基于双向流固耦合的液压支架立柱疲劳寿命优化研究
赵丽娟;何祥源;龚舒天;李娇荣;林国聪;韩圣宁;综采过程中，液压支架立柱在偏载条件下易出现受力不均和应力集中，严重影响支撑稳定性和寿命。以ZY21000/36/75D型液压支架为工程对象，建立其低位偏载工况下刚柔耦合仿真模型，基于仿真结果构建顶梁和立柱的空间力系模型，推导方程组求解立柱受力，对偏载侧立柱进行双向流固耦合分析，依据循环加载疲劳寿命准则优化立柱结构。研究表明：低位偏载工况下，2个立柱受力的最大值分别为8.122 1 MN和18.960 0 MN，立柱缸体最大应力713.08 MPa，进油孔出口处有应力集中，最大应力791.73 MPa。通过优化，将最低寿命从16 909次提高至23 157次。研究结果对提高立柱使用寿命具有重要意义。
碎软煤层井下钻孔新型复合带压封孔工艺及评价
赵晋斌;王星;季长江;张江华;李军军;刘洪太;针对碎软煤层井下抽采钻孔“两堵一注”的封孔工艺存在煤体碎、封孔短、带压小、衰减快、效率低的难题，研究了井下钻孔的封孔机理；采用钻屑指标法对巷道周边“三带”分布进行了现场测定，确定了原始应力带深度；开展了水泥“低压外堵”和“高压里注”带压封孔+无机封孔材料二次补浆新型复合工艺的探索，并进行了抽采效果分析。研究结果表明，合理封孔深度为14 m以上；该封孔工艺能有效提高封孔质量及瓦斯体积分数，有效预抽期提高至3个月以上，且抽采纯量提升2～3倍；补浆后瓦斯体积分数平均提升44.5%，有效抽采时间延长50～60 d，具有较强的推广价值。
基于多参量综合评价的不同顶板爆破参数卸压效果研究
何雯弟;王冠;石洋;温颖远;曹远威;本文以俄霍布拉克煤矿11112工作面为工程背景，采用微震、应力、钻屑等监测指标作为评价顶板爆破的评估参量，通过极差值归一化处理消除不同指标间的量纲差异，再对各指标进行权重分配，构建综合卸压效果指数R，并通过该指数实现不同方案卸压效果的定量化对比。研究结果表明：2种顶板组合爆破卸压方案均起到了卸压效果，但低中位顶板组合爆破方案卸压效果更优，与低高位顶板组合爆破方案相比较，该方案区域微震大能量事件(E>10~4J)占比由2.50%大幅降至0.47%；与此同时，深孔平均应力由6.32 MPa降至5.88 MPa；平均钻屑量由2.61 kg/m显著降低至1.79 kg/m，各项指标均优于低高位组合爆破方案；经计算未爆破区域、低高位顶板组合爆破方案、低中位顶板组合爆破方案的R值依次为0.985、0.617、0,R值越小卸压效果越优，实现顶板预裂爆破防冲效果的精准量化评价。采用工作面支架工作阻力监测数据作为一致性检验指标，低中位组合爆破区域支架平均阻力降至29.7 MPa，较低高位爆破区域降幅达7.2%，平均来压步距缩短至23.1 m，降幅达17.2%。其检验结果与多参量综合评价结论一致，进而验证了综合多参量评价顶板爆破防冲效果方法的可行性与可靠性。
巴拉素煤矿超长工作面支架适应性及矿压规律研究
张俊星;李世伟;徐亚军;寇磊;庞晓亮;胡建华;李丁一;本文基于巴拉素煤矿400 m超长工作面初次来压、周期来压和微震能量数据，对矿压显现规律及液压支架适应性进行研究。结果表明：为适应400 m超长工作面，2201工作面液压支架额定工作阻力由14 MN提升至21 MN，满足了工作面安全生产需要。工作面存在“大小周期”来压现象，来压强度大、范围广、持续时间长；来压时压力中心从工作面中部开始逐渐向两侧扩展，工作面高、低压区明显，矿压显现强烈；周期来压时压力相对集中，工作面有明显的压力转移现象。微震频次和能量曲线较吻合，与工作面的来压有明显的对应关系。
