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煤矿综采工作面人员入侵危险区域智能识别方法 被引量:2
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作者 毛清华 翟姣 +2 位作者 胡鑫 苏毅楠 薛旭升 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1347-1361,共15页
为解决煤矿综采工作面人员尺度多变、危险区域动态变化等因素导致人员入侵危险区域时,视频AI识别准确率不高的问题,提出一种RSCA-YOLOv8s与危险区域自动划分的煤矿综采工作面人员入侵危险区域智能识别方法。针对综采工作面人员识别准确... 为解决煤矿综采工作面人员尺度多变、危险区域动态变化等因素导致人员入侵危险区域时,视频AI识别准确率不高的问题,提出一种RSCA-YOLOv8s与危险区域自动划分的煤矿综采工作面人员入侵危险区域智能识别方法。针对综采工作面人员识别准确率低问题,在YOLOv8s模型基础上引入RFAConv-SE(Squeeze-and-Excitation with Receptive-Field Attention Convolution)与CCNet(Criss-Cross Attention Network)注意力模块提高复杂背景图像中模型对全局及上下文信息的捕获能力,C2f模块融合Res2Net网络提高模型的多尺度和小目标人员特征提取能力,通过改进的SPCASFF(Adaptive Structure Feature Fusion with Sub-Pixel Convolution layer)模块提升模型对多尺度人员特征的自适应融合能力。针对综采工作面摄像头跟随液压支架动态变化导致危险区域在视场范围内动态变化的问题,提出一种基于护帮板、挡煤板标志性目标关键特征点提取的危险区域自动划分方法。针对危险区域不规则变化与基于重叠度的判断方法参数设置困难的问题,提出一种基于射线法判断人员与危险区域像素坐标位置关系的人员入侵危险区域精准识别方法。通过消融试验、RSCA-YOLOv8s与YOLOv5s、YOLOv8-SPDConv等方法对比试验,以及综采工作面7组多场景危险区域自动划分与5组人员入侵危险区域识别试验测试,结果表明:RSCA-YOLOv8s的人员识别方法准确率更高,达到了97.2%,相较基线模型mAP@0.5提高了1.1%,mAP@0.5:0.95提高了2.5%,对小目标人员具有更准确的识别能力和更高的识别精度;该方法危险区域自动划分的平均准确率为97.285%,人员入侵危险区域的判别准确率为98%以上。 展开更多
关键词 综采工作面 人员入侵 危险区域 多尺度目标 YOLOv8s 区域自动划分
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综采面终采撤架期防灭火定量化注胶技术研究
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作者 谢军 刘润杭 +2 位作者 徐书荣 高永文 王怡 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期112-118,共7页
为降低工作面终采撤架期间的自燃风险,提升防灭火措施中胶体压注过程的可控性,以青龙煤矿21802综采工作面终采期注胶防灭火为工程背景,研发出一种定量精准的自动制胶泵送装置。同时计算并确定了胶体扩散半径、组分配比、压注量等关键注... 为降低工作面终采撤架期间的自燃风险,提升防灭火措施中胶体压注过程的可控性,以青龙煤矿21802综采工作面终采期注胶防灭火为工程背景,研发出一种定量精准的自动制胶泵送装置。同时计算并确定了胶体扩散半径、组分配比、压注量等关键注胶参数,继而以所研发的装置为载体,以推导得出的关键注胶参数为依据,开展了架间定量压注与端头压注相结合的现场防灭火注胶应用试验。研究结果表明:运用所研发的注胶装置并结合关键参数进行注胶,有效降低了工作面进回风隅角及支架后采空区的CO浓度,CO浓度从注胶前最高的14×10^(-6)降至1×10^(-6)以下。与大面积粗放型注胶相比,该方法显著降低了成本,保障了工作面终采撤架期间的安全。 展开更多
关键词 综采工作面 终采撤架期 采空区 防灭火 注胶技术
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基于UeDiff-GAN的综采工作面目标检测与孪生体同步映射
