随钻钻进参数优化下煤体原位应力响应特征解析

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作者 张琨 王珂 +5 位作者 任建喜 冯上鑫 常鹏博 赵玉桃 苗彦平 胡俭 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期213-222,共10页

【背景】井下煤体应力空间分布状况是影响矿井安全生产和采掘工艺优化的重要因素之一,实现煤体应力定量且超前的原位预测,对于精准调控井下应力场、划分冲击危险区域意义重大。【方法】利用自主研发的随钻监测系统,开展不同钻进工况条... 【背景】井下煤体应力空间分布状况是影响矿井安全生产和采掘工艺优化的重要因素之一,实现煤体应力定量且超前的原位预测,对于精准调控井下应力场、划分冲击危险区域意义重大。【方法】利用自主研发的随钻监测系统,开展不同钻进工况条件下的煤岩钻孔室内试验,探究不同应力条件下钻进工况对钻进参数(扭矩、钻进位移)的作用规律,进而提出基于钻进参数的煤体应力测定方法,并开展了井下原位工程应用实践。【结果和结论】结果表明:(1)在钻进过程中,随钻监测系统可在干扰钻进工艺下实时监测钻进参数。钻进过程中钻进速度与钻压呈负相关关系,与扭矩呈正相关关系。(2)构建的钻进指标与煤体应力大小的函数关系拟合效果良好,拟合度达R^(2)=0.92。(3)井下原位工程验证发现,基于钻进参数煤体应力预测值和煤体应力实际值平均差异率小于10%,具有较好的一致性。该研究验证了基于钻进参数测定煤体应力的可靠性,也为实现煤体应力原位数字钻探技术提供了科学参考。 展开更多

关键词 随钻测试 钻进参数 煤体原位应力 响应特征

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焦坪矿区巷道稳定性聚类分析及工程应用

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作者 于远祥 刘路远 +2 位作者 贺恒炜 霍小泉 岳东 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2034-2048,共15页

针对目前煤矿巷道围岩支护方案及其参数设计的盲目性,为提高巷道围岩支护效果,满足矿井安全高效生产要求,以焦坪矿区为工程背景,选取顶板强度、煤帮强度、底板强度、基本顶来压当量、回采扰动、巷道埋深、护巷煤柱宽度、跨高比、顶高比... 针对目前煤矿巷道围岩支护方案及其参数设计的盲目性,为提高巷道围岩支护效果,满足矿井安全高效生产要求,以焦坪矿区为工程背景,选取顶板强度、煤帮强度、底板强度、基本顶来压当量、回采扰动、巷道埋深、护巷煤柱宽度、跨高比、顶高比以及最大水平主应力作为巷道稳定性主控指标,选取16条典型巷道及硐室作为样本,基于层次分析法确定了10个分类指标的权重。在此基础上,对样本巷道稳定性进行了聚类分析,依据F-统计量法选取最优分类数,将样本巷道划分为非常稳定、稳定、基本稳定、不稳定和极不稳定5大类,进而构建了焦坪矿区巷道稳定性的聚类中心。最后,基于上述理论对玉华矿2407回风顺槽围岩稳定性进行了预测,并提出了针对性支护对策及其参数。结果表明,2407回风顺槽稳定性分类结果符合现场工程实际,围岩变形控制效果良好,为工作面安全高效生产提供了有力保障。 展开更多

关键词 煤矿巷道 聚类分析 稳定性分类 支护对策 工程应用

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分布式温度监测系统在煤自燃预警中的应用 被引量：11

3

作者 朱兴攀 许敏 +1 位作者 王鹏 黄克军 《煤炭工程》 北大核心 2019年第10期24-27,共4页

综采放顶煤工艺开采的易自燃煤层具有推进速度相对较慢,采空区一次冒落空间大,整体漏风严重,浮煤遗留多等特点,易造成煤自燃灾害发生。为有效实现开采过程中煤自燃监测,提高煤自燃预警效果,研制出XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统,... 综采放顶煤工艺开采的易自燃煤层具有推进速度相对较慢,采空区一次冒落空间大,整体漏风严重,浮煤遗留多等特点,易造成煤自燃灾害发生。为有效实现开采过程中煤自燃监测,提高煤自燃预警效果,研制出XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统,进行柴家沟煤矿42223工作面现场应用。通过对初采阶段、回采期间、末采及回撤期间温度与CO监测数据分析,得出了XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统能够实现采空区温度连续监测、且定位准确、可靠性强,对煤自然发火状态能做到精准辨识。 展开更多

