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基于工作面地质模型自适应开采的碰撞检测方法研究
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作者 李鑫超 周脉勇 +2 位作者 李轩 祝永涛 秦涛 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期159-164,共6页
由于综采工作面生产过程中粉尘、水雾导致摄像头视频模糊,通过视频无法常态化实现采煤机和液压支架碰撞检测,使得智能开采技术的实用性受限,文章提出了基于综采工作面高精度地质模型自适应开采的采煤机和液压支架碰撞检测方法。基于综... 由于综采工作面生产过程中粉尘、水雾导致摄像头视频模糊,通过视频无法常态化实现采煤机和液压支架碰撞检测,使得智能开采技术的实用性受限,文章提出了基于综采工作面高精度地质模型自适应开采的采煤机和液压支架碰撞检测方法。基于综采工作面高精度地质模型的自适应开采系统下发采煤机规划采高数据,结合采煤机的采高传感器数据和液压支架的高度传感器数据,实时对采煤机滚筒和液压支架进行碰撞检测预警,触发预警后采煤机牵引停止,同时自适应开采系统弹出触发碰撞检测支架的视频窗口,待人工处理消警后采煤机继续自适应割煤。结果表明,该方法将综采工作面采煤机和液压支架的相对坐标与地质模型的绝对坐标建立关联,实现基于综采工作面液压支架高度传感器数据和规划的截割数据两种方式的预警,大大提高了综采工作面采煤机和液压支架碰撞检测预警的准确性。 展开更多
关键词 地质模型 动态更新 自适应开采 碰撞检测 预警
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长距离大断面掘进工作面风流场分布规律研究 被引量:17
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作者 杨荣明 刘永立 沈斌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第S2期64-66,共3页
针对神东大柳塔煤矿掘进巷道"长距离、大断面"的特点,研究掘进工作面风流场分布规律。通过处理软件GAMBIT建立掘进工作面的三维仿真计算模型,采用FLUENT模拟了掘进工作面长压短抽通风方式下不同风口位置、不同抽吸风量的风流... 针对神东大柳塔煤矿掘进巷道"长距离、大断面"的特点,研究掘进工作面风流场分布规律。通过处理软件GAMBIT建立掘进工作面的三维仿真计算模型,采用FLUENT模拟了掘进工作面长压短抽通风方式下不同风口位置、不同抽吸风量的风流分布规律。研究表明,长压短抽的通风方式下,压入式风流的射流影响区域明显大于抽出式;大断面巷道中压入式射流速度衰减较快,其有效射程约为13 m;随着掘进长度增加,压入风量减少,会造成巷道中部分区域最小风速不满足《煤矿安全规程》的要求。 展开更多
关键词 快速掘进系统 掘进通风 风流分布 大断面
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单巷长距离快速掘进通风除尘技术研究 被引量:10
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作者 秦宪礼 云昊 +1 位作者 沈斌 刘永立 《中国矿业》 北大核心 2017年第1期104-107,113,共5页
神华神东公司大柳塔矿单巷长距离全断面快速掘进系统因机械化程度高,掘进速度快,存在风量不合理、粉尘大等安全隐患,经过现场调研、理论分析和数值模拟,提出了适合大柳塔矿的"长压短抽"通风方式,采用了基于风筒自动伸缩的吊... 神华神东公司大柳塔矿单巷长距离全断面快速掘进系统因机械化程度高,掘进速度快,存在风量不合理、粉尘大等安全隐患,经过现场调研、理论分析和数值模拟,提出了适合大柳塔矿的"长压短抽"通风方式,采用了基于风筒自动伸缩的吊挂延伸技术,选定了压入风机型号为FBDY№8/2×75kW,湿式除尘风机型号为KCS-700D。试验表明,该方式成功解决了工作面微风,粉尘大等问题,使工作面风速风量满足规程规定,工作面粉尘浓度平均降低50%以上,保证了掘进工作安全高效。 展开更多
关键词 掘进通风 长压短抽 风流分布 粉尘浓度 动态延伸
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砂岩三轴加载过程中力学特征与能量耗散特征 被引量:31
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作者 秦涛 段燕伟 +2 位作者 孙洪茹 王磊 刘洪磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期255-262,共8页