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作者 张帆 于洋 +7 位作者 戚振明 李海军 王春丽 杜潇 王柄印 张光磊 宋惠 席宸荣 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期9-15,21,共8页
矿井综采工作面数字孪生模型的构建过程需要手动构建实体的数字孪生3D模型,然后对实体进行目标检测,并根据实时检测结果控制3D模型,以确保孪生体与实体之间的同步映射关系。因此,对井下目标的实时、准确检测是实现虚实同步映射控制的关... 矿井综采工作面数字孪生模型的构建过程需要手动构建实体的数字孪生3D模型,然后对实体进行目标检测,并根据实时检测结果控制3D模型,以确保孪生体与实体之间的同步映射关系。因此,对井下目标的实时、准确检测是实现虚实同步映射控制的关键。目前主流的目标检测方法需要在传统模型中引入或改进模块,使得模型网络结构复杂、训练周期较长,降低了目标检测的实时性;同时,对于一些含高强度噪声的图像难以精确检测。针对上述问题,提出了一种基于UeDiff-GAN的综采工作面目标检测与孪生体同步映射方法。通过扩散模型对高质量样本进行加噪扩散,得到不同程度的加噪样本,然后使用生成对抗网络(GAN)模型进行训练;设计了平滑扩散算法,以控制扩散步长,加入不均衡扩散模块,以得到与预识别样本匹配的检测算法模型。使用Unity3D构建综采工作面3D模型并进行渲染,实现井下物理实体的对象孪生,据此构建综采工作面实体与其孪生模型的映射关系,根据井下不同位置的检测结果控制对应机器运动状态及姿态,实现孪生模型协同控制,从而实现过程孪生。在自制数据集上的实验结果表明:UeDiff-GAN模型对井下移动目标的平均检测精度较SSD,R-CNN,YOLOv7和Diff-GAN模型分别提升了19.4%,14.3%,9.1%,24.3%;检测速度较SSD,R-CNN分别提升了13.86,42.73帧/s;孪生模型与实体的实时性延迟至多为0.873 s。 展开更多
关键词 综采工作面 数字孪生 目标检测 虚实同步映射 扩散模型 生成对抗网络
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基于DP/LIN总线的采煤机控制键盘设计 被引量:5
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作者 洪振宇 田炜 刘嘉 《工矿自动化》 北大核心 2016年第3期78-80,共3页
为适应采煤机远程控制方式发展的需求,设计了一种基于DP/LIN总线的采煤机控制键盘。该键盘由LIN总线数据采集模块采集控制信息,将不同按键对应的控制信息通过LIN总线进行传输,并转换为DP总线信号与PLC主机进行数据交换,进而由PLC主机控... 为适应采煤机远程控制方式发展的需求,设计了一种基于DP/LIN总线的采煤机控制键盘。该键盘由LIN总线数据采集模块采集控制信息,将不同按键对应的控制信息通过LIN总线进行传输,并转换为DP总线信号与PLC主机进行数据交换,进而由PLC主机控制采煤机的开停、升降、牵引,从而实现对采煤机的远程实时控制,提高了煤矿开采的自动化水平。 展开更多
关键词 综采工作面 采煤机 远程控制 控制键盘 Lin总线 PROFIBUS—DP总线
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大倾角下行风综采工作面采空区瓦斯积聚特征与高位钻孔参数优化
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作者 姚运泉 王兴华 +1 位作者 王天伟 杨胜强 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期76-81,共6页
为了解决大倾角下行通风综采工作面采空区瓦斯大量涌出所引起的回风流瓦斯浓度超限问题,采用单元测定法,从进风到回风将综采工作面分为若干单元,得出每个单元与采空区之间的漏风量、瓦斯涌出量及瓦斯浓度,分析评判采空区瓦斯异常积聚区... 为了解决大倾角下行通风综采工作面采空区瓦斯大量涌出所引起的回风流瓦斯浓度超限问题,采用单元测定法,从进风到回风将综采工作面分为若干单元,得出每个单元与采空区之间的漏风量、瓦斯涌出量及瓦斯浓度,分析评判采空区瓦斯异常积聚区分布特征;利用数值模拟软件,分析不同布置条件下高位钻孔的瓦斯抽采效果,优化高位钻孔抽采参数。研究结果表明:在采空区两端全风压压差、高位钻孔抽采负压、采空区热风压及瓦斯浮升力作用影响下,靠近进风侧平距10~30 m、距离煤层顶板10~25 m的采空区,形成瓦斯异常积聚区,将高位钻孔终孔布置在瓦斯异常积聚区且抽采流量为60 m^(3)/min时,瓦斯抽采效果最佳,回风流的瓦斯浓度超限隐患被消除。 展开更多