关键词 煤自然发火 采空区 分布式温度监测 指标气体

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考虑煤岩体成拱效应的工作面区段煤柱合理尺寸研究 被引量：7

4

作者 谷拴成 张志飞 +2 位作者 杨超凡 袁增云 霍小泉 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期77-83,共7页

为研究综采工作面面间煤柱留设宽度及加固范围,以陕西铜川玉华煤矿一采区为工程背景,首先建立采空区上覆岩土体自重荷载向煤柱传递的传力拱模型,通过求解传力拱模型,对采空区上覆岩土体荷载向煤柱的传递机理进行分析研究。再结合极限平... 为研究综采工作面面间煤柱留设宽度及加固范围,以陕西铜川玉华煤矿一采区为工程背景,首先建立采空区上覆岩土体自重荷载向煤柱传递的传力拱模型,通过求解传力拱模型,对采空区上覆岩土体荷载向煤柱的传递机理进行分析研究。再结合极限平衡理论与刚塑性理论,给出煤柱最小留设宽度与煤帮加固范围计算式。进一步对传力拱影响范围的各参数进行分析,结果表明:当开采宽度小于临界值,煤柱留设宽度随工作面埋深、工作面倾向长度增大而增大,随顶板材料黏聚力、内摩擦角的增大而减小;开采宽度超过临界值时,作用在煤柱上的荷载发生绕流现象。最后根据研究结果进行工程验证,巷道表面位移观测结果说明所设计的煤柱尺寸合理可靠。研究结果对类似开采条件下的区段煤柱宽度确定具有参考意义。 展开更多

关键词 成拱效应 煤柱 塑性区 绕流 采空区

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基于XGBoost的采煤机健康状态评估方法研究 被引量：10

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作者 曹现刚 陈瑞昊 +2 位作者 李彦川 伍宇泽 岳东 《煤炭工程》 北大核心 2022年第5期175-181,共7页

针对采煤机状态监测参数存在冗余性和数据类别不平衡等问题,在选取采煤机状态指标数据的基础上引入XGBoost集成学习算法对采煤机健康状态进行评估。首先,选择综合相关系数,即Spearman相关系数和Person相关系数进行综合用于表征采煤机状... 针对采煤机状态监测参数存在冗余性和数据类别不平衡等问题,在选取采煤机状态指标数据的基础上引入XGBoost集成学习算法对采煤机健康状态进行评估。首先,选择综合相关系数,即Spearman相关系数和Person相关系数进行综合用于表征采煤机状态数据变量间的相关关系,通过计算状态参数间的相关系数筛选出采煤机健康状态评估指标;根据专家经验对采煤机状态量进行等级划分,建立训练样本。整个样本采用XGBoost集成学习算法训练,通过交叉验证法选择合适参数,建立最优模型。最后,根据采煤机实例数据集进行模型验证和分析。实验结果表明:基于XGBoost的采煤机健康状态评估方法平均准确率可达98.50%,能有效解决数据集的不平衡问题和状态评估难题。 展开更多

关键词 采煤机 相关系数 XGBoost 状态评估

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玉华煤矿综采工作面面间煤柱合理尺寸研究 被引量：6

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作者 谷拴成 张志飞 +2 位作者 杨超凡 袁增云 霍小泉 《中国矿业》 2022年第3期81-87,共7页

