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大倾角煤层俯伪斜工作面液压支架设计系统实用性分析

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煤炭科学技术 2024年

作者：伍永平胡涛胡博胜解盘石杜玉乾闫壮壮王同刘宝恒西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安科技大学能源学院

为了解决大倾角煤层液压支架设计过程中多维受载特征被忽略、建模过程繁琐、设计周期长等问题，结合大倾角伪俯斜工作面液压支架受载特性，研发大倾角液压支架设计系统。采用运动仿真、强度测试、物理实验等综合研究方法，以ZY5000/15.5... 详细信息

为了解决大倾角煤层液压支架设计过程中多维受载特征被忽略、建模过程繁琐、设计周期长等问题，结合大倾角伪俯斜工作面液压支架受载特性，研发大倾角液压支架设计系统。采用运动仿真、强度测试、物理实验等综合研究方法，以ZY5000/15.5/38型大倾角煤层液压支架设计为例，根据大倾角伪俯斜采场液压支架多维受力特征建立力学模型，分析大倾角液压支架的空间受载特性，建立伪俯斜工作面液压支架顶梁、掩护梁力学线性矩阵，利用***为开发语言结合线性矩阵和SOLIDWORKS二次开发建模软件搭建液压支架设计系统，开发出良好的人机交互用户界面。研究分析表明：该系统生成下的模型液压支架顶梁前端运动轨迹范围48mm左右，支架顶梁前端运动轨迹曲线满足双扭线特性；模型支架最大应力值为146.7MPa，远小于材料屈服的等效应力值，最大变形位移也不超过0.531mm；研制相似比为1:5物理模型液压支架工作阻力在38kN左右，在不同条件下测试支架顶梁、掩护梁受载特性，实验中模型支架的力学数据与系统生成的力学数据基本相符，且实验在初撑、增阻、恒阻及卸压各阶段均满足支架的运动要求及承载特性。研究结果体现了该设计系统下模型液压支架较好的适应性，对丰富大倾角煤层液压支架设计理论和指导液压支架设计生产具有一定的科学和实践意义。

关键词：大倾角煤层液压支架参数化设计系统二次开发适应性检验

大倾角煤层液压支架推移千斤顶受载行为及破坏特征分析

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煤炭工程 2024年第3期56卷 212-218页

作者：冯坤杜玉乾伍永平解盘石胡涛山东矿机华能装备制造有限公司山东潍坊262400 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

大倾角煤层复杂的赋存条件影响着支架的安全性和稳定性,目前大倾角工作面开采面临的最关键问题是保证工作面支架稳定工作。文章通过对大倾角煤层?160/105-730型推移千斤顶力学行为分析,以及借助ANSYS Workbench软件进行推移千斤顶双向... 详细信息

大倾角煤层复杂的赋存条件影响着支架的安全性和稳定性,目前大倾角工作面开采面临的最关键问题是保证工作面支架稳定工作。文章通过对大倾角煤层?160/105-730型推移千斤顶力学行为分析,以及借助ANSYS Workbench软件进行推移千斤顶双向瞬态流固耦合分析,得出了液压支架推移千斤顶应力、变形特征,并结合实际工况,分析得出推移千斤顶涨缸窜液失效易发生在活塞杆和乳化液与推移千斤顶缸体交界处,应适当加厚活塞杆与缸体交接处的缸体厚度,并加强活塞杆与缸体交界处的密封,为大倾角工作面液压支架支护稳定性和采煤空间的安全性提供了保证。

关键词：大倾角煤层推移千斤顶流固耦合涨缸窜液

大倾角煤层开采顶板主应力方向分布特征及力学分析

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煤炭工程 2024年第5期56卷 107-113页

作者：罗生虎任浩王同西安科技大学理学院陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

为了分析大倾角煤层开采顶板最大主应力方向旋转对顶板变形破坏的影响,以新疆焦煤集团2130矿25221工作面为背景,采用物理相似模拟实验、FLAC^(3D)数值模拟方法对大倾角煤层开采过程中顶板破坏及岩层结构演化特征、最大主应力方向等值线... 详细信息