关键词 大倾角 下行通风 综采工作面采空区 瓦斯积聚 高位钻孔 瓦斯抽采 数值模拟
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综采工作面自动化生产工艺研究与应用
6
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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综采工作面多源粉尘和尾气运移规律教学实验设计
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作者 涂庆毅 张伟 石高峰 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第2期185-190,共6页
该文针对陕北矿区煤矿井下综采工作面粉尘和燃油车辆尾气等空气污染物运移问题,搭建了受限空间多源粉尘及尾气运移物理模拟平台,设计了综采工作面多源粉尘和尾气运移规律教学实验,旨在使学生深刻理解煤矿井下受限空间风流场作用下粉尘... 该文针对陕北矿区煤矿井下综采工作面粉尘和燃油车辆尾气等空气污染物运移问题,搭建了受限空间多源粉尘及尾气运移物理模拟平台,设计了综采工作面多源粉尘和尾气运移规律教学实验,旨在使学生深刻理解煤矿井下受限空间风流场作用下粉尘和尾气的运移规律。实验中学生参与了实验粉尘样品制备、实验模拟平台运行、实验数据读取、粉尘与尾气采集、粉尘粒径与尾气组分测试、数据处理与分析、实验后平台清理等全过程,提升了动手操作能力,培养了团体协作精神,增强了科研意识。 展开更多
关键词 粉尘和尾气运移 综采工作面 物理模拟 教学实验 思政元素
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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
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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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浅埋综采面过上覆采空区及空巷回采技术研究
9
作者 郭海军 卞涛 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期367-372,共6页
以补连塔煤矿12424综采面为例,对浅埋综采面过上覆采空区及空巷回采技术进行研究。具体通过综采面矿压观测、综采面进出上覆采空区生产情况、综采面过上覆空巷,以及过顺槽超高度段等特殊条件的回采情况进行总结,详细分析了初次来压、周... 以补连塔煤矿12424综采面为例,对浅埋综采面过上覆采空区及空巷回采技术进行研究。具体通过综采面矿压观测、综采面进出上覆采空区生产情况、综采面过上覆空巷,以及过顺槽超高度段等特殊条件的回采情况进行总结,详细分析了初次来压、周期来压及特殊地质条件下的来压情况,对类似综采面回采有指导意义。 展开更多
关键词 综采面 矿压规律 初次来压 周期来压 回采
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煤矿大采高综采工作面过断层开采关键技术探析
10
作者 宋成鹏 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期349-352,共4页
大采高综采工作面过断层开采是煤矿开采中的关键难题,断层的存在使得开采过程面临复杂应力变化和顶板稳定性问题。本文结合最新研究成果,深入分析大采高综采工作面过断层开采的关键技术,包括断层加固技术、应力演化规律、开采工艺优化... 大采高综采工作面过断层开采是煤矿开采中的关键难题,断层的存在使得开采过程面临复杂应力变化和顶板稳定性问题。本文结合最新研究成果,深入分析大采高综采工作面过断层开采的关键技术,包括断层加固技术、应力演化规律、开采工艺优化。研究表明,通过注浆加固、卧底法等技术手段,可以有效控制断层附近应力集中,确保顶板稳定性,提高开采效率。研究成果为大采高综采工作面过断层开采提供了科学依据和技术支持。 展开更多
关键词 大采高 综采工作面 断层 应力演化 顶板稳定性
