检索结果-南通市图书馆

基于数字孪生的液压支架群跟机工艺虚拟调试方法

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煤炭科学技术 2024年第6期52卷 197-205页

作者：李娟莉郭清杰高波边强王冬波太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024 山西科达自控股份有限公司山西太原030006 晋能控股煤业集团同忻煤矿山西有限公司山西大同037000

针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟... 详细信息

针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟现实引擎对综采“三机”运动单元进行了虚拟重构和虚拟仿真;然后基于现代设计理论,依据“三机”协同原则实现了跟机自动化过程中的不同参数配置,建立了采煤工艺的支架行为工艺决策模型和支运装备直线度协同控制模型,并在虚拟场景中对决策模型进行预演;最后利用TCP协议建立了虚实交互通道,通过半实物仿真试验对决策模型进行了验证。结果表明:虚拟场景在执行采煤工艺时可对物理工作面场景进行精准复现,通过支架群行为决策模型可提前对液压支架工艺行为进行决策规划,通过反向控制试验可对支架控制器进行实时虚实交互,有望克服井下调试环境阻碍,对综采“三机”电液控程序的合理制定与修正提供参考价值。

关键词：虚拟现实虚拟调试液压支架群 “三机”协同行为决策

循环载荷作用下含水煤岩组合体损伤特性及裂纹扩展规律

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矿业研究与开发 2024年第4期44卷 213-221页

作者：刘建伟晋能控股煤业集团同忻煤矿山西有限公司 I山西大同市037049

同忻煤矿8105工作面煤岩体和隔水煤柱长期受水化作用影响,受矿震、采动应力等循环载荷扰动明显,现以该工作面为研究背景,在实验室开展了不同含水率下3种不同顶底板岩性(泥岩、砂岩、石灰岩)的煤岩组合体单轴压缩及循环加卸载试验。通过... 详细信息

同忻煤矿8105工作面煤岩体和隔水煤柱长期受水化作用影响,受矿震、采动应力等循环载荷扰动明显,现以该工作面为研究背景,在实验室开展了不同含水率下3种不同顶底板岩性(泥岩、砂岩、石灰岩)的煤岩组合体单轴压缩及循环加卸载试验。通过力学试验分析获得了其损伤劣化机制和能量演化规律,并基于电镜扫描、数字散斑和RFPA数值模拟,揭示了其裂纹从微观到宏观的破坏规律。结果表明:(1)随着含水率增大,煤岩组合体试件的峰值强度劣化幅度逐渐降低,4个阶段饱水百分比的试件峰值轴向应变逐渐减小,循环加卸载条件下要比单轴压缩条件下阶段劣化幅度更大,阶段劣化度由大到小依次为:N20、S20、SH20;(2)水化作用下,煤岩体结构面胶结程度降低,由致密变得软弱,循环加卸载情况下,随岩煤强度比增大组合体破坏模式由张拉-劈裂破坏逐渐向拉伸-剪切混合破坏转变;(3)基于RFPA模拟分析得出,循环加卸载下,随着顶底板岩性强度增大,组合体破裂形成的主裂隙逐渐明显,衍生的次生裂隙逐渐变少,水化作用下强度更高的煤岩组合体破坏时仍能保持更强的脆性破坏。该研究成果可为富水工作面的安全生产提供一定的参考借鉴。

关键词：煤岩组合体循环加卸载损伤特性裂纹扩展数字散斑数值模拟

大采高工作面临空巷道动压显现机理及预控技术研究

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煤炭工程 2024年第9期56卷 112-120页

作者：高朝张超山西宁武榆树坡煤业有限公司山西宁武036700

临空巷道围岩变形控制是巷道控制的技术难点,煤层开采厚度越大、覆岩强度越高,临空巷道变形控制难度越大。针对榆树坡煤矿大采高工作面开采的临空巷道动压控制难题,建立了临空巷道侧向悬板结构的力学模型,理论分析得到基本顶侧向最大悬... 详细信息

