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煤矿微型TBM及其掘进瓦斯治理巷道工程实践
被引量：
9
1
作者
唐彬
唐永志
+6 位作者
赵能
王要平
曹伟
包蓓蓓
王艳国
孙长红
王晓云
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期104-111,共8页
全断面掘进机(TBM)已在煤矿深井岩巷掘进中得到成功应用,其施工安全性好、掘进速度快,可安全高效地施工煤矿瓦斯、水害治理巷道,缓解了煤矿采掘接替失调的问题。为提高TBM在深井煤矿中使用的灵活性,扩大TBM在煤矿深井岩巷掘进中的应用范...
全断面掘进机(TBM)已在煤矿深井岩巷掘进中得到成功应用,其施工安全性好、掘进速度快,可安全高效地施工煤矿瓦斯、水害治理巷道,缓解了煤矿采掘接替失调的问题。为提高TBM在深井煤矿中使用的灵活性,扩大TBM在煤矿深井岩巷掘进中的应用范围,提出了煤矿微型TBM设计原则和技术指标,包括煤矿微型TBM在整机及部件尺寸重量、设备防爆和地层适应性等方面需满足的要求及解决方案。确定了煤矿微型TBM结构型式和主要参数,研发了煤矿微型TBM。系统论证了煤矿微型TBM设备及施工工艺研发中的技术难点与解决方案。针对煤矿微型TBM掘进瓦斯治理巷道工程地质条件,开展不同支护工况下煤矿微型TBM掘进巷道围岩稳定性数值分析。根据数值分析结果,综合考虑支护效果与支护效率,优选巷道支护方案,并开展巷道围岩变形与锚杆轴力现场监测。监测结果表明,巷道掘进后20天内,围岩变形和锚杆轴力增速较快;65天以后,围岩变形趋于停止,锚杆轴力也停止增长。巷道正顶处锚杆轴力略大于肩窝和帮部,巷道围岩整体稳定性较好,所选锚网支护形式可有效控制围岩收敛变形。采用煤矿微型TBM施工煤矿瓦斯治理巷道,锚杆支护施工效率能够理想地匹配煤矿微型TBM的掘进速度,巷道平均月进尺300 m,实现单班最高进尺15 m,圆班最高进尺41.6 m,相比钻爆法掘进效率提高了3~6倍。
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关键词
煤矿
微型全断面掘进机
瓦斯治理巷道
数值模拟
现场监测
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职称材料
TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构足尺试验
被引量：
6
2
作者
唐彬
孙长红
+7 位作者
程桦
王要平
曹伟
张大欢
黄志鸿
刘子默
唐永志
王传兵
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期242-251,共10页
随着全断面掘进机(TBM)在煤矿深井岩巷掘进中的推广应用,不良地层已成为影响TBM掘进煤矿深井岩巷施工安全性和掘进效率的主要因素。为解决TBM在煤矿不良地层中巷道围岩支护困难的问题,提出了TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构,并加工制作...
随着全断面掘进机(TBM)在煤矿深井岩巷掘进中的推广应用,不良地层已成为影响TBM掘进煤矿深井岩巷施工安全性和掘进效率的主要因素。为解决TBM在煤矿不良地层中巷道围岩支护困难的问题,提出了TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构,并加工制作了装配式支护结构足尺模型,使用煤矿井巷支护结构大型试验平台,开展不同侧压系数下的支护结构足尺加载试验;通过拉杆式位移计监测支护结构关键节点位移,采用应变片监测支护结构足尺模型应变分布演化规律,同时搭建足尺模型变形摄影测量监测系统,监测获得足尺模型变形数据;开展侧压系数为λ=1.0和1.5两种加载条件下的装配式支护结构足尺模型均载和非均载试验;试验研究装配式巷道支护结构的变形破坏形态、承载力和应变分布特征,厘定支护结构承载能力的影响因素,揭示支护结构失稳破坏机理;开展支护结构数值试验,获得足尺模型试验中难以监测的轴力、弯矩等参数。结果表明:支护结构在管片接头和跨中首先出现局部失稳,进而导致结构整体失稳;侧压系数λ=1.0和1.5时,支护结构极限承载力分别为3 972.2和2 763.2 kN;随侧压系数提高,支护结构承载力呈指数型下降,结构变形破坏也更为明显;足尺模型试验中支护结构极限承载力略小于数值试验,足尺模型试验和数值试验结果一致性较好;均载试验中,支护结构接头处轴力较大,接头和管片跨中处弯矩较大,弯矩均为正值,而非均载试验中,支护结构轴力略有降低,弯矩值正负皆有,且弯矩值高于均载试验值。
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关键词
全断面掘进机
煤矿巷道
支护结构
足尺试验
数值分析
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职称材料
煤矿井下机械动筛跳汰机模糊逻辑控制
被引量：
3
3
作者
曹伟
商德勇
+1 位作者
项庆欢
范迅
《矿业科学学报》
2018年第6期568-574,共7页
煤矿井下排矸和采空区充填技术是实现绿色开采的有效途径,机械动筛跳汰机作为井下原煤初选排矸系统的核心设备,其排矸控制系统的性能对提高煤矸分选效率至关重要。针对目前井下动筛跳汰机分选控制系统非线性、时变不确定性和纯滞后性等...