合理尺寸的煤柱既可以保证巷道的稳定性,也可以提高煤炭的回收率。本文以铜川玉华煤矿为背景,通过应力动态监测、理论推导与工程验证相结合的方法确定区段煤柱合理留设宽度。通过对2410工作面进行应力监测,发现相较于采空区侧煤柱,实体... 合理尺寸的煤柱既可以保证巷道的稳定性,也可以提高煤炭的回收率。本文以铜川玉华煤矿为背景,通过应力动态监测、理论推导与工程验证相结合的方法确定区段煤柱合理留设宽度。通过对2410工作面进行应力监测,发现相较于采空区侧煤柱,实体煤的承载能力较高,应力增量较大,在采动影响下应力峰值向深部转移时间晚。为进一步确定煤柱具体留设宽度,考虑工作面开采后煤岩体垮落的成拱效应,建立上覆岩体向煤柱传递荷载的传力拱模型,对煤柱支承压力分布规律进行研究,在明确荷载传递机理与煤柱受力后,结合极限平衡理论与刚塑性理论,得出综采工作面面间煤柱的合理留设宽度和煤帮加固范围。根据研究成果进行工程验证,巷道表面位移观测结果说明所设计的煤柱尺寸合理可靠。该研究结果对类似开采条件下的区段煤柱宽度确定具有参考意义。 展开更多

关键词 煤柱宽度 采空区 应力转移 成拱效应 塑性区

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静载下含预制裂隙煤岩力学特性及破坏特征试验研究 被引量：2

7

作者 任建喜 谷禹 +3 位作者 贾龚杰 王晓琳 岳东 霍小泉 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1854-1862,共9页

含预制裂隙的煤岩,在外载荷作用下具有与完整煤岩不同的力学特性及破坏特征。采用金刚石线切割法对完整煤岩试样进行不同倾角(30°、45°、60°)的三维宏观裂隙预制,通过单轴与三轴压缩试验,结合声发射监测手段,进行裂隙煤... 含预制裂隙的煤岩,在外载荷作用下具有与完整煤岩不同的力学特性及破坏特征。采用金刚石线切割法对完整煤岩试样进行不同倾角(30°、45°、60°)的三维宏观裂隙预制,通过单轴与三轴压缩试验,结合声发射监测手段,进行裂隙煤岩在不同加载条件下的强度、变形、破坏模式、裂隙扩展规律和声发射特征的研究,探究具有冲击倾向性裂隙煤岩失稳破坏的规律。结果表明:完整煤岩强度、弹性模量与围压具有良好的线性关系,围压从0~16 MPa,强度提升了400%,其破坏模式为剪切破坏,剪切角度呈增大趋势。预制裂隙的存在降低煤岩强度,30°、45°、60°裂隙煤岩强度分别降低了13%、24%、37%,破坏时由裂隙尖端扩展翼型新裂隙,新裂隙沿最大主应力方向扩展与预制裂隙汇合贯通,煤岩发生失稳破坏。裂隙煤岩在围压增大到一定水平时发生“逆围压效应”,即围压越大,强度劣化越明显,当围压达到8 MPa, 3种裂隙煤岩强度均降低了200%。完整煤岩在破坏阶段声发射强度达到极值,裂隙煤岩因裂隙扩展发育在各阶段会产生声发射信号激增点,可根据此判断裂隙煤岩的破坏程度及所处应力状态。 展开更多

关键词 裂隙煤岩 冲击失稳 力学特性 破坏特征 试验研究

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煤矿隐患排查信息管理系统研究现状与展望 被引量：12

8

作者 张俭让 黄玉鑫 +2 位作者 闫振国 张磊 霍小泉 《工矿自动化》 北大核心 2019年第11期55-58,80,共5页

总结了煤矿事故隐患的分类与整改方式。从技术支撑体系、信息采集方式、功能模块3个方面阐述了煤矿隐患排查信息管理系统的研究现状,指出现有煤矿隐患排查信息管理系统存在缺少对事故隐患采集信息准确性、时效性的保障功能和对应急响应... 总结了煤矿事故隐患的分类与整改方式。从技术支撑体系、信息采集方式、功能模块3个方面阐述了煤矿隐患排查信息管理系统的研究现状,指出现有煤矿隐患排查信息管理系统存在缺少对事故隐患采集信息准确性、时效性的保障功能和对应急响应的信息化支持,无法做到多终端关联互动等问题。从技术和功能2个方面展望了系统发展方向:技术方面,对煤矿事故隐患信息进行多维分析与展示、建立多智能终端与PC端关联互动的互联网+协同信息处理模式、采用微服务架构设计;功能方面,提供组群、定制信息推送、职业技能线上学习功能,将关键功能延伸至手机端。 展开更多