临空巷道围岩变形控制是巷道控制的技术难点,煤层开采厚度越大、覆岩强度越高,临空巷道变形控制难度越大。针对榆树坡煤矿大采高工作面开采的临空巷道动压控制难题,建立了临空巷道侧向悬板结构的力学模型,理论分析得到基本顶侧向最大悬顶长度为4.69 m,基本顶应变能密度最大值位于煤柱内5.51 m处,其值为2.831×10^(6) J/m^(3),基本顶积聚应变能为3.269×107 J。进一步采用数值模拟的手段对临空巷道围岩塑性区发育、变形规律及围岩应力分布特征进行分析,得到临空煤柱支承应力可达35 MPa以上,是造成巷道煤柱帮锚杆索受力程度大、煤柱帮变形破坏的主要因素。现场采用“卸压孔+侧向切顶”的综合技术手段对临空动压巷道进行控制,设计卸压孔孔径为108 mm,孔深7 m;水力压裂孔分为L孔、S孔,孔径60 mm,间距8 m,垂直压裂高度分别为50 m、30 m,注水量80 L/min。现场实践表明,相比未实施卸压措施段,巷道围岩变形量减少30%以上,巷道底鼓情况得到明显控制。

关键词：大采高临空巷道侧向悬板卸压孔水力压裂

不同加载速率下煤岩组合体力学响应与破坏特征

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矿业安全与环保 2024年第4期51卷 133-138页

作者：白利文山西忻州神达大桥沟煤业有限公司山西忻州034000

制备高度比为1∶1的砂岩—煤组合体,分别进行4种速率单轴加载试验,得出不同加载速率下煤岩组合体的力学行为及破坏特征。实时监测加载过程中声发射信号,计算碎屑平均粒径及远场碎屑质量占比,以定量评价破坏程度,分析煤岩组合体力学性质... 详细信息

制备高度比为1∶1的砂岩—煤组合体,分别进行4种速率单轴加载试验,得出不同加载速率下煤岩组合体的力学行为及破坏特征。实时监测加载过程中声发射信号,计算碎屑平均粒径及远场碎屑质量占比,以定量评价破坏程度,分析煤岩组合体力学性质及破坏特征的应变率效应。研究结果表明:煤岩组合体单轴抗压强度、弹性模量、煤样破碎程度及脆性特征与加载速率均成正相关;在高加载速率条件下,非均质性对煤岩组合体力学行为的影响减弱。声发射振铃计数峰值随加载速率提高而增大,表明单次声发射强度增大,内部单次微破裂加剧。在较高加载速率条件下,煤岩组合体强度高,煤样破碎程度及脆性特征增强。

关键词：煤岩组合体力学性质加载速率声发射特征破坏特征

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矿用压风机组优化控制方法研究

工矿自动化 2024年第S1期50卷 169-173,193页

作者：王磊山西天地王坡煤业有限公司山西晋城048012

针对矿用压风机组存在能耗巨大、风量控制不准确、转速控制不稳定等问题,提出一种基于扩展积分快速终端滑模扰动观测器(EIFTSMDO)和新型无模型积分分段双幂次滑模控制(IMFNSMC)的压风机组电动机转速控制方法。该方法基于表贴式永磁同步... 详细信息

针对矿用压风机组存在能耗巨大、风量控制不准确、转速控制不稳定等问题,提出一种基于扩展积分快速终端滑模扰动观测器(EIFTSMDO)和新型无模型积分分段双幂次滑模控制(IMFNSMC)的压风机组电动机转速控制方法。该方法基于表贴式永磁同步电机(SPMSM)转速环的新型超局部模型,结合无模型控制和新型滑模控制的优点,设计了改进的无模型新型趋近率滑模控制器;同时结合积分滑模滑模和快速终端滑模的优点,设计了积分项快速终端滑模扰动观测器,实时精准估计新型超局部模型的未知部分;通过对控制器进行前馈补偿,提高了电动机控制系统的鲁棒性和抗干扰能。仿真和半实物实验结果表明,与滑模控制和新型滑模控制方法相比,基于IMFNSMC+EIFTSMDO的控制方法的超调减少了15%,响应速度加快了0.1 s,抗干扰能力加强了10%,验证了该方法的有效性和优越性。

