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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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特厚煤层采放协调智能群组放煤工艺模型及关键技术研究
2
作者 李东印 王祖洸 +5 位作者 王伸 李化敏 彭维平 李红斌 张国澎 张旭和 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期22-33,共12页
目的综放开采是特厚煤层安全高效的开采方法,放煤环境复杂多变、采放协调难度大、放煤工艺及参数受控因素多,导致智能化综放开采尤其是智能放煤控制技术发展较为缓慢。针对特厚煤层综放面群组放煤下的智能化放煤控制难题,方法采用理论... 目的综放开采是特厚煤层安全高效的开采方法,放煤环境复杂多变、采放协调难度大、放煤工艺及参数受控因素多,导致智能化综放开采尤其是智能放煤控制技术发展较为缓慢。针对特厚煤层综放面群组放煤下的智能化放煤控制难题,方法采用理论分析、实验室仿真试验、计算机控制软件研发、现场试验与示范等方法,以“智能群组放煤机理-采放协调控制理论及方法-放煤工艺决策模型-放煤软件现场应用”为主线展开深入研究。结果结果表明:提出多放煤口群组协同放煤方法,以连续群组放煤为例,揭示了多放煤口群组协同放煤下的顶煤放出体和煤岩分界面的空间关系;深入剖析综放工作面的采放协调关系及群组放煤逻辑,提出特厚煤层综放面采放协调智能放煤控制理论,构建了综放面采放时间、空间和运能协调控制模型和基于强化学习及隐马尔科夫随机场模型的群组放煤协同控制决策方法,为智能化放煤决策与精准控制提供可靠理论基础;深度融合地质信息与采放工艺参数,建立了综放面多源信息数据库,为智能决策及数字孪生提供数据基础。结论基于群组放煤条件下的采放协调特征,构建了智能放煤决策模型,自主研发智能放煤决策系统(软件),实现了智能放煤工作面年产1500万t。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 智能放煤 采放协调 群组放煤
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综采面终采撤架期防灭火定量化注胶技术研究
3
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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特厚煤层综放工作面底鼓机制及控制技术
4
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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综放工作面过空巷超前支护技术研究与应用 被引量：2
5
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
6
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
7
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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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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综放工作面采动过程顶煤变形与支护
9
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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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
10
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
11
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
12
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
13
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
14
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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综放工作面端头悬空顶煤水力破煤弱化技术
16
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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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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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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煤矿井下非均匀照度图像去噪研究 被引量：4
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作者 张旭辉 麻兵 +2 位作者 杨文娟 董征 李语阳 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-8,共8页
煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像... 煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像去噪算法。首先,将视频截取为图像,判断图像是否需要进行光照抑制,将需要进行光照抑制的RGB图像拆分通道,并计算每个通道的光照调节因子,实现图像的整体光照调节;然后,将未进行整体光照抑制的图像和经整体光照抑制的图像进行反射分量提取,即将输入的图像转换为HSV空间图像,使用单尺度Retinex(SSR)算法对V通道图像中的光照分量进行单独处理,将V分量中的入射分量去除,保留反射分量,并对反射分量使用直方图均衡算法实现光照均衡化处理;最后,使用基于引导滤波的暗通道先验算法对经过光照处理后的图像进行去雾处理,并使用伽马校正函数重新调节亮度不均的图像。主观评价结果表明:提出的煤矿井下非均匀照度图像去噪算法有效抑制了因光照导致整体亮度较高的问题,且由于大雾、粉尘等因素导致图像模糊的部分更加清晰,图像的细节特征更加突出。采用信息熵、均值、标准差、空间频率4种评价指标对提出的算法效果进行客观评价,结果表明,提出的算法在信息熵、均值、标准差、空间频率上较多尺度Retinex(MSR)算法分别平均提升了21.87%,-56.06%,153.43%,294.45%,较基于颜色保持的多尺度视网膜增强(MSRCP)算法分别平均提升了1.18%,-39.56%,33.29%,-4.71%,较带色彩恢复的多尺度视网膜增强(MSRCR)算法分别平均提升了38.06%,-55.27%,462.10%,300.96%,说明提出的算法能更有效地增加图像信息量、抑制光照强度、提升边缘信息及图像清晰度。 展开更多
关键词 综采工作面 煤矿井下图像去噪 非均匀光照 高光抑制 亮度均衡 图像去雾 伽马校正
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