煤矿井下排矸和采空区充填技术是实现绿色开采的有效途径,机械动筛跳汰机作为井下原煤初选排矸系统的核心设备,其排矸控制系统的性能对提高煤矸分选效率至关重要。针对目前井下动筛跳汰机分选控制系统非线性、时变不确定性和纯滞后性等特点,对跳汰机控制系统进行了模糊逻辑控制设计,实现了排矸电动机转速的模糊化控制。在唐山矿进行了工业性试验,得到了3种工况下动筛内矸石量及排矸电机频率输出曲线变化规律。试验结果表明,使用模糊逻辑控制的排矸系统矸石层更加稳定,避免了破坏矸石层结构,提高了煤矸分选效率,达到了理想的排矸效果。
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关键词
井下排矸
振动筛
跳汰机
模糊逻辑控制
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职称材料
题名
煤矿微型TBM及其掘进瓦斯治理巷道工程实践
被引量：
9
1
作者
唐彬
唐永志
赵能
王要平
曹伟
包蓓蓓
王艳国
孙长红
王晓云
机构
安徽理工大学土木建筑学院
安徽理工大学
淮南矿业(集团)
有限
责任
公司
沈阳天安科技股份有限公司
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期104-111,共8页
基金
国家科技重大专项资助项目(2016ZX05068)
国家自然科学基金资助项目(51804006)
安徽省自然科学基金面上资助项目(2208085ME118)
文摘
全断面掘进机(TBM)已在煤矿深井岩巷掘进中得到成功应用,其施工安全性好、掘进速度快,可安全高效地施工煤矿瓦斯、水害治理巷道,缓解了煤矿采掘接替失调的问题。为提高TBM在深井煤矿中使用的灵活性,扩大TBM在煤矿深井岩巷掘进中的应用范围,提出了煤矿微型TBM设计原则和技术指标,包括煤矿微型TBM在整机及部件尺寸重量、设备防爆和地层适应性等方面需满足的要求及解决方案。确定了煤矿微型TBM结构型式和主要参数,研发了煤矿微型TBM。系统论证了煤矿微型TBM设备及施工工艺研发中的技术难点与解决方案。针对煤矿微型TBM掘进瓦斯治理巷道工程地质条件,开展不同支护工况下煤矿微型TBM掘进巷道围岩稳定性数值分析。根据数值分析结果,综合考虑支护效果与支护效率,优选巷道支护方案,并开展巷道围岩变形与锚杆轴力现场监测。监测结果表明,巷道掘进后20天内,围岩变形和锚杆轴力增速较快;65天以后,围岩变形趋于停止,锚杆轴力也停止增长。巷道正顶处锚杆轴力略大于肩窝和帮部,巷道围岩整体稳定性较好,所选锚网支护形式可有效控制围岩收敛变形。采用煤矿微型TBM施工煤矿瓦斯治理巷道,锚杆支护施工效率能够理想地匹配煤矿微型TBM的掘进速度,巷道平均月进尺300 m,实现单班最高进尺15 m,圆班最高进尺41.6 m,相比钻爆法掘进效率提高了3~6倍。
关键词
煤矿
微型全断面掘进机
瓦斯治理巷道
数值模拟
现场监测
Keywords
coal mine
micro TBM
coal seam gases drainage roadway
numerical simulation
in-situ monitoring
分类号
TD263 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构足尺试验
被引量：
6
2
作者
唐彬
孙长红
程桦
王要平
曹伟
张大欢
黄志鸿
刘子默
唐永志
王传兵
机构
安徽理工大学土木建筑学院
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室
淮南矿业(集团)
有限
责任
公司
沈阳天安科技股份有限公司
出处
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期242-251,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51804006)
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室自主课题项目(SKLMRDPC20ZZ04)
建筑结构与地下工程安徽省重点实验室开放基金项目(KLBSUE–2020–02)。
文摘