关键词：压风机永磁同步电动机节能控制电动机调速系统无模型积分分段双幂次滑模控制扩展积分快速终端滑模扰动观测器

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水力压裂裂缝开裂压力影响因素分析及应用

煤炭工程 2024年第9期56卷 127-135页

作者：赵会波山西天地王坡煤业有限公司山西晋城048000

为了合理确定水力压裂的压裂时机和钻孔方位布置,从水力压裂钻孔周围的应力分布状态出发,将钻孔的方位角和倾斜角作为水力压裂裂缝起裂压力的主要影响因素,在巷道地应力场分类的基础上,从钻孔参数(方位角、倾斜角)与地应力场类型角度对... 详细信息

为了合理确定水力压裂的压裂时机和钻孔方位布置,从水力压裂钻孔周围的应力分布状态出发,将钻孔的方位角和倾斜角作为水力压裂裂缝起裂压力的主要影响因素,在巷道地应力场分类的基础上,从钻孔参数(方位角、倾斜角)与地应力场类型角度对水力压裂裂缝开裂压力的影响规律进行了研究。同时结合天地王坡煤矿采动影响下顶板三维主应力演化实测研究,确定了3308运输巷道压裂时机与钻孔空间布置原则,在此基础上提出受二次采动影响的3308运输巷双侧压裂方案。现场煤柱钻孔应力监测结果表明,采用双侧压裂方案相比常规压裂方案其峰值应力降低了52.9%。巷道围岩变形监测显示,双侧压裂方案与原压裂方案相比,顶板下沉量降低了14.0%,底鼓量降低了37.8%,两帮移进量降低了56.6%,3308运输巷道围岩得到了较好的保护。

关键词：水力压裂钻孔方位角地应力场卸压方案

李村煤矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采参数优化研究

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煤炭工程 2024年第1期56卷 98-104页

作者：申海生邹虎刘垒赵春洲王彦敏曹良伟田锦绣田珑山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿山西长治046000

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试... 详细信息

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试验结果表明:顶板定向长钻孔达到了高抽巷瓦斯抽采的效果,将上隅角瓦斯浓度控制在安全范围内,且其施工进度快,成本低,有效解决了李村矿采掘接替紧张的局面。

关键词：顶板定向长钻孔高抽巷采空区抽采参数优化

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综采工作面沿空留巷支护技术应用

能源与节能 2024年第1期 132-135页

作者：朱志攀山西高平青龙同昌煤业有限公司山西高平048400

随着煤矿开采深度的加大,以往可获得良好支护效果的传统支护方法,在诸多条件下已出现显著的支护不协调、支护强度低等问题。在进行沿空留巷支护时,出现了与上述类似的问题,给整个综采工作面的正常开采带来了很大的困难。主要介绍了当前... 详细信息

随着煤矿开采深度的加大,以往可获得良好支护效果的传统支护方法,在诸多条件下已出现显著的支护不协调、支护强度低等问题。在进行沿空留巷支护时,出现了与上述类似的问题,给整个综采工作面的正常开采带来了很大的困难。主要介绍了当前综采工作面沿空留巷支护技术应用存在的问题及原因,重点分析了综采工作面沿空留巷的巷旁支护技术和巷内支护技术。

关键词：综采工作面沿空留巷巷旁支护巷内支护

基于时空效应下的巷道掘进围岩变形与多次支护技术

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煤矿机电 2024年第2期45卷 60-65页

作者：樊晓伟晋能控股煤业集团朔州朔煤王坪煤业有限公司山西怀仁038300

为解决目前王坪煤业巷道掘进工作面支护时间长、掘进效率低的问题,首先以传统巷道支护为基础,对巷道围岩变形特性以及围岩开挖面时空效应进行理论研究,提出多次支护技术,从理论研究以及工艺流程分析的角度对多次支护技术进行研究,最后... 详细信息

为解决目前王坪煤业巷道掘进工作面支护时间长、掘进效率低的问题,首先以传统巷道支护为基础,对巷道围岩变形特性以及围岩开挖面时空效应进行理论研究,提出多次支护技术,从理论研究以及工艺流程分析的角度对多次支护技术进行研究,最后通过试验对比,多次支护方案与原有方案在保证巷道安全稳定的前提下,月掘进量提升26.3%,实现了快速掘进的目标。

关键词：时空效应围岩变形掘进巷道多次支护技术