关键词 煤矿事故隐患 事故隐患排查 隐患排查信息管理 事故隐患分类 应急响应 协同信息处理

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基于知识图谱的采煤机智能维护知识库构建 被引量：7

9

作者 王岩 曹现刚 +3 位作者 张旭辉 樊红卫 段雍 霍小泉 《工矿自动化》 北大核心 2021年第7期29-36,共8页

为了满足采煤机元部件级故障源精确定位需求,提升综采工作面开采效率和安全可控性,将知识图谱技术引入采煤机故障检修知识的动态建模、形式化存储及智能交互过程,构建了基于知识图谱的采煤机智能维护知识库。从采煤机的硬件拓扑、故障... 为了满足采煤机元部件级故障源精确定位需求,提升综采工作面开采效率和安全可控性,将知识图谱技术引入采煤机故障检修知识的动态建模、形式化存储及智能交互过程,构建了基于知识图谱的采煤机智能维护知识库。从采煤机的硬件拓扑、故障检修、传感监测等方面,规范了相关术语与命名结构;定义并抽取了采煤机智能维护知识图谱的实体、关系与属性,建立了包含整机、部件、子部件、元件和零件5类实体的硬件拓扑网络子图,包含故障类型、位置、现象、原因、解决方法5类实体的故障检修网络子图,包含传感器、监测位置2类实体的传感监测网络子图;通过实体消岐与共指消解过程合并硬件拓扑、故障检修和传感监测3个网络子图,从而形成采煤机智能维护知识网络图,并通过对网络节点之间的相互作用关系进行形式化描述来表达智能维护知识;采用Neo4j,Py2neo等技术,搭建了一个可实现动态交互的采煤机智能维护知识库原型系统,初步实现了故障信息检索、技术指导等功能。 展开更多

关键词 采煤机 故障检修 故障源精确定位 智能维护 知识库 知识图谱 动态交互

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新型壁挂式煤仓设计及施工技术 被引量：5

10

作者 王兴开 霍小泉 +2 位作者 谢文兵 臧龙 张乾龙 《煤炭工程》 北大核心 2016年第11期15-17,共3页

为解决下石节煤矿214煤仓装载硐室底板遇水强烈膨胀而多次失稳破坏的难题,设计了新型壁挂式煤仓。该煤仓采用工字钢托梁、工字钢仓体托架及其固定锚索、自锁承重锚索等构建煤仓自承载系统,利用煤仓围岩承担煤仓的全部重量,去掉了煤仓下... 为解决下石节煤矿214煤仓装载硐室底板遇水强烈膨胀而多次失稳破坏的难题,设计了新型壁挂式煤仓。该煤仓采用工字钢托梁、工字钢仓体托架及其固定锚索、自锁承重锚索等构建煤仓自承载系统,利用煤仓围岩承担煤仓的全部重量,去掉了煤仓下口给煤硐室承载结构。同时,采用了电渣压力焊、高强抗冲击耐磨材料等先进工艺和新材料,提高了壁挂式煤仓整体工艺水平,缩短了煤仓的建设时间,减少了给煤硐室的建设与维护费用。现场实践表明,新型煤仓稳定可靠,技术经济效益良好,在类似的地质条件下具有很好的推广应用价值。 展开更多

关键词 给煤硐室 底鼓 壁挂式煤仓 自承载系统

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高硫煤层自然发火防治技术综述 被引量：6

11

作者 徐长富 张勋 张帅 《中国矿业》 北大核心 2019年第8期165-169,共5页

为解决高硫煤层自然发火频发问题,分析了井下多元硫化物产生原因以及对煤自然发火的影响,结合硫化物燃点和煤氧化升温进程,划分了含硫煤自燃的3个阶段,确定了不同硫化物煤层自燃综合防治技术。结果表明:高硫煤自燃主要是由硫化物自燃引... 为解决高硫煤层自然发火频发问题,分析了井下多元硫化物产生原因以及对煤自然发火的影响,结合硫化物燃点和煤氧化升温进程,划分了含硫煤自燃的3个阶段,确定了不同硫化物煤层自燃综合防治技术。结果表明:高硫煤自燃主要是由硫化物自燃引起的,可靠的预测预报应以硫化物的燃点为基准;含FeS2煤层防灭火要尽量控制周围环境的干燥度或压注以石灰石、水玻璃为主料的阻化剂;含FeS煤层防灭火要及时回收金属制品,并加强井上、井下联合堵漏;含H2S煤层采用“稀释、喷、注”的方法。研究结果对高硫煤层防灭火具有重要指导意义。 展开更多