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煤矿井下重点场所5G覆盖性能研究及验证
11
作者 索智文 王亚坤 《工矿自动化》 北大核心 2025年第2期34-40,共7页
当前矿用5G专网相关研究主要面向系统架构和上层应用,结合井下实际环境对矿用5G底层技术特性的研究成果较少。为进一步推动矿用5G技术的高适配性发展和高可靠性应用,从矿用5G覆盖性能影响因素、煤矿重点场所矿用5G传输性能及现场测试3... 当前矿用5G专网相关研究主要面向系统架构和上层应用,结合井下实际环境对矿用5G底层技术特性的研究成果较少。为进一步推动矿用5G技术的高适配性发展和高可靠性应用,从矿用5G覆盖性能影响因素、煤矿重点场所矿用5G传输性能及现场测试3个方面展开研究。理论分析了5G工作频段、工作面或巷道截面面积、巷道壁粗糙度等与矿用5G覆盖性能的关系,结果表明:工作频段越低、工作面或巷道截面面积越大、巷道壁粗糙度越小、遮挡因素越少,则矿用5G覆盖性能越好。梳理了煤矿井下主运巷道、辅运巷道、综采工作面和掘进工作面的工作条件和环境因素等,得出结论:辅运巷道截面较大、粗糙度较低、遮挡相对少,5G覆盖性能最优;为改进上述场所中5G覆盖性能,宜采用低频段信号进行5G传输与覆盖。在4个煤矿的不同工作场所,采用900 MHz频段测试矿用5G传输性能,结果表明:辅运巷道极限覆盖距离超过700 m,主运巷道极限覆盖距离达450 m,综采工作面部署2个基站可实现稳定覆盖且上行传输速率保持在90 Mbit/s以上,掘进工作面距5G基站150 m处上行传输速率达68.2 Mbit/s。测试结果与理论分析一致,验证了矿用5G可有效满足不同工作场所的应用需求。 展开更多
关键词 矿用5G 覆盖性能 主运巷道 辅运巷道 综采工作面 掘进工作面
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综采工作面等采长回采技术研究与应用
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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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超大综采面过上覆集中煤柱应用研究
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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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煤矿综采工作面多参量智能化安全预警平台研究与应用
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作者 杨小勇 王小勇 +2 位作者 白彦飞 路宝宏 李甲 《中国煤炭》 北大核心 2025年第7期151-156,共6页
为了提高煤矿综采工作面安全预警水平,降低安全事故发生概率,实现矿井高质量发展,以陕西小保当矿业有限公司一号矿井(以下简称“小保当一号矿井”)为研究对象,构建了煤矿综采工作面多参量智能化安全预警平台。介绍了该平台的总体架构设... 为了提高煤矿综采工作面安全预警水平,降低安全事故发生概率,实现矿井高质量发展,以陕西小保当矿业有限公司一号矿井(以下简称“小保当一号矿井”)为研究对象,构建了煤矿综采工作面多参量智能化安全预警平台。介绍了该平台的总体架构设计和关键技术,详细阐述了该平台感知层、通信层、分析层、应用层四大部分的组成和功能。该平台通过数字滤波算法,有效剔除了误差可能导致的偏差数据,并对参数发展变化趋势进行有效预测,实现综采工作面安全预警。通过在小保当一号矿井应用表明,该平台的投入既降低了煤矿安全管理压力,又为煤矿综采工作面安全生产提供了科学依据,直接降低人工投入与安全培训成本达944万元。 展开更多
关键词 综采工作面 多参量 安全预警平台 数字滤波算法
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复杂技术条件下综采工作面矿压显现规律研究
15
作者 谢林君 卞涛 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期384-388,共5页
