆 +1 位作者 李佳敏 刘萱 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期28-40,共13页
高温高湿环境严重影响工人热舒适性,为明确综采面工人热舒适影响规律,选取采煤机司机和液压支架工为研究对象,运用Airpak软件数值模拟环境因素、服装热阻、劳动强度变化情况下人体热舒适指标——工人预测平均评价-预测不满意百分率(PMV-... 高温高湿环境严重影响工人热舒适性,为明确综采面工人热舒适影响规律,选取采煤机司机和液压支架工为研究对象,运用Airpak软件数值模拟环境因素、服装热阻、劳动强度变化情况下人体热舒适指标——工人预测平均评价-预测不满意百分率(PMV-PPD)变化规律。结果表明,在高温高湿环境下仅改变送风速度或湿度,不能使工人处于舒适状态;工人周围环境湿度随着送风温度的降低而减小,可通过调节温度调整人员舒适性;在同等外界条件下,劳动强度增大不舒适感增强;井下环境温度越高,服装热阻对工人热舒适的影响程度越大。当送风温度27℃时,送风相对湿度50%~53%、送风速度0.5~3.5 m/s,工人比较舒适;当送风温度30℃时,送风相对湿度50%、送风速度2.8~3.5 m/s,工人比较舒适。通过实验舱试验所测参数计算的PMV-PPD结果与数值模拟结果一致。同时,心率受温度影响最大,在温度高于34℃、湿度高于75%的高温高湿环境下,轻度体力劳动者心率在工作30 min后出现波动,中度体力劳动者心率在工作20 min后出现波动,故可将20 min作为一个工作周期。以上研究对于优化工作环境,使工人能够舒适、安全、健康工作提供了理论基础。 展开更多
关键词 综采工作面 热舒适性 环境因素 服装热阻 劳动强度
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综放工作面过空巷超前支护技术研究与应用 被引量：2
4
作者 王栋晨 孙华清 +6 位作者 冯伟斌 王代峰 秦艳华 陈井龙 吕金龙 李然 曹峰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期132-145,共14页
在遗煤复采过程中,工作面前方常存在与其推进方向交叉的空巷,为提高过空巷时辅运巷和回风巷围岩的安全稳定,实现煤炭的安全高效开采,在长壁放顶煤过空巷的开采基础上,结合SolidWorks、Rhino-Griddle、FLAC 3D软件,建立了液压支架支护、... 在遗煤复采过程中,工作面前方常存在与其推进方向交叉的空巷,为提高过空巷时辅运巷和回风巷围岩的安全稳定,实现煤炭的安全高效开采,在长壁放顶煤过空巷的开采基础上,结合SolidWorks、Rhino-Griddle、FLAC 3D软件,建立了液压支架支护、锚杆支护、锚杆+支架支护这3种不同的超前支护方式,对比分析了3种超前支护方式对围岩矿压及变形的影响,并给出了最优支护方式,同时探讨了过空巷时液压支架的承载特征。研究结果表明,邻近空巷时,液压支架支护方式能有效分担两帮压力和控制围岩变形,但在巷道顶部会出现开采扰动和空巷的应力叠加;锚杆支护方式通过破坏围岩的几何形态对两者的叠加效果进行了有效减弱,但围岩变形控制较差;锚杆+支架支护方式综合两者优势,支护效果最好。 展开更多
关键词 综放工作面 超前支护 过空巷 围岩变形 数值模拟
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综放工作面沿空留巷墩柱巷旁支护承载规律及失稳判据
5
作者 刘子璐 余伟健 +4 位作者 马占国 李烨 龚鹏 王平 吴根水 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2394-2412,共19页