为了分析大倾角煤层开采顶板最大主应力方向旋转对顶板变形破坏的影响,以新疆焦煤集团2130矿25221工作面为背景,采用物理相似模拟实验、FLAC^(3D)数值模拟方法对大倾角煤层开采过程中顶板破坏及岩层结构演化特征、最大主应力方向等值线分布及其对顶板破坏影响进行分析,在此基础上建立顶板力学模型,讨论了顶板挠度分布特征。结果表明:随工作面推进,顶板破坏包络线上方承载拱拱体范围逐渐增大,拱顶逐渐向岩层中上部延伸;顶板的最大主应力方向等值线分布形态由“m”逐渐向“n”型演化(采空区中、上部区域顶板最大主应力方向偏转程度较大),在主应力方向偏转和最优扩展裂隙角协同作用下,促使顶板中上部发生破坏并逐步向高位岩层迁移;建立顶板力学模型,通过Python编程将顶板数据代入计算可得,在顶板岩层倾向4/5处出现挠度峰值。

关键词：大倾角煤层顶板承载结构最大主应力方向顶板破坏特征

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大倾角煤层中煤层气井压降传播规律

辽宁石油化工大学学报 2024年第3期44卷 45-53页

作者：王小东石军太王田多奕郝鹏灵吴嘉仪黄红星中联煤层气(山西)有限责任公司山西太原030000 中国石油大学(北京)油气资源与探测全国重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)煤层气研究中心北京102249 中海油服油生事业部研究院天津300450 中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院上海200120 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095

新疆局部地区煤层倾角可达50°,与水平煤层不同,大倾角煤层中流体受重力影响较大,且煤层气井压力传播规律具有特殊性,最佳排采井位有待优化。考虑地层水重力效应,建立了大倾角煤层单相排水阶段的压力传播模型,并验证了模型的正确性;计... 详细信息

新疆局部地区煤层倾角可达50°,与水平煤层不同,大倾角煤层中流体受重力影响较大,且煤层气井压力传播规律具有特殊性,最佳排采井位有待优化。考虑地层水重力效应,建立了大倾角煤层单相排水阶段的压力传播模型,并验证了模型的正确性;计算了倾斜煤层中裂缝井在稳定渗流状态下的产水量,并优化了最佳排采井位;采用数值模拟方法,分别研究了单井和井组在非均质有界倾斜储层中的压力传播规律。结果表明,在倾角为45°的大倾角煤层中,排采井与上边界和下边界的距离之比为3∶1的位置为最佳排采井位;在定压排采模式下,下倾方向和上倾方向的压力下降幅度差别不大;在恒速降压排采模式下,上倾方向的压力下降幅度远远大于下倾方向的压力下降幅度。

关键词：煤层气大倾角煤层压力传播重力效应井位优化排采模式

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大倾角煤层智能化监测监控装备研发与应用

煤矿机械 2024年第2期45卷 147-149页

作者：杨琴陈飞四川华蓥山广能集团嘉华机械有限责任公司四川广安638600

通过对大倾角工作面的功能配置、监测办法、工艺匹配等问题分析,以采煤机记忆截割、液压支架跟机自动化和可视化远程监控为基础,以智能控制软件为核心,实现了在地面或巷道集控中心对综采设备的智能监测与集中控制,确保工作面截煤、推溜... 详细信息

通过对大倾角工作面的功能配置、监测办法、工艺匹配等问题分析,以采煤机记忆截割、液压支架跟机自动化和可视化远程监控为基础,以智能控制软件为核心,实现了在地面或巷道集控中心对综采设备的智能监测与集中控制,确保工作面截煤、推溜、移架、运输、除尘等智能化运行以及工作面连续、安全、高效开采。通过对支架功能精准监测,配合智能化开采工艺手段,实现了大倾角综采自动程序操作,跟机率达到80%以上。

关键词：大倾角煤层智能化监测监控研发

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大倾角煤层采空区N_(2)运移规律研究

煤炭科技 2024年第2期45卷 94-97,104页

作者：李文涛赵小岗董昊福张玮刘冬亮史波波宋小林华亭煤业集团有限责任公司甘肃平凉744100 中国矿业大学江苏徐州221116

基于东峡煤矿大倾角煤层的特点,构建了相似模拟实验系统,开展了不同倾角煤层采空区注N_(2)惰化实验,实验结果表明,采空区地板区域,沿着工作面走向方向,N_(2)运移后基本呈“L”型分布,且采空区深部N_(2)的分布影响范围更广;空间范围内,... 详细信息