本文以补连塔煤矿33201综采工作面为例,对复杂技术条件下综采工作面矿压显现规律进行研究。本文对综采工作面初采期间、过沟谷期间、过构造期间、大埋深条件下回采期间、末采期间、沿空留巷期间等特殊地质条件下来压情况进行了详细介绍... 本文以补连塔煤矿33201综采工作面为例,对复杂技术条件下综采工作面矿压显现规律进行研究。本文对综采工作面初采期间、过沟谷期间、过构造期间、大埋深条件下回采期间、末采期间、沿空留巷期间等特殊地质条件下来压情况进行了详细介绍,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 综采工作面 矿压规律 初次来压 周期来压 沿空留巷
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综掘工作面粉尘运移规律及扰动拨流控尘技术研究
16
作者 刘子文 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期104-110,共7页
针对通风排尘、喷雾降尘等防尘技术在高浓度粉尘综掘工作面中应用效果不明显的问题,以山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司11309综掘工作面为研究背景,利用Fluent软件构建了综掘工作面物理模型,通过数值模拟分析了风流场分布特征和粉尘... 针对通风排尘、喷雾降尘等防尘技术在高浓度粉尘综掘工作面中应用效果不明显的问题,以山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司11309综掘工作面为研究背景,利用Fluent软件构建了综掘工作面物理模型,通过数值模拟分析了风流场分布特征和粉尘运移规律。数值模拟结果表明:利用正压风筒对综掘工作面供风时,风流到达工作面后沿壁面向下运动并扩散,受送风和吸尘风道吸力作用影响,风流形成漩涡,随着与工作面距离的增加,漩涡现象逐步减弱,直至消失;工作面区域风流流速较高,沿着巷道轴向向后风流流速逐渐降低;距综掘工作面越远,粉尘浓度越低;在综掘机司机位置附近粉尘浓度较高。在此基础上,提出了“以风控尘”为除尘思路的扰动拨流控尘技术。通过在正压风筒上增加扰动拨流装置,优化出风口布局,减少正压风筒最前端出口风量,以增加综掘机司机附近径向出风量;将除尘风机吸尘口前置,改变作业空间巷道风流方向,达到控尘、除尘的目的。通过工程实测验证了数值模拟结果和扰动拨流装置的可靠性,结果表明,使用扰动拨流装置后,综掘工作面粉尘浓度显著降低,降尘效率达90%以上。 展开更多
关键词 综掘工作面 粉尘防治 粉尘运移 风流场 扰动拨流控尘
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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
17
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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基于偏置滑块机构的乳化液泵传动系统多目标优化
18
作者 白海燕 李永康 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第4期804-811,共8页
【目的】为改善乳化液泵传动系统的受力状况,提高综采工作面高压大流量乳化液泵传动系统的传动效率与运行平稳性,满足高转速、快响应需求。【方法】以乳化液泵传动系统中曲轴、连杆与十字头所组成的曲柄滑块机构为对象,建立对称滑块与... 【目的】为改善乳化液泵传动系统的受力状况,提高综采工作面高压大流量乳化液泵传动系统的传动效率与运行平稳性,满足高转速、快响应需求。【方法】以乳化液泵传动系统中曲轴、连杆与十字头所组成的曲柄滑块机构为对象,建立对称滑块与偏置滑块两种传动条件下的运动与动力学模型,以滑块偏距为变量,综合滑块所受压力、排液阶段无效力与吸排液交替点突变压力,采用熵权层次分析法获得各目标的权重,提出乳化液泵传动系统的多目标优化方法。在此基础上,以BRW630/40型乳化液泵为对象,对其传动系统进行设计与多目标优化,并与国外进口成型产品对比验证优化效果。【结果】结果表明:采用现有对称滑块,滑块运动过程中所受压力方向不变,基本呈压力值先增大后减小的半正弦分布;正偏置条件下,滑块所受压力方向存在突变,且随着偏置比增大滑块所受的压力峰值、排液阶段无效力均明显减小,但吸排交替点的突变压力明显上升,存在最优偏置比使综合性能指标最优。基于熵权层次分析法计算最优偏置比为0.2,与进口乳化液泵的偏置比偏差小于10%,该条件下与对称曲柄滑块方案相比,排液阶段滑块最大正压力下降23.1%,传动性能得到有效提升。研究成果为高压大流量乳化液泵传动机构的设计及优化提供理论依据,为促进高端乳化液泵系列化、国产化奠定基础,也为其它类型往复泵的传动系统设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 乳化液泵 传动系统 偏置滑块 熵权层次分析法 多目标优化 综采工作面
