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基于倾角效应的“支架-围岩”数字孪生模拟试验平台研制与测试 被引量:1
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作者 解盘石 张颖异 +7 位作者 伍永平 杜玉乾 杨航 黄宝发 林伟典 易磊磊 徐辉 冯春 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2837-2852,共16页
液压支架与围岩两者间的稳定性关系是长壁工作面开采及其智能化研究的重难点内容之一。大倾角、急倾斜煤层赋存条件复杂,“支架-围岩”稳定性控制难度大,严重制约了该类复杂难采煤层矿井的安全智能开采。为此,在实验室环境下研制了三维... 液压支架与围岩两者间的稳定性关系是长壁工作面开采及其智能化研究的重难点内容之一。大倾角、急倾斜煤层赋存条件复杂,“支架-围岩”稳定性控制难度大,严重制约了该类复杂难采煤层矿井的安全智能开采。为此,在实验室环境下研制了三维大比例模拟试验平台与配套试验液压支架,可最大程度模拟复杂难采煤层工作面的开采环境,工作面“支架-围岩”系统耦合控制、顶板周期来压及冲击来压效果。基于数字孪生技术,构建了“支架-围岩”试验平台孪生系统,可实现对物理空间模拟试验工作面“支架-围岩”系统的精确感知与高效仿真。开展了试验平台性能、异型液压支架研发支撑、“支架-围岩”试验平台孪生系统优化等一系列测试试验,确定了试验平台整体结构的稳定性和性能的可靠性、孪生系统的实用性和准确性,体现了试验平台的多功能性。基于测试试验,发现工作面顶板来压期间,支架在倾角效应下易发生侧向偏转失稳,支架间侧向挤压加剧;工作面顶板、支架、煤壁及底板组成的“支架-围岩”系统是协同承载体,四者任何环节变化都会影响整体的稳定性,也会加剧另外环节的破坏。针对性提出采取液压支架防倒滑装置、加强围岩控制和实时监测预警3项改进措施,来提升复杂煤层工作面“支架-围岩”系统的整体稳定性。 展开更多
关键词 数字孪生 支架-围岩 倾角效应 大比例模拟试验平台 智能化 大倾角煤层
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我国大倾角煤层开采技术变革与展望 被引量:14
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作者 伍永平 郎丁 +14 位作者 贠东风 解盘石 王红伟 高喜才 罗生虎 曾佑富 吕文玉 张艳丽 胡博胜 皇甫靖宇 周邦远 黄国春 王丽 李俊明 刘斌 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期25-51,共27页
大倾角煤层是我国煤炭资源的主要赋存样式之一。在地域分布上呈现出广泛性与区域性,据不完全统计,全国25个省、自治区、直辖市均涉及该类煤层开采,在中西部地区储量丰富、产量大、生产集中程度高。在赋存条件上呈现出多样性与复杂性,不... 大倾角煤层是我国煤炭资源的主要赋存样式之一。在地域分布上呈现出广泛性与区域性,据不完全统计,全国25个省、自治区、直辖市均涉及该类煤层开采,在中西部地区储量丰富、产量大、生产集中程度高。在赋存条件上呈现出多样性与复杂性,不同区域成煤时期不一,构造控煤过程迥异,形成了多样且复杂的开采条件,催生了不同的开采技术要求。大倾角煤层开采的技术难度大。煤层倾角导致采场围岩运动破坏呈现非对称性显现特征,支护系统稳定性控制与“三机”配套与协同、采准巷道布置与支护、工作面“人-机”环境安全保障等工作的难度显著加剧,严重制约了矿井安全高效开采。大倾角煤层开采的区域经济需求强,该类煤层赋存与生产较集中的区域多见以煤炭工业为主的资源型城市,经济结构相对单一,煤炭资源安全高效开发利用对区域能源保供、民生保障、经济保稳具有兜底作用。长期以来,大倾角煤层开采技术变革聚焦于解决“难”与“需”的矛盾,在采煤方法与工艺、岩层控制理论与技术、成套装备研制与应用3个方面不断完善、创新、发展,实现了由非机械化向机械化开采的转变,安全产效水平大幅提升,人员劳动强度大幅下降,作业环境显著改善。20世纪90年代中期,川煤集团绿水洞煤矿首次成功实现了大倾角中厚煤层长壁综采,冲破了大倾角煤层机械化开采技术“禁区”。在此示范作用下,大倾角厚煤层长壁综放开采、大采高综采、薄煤层伪俯斜长壁综采三项首创性工程实践先后取得成功。