巷旁支护体与顶板接触面岩体的稳定是沿空留巷成功的关键,针对厚煤层综放工作面沿空留巷墩柱式巷旁支护体与巷内顶煤接触面失稳导致“冲顶、倒柱”难题,阐述了基本顶破断运移对下位煤岩顶板施载的几个主要阶段,建立了多跨非连续荷载作... 巷旁支护体与顶板接触面岩体的稳定是沿空留巷成功的关键,针对厚煤层综放工作面沿空留巷墩柱式巷旁支护体与巷内顶煤接触面失稳导致“冲顶、倒柱”难题,阐述了基本顶破断运移对下位煤岩顶板施载的几个主要阶段,建立了多跨非连续荷载作用下沿空留巷顶板力学分析模型,推导了墩柱在顶板深度方向引起的附加应力方程,揭示了墩柱巷旁支护体与顶板的应力传递机制,探讨了柱-顶接触面失稳模式,基于莫尔-库仑准则构建柱顶煤岩滑移模型,明确了影响柱-顶接触面顶煤稳定性的主控因素,开展了不同应变率下煤的力学性能指标试验,结果表明:柱顶区域煤体能量集度最高,并沿顶板深度方向逐渐降低;相邻墩柱跨中顶板浅表位置能量集度最低,并沿深度方向逐渐升高;柱-顶接触面边缘位置能量降梯度最大,是导致煤体畸变滑移的重要原因。当顶煤厚度、残余边界距离和施载宽度为定值时,柱-顶接触面临界荷载仅受顶煤体的黏聚力c,内摩擦角φ值影响。试验表明煤的c,φ值与应变率呈正相关,上覆岩层运移过程中动压施载持续时间越短,柱顶煤体表现出的极限承载能力越高。数值计算表明巷道顶板煤体的强化可提高柱-顶接触面煤体极限承载能力,并有助于相邻墩柱和顶板之间形成更稳定的力链骨架,降低墩柱“冲顶、倒柱”风险。结合王庄煤矿91-101风巷实际工程地质条件,提出合理的支护参数和顶煤强化方案,避免了“冲顶、倒柱”发生,将围岩变形量控制在了合理范围。 展开更多
关键词 综放工作面 沿空留巷 柱-顶接触面 应力传递 失稳判据
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综放工作面长短孔多维水力压裂初次放顶技术研究
6
作者 刘勇 李明轩 +2 位作者 刘永强 王滨 宋生儒 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期88-95,共8页
针对综放工作面切眼顶板上覆较厚煤层,导致初次放顶时常规措施无法有效弱化基本顶的难题,提出长短孔多维水力压裂方法。该方法在保障施工安全的基础上,可在施工时间与空间上形成优势互补,实现基本顶弱化。以金鸡滩煤矿12^(-2)上111综放... 针对综放工作面切眼顶板上覆较厚煤层,导致初次放顶时常规措施无法有效弱化基本顶的难题,提出长短孔多维水力压裂方法。该方法在保障施工安全的基础上,可在施工时间与空间上形成优势互补,实现基本顶弱化。以金鸡滩煤矿12^(-2)上111综放工作面为工程背景,通过理论计算、数值模拟和现场试验,分析长短孔多维水力压裂方式下的覆岩移动规律。结果表明:经长短孔多维压裂弱化后,坚硬顶板初次断裂步距相比短孔压裂模型缩短10 m,且顶板逐段分层垮落,来压较为缓和。初次放顶试验后,通过水压监测、钻孔窥视、出水观测等现场施工记录对裂缝扩展效果进行评估。结果显示:短孔压裂在低位形成密集复杂交叉缝网,长孔压裂在高位形成区域裂缝,促使大块岩体整体向下作用于短孔压裂区,实现顶板及时垮落。跟踪111工作面初采期间的顶板垮落及来压情况,并与相邻的113工作面对比发现,初次来压步距由155 m缩短至40.8 m,表明长短孔多维水力压裂可促使顶板及时分段垮落并充实采空区,取得了良好的安全效果。 展开更多
关键词 综放工作面 厚顶煤 水力压裂 定向钻孔 初次放顶
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综放工作面采动过程顶煤变形与支护
7
作者 董昊福 李超 +4 位作者 张玮 殷凌霄 刘扬 王凤超 钮月 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第17期7107-7114,共8页
为了研究综放工作面采动过程顶煤区域的变形与支护问题,以东峡煤矿项目综放工作面为工程背景,根据该项目综放工作面具体煤层特性,分析综放工作面支架的架型、支护强度等参数,同时结合现场监测资料,验证液压支架的额定工作阻力是否满足... 为了研究综放工作面采动过程顶煤区域的变形与支护问题,以东峡煤矿项目综放工作面为工程背景,根据该项目综放工作面具体煤层特性,分析综放工作面支架的架型、支护强度等参数,同时结合现场监测资料,验证液压支架的额定工作阻力是否满足工作面现场要求。采用离散元软件模拟分析方法对东峡煤矿项目综放工作面采动过程顶煤变形和支护进行了数值模拟研究,对其应用效果进行验证。随着工作面继续向前推进,上覆基本顶发生周期性垮落,平均周期来压步距在20 m左右。此外,液压支护对于综放工作面的支护效果并未随着推进长度的增加而发生较大变化。根据现场监测数据和计算结果可知,选用的液压支架能满足项目综放工作面支护要求。 展开更多
关键词 综放工作面 煤层特性 支护参数 数值模拟 顶煤变形