关键词 高硫煤 自燃阶段 凝胶阻化剂 堵漏风

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基于气水雾化的采煤工作面多尘源联控降尘技术研究 被引量：16

12

作者 司俊鸿 邵意添 +3 位作者 霍小泉 赵法森 侯佳音 李泽荃 《煤炭工程》 北大核心 2021年第12期82-86,共5页

针对采煤工作面产尘点多、粉尘浓度高、作业环境差等问题,采用质量法实测并分析了采煤工作面沿程粉尘扩散及采煤机区域粉尘浓度分布规律。在气水雾化技术研究的基础上,以采煤机高效气水雾化外喷雾为主要降尘措施,以转载破碎机防尘和巷... 针对采煤工作面产尘点多、粉尘浓度高、作业环境差等问题,采用质量法实测并分析了采煤工作面沿程粉尘扩散及采煤机区域粉尘浓度分布规律。在气水雾化技术研究的基础上,以采煤机高效气水雾化外喷雾为主要降尘措施,以转载破碎机防尘和巷道全断面气水雾捕尘为辅助降尘措施,提出了基于气水雾化的采煤工作面多尘源联控降尘技术,研制了多尘源联控降尘装置,并在柴家沟井42222采煤工作面进行了现场应用。研究结果表明,采煤工作面沿程粉尘浓度呈现先增大后减小趋势,采煤机区域为主要尘源点,粉尘浓度在采煤机割煤尘源点附近出现叠加效应;采煤机逆风割煤的全尘浓度大于顺风割煤,并在采煤机下风侧出现全尘浓度的最大值;使用多尘源联控降尘技术后,平均降尘率均达到80%以上,可有效改善采煤工作面的作业环境。 展开更多

关键词 采煤工作面 多尘源 气水雾化 联控 降尘

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井底煤仓二次锚网索支护加固技术 被引量：9

13

作者 师同民 范智海 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第7期54-56,92,共4页

针对陈家山煤矿井下煤仓频繁破坏、返修困难的实际情况,详细评估了煤仓围岩状况和支护现状,深入剖析了早期加固修复方案的技术特点和缺陷,得出煤仓失稳破坏的主要原因为围岩体整体强度较低、围岩支承压力大、煤仓断面成型较差以及围岩... 针对陈家山煤矿井下煤仓频繁破坏、返修困难的实际情况,详细评估了煤仓围岩状况和支护现状,深入剖析了早期加固修复方案的技术特点和缺陷,得出煤仓失稳破坏的主要原因为围岩体整体强度较低、围岩支承压力大、煤仓断面成型较差以及围岩自承载能力和碹体支护难以充分发挥作用等4个方面。进而有针对性地采用二次锚网索支护技术,即一次支护采用锚网支护,在浅部围岩中形成支护承载结构,控制浅部围岩变形;二次支护采用锚索补强加固,将一次支护形成的支护承载结构通过锚索固定在深部围岩中,以提高围岩稳定性。与早期修护方案相比,采用二次支护技术可缩短施工工期,并显著降低支护和维护成本。 展开更多

关键词 井底煤仓 二次支护 锚网索支护 围岩失稳破坏 加固机理

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特厚煤层孤岛面“呼吸效应”影响下煤自燃防控技术 被引量：6

14

作者 郁亚楠 赵庆伟 +2 位作者 程明 王新堂 郭军 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期76-82,共7页