为了获得岩石加载过程力学特性与能量演化特征,开展了不同围压下砂岩力学特性试验。基于能量平衡理论,分析不同围压下砂岩加载过程能量转化规律,研究不同围压下砂岩特征应力、裂纹演化与能量耗散之间的关系。结果表明:砂岩三轴压缩加载... 为了获得岩石加载过程力学特性与能量演化特征,开展了不同围压下砂岩力学特性试验。基于能量平衡理论,分析不同围压下砂岩加载过程能量转化规律,研究不同围压下砂岩特征应力、裂纹演化与能量耗散之间的关系。结果表明:砂岩三轴压缩加载过程中,试样的裂纹闭合应力、起裂应力、扩容应力及峰值应力均随围压增大呈线性增加;起裂应力和扩容应力可以较好的描述岩石稳定状态,起裂应力可以看作为岩石出现新生微破裂的初始应力,而岩石扩容应力可以认为是进入塑性屈服状态的标志。岩石加载过程中能量演化特征与应力-应变曲线和特征应力呈现较好的对应关系,压密阶段对应的原生裂纹压密过程能量转化率低;弹性变形及微裂纹稳定扩展阶段,外力做功转化的应变能大部分储存为弹性应变能,岩石内部损伤和塑性变形耗散的能量较小;扩容应力后的裂纹非稳定扩展阶段,岩石内部损伤和塑性变形耗散能量明显增大;峰值应力附近,积聚弹性应变能迅速转化为用于岩石破坏的耗散能。耗散比(Ud/U)随轴向应变的增加,呈现增大-减小-再增大的规律,耗散比趋势变化的转折点与裂纹闭合应力和扩容应力对应。耗散能随着轴向裂纹应变的累计逐渐增大,扩容应力前,耗散能随着轴向裂纹应变增大在低耗能水平缓慢增加;扩容应力后,伴随岩石内部裂纹的不稳定扩展、贯通,能量耗散与轴向裂纹应变近似呈线性增加趋势;峰后阶段虽然岩石承受应力降低,但裂纹持续扩展和层间滑动,能量耗散仍保持在较高水平。岩石受载变形破坏过程的能量演化可以反映岩石的损伤状态,从能量角度描述岩石的力学特性和损伤特征,对于认识岩石损伤演化具有重要意义。 展开更多
关键词 力学特性 能量演化 特征应力
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基于LMD和模式识别的矿山微震信号特征提取及分类方法 被引量:15
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作者 李伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1156-1164,共9页
针对岩体破裂信号与爆破振动信号难以自动识别的问题,提出了基于局部均值分解(LMD)和模式识别的矿山微震信号特征提取及分类方法。首先采用LMD对微震信号进行自适应分解得到乘积函数(PF)分量,再利用相关系数和方差贡献率筛选得到PF主分... 针对岩体破裂信号与爆破振动信号难以自动识别的问题,提出了基于局部均值分解(LMD)和模式识别的矿山微震信号特征提取及分类方法。首先采用LMD对微震信号进行自适应分解得到乘积函数(PF)分量,再利用相关系数和方差贡献率筛选得到PF主分量,进而计算各主分量的相关系数和能谱系数,并以此作为模式识别的特征向量。结果表明:LMD、经验模态分解(EMD)和离散小波变化(DWT)的主分量分别为PF1~PF6,IMF1~IMF6和D2~D7,其中IMFi(i=1,2,…,6)为EMD分解的本征模态分量,Dj(j=2,3,…,7)为DWT分解的细节分量;LMD主分量分类识别结果整体上优于EMD和DWT主分量分类识别结果;能谱系数分类结果整体上优于相关系数分类结果,人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)识别效果明显优于逻辑回归(LR)和Bayes判别法识别结果,且基于LMD能谱系数的SVM分类准确率达到了93.0%。 展开更多
关键词 微震信号分类 特征提取 局部均值分解 模式识别 能谱系数
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急倾斜薄煤层工作面推进速度对顶板岩层活动的影响 被引量:3
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作者 秦涛 段燕伟 《中国矿业》 北大核心 2020年第3期130-134,共5页
为了研究急倾斜薄煤层工作面推进速度对顶板岩层活动的影响规律,以新铁煤矿99#煤层的赋存条件及开采情况为研究背景,运用FLAC 3D数值模拟软件,分别对不同推进速度下的顶板垂直应力场以及位移场进行模拟,并分析了不同推进速度下的顶板活... 为了研究急倾斜薄煤层工作面推进速度对顶板岩层活动的影响规律,以新铁煤矿99#煤层的赋存条件及开采情况为研究背景,运用FLAC 3D数值模拟软件,分别对不同推进速度下的顶板垂直应力场以及位移场进行模拟,并分析了不同推进速度下的顶板活动情况。结果表明:工作面推进速度对顶板岩层的应力分布、下沉量有显著影响。当工作面推进速度从2.4 m/d增加到4.8 m/d时,工作面煤壁处顶板垂直应力从13.95 MPa降低到12.38 MPa,降低了12.68%;煤壁前15 m处顶板垂直应力从19.02 MPa降低到17.51 MPa,降低了8.62%;顶板最大下沉量由0.93 m降低到0.50 m。适当提高急倾斜薄煤层工作面推进速度,顶板垂直应力和下沉量均降低,有利于顶板稳定。 展开更多