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基于双目相机的综放工作面放煤量监测系统设计
8
作者 邬杰 张宁波 +1 位作者 殷培东 宋旭斌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
为解决现有基于自然射线的煤矸识别方法无法直接计算放煤口混矸率的问题,设计了基于双目相机的综放工作面放煤量监测系统。该系统通过监测放煤口放出量,结合自然射线煤矸识别数据计算混矸率,辅助确定合理的放煤口关闭时机。系统采用栅... 为解决现有基于自然射线的煤矸识别方法无法直接计算放煤口混矸率的问题,设计了基于双目相机的综放工作面放煤量监测系统。该系统通过监测放煤口放出量,结合自然射线煤矸识别数据计算混矸率,辅助确定合理的放煤口关闭时机。系统采用栅线投影法,向放煤口附近刮板输送机的煤流表面投影栅格图像,利用双目相机扫描获取煤流轮廓的高精度点云数据;通过投影和微距格网划分构建三维点云模型,引入有限元体积计算方法切片处理,结合梯形法计算切片体积并求和,得到煤流总体积。同时设计伸缩支架结构,实现探测器的灵活调节与安全保护。实验室试验表明,系统在不同煤流堆积状态下测量误差均低于5%。其中,平铺状态误差约5%,堆体状态误差4.6%~4.9%,均方根误差0.2952,显示出高精确度与稳定性。该系统为综放工作面智能化放煤提供了可靠的实时监测数据,支持混矸率精准计算,对提升煤矸自动识别技术的实用性具有重要意义,为煤矿智能化建设提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 综放开采 放煤量监测 双目相机 点云模型 放顶煤 采煤工艺
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特厚煤层小煤柱综放开采瓦斯防治技术研究
9
作者 和树栋 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第4期44-50,共7页
为了解决特厚煤层小煤柱综放开采瓦斯涌出复杂、治理难度大的问题,以塔山煤矿8204综放工作面为研究对象,采用现场实测方法定量计算工作面瓦斯来源,通过数值模拟计算分析瓦斯分布特征及涌出规律,提出采用地面垂直井抽排技术治理工作面瓦... 为了解决特厚煤层小煤柱综放开采瓦斯涌出复杂、治理难度大的问题,以塔山煤矿8204综放工作面为研究对象,采用现场实测方法定量计算工作面瓦斯来源,通过数值模拟计算分析瓦斯分布特征及涌出规律,提出采用地面垂直井抽排技术治理工作面瓦斯,并确定最佳抽排时机。研究结果表明:小煤柱内部较为发育的裂隙为气体流动提供了通道,使得8206采空区与8204工作面之间存在气体对流现象,造成8206采空区的瓦斯大量涌出,成为8204工作面瓦斯主要来源,其占比高达62.0%;超前工作面20 m到滞后工作面120 m范围内,瓦斯抽采效果最佳;通过地面垂直井抽排瓦斯,工作面瓦斯浓度远小于临界报警值0.8%,有效降低了工作面瓦斯浓度。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 小煤柱 瓦斯防治 地面垂直井 瓦斯抽排
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综采工作面自动化生产工艺研究与应用
10
作者 连东辉 袁瑞甫 +3 位作者 崔科飞 马祥 原鹏辉 潘坤 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期412-421,共10页
综采工作面采煤工作的任务是破煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理这5个工序。智能化综采面需要各个装备在程序的控制下相互配合自动完成5个工序的任务,对于不同条件的工作面需要设计采煤机动作、支架跟机动作的详细流程。根据目前... 综采工作面采煤工作的任务是破煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理这5个工序。智能化综采面需要各个装备在程序的控制下相互配合自动完成5个工序的任务,对于不同条件的工作面需要设计采煤机动作、支架跟机动作的详细流程。根据目前综采面智能化装备的功能特点,提出了适用于不同煤层条件的4种智能化生产工艺流程。对于近水平且赋存稳定煤层的工作面,设计了14道的采煤机自动化截割工序以及9个步骤的支架自动化跟机作业流程,解决了自动化端头进刀及割三角煤问题,大大提高了生产效率。针对倾斜煤层、大倾角煤层以及特厚急倾斜煤层等复杂条件,分别提出了中部斜切进刀割煤工艺流程、大倾角煤层端部反向进刀单向割煤工艺流程、单摇臂采煤机中部斜切进刀割煤工艺流程。相关工艺在多个矿井现场应用,大大提高了智能化装备的自动化使用率,取得了较好的减人提效效果,对类似条件的智能化综采面生产工艺流程的设计和应用有重要参考价值。 展开更多