为预防唐家会煤矿61102特厚孤岛工作面煤自燃隐患发生,保障工作面的安全收作,通过监测61102工作面进回风顺槽与相邻采空区间的气压变化,分析进回风顺槽与相邻采空区存在“呼吸”现象及规律,结合煤自燃理论基础,从遗煤堆积、漏风供氧及... 为预防唐家会煤矿61102特厚孤岛工作面煤自燃隐患发生,保障工作面的安全收作,通过监测61102工作面进回风顺槽与相邻采空区间的气压变化,分析进回风顺槽与相邻采空区存在“呼吸”现象及规律,结合煤自燃理论基础,从遗煤堆积、漏风供氧及氧化蓄热等方面,研究在“呼吸效应”影响下工作面收作期间煤自然发火原因及特点,提出以“控氧控温、减氧降温”为主的防火思路,制定了“三位一体”的煤自燃预测预报体系,构建了以“煤柱加固、建隔离带堵漏控氧、注氮惰化降氧及注胶降温”为主的综合防火方案。现场实践表明:在工作面收作期间,通过采取煤柱破碎带加固、隅角建隔离带、区域控风、注氮降氧及注胶降温等针对性防控措施,使工作面回风隅角CO浓度降至10×10^(-6)以下,火灾系数R_(2)×100降至0.1以下,有效预防了采空区遗煤自燃,保障了工作面的安全回撤。实践成果为其他矿区类似工作面的防火提供了参考依据。 展开更多

关键词 煤自燃 孤岛工作面 特厚煤层 监测预报 防火技术

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综掘工作面半封闭式区域联合控尘技术研究 被引量：3

15

作者 司俊鸿 王昊宇 +3 位作者 霍小泉 岳东 袁增云 范智海 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期126-133,共8页

为有效提高综掘工作面降尘效率,克服单一降尘方式的局限性,建立了综掘工作面仿真模型,结合现场实测结果验证了模拟结果的可靠性,对综掘巷道风流场和粉尘扩散运移规律进行了研究,得到了高浓度粉尘积聚特征及分布范围。研究结果表明:综掘... 为有效提高综掘工作面降尘效率,克服单一降尘方式的局限性,建立了综掘工作面仿真模型,结合现场实测结果验证了模拟结果的可靠性,对综掘巷道风流场和粉尘扩散运移规律进行了研究,得到了高浓度粉尘积聚特征及分布范围。研究结果表明:综掘工作面迎头处为主要产尘源,粉尘在向巷道出口扩散过程中浓度逐渐降低;尘粒运移迹线与风速矢量基本一致;受掘进机影响,粉尘流在机身上方形成涡流,大量堆积于司机位置;在掘进机后方形成较大范围的回流沉降区域,易引发二次扬尘,污染巷道回风区域。基于此,提出了区域划分原则,确定迎头、掘进机头、司机位置、皮带上方粉尘回流区及距迎头15 m以外范围为重点除尘区,开发了单区域针对性除尘和多区域联合除尘相结合的半封闭式区域联合控尘技术,设计了由环状喷雾、气幕隔尘装置、除尘风机、散射型雾幕及全断面喷雾构成的综合控尘成套设备。玉华煤矿柴家沟井42221工作面现场应用结果表明,巷道平均降尘率达88%,司机位置全尘、呼尘降尘率均达到86%。 展开更多

关键词 矿井粉尘防控 区域划分 联合治理 半封闭式 综掘工作面 降尘装置

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矿用刮板输送机垂直冲击下负载电流特性研究 被引量：8

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作者 司垒 李嘉豪 +4 位作者 谭超 王忠宾 李小玉 霍小泉 袁增云 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期400-411,共12页