这一过程中创新了工作面非线性限位布置与调斜方式,确立了“支架-围岩”系统稳定性多维交互控制模式,研发了工作面成套装备,取得良好收效,综合机械化开采技术适用范围进一步拓宽。与此同时,大倾角煤层开采仍存在许多亟待突破的关键科学问题与技术瓶颈,导致自动化、智能化水平提升与近水平/缓倾斜煤层相较仍存在较大差距。需进一步强化倾斜层状煤系地层煤岩体采动力学行为研究,揭示其对采场围岩灾变的控制机制,并实现量化表征;需进一步阐明岩体承载结构-采场装备群组系统间的多维动态作用过程与规律,完善装备与围岩多维动态多目标协同控制理论与技术基础,实现技术转化应用。在科学问题取得突破的基础上进行采煤方法、回采工艺、岩层控制、成套装备的系统性技术创新与研发,破解大倾角煤层开采安全-产效双提升的制约技术瓶颈,使大倾角煤层综合机械化开采倾角上限在有可靠技术保障的前提下向上延伸(扩展),为实现自动化、智能化开采奠定基础。 展开更多
关键词 大倾角煤层 机械化开采 岩层控制 技术变革
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急倾斜大采高综采工作面沿空留巷技术研究 被引量:1
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作者 李腾 姜永东 +3 位作者 刘华君 邹勇 桂涛 陈飞 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期1-9,共9页
针对急倾斜大采高综采工作面沿空留巷矿压显现剧烈,支护困难等问题,以川煤石洞沟煤矿31111综采工作面为工程背景,采用理论分析、现场监测,得到了31111综采工作面周期来压步距约16.4m,煤壁前方支承压力影响范围约40m,明确了31111机巷超... 针对急倾斜大采高综采工作面沿空留巷矿压显现剧烈,支护困难等问题,以川煤石洞沟煤矿31111综采工作面为工程背景,采用理论分析、现场监测,得到了31111综采工作面周期来压步距约16.4m,煤壁前方支承压力影响范围约40m,明确了31111机巷超前支护距离;结合微震监测三维定位技术,得到了31111综采工作面“三区”(煤壁支承压力影响区约40m,离层区122~144m)和“三带”(顶板垮落带0~2m、裂隙带2~30m、弯曲下沉带30~96m)范围,揭示了急倾斜大采高岩层周期性破断规律及“厂”型移动拱特征,为后续来压预测预报,实施沿空留巷提供数据支撑。基于回采过程中巷道围岩变形及压力分布规律,提出在非断层带采用弓型柔性掩护支架+锚网索联合支护的沿空留巷方法,断层带采用弓型柔性掩护支架+锚网索+矸石胶结充填联合支护的沿空留巷方法。现场工程实践表明,该方法刚柔并举,对采空区垮落矸石有良好的支撑、掩护作用,保障了沿空留巷安全,实现矿山无煤柱安全经济开采。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 大采高 矿山压力与控制 沿空留巷 综采
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复合顶板薄及中厚煤层智能超前支护系统研制及应用 被引量:17
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作者 高喜才 王琪 +4 位作者 范凯 肖前昌 胡彬 王灿华 黎亮 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第2期55-62,共8页
针对龙滩煤矿复合顶板薄及中厚煤层传统超前支架存在顶板破碎严重、空间位置受限、推移困难、劳动强度大的问题,从巷道围岩控制和超前支架快速推进角度出发提出设计原则,运用理论计算和结构设计方法,研发了一种由8架超前支架和2架端头... 针对龙滩煤矿复合顶板薄及中厚煤层传统超前支架存在顶板破碎严重、空间位置受限、推移困难、劳动强度大的问题,从巷道围岩控制和超前支架快速推进角度出发提出设计原则,运用理论计算和结构设计方法,研发了一种由8架超前支架和2架端头支架组成的轻型横向自移式超前液压支护系统。龙滩煤矿3124S工作面现场应用效果表明:超前支架组架间留空按800 mm布置,推移1个超前支架,顶板所受支撑破坏减少2次,保证了顶板的稳定性;结构紧凑的超前支护系统有效解决了薄-中厚煤层设备配套空间布置不合理的问题;整体式底座配合双推移千斤顶在双抵帮装置协助下确保超前支架顺利协调前移,大幅减少了停机时间,工作面推进速度提升15%~20%;配套视频监控系统、控制系统、传感系统,实现集控中心对超前支架系统的远程控制和人工干预,大幅降低了工人劳动强度,每班超前维护人员减少67%。新型超前支护系统的应用为智能化综采工作面安全高效生产提供了保障。 展开更多