关键词 综采工作面 自动化 生产工序 复杂煤层
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综采工作面风流-煤尘逸散规律及防控技术研究 被引量：1
11
作者 高成 刘立仁 +1 位作者 郑磊 吕明杰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页
综采工作面采煤机在截割煤体时会产生明显的湍流风,使得采煤区风速发生变化,诱导煤尘颗粒向人行道区域横向扩散。为探究截割湍流风对截割煤尘横向扩散规律的影响,采用多重参考系(MRF)模型对滚筒旋转割煤进行仿真,对不同割煤状态下综采... 综采工作面采煤机在截割煤体时会产生明显的湍流风,使得采煤区风速发生变化,诱导煤尘颗粒向人行道区域横向扩散。为探究截割湍流风对截割煤尘横向扩散规律的影响,采用多重参考系(MRF)模型对滚筒旋转割煤进行仿真,对不同割煤状态下综采工作面风流-煤尘耦合运移规律进行数值模拟,得到工作面风流分布与煤尘浓度分布的关系。为降低截割湍流风对煤尘横向扩散的影响,提出一种采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统,通过安装在支架顶梁或前探梁上的喷雾装置在采煤机滚筒与人行道间形成雾幕,削弱截割湍流风的扰动作用,阻隔煤尘颗粒横向扩散,实现对滚筒截割尘源的动态跟踪。仿真结果表明,不同割煤状态下滚筒转动产生的截割湍流风使风流向人行道区域发生偏移,当滚筒转速为29.29 r/min、系统风速为1.40 m/s时,其横向偏移分速度可超过0.54 m/s,并使煤尘颗粒向人行道区域扩散,出现浓度超过300 mg/m3的煤尘团,尤其是顺风割煤时煤尘横向扩散更为明显,人行道处煤尘浓度达385.12 mg/m^(3)。现场测试结果表明,采煤机尘源跟踪喷雾降尘技术的降尘率达83.68%,且单个喷洒点的待机能耗低于10 W。 展开更多
关键词 综采工作面 煤尘治理 多重参考系模型 截割湍流风 截割煤尘横向扩散规律 尘源跟踪 喷雾降尘 MRF
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超大综采面过上覆集中煤柱应用研究
12
作者 李伟 卞涛 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期379-383,共5页
补连塔煤矿煤层厚、埋藏浅、层间距较小,上覆集中煤柱对综采面开采影响较大。本文以补连塔煤矿22404综采面为例,对综采面过上覆集中煤柱工艺进行研究。本文对综采面过煤柱期间矿压显现规律及预测预报、综采面支护和工程质量、综采面机... 补连塔煤矿煤层厚、埋藏浅、层间距较小,上覆集中煤柱对综采面开采影响较大。本文以补连塔煤矿22404综采面为例,对综采面过上覆集中煤柱工艺进行研究。本文对综采面过煤柱期间矿压显现规律及预测预报、综采面支护和工程质量、综采面机电设备维护、综采面防止压架措施等方面进行分析,避免过上覆集中煤柱时出现矿压显现强烈导致支架压死、冒顶、顺槽片帮、锚杆或锚索飞溅伤人等事故。本文对22404综采面过上覆采空区集中煤柱情况进行研究,对以后类似综采工作面的回采具有指导意义。 展开更多
关键词 综采面 集中煤柱 冒顶 压死 片帮
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红树梁煤矿综放工作面煤厚变异区煤柱合理留设宽度研究
13
作者 李海波 张建 +2 位作者 宋一飞 邹凌雲 王承乾 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期39-48,共10页