矿用刮板输送机在运行过程中易受液压支架推移不齐、采煤机截割底板不平的影响,承受着多种类型冲击,其中垂直方向的冲击作用最为明显,造成刮板输送机传动系统磨损严重、驱动电机功率不平衡等问题。笔者通过分析刮板输送机垂直冲击的形... 矿用刮板输送机在运行过程中易受液压支架推移不齐、采煤机截割底板不平的影响,承受着多种类型冲击,其中垂直方向的冲击作用最为明显,造成刮板输送机传动系统磨损严重、驱动电机功率不平衡等问题。笔者通过分析刮板输送机垂直冲击的形成原因,计算了不同垂直冲击作用下刮板输送机的运行阻力,建立了刮板输送机传动系统的垂直冲击仿真模型,并对刮板输送机在中部槽间隙、中部槽凸起弯曲、中部槽凹陷弯曲等工况下的冲击负载电流情况进行了仿真分析,结果表明:中部槽间隙越大,中部槽与中板发生的撞击就会越强烈,对刮板输送机传动系统的冲击越明显;垂直冲击产生的负载电流峰值与中部槽凹陷或凸起弯曲程度呈正相关;相邻中部槽最大弯曲角是决定刮板输送机冲击负载电流突变峰值及冲击稳定后负载增量的主要因素;中部槽凸起和凹陷弯曲产生的冲击对系统运行阻力的影响程度最大约为12%,是影响驱动系统电机功率不平衡的主要因素。在煤矿井下搭建了刮板输送机冲击负载监测平台,开展了不同垂直弯曲角度下的冲击负载电流监测试验,结果表明:不同程度的垂直冲击均使刮板输送机传动系统电机负载电流产生明显波动,且在短时间内,冲击电流峰值最高可达正常工作电流的1.5倍,对刮板输送机的链条、电机等零部件造成严重损害;现场采集的刮板输送机受到冲击后的电机电流曲线与仿真曲线变化趋势基本保持一致,平均绝对误差范围为0.435~1.342 A,验证了刮板输送机垂直冲击仿真模型的正确性与合理性。研究成果为提升刮板输送机的智能控制水平、保障煤矿运输装备的负载稳定和功率平衡提供了理论依据,进而降低综采工作面的运输成本,延长运输装备的使用寿命。 展开更多

关键词 刮板输送机 垂直冲击 负载电流特性 中部槽弯曲角度 中部槽间隙

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巷道变形差异化响应特征及支护设计分析 被引量：18

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作者 郑建伟 鞠文君 +5 位作者 孙晓冬 李文洲 周逸群 褚晓威 刘彪 赵凯凯 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第3期9-16,共8页

巷道围岩变形响应特征的演化对其支护研究有着重要意义。首先基于弹性力学建立不同应力条件下考虑支护压力的圆形巷道力学模型,得到不同侧向应力系数(k)条件下巷道顶底板和两帮变形的差异化响应特征,且对差异化响应过程进行分析。基于... 巷道围岩变形响应特征的演化对其支护研究有着重要意义。首先基于弹性力学建立不同应力条件下考虑支护压力的圆形巷道力学模型,得到不同侧向应力系数(k)条件下巷道顶底板和两帮变形的差异化响应特征,且对差异化响应过程进行分析。基于此可以对巷道的支护提供如下的指导意义:①当k>1时,应重视巷道顶(底)板的支护;当k<1时,应重视巷道两帮的支护;②针对侧向临空巷道、超前支承应力影响范围内的巷道要重视两帮的支护,针对上覆采空区范围下的巷道要重视对于顶(底)板的支护;③一般情况下浅巷重顶(底),深巷重帮。最后以山西某矿152052巷道为研究对象,测量巷道围岩内部地应力信息,结合巷道围岩内部裂隙发育特征,提出采用“锚索+锚杆+钢筋托梁+金属网”对巷道顶板和两帮进行支护设计,且取得了良好的支护效果。 展开更多

关键词 巷道力学分析 侧向应力系数 轴变论 差异化响应特征

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基于钻进声压响应特征巷道顶板岩层界面识别的研究 被引量：2

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作者 陈永光 汪占领 +3 位作者 于水 郭罡业 张红卫 周晓辉 《中国矿业》 2021年第3期88-91,共4页

目前,岩石取芯和钻孔成像仍是煤矿岩层探测的主要方法,但岩石取芯费时、费力,且难以得到软弱夹层的岩样,钻孔成像法存在成像不清晰,受主观因素影响大等问题。本文提出了一种基于钻进声压响应特征岩层界面快速识别的新方法。以水泥、沙... 目前,岩石取芯和钻孔成像仍是煤矿岩层探测的主要方法,但岩石取芯费时、费力,且难以得到软弱夹层的岩样,钻孔成像法存在成像不清晰,受主观因素影响大等问题。本文提出了一种基于钻进声压响应特征岩层界面快速识别的新方法。以水泥、沙子、黄土、水按不同比例配比成3种强度的混凝土试件,采用声压记录仪采集了各试件钻进过程中的声压;在某矿504回风平巷进行现场试验。通过试验得出如下结论:①随着钻进试件强度增高声压也随之增大;②不同强度试件钻进过程中声压变化较小,而同种试件中钻进时声压也存在一定波动;③以钻进声压为单一指标煤岩界面识别误差达15 cm,但提供了一种岩层识别的新方法,是岩层智能探测的主要方向,为后续研究提供了参考。 展开更多