关键词 薄及中厚煤层 复合顶板 超前支护系统 智能化控制
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薄煤层大倾角综采工作面采煤机关键技术应用研究 被引量:11
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作者 李加林 李强 +2 位作者 黎亮 蒲海峰 白虎 《煤矿开采》 北大核心 2013年第6期43-45,共3页
分析了采煤机在薄煤层大倾角综采工作面的应用条件,结合薄煤层采煤机和大倾角采煤机的技术特点,研制出一种能适应薄煤层大倾角工作面的采煤机。详细介绍了MG200/495-QWD型采煤机关键技术在薄煤层大倾角综采工作面的应用。
关键词 薄煤层 大倾角 采煤机
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急倾斜采煤机润滑与防滑系统的研究设计 被引量:8
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作者 白虎 蒲海峰 +4 位作者 王小虎 周邦远 王丽 李强 黎亮 《煤矿开采》 北大核心 2013年第5期41-43,共3页
针对急倾斜采煤机所遇到的润滑难题和必须有可靠的防滑系统的需求,分析了现有急倾斜采煤机润滑和防滑系统的不足,提供一种急倾斜采煤机强制润滑系统和二级防滑装置,实现急倾斜采煤机摇臂"输液式"循环润滑,有效地防止了急倾斜... 针对急倾斜采煤机所遇到的润滑难题和必须有可靠的防滑系统的需求,分析了现有急倾斜采煤机润滑和防滑系统的不足,提供一种急倾斜采煤机强制润滑系统和二级防滑装置,实现急倾斜采煤机摇臂"输液式"循环润滑,有效地防止了急倾斜采煤机因牵引电机、齿轮或齿轮轴在工作状态下突然损坏而导致的"跑车"事故,介绍了目前相关技术情况、工作原理、结构及应用情况。 展开更多
关键词 急倾斜采煤机 润滑 二级防滑
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智能矿用防爆开关及抗干扰技术研究应用 被引量:1
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作者 黎亮 刘中元 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第S1期121-123,共3页
针对矿用防爆开关抗干扰水平差的问题进行了分析和探讨,详细介绍了在抗干扰技术应注意的问题和关键技术应用,以及抗干扰智能防爆开关在煤矿变频干扰系统中的实际应用情况。
关键词 防爆开关 智能 抗干扰 煤矿
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SGD396/15巷道浮煤回收装置的研制与应用
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作者 白虎 周邦远 +4 位作者 王丽 沈节 李强 黎亮 蒲海峰 《煤矿开采》 北大核心 2012年第6期38-39,64,共3页
介绍了SGD396/15巷道浮煤回收装置的工作原理、结构及在广能集团李子垭煤矿的实际应用效果,对巷道浮煤的清理有一定借鉴作用。
关键词 浮煤回收装置 端头支架 弧形刮板机
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李子垭煤矿薄煤层综采成套技术研究及展望 被引量:3
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作者 白虎 王丽 李红梅 《煤矿开采》 北大核心 2015年第1期45-47,共3页
针对李子垭煤矿下分层薄煤层工作面狭小的开采空间、恶劣的地质条件等实际情况,指出了薄煤层综合机械化开采的技术难点,提出了解决方案。介绍了李子垭薄煤层工作面综采设备特征、开采工艺、应用成果及展望。
关键词 薄煤层 综采 设备特征 开采工艺
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