在厚煤层开采中,合理的区段煤柱宽度对于减少煤炭资源浪费、提高矿井采出率具有重要的意义。以内蒙古红树梁煤矿6106综放工作面为工程背景,基于极限平衡法,计算得出工作面煤层分叉区、合并区的下区段煤柱的合理留设宽度应大于9.95 m。... 在厚煤层开采中,合理的区段煤柱宽度对于减少煤炭资源浪费、提高矿井采出率具有重要的意义。以内蒙古红树梁煤矿6106综放工作面为工程背景,基于极限平衡法,计算得出工作面煤层分叉区、合并区的下区段煤柱的合理留设宽度应大于9.95 m。确立了6种不同区段煤柱宽度下的数值模拟方案,分析了不同区段煤柱宽度下运输巷道在煤层分叉区、合并区的变形特征以及区段煤柱内垂直应力分布规律,得出巷道围岩变形量随着区段煤柱宽度的增大而减小,但区段煤柱宽度超过10 m后,继续增大虽然能继续降低巷道变形量,但效果有限。结合数值模拟分析结果与理论计算结果可知,当煤柱留设宽度大于10 m后,煤柱能保持其稳定性,在考虑经济性的前提下,最终确定工作面区段煤柱留设宽度应为10 m。 展开更多
关键词 综放工作面 区段煤柱 煤层分叉区 煤层合并区 红树梁煤矿
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综放工作面端头悬空顶煤水力破煤弱化技术
14
作者 董昊福 张玮 +5 位作者 孙广军 付慧见 龙昭熹 刘扬 刘冬亮 朱晓东 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期15-22,共8页
针对综放工作面端头的悬空顶煤长度过大、难以及时垮落的问题,基于高压水射流破煤造穴方法,提出了一种大倾角厚煤层端头顶煤水力破煤弱化技术。以东峡煤矿31123−1大倾角综放工作面为工程背景,建立了端头悬空顶煤力学模型,基于线性叠加... 针对综放工作面端头的悬空顶煤长度过大、难以及时垮落的问题,基于高压水射流破煤造穴方法,提出了一种大倾角厚煤层端头顶煤水力破煤弱化技术。以东峡煤矿31123−1大倾角综放工作面为工程背景,建立了端头悬空顶煤力学模型,基于线性叠加原理推导了弯矩与剪应力共同作用下的悬空顶煤挠度方程,发现悬空顶煤自由端挠度最大,固定端因弯矩峰值产生最大拉应力,确定固定端处为水力弱化优选区域;揭示了高压水射流通过冲击破煤造穴、诱导裂隙扩展,切断顶煤与煤柱力学联系的弱化机制,并提出了钻孔定位→高压射流破煤→旋转造穴的标准化工序。运用数值计算和现场应用结合的方法,分析了采用该技术前后端头顶煤区域应力分布演化规律、巷道围岩变形特征与端头悬空顶煤垮落效果。结果表明:水力破煤弱化后,工作面煤柱内垂直应力和工作面超前支承应力峰值分别降低了29.6%和17.4%,巷道顶底板和两帮最大移近量分别降低了35.8%和37.8%,悬空顶煤长度由10 m减小至1 m。 展开更多
关键词 综放工作面 大倾角厚煤层 顶煤弱化 端头悬空顶煤 顶煤垮落 水力破煤造穴
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综采工作面等采长回采技术研究与应用
15
作者 王震 侯惠强 +1 位作者 焦渭涛 杜青青 《煤炭工程》 北大核心 2025年第3期65-71,共7页
针对倾斜综采工作面倾角、采长频繁变化等问题,以华亭煤矿250107-1工作面回采为工程背景,分析了工作面实际采长变化对工作面正常生产的影响,得出了实现工作面等采长回采的前提条件,即按照工作面回采巷道最大高程差位置处的正倾斜工作面... 针对倾斜综采工作面倾角、采长频繁变化等问题,以华亭煤矿250107-1工作面回采为工程背景,分析了工作面实际采长变化对工作面正常生产的影响,得出了实现工作面等采长回采的前提条件,即按照工作面回采巷道最大高程差位置处的正倾斜工作面长度来设计切眼以及确定液压支架、刮板输送机中部槽数目。研究了工作面回采巷道高程差、工作面采长、伪斜调整距离Δl之间的空间几何关系,推导得出了伪斜调整距离与工作面倾角之间的定量化关系,提出了实现综采面等采长回采的插帮割煤调斜、调正回采工艺,为同类工作面安全高效回采提供了参考。 展开更多
关键词 综采工作面 采长 割煤工艺 工作面调斜 回采工艺
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综采工作面降尘模拟及试验研究
16
作者 宋胜伟 王子琦 +1 位作者 李士魁 冯旻 《中国矿业》 北大核心 2025年第5期221-228,共8页