基于东峡煤矿大倾角煤层的特点,构建了相似模拟实验系统,开展了不同倾角煤层采空区注N_(2)惰化实验,实验结果表明,采空区地板区域,沿着工作面走向方向,N_(2)运移后基本呈“L”型分布,且采空区深部N_(2)的分布影响范围更广;空间范围内,采空区走向上,N_(2)运移分布规律为高处范围广、低处范围窄的“倒梯形”。结合东峡煤矿37121-1工作面实际情况,得出应在运输巷采空区侧注N_(2),现场实际应用效果表面防灭火效果较好。

关键词：大倾角煤层采空区注N_(2) N_(2)运移规律注N_(2)优化

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大倾角煤层综采工作面回采实践

能源与节能 2024年第3期 255-257页

作者：孟超轲晋能控股煤业集团矿井建设和资源管理部山西大同037003

综采是一种煤炭高效开采技术,适用于倾角较小煤层的开采。为了提高开采效率,煤矿开始使用综采技术进行大倾角煤层开采,这使得综采技术的应用面临许多问题。首先,分析了大倾角煤层综采工作面回采关键技术问题,主要有液压支架稳定性、运... 详细信息

综采是一种煤炭高效开采技术,适用于倾角较小煤层的开采。为了提高开采效率,煤矿开始使用综采技术进行大倾角煤层开采,这使得综采技术的应用面临许多问题。首先,分析了大倾角煤层综采工作面回采关键技术问题,主要有液压支架稳定性、运输机稳定性和回采工艺工序等方面。然后,结合具体情况探讨了大倾角煤层综采工作面回采情况。可以为实现大倾角煤层的高效开采提供一定的技术参考。

关键词：煤矿开采大倾角煤层综采技术

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大倾角煤层充填开采技术研究

山西化工 2024年第1期44卷 225-226,247页

作者：王侃潞安化工集团寺家庄公司山西昔阳045300

大倾角煤层开采作业中,若不对采空区进行适当充填,极易发生岩层沉陷。就矸石滑移充填开采技术展开研究,建立顶板力学模型,进行受力分析,并在山西省某煤矿3203工作面开展现场矿压监测,得出矸石滑移充填非均匀性、矿压分区性、来压时间时... 详细信息

大倾角煤层开采作业中,若不对采空区进行适当充填,极易发生岩层沉陷。就矸石滑移充填开采技术展开研究,建立顶板力学模型,进行受力分析,并在山西省某煤矿3203工作面开展现场矿压监测,得出矸石滑移充填非均匀性、矿压分区性、来压时间时序性等结论。

关键词：大倾角煤层充填开采矸石滑移

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基于地理信息系统的大倾角煤层飞矸运移研究

辽宁石油化工大学学报 2024年第2期44卷 77-82页

作者：王浩宸刘明陈杰辽宁石油化工大学环境与安全工程学院辽宁抚顺113001

针对大倾角煤层工作面底板的不规则性和飞矸形状的多样性,利用工作面底板等高线等地理信息系统数据建立真实工作面底板三维网格模型,结合能量跟踪法(ETM)自编C++程序,模拟得到相同质量不同形状的四类典型形状飞矸在实际工作面运移的运... 详细信息

针对大倾角煤层工作面底板的不规则性和飞矸形状的多样性,利用工作面底板等高线等地理信息系统数据建立真实工作面底板三维网格模型,结合能量跟踪法(ETM)自编C++程序,模拟得到相同质量不同形状的四类典型形状飞矸在实际工作面运移的运动轨迹,以及任意时刻的线速度、角速度和能量变化曲线,分析了形状对飞矸运移规律的影响。为验证本文方法的准确性和可行性,与采用Rockyfor3D软件模拟的轨迹进行了对比。结果表明,椭球体飞矸的运移能力远大于多面体飞矸;正多面体飞矸比一般多面体飞矸运移距离更远,碰撞的能量损失更小;正多面体飞矸的棱边数与飞矸在碰撞中的能量损失量成反比,多棱边正多面体飞矸造成危险的可能性最大。

关键词：地理信息系统大倾角煤层飞矸能量跟踪法运移

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