随着全断面掘进机(TBM)在煤矿深井岩巷掘进中的推广应用,不良地层已成为影响TBM掘进煤矿深井岩巷施工安全性和掘进效率的主要因素。为解决TBM在煤矿不良地层中巷道围岩支护困难的问题,提出了TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构,并加工制作了装配式支护结构足尺模型,使用煤矿井巷支护结构大型试验平台,开展不同侧压系数下的支护结构足尺加载试验;通过拉杆式位移计监测支护结构关键节点位移,采用应变片监测支护结构足尺模型应变分布演化规律,同时搭建足尺模型变形摄影测量监测系统,监测获得足尺模型变形数据;开展侧压系数为λ=1.0和1.5两种加载条件下的装配式支护结构足尺模型均载和非均载试验;试验研究装配式巷道支护结构的变形破坏形态、承载力和应变分布特征,厘定支护结构承载能力的影响因素,揭示支护结构失稳破坏机理;开展支护结构数值试验,获得足尺模型试验中难以监测的轴力、弯矩等参数。结果表明:支护结构在管片接头和跨中首先出现局部失稳,进而导致结构整体失稳;侧压系数λ=1.0和1.5时,支护结构极限承载力分别为3 972.2和2 763.2 kN;随侧压系数提高,支护结构承载力呈指数型下降,结构变形破坏也更为明显;足尺模型试验中支护结构极限承载力略小于数值试验,足尺模型试验和数值试验结果一致性较好;均载试验中,支护结构接头处轴力较大,接头和管片跨中处弯矩较大,弯矩均为正值,而非均载试验中,支护结构轴力略有降低,弯矩值正负皆有,且弯矩值高于均载试验值。
关键词
全断面掘进机
煤矿巷道
支护结构
足尺试验
数值分析
Keywords
tunnel boring machine
coal mine roadways
support structure
full-scale test
numerical analysis
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
煤矿井下机械动筛跳汰机模糊逻辑控制
被引量：
3
3
作者
曹伟
商德勇
项庆欢
范迅
机构
中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院
沈阳天安科技股份有限公司
出处
《矿业科学学报》
2018年第6期568-574,共7页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金(2011YJ01)
文摘
煤矿井下排矸和采空区充填技术是实现绿色开采的有效途径,机械动筛跳汰机作为井下原煤初选排矸系统的核心设备,其排矸控制系统的性能对提高煤矸分选效率至关重要。针对目前井下动筛跳汰机分选控制系统非线性、时变不确定性和纯滞后性等特点,对跳汰机控制系统进行了模糊逻辑控制设计,实现了排矸电动机转速的模糊化控制。在唐山矿进行了工业性试验,得到了3种工况下动筛内矸石量及排矸电机频率输出曲线变化规律。试验结果表明,使用模糊逻辑控制的排矸系统矸石层更加稳定,避免了破坏矸石层结构,提高了煤矸分选效率,达到了理想的排矸效果。
关键词
井下排矸
振动筛
跳汰机
模糊逻辑控制
Keywords
underground gangue discharge
vibrating screen
jigger
fuzzy logic control
分类号
TD94 [矿业工程—选矿]
TD45 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤矿微型TBM及其掘进瓦斯治理巷道工程实践
唐彬
唐永志
赵能
王要平
曹伟
包蓓蓓
王艳国
孙长红
王晓云
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
9
在线阅读
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职称材料
2
TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构足尺试验
唐彬
孙长红
程桦
王要平
曹伟
张大欢
黄志鸿
刘子默
唐永志
王传兵
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2023
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
煤矿井下机械动筛跳汰机模糊逻辑控制
曹伟
商德勇
项庆欢
范迅
《矿业科学学报》
2018
3
在线阅读
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职称材料
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