为解决在薄煤层综采的采煤作业中,由于工作面空间及其他条件的限制,导致作业环境恶劣、粉尘聚集严重的问题,针对煤矿中常用的喷雾降尘技术展开研究。研究基于雾滴沉降的六种表现形式,对薄煤层综采工作面喷雾降尘效率展开理论分析。通过... 为解决在薄煤层综采的采煤作业中,由于工作面空间及其他条件的限制,导致作业环境恶劣、粉尘聚集严重的问题,针对煤矿中常用的喷雾降尘技术展开研究。研究基于雾滴沉降的六种表现形式,对薄煤层综采工作面喷雾降尘效率展开理论分析。通过构建喷嘴及综采工作面的三维模型,并将其导入FLUENT软件,设定仿真参数与边界条件,采用仿真模拟及试验研究的方法,对综采工作面喷嘴的不同布置方案进行深入分析。研究结果表明,在特定条件下喷雾降尘效率呈现出一定的规律。当喷嘴角度和压力固定时,随着喷嘴间距的减小,喷雾降尘效率先增大后减小;当喷嘴间距和角度不变时,随着喷嘴压力的增加,降尘效率递增;当喷嘴间距和压力一定时,随着喷嘴布置角度的减小,喷雾降尘效率同样先增大后减小。经过仿真研究,最终得出最优的降尘参数组合为喷头间距为1.2 m、供水压力为8 MPa、喷嘴布置角度为30°。将数值模拟与试验研究进行结果对比,发现两者具有良好的吻合度。本文提出的较优降尘参数组合方案,为井下采煤作业中的降尘工作提供了重要的理论研究基础,有助于改善薄煤层综采工作面的作业环境,减少粉尘对工人健康和安全生产的不利影响。 展开更多
关键词 薄煤层 喷雾降尘 喷嘴布置 综采工作面 FLUENT
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浅埋深特厚煤层综放开采地表沉陷规律研究
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作者 郭文砚 李杰 +1 位作者 孟海翔 令春伟 《煤炭工程》 北大核心 2025年第8期138-145,共8页
针对下梨园矿区浅埋深特厚煤层综放开采地表变形破坏复杂和缺少地表沉陷规律实测研究的问题,通过40201工作面地表现场实测和理论分析相结合的研究方法,分析地表移动破坏形式和分区时空特征,总结了该矿地质采矿条件下地表沉陷规律,优化... 针对下梨园矿区浅埋深特厚煤层综放开采地表变形破坏复杂和缺少地表沉陷规律实测研究的问题,通过40201工作面地表现场实测和理论分析相结合的研究方法,分析地表移动破坏形式和分区时空特征,总结了该矿地质采矿条件下地表沉陷规律,优化浅埋深特厚煤层开采地表移动变形预计方法。研究结果表明:浅埋深特厚煤层开采地表移动变形剧烈,地表下沉盆地快速形成。下沉盆地通常可分为采空区中部台阶裂缝密集区域、边界两侧拉裂缝过渡区域和外侧连续变形区域,沿工作面推进方向,台阶裂缝边界滞后工作面约28 m,而拉裂缝边界超前工作面5.7~18.4 m。地表移动活跃期内变形剧烈且持续时间较短,下沉量占总下沉量的89%~94%。可采用分区概率积分方法预计浅埋深特厚煤层开采地表移动与变形,方法具有较好的适用性。 展开更多
关键词 浅埋深 特厚煤层 综放开采 开采沉陷 地表移动变形
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急倾斜短壁综放智能开采关键技术与示范
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作者 李浩荡 刘清 +8 位作者 谷彬 姚钰鹏 孙延义 田欣 熊武 刘昆轮 鲍新平 吴军飞 闫瑞兵 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期43-55,共13页
“十四五”以来,中国煤矿数智技术快速发展,特别是在薄煤层开采中取得较大突破。但急倾斜短壁综放无人化智能开采技术仍处于探索阶段,尚无成熟应用示范。为加快推进数智技术赋能煤炭产业升级,基于新疆乌东煤矿急倾斜短壁综放开采特点和... “十四五”以来,中国煤矿数智技术快速发展,特别是在薄煤层开采中取得较大突破。但急倾斜短壁综放无人化智能开采技术仍处于探索阶段,尚无成熟应用示范。为加快推进数智技术赋能煤炭产业升级,基于新疆乌东煤矿急倾斜短壁综放开采特点和优势,提出了急倾斜短壁综放智能开采的5项关键核心技术和1个管控模式。