关键词 声压 岩石强度 随钻探测 界面识别

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CO对瓦斯爆炸反应影响机理研究 被引量：5

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作者 霍小泉 寇义民 +2 位作者 闫振国 范智海 贺雁鹏 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期77-82,共6页

目前针对瓦斯爆炸的研究大多以CH_(4)与空气混合气体为研究对象,而煤矿瓦斯爆炸并非单独的CH_(4)爆炸,往往存在CO等组分,对瓦斯爆炸产生一定影响。为揭示CO对瓦斯爆炸反应的影响机理,在20 L球形爆炸罐中测试了9.5%CH_(4)与0~4%CO混合气... 目前针对瓦斯爆炸的研究大多以CH_(4)与空气混合气体为研究对象,而煤矿瓦斯爆炸并非单独的CH_(4)爆炸,往往存在CO等组分,对瓦斯爆炸产生一定影响。为揭示CO对瓦斯爆炸反应的影响机理,在20 L球形爆炸罐中测试了9.5%CH_(4)与0~4%CO混合气体的爆炸压力,结果表明:随着CO浓度增大,混合气体最大爆炸压力呈先增大后减小趋势,CO体积分数为2%时最大,为624.9 kPa。在Chemkin-Pro数值模拟软件中,采用GRI-mech 3.0机理,从化学动力学角度对CO,CH_(4)与空气混合气体爆炸反应进行了温度敏感性和关键自由基分析,得出CO对瓦斯爆炸反应的影响机理:在9.5%CH_(4)中添加少量CO可使爆炸反应体系中燃料浓度接近实际化学计量值,此时CO对瓦斯爆炸反应的促进作用占主导地位,宏观上体现为最大爆炸压力随CO浓度增大而增大;随着CO浓度继续增大,爆炸反应体系出现贫氧状态,阻碍温度升高的98,120号基元反应得到促进,促进温度升高的57,170号基元反应被抑制,宏观上体现为随着CO浓度增大,爆炸反应体系温度降低,最大爆炸压力减小;CO对自由基峰值物质的量浓度出现时间起延迟作用,添加CO后爆炸反应的点火延迟时间增大,从而降低了爆炸反应速率。 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 瓦斯爆炸压力 瓦斯爆炸超压 瓦斯爆炸温度 基元反应 温度敏感性 自由基

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综掘工作面气雾涡旋降尘技术研究及应用 被引量：4

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作者 司俊鸿 王昊宇 +3 位作者 霍小泉 胡伟 袁增云 范智海 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第7期135-141,共7页

针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题,以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例,实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律,提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离... 针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题,以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例,实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律,提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离心力降尘,设计了可并联装配的气雾涡旋发生器,阐述了不同粒径粉尘在气雾涡旋发生器中的运动规律;采用模块化设计思路,设计了由风流捕集、初级过滤、气雾团聚、涡旋分离、重力卸灰及二次气雾6个模块组成的综掘工作面气雾涡旋降尘装置。采用试验测试方法分析了气雾涡旋降尘装置中供水供气压力对降尘效率的影响,并研究了降尘效率与气水比、液气比的关系。结果表明:随着与掘进头处距离的增加,42221综掘巷道生产期间沿程粉尘浓度逐渐减小。全尘降尘效率随着供水压力和供气压力增大而升高;呼尘降尘效率随着供水压力增大而升高,随着供气压力增大先升高后降低;处理风量随着供水和供气压力增大而增大;液气比随着供水压力增大而增大,随着供气压力增大而减小。当供水压力和供气压力为0.4 MPa(即气水比为1)或液气比控制在0.070~0.075时,气雾涡旋降尘装置的综合性能最佳。经现场应用,柴家沟井42221综掘巷道平均降尘率约88%。 展开更多

关键词 粉尘防治 气雾涡旋降尘 综掘工作面 离心力降尘 降尘装置

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