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麻地梁煤矿大采高综放工作面主动式超前支护技术应用
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作者 阚磊 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期44-54,共11页
针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部... 针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部裂隙进行观测,结果显示507综放工作面回采巷道顶板浅部存在少量纵向裂隙,其余区域裂隙不发育,表明顶板整体完整性良好,具备实施主动式超前支护的条件。结合上述观测结果,设计锚杆(索)主动式超前支护方案:顶板采用“锚杆+锚索+钢带”联合支护,布置7根左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3根锚索,配合M3型钢带;左帮布置4根全螺纹锚杆;右帮采用4根玻璃钢锚杆。理论计算结果表明,补强锚杆(索)主动式超前支护提升了支护系统强度,满足巷道超前段支护需求。数值模拟结果表明:507综放工作面回采期间,采用原主动式超前液压支架支护方案,超前工作面10 m范围出现明显的应力集中,垂直方向最大应力为4.5 MPa,顶板最大下沉量约为35 mm;超前工作面30 m范围,垂直方向最大应力约为5.5 MPa。采用锚杆(索)补强支护后,巷道垂直应力小幅度下降,巷道垂直应力场分布得到优化;在超前工作面10~30 m范围顶板最大下沉量无明显变化。可见,采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架可满足超前支护要求。工业试验结果表明:补强锚杆(索)受力稳定,约为81 kN;巷道顶底板及两帮最大位移分别为41,37 mm,顶板无离层现象,满足安全生产需求。 展开更多
关键词 大采高综放工作面 主动式超前液压支架支护 补强锚杆(索)主动式超前支护 辅助运输巷顶板下沉量 顶板集中应力
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综放工作面围岩控制与智能化放煤技术现状及展望 被引量:4
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作者 庞义辉 关书方 +2 位作者 姜志刚 白云 李鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期20-27,共8页
分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现... 分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现安全、高效、智能化开采存在的技术难题与工程需求,对综放工作面围岩控制技术、智能化放煤技术进行了研究:构建了坚硬特厚煤层顶煤悬臂梁力学模型,研发了提高顶煤冒放性及放出率关键技术,实现了坚硬特厚煤层超大采高综放开采;研发了单元式超前液压支架顶梁可旋转自复位装置,实现了液压支架顶梁根据巷道顶板倾斜角度自动旋转支护,有效提高了单元式超前液压支架对巷道顶底板的适应性;提出了采用巷道支护液压支架替代传统锚网支护结构的思路,具有支护效率高、成本低、节省工作面超前支护等优点;开发了基于立柱与尾梁千斤顶行程的综放液压支架支护姿态监测装置与算法,提高了液压支架支护姿态解算效率与精度;提出了基于透明地质模型、煤量监测装置与煤矸识别装置融合的智能放煤控制方法,可有效解决多夹矸层特厚顶煤智能化放煤技术难题。提出智能地质保障技术、机器视觉精准测量与智能感知技术、综放工作面设备智能精准自适应控制技术、综放工作面数字孪生技术等是智能化综放开采技术与装备的发展趋势。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 综放工作面 围岩控制 智能化放煤
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