关键词 急倾斜薄煤层 推进速度 顶板岩层 数值模拟
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基于EEMD_Hankel_SVD的矿山微震信号降噪方法 被引量:13
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作者 李伟 江晓林 +4 位作者 陈海波 金珠鹏 刘志军 李兴伟 林井祥 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1910-1917,共8页
针对矿山微震信号降噪,提出了一种基于EEMD_Hankel_SVD(集合经验模态分解_Hankel矩阵_奇异值分解)的微震信号降噪方法。首先采用EEMD获得多层模态分量,计算各模态分量与原始信号的相关系数,剔除第一个相关系数差值局部最大值前的模态分... 针对矿山微震信号降噪,提出了一种基于EEMD_Hankel_SVD(集合经验模态分解_Hankel矩阵_奇异值分解)的微震信号降噪方法。首先采用EEMD获得多层模态分量,计算各模态分量与原始信号的相关系数,剔除第一个相关系数差值局部最大值前的模态分量。对剩余各模态分量分别构建Hankel矩阵,再计算各Hankel矩阵的奇异值矩阵。根据奇异值曲线划分信号空间和噪声空间,实现剩余各模态分量的降噪,进而对降噪后的模态分量相加得到降噪信号。仿真试验表明该方法能有效保留信号的局部特征,提高了信噪比;矿山微震信号应用表明该方法有效地提高了STA/LTA,PAI-K和AIC法P波初至拾取效果;仿真试验和矿山微震信号P波拾取均表明该方法降噪效果优于小波重构、EMD重构和Hankel_SVD降噪,且该方法与AIC法结合拾取效果最佳。 展开更多
关键词 微震信号降噪 集合经验模态分解 HANKEL矩阵 奇异值分解 P波初至拾取
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薄及中厚急倾斜煤层综采工艺及装备研究 被引量:6
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作者 李伟 刘俊峰 +3 位作者 代少军 兰永伟 金珠鹏 陈刚 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第7期27-32,共6页
为实现薄及中厚急倾斜煤层的综合机械化开采,确立了适合60°~90°急倾斜煤层开采的采煤工艺与装备体系。采煤工作面沿走向布置,沿倾斜向下推进,设备布置与工艺流程均在同一水平方向上完成;以铰接液压支架为载体配合冲击式采煤... 为实现薄及中厚急倾斜煤层的综合机械化开采,确立了适合60°~90°急倾斜煤层开采的采煤工艺与装备体系。采煤工作面沿走向布置,沿倾斜向下推进,设备布置与工艺流程均在同一水平方向上完成;以铰接液压支架为载体配合冲击式采煤机与上悬链式刮板输送机,支架依靠楔形架脚作用自行降架,降架动作起到了刮板输送机刮送浮煤的作用,同时又为采煤机准备了下一循环的破煤工序,从而形成了破煤、降架、运煤工序配合的循环工艺流程,支架支护伴随工艺流程全过程。结果表明:该工艺流程避免了设备防倒防滑等障碍环节,煤层倾角越大越适合;工序配合可靠,运行安全高效,试验工作面日产量为1 944 t/d,工作面采出率为95%,达到了综合机械化采煤技术标准。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 铰接液压支架 支架自降 冲击破煤
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单巷长距离快速掘进通风系统风筒吊挂技术研究 被引量:4
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作者 赵美成 秦宪礼 +2 位作者 刘永立 沈斌 董长吉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第S2期82-84,共3页
针对神华神东煤炭集团大柳塔煤矿单巷长距离快速掘进系统在通风方面存在的工作面微风甚至无风问题,提出了一种基于风筒吊挂动态延伸技术的解决方案。介绍了恒力液压绞车钢丝绳预紧风筒吊挂装置的结构与工作原理,建立了风筒吊挂受力数学... 针对神华神东煤炭集团大柳塔煤矿单巷长距离快速掘进系统在通风方面存在的工作面微风甚至无风问题,提出了一种基于风筒吊挂动态延伸技术的解决方案。介绍了恒力液压绞车钢丝绳预紧风筒吊挂装置的结构与工作原理,建立了风筒吊挂受力数学模型,给出了钢丝绳最小破断拉力为150 k N,安全系数为2.73。考虑防风筒吸瘪、绞车夹绳等关键技术,设计了风筒吊挂工艺。现场试验表明,该装置能适应快速掘进系统,并有效改善掘进工作面的通风状况、降低粉尘浓度。 展开更多
关键词 掘进通风 长距离 快速掘进系统 风筒吊挂 动态延伸
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