5项关键核心技术包括:基于工作面煤层赋存条件、开采特点难点的单滚筒采煤机“厘米+毫秒”级精准规划时空导航系统;解决短壁工作面采放协同机制复杂、参数调控难度大的基于行为数据驱动的自主放煤模型和基于图像煤矸自识别的闭环控制系统;解决井下环境复杂、设备状态数据割裂等问题的全工作面物理场景实时映射仿真的数字孪生系统;解决远程干预反馈信息不足、生产指导力差的国内首套用于急倾斜短壁工作面的全工作面视频拼接软件,实现了提供地面干预物理场景并与数字孪生全息交互;聚焦急倾斜煤层开采设备繁杂、设备协同难度大和井下多设备间控制逻辑分散、远程干预频次高等问题的工作面机架协同控制系统和地面操作岛远程集控系统,实现多设备集中控制。1个管控模式包括1个决策控制平台、1个智能化设备群、1支专业化运维队伍,实现平台化扁平化管控新模式。依托5项关键核心技术和1个管控模式,建成了新疆乌东煤矿急倾斜短壁综放智能常态化运行的示范工作面,为我国煤矿普适性数智无人开采提供了技术范式和实践样板。 展开更多
关键词 专业模型 采放协同 短壁综放 智能无人 生产方式变革
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大倾角综采工作面采煤机优化
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作者 曹琼 荣耀 +1 位作者 刘清 杨静 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期149-152,156,共5页
为了提高大倾角煤层综采的采煤效果,通过设计正交试验研究了在大倾角综采工作面下滚筒转速、滚筒直径和叶片螺旋角度对采煤效率的影响。首先根据理论分析得到主要影响因素,并设计了相应的正交试验;接着结合某矿场实际情况,利用三维软件S... 为了提高大倾角煤层综采的采煤效果,通过设计正交试验研究了在大倾角综采工作面下滚筒转速、滚筒直径和叶片螺旋角度对采煤效率的影响。首先根据理论分析得到主要影响因素,并设计了相应的正交试验;接着结合某矿场实际情况,利用三维软件SoildWorks对滚筒进行建模,利用离散元软件EDEM对煤岩进行建模;接着按照正交试验表,将滚筒和煤岩模型进行联合采煤仿真;最后利用极差分析法对结果进行了分析。结果显示滚筒转速、螺旋角度、滚筒直径对装煤效率的影响逐次降低,同时在滚筒转速150r/min、滚筒直径550mm、螺旋角度21°时装煤效率最高。此外,各因素对装煤效率影响的变化情况,都能在实际作业中找到对应的原因,进而验证了离散元法结合正交试验在大倾角综采工作面采煤机设计与优化上的可行性与优势,具有一定的工程实践意义。 展开更多
关键词 大倾角综采面 采煤机 离散元法 正交试验 优化
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保德煤矿大采高综放面覆岩结构及支架阻力确定
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作者 翁海龙 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期389-392,共4页
保德煤矿采用大采高综放技术回采8号煤层,割煤3.8 m,放煤3.5 m,回采过程中,工作面液压支架阻力大、发生过支架被压死的现象。本文从保德煤矿三盘区81305工作面覆岩岩层层序入手,通过现场实测和相似模拟研究工作面矿压规律,并根据岩层层... 保德煤矿采用大采高综放技术回采8号煤层,割煤3.8 m,放煤3.5 m,回采过程中,工作面液压支架阻力大、发生过支架被压死的现象。本文从保德煤矿三盘区81305工作面覆岩岩层层序入手,通过现场实测和相似模拟研究工作面矿压规律,并根据岩层层序研究覆岩结构,分析覆岩结构的稳定性。研究表明,多层厚硬覆岩层序下,工作面回采过程中上覆岩层形成不同的覆岩结构,根据岩层层序将覆岩结构分为短悬臂梁结构和砌体梁结构,短悬臂梁对工作面矿压显现起主导作用,直接覆存于煤层上方,厚硬岩层破断后形成短悬臂梁失稳是造成支架压死的原因。通过对覆岩结构的分析,给出了支架工作阻力确定的解析式,确定了支架阻力应不低于18 000 kN。 展开更多
关键词 大采高综放技术 覆岩结构 短悬臂梁结构 液压支架阻力 保德煤矿
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