任楼煤矿72513工作面临空巷道保护煤柱宽度数值模拟
王健;牛思源;刘瑜;徐启雷;本文以任楼煤矿72513工作面为研究对象，利用FLAC3D软件模拟不同煤柱宽度条件下采区上山周围应力应变情况。基于“三带”和煤柱强度理论，设计了6种不同煤柱尺寸模型。模拟结果表明：随着煤柱宽度的增加，煤柱的破碎程度减小，支撑力得到提升；煤柱侧的应力值逐渐增大；靠近采区上山位置实体煤侧垂直应力逐渐减小，远端实体煤侧垂直应力逐渐增大，煤柱的合理尺寸约4 m。合理设计优化煤柱尺寸能降低冲击地压的风险，减少巷道维护成本，提高煤矿企业经济效益。
王坡煤矿综放采场覆岩矸石注浆可利用空间研究
袁东锋;郭若秋;尹磊建;牛琳琳;以王坡煤矿3306综放工作面为对象,采用UDEC数值模拟与理论计算,研究了煤层回采后覆岩运移规律、残余空隙率分布及离层空间动态演化特征。结果表明:垮落带发育高度13.5 m,纵向裂隙高度60.3 m,采空区残余平均空隙率0.162;覆岩80～150 m内形成多层离层,呈现张开—扩展—闭合的动态演化过程;采空冒落区矸石浆液可充填体积约69.78万m3,覆岩离层可利用空间约3.44万m3。研究成果为西部矿区矸石注浆充填减沉及煤基固废绿色处置提供了技术参考。
瓦斯抽采钻孔偏斜影响因素及纠偏技术研究
罗晋明;杨俊杰;谢聪;采用新型无线随钻轨迹测量系统对普通和地质构造区域的钻孔轨迹进行了监测,并基于监测结果对造成钻孔偏斜的各影响因素进行了分析。在此基础上,构建了基于新型无线随钻测量系统和改进螺杆钻具的钻孔轨迹保直技术,并开展现场试验,对该技术的纠偏效果进行了研究。研究结果表明:在钻杆通过地质构造区段时,各因素对钻杆偏移的影响大小为地质因素>钻杆自重>钻杆自转,普通区段为钻杆自重>钻杆自转。在本试验煤层,随着地质构造区段长度的增加,终孔点竖直和水平偏移距离呈指数增加,且水平偏移增长率总大于竖直方向,该变化趋势存在1拐点:10 m。D≤10 m时,ΔDv=0.105,ΔDh=0.231;D>10 m时,ΔDv=0.727,ΔDh=0.966。采用上述钻孔轨迹保直技术,可有效改善地质构造导致的顺层钻孔轨迹偏移情况,水平和竖直偏移量分别降低了41.3%和36.3%。
基于DAE-GAT和特征注意力的煤矿瓦斯监控网络恶意流量检测
张剑飞;孙凯强;针对传统煤矿瓦斯监控网络异常流量检测模型存在高维传感器数据冗余噪声大,正常监控流量与恶意攻击流量之间的判别性差异被稀释,以及难以克服矿井环境下样本高度不平衡以及漏报率高等问题,提出了一种基于DAE-GAT和特征注意力的煤矿瓦斯网络流量异常检测方法。该模型融合了深度自编码器(DAE)、特征注意力机制与图注意力网络(GAT),并采用多任务学习框架进行联合优化。其中特征注意力模块抑制噪声并突出关键特征,DAE提取低维潜在表示,GAT捕捉网络流量中的上下文关联。实验结果表明,所提方法在NSL-KDD、UNSW-NB15和CICIDS-2017数据集上均取得了较高的检测性能。通过仿真实验表明,所提方法在煤矿瓦斯监控网络WSN异常检测任务中表现优异,验证了模型的有效性与优越性。
浅埋煤层大采高工作面覆岩“两带”分布规律研究
金腾;为促进煤炭资源安全、高效开采,从大采高综采“两带”高度角度出发,以三道沟煤矿为工程背景,综合运用经验公式预估、相似模拟实验和现场实测验证,对85216工作面5-2煤综采时的覆岩“两带”高度演化开展研究。结果表明:“两带”高度与采高及碎胀系数有关,但经验公式预测“两带”发育高度存在一定的局限性;经过现场钻孔窥视探测,得到覆岩垮落带高度约为31.9m,导水裂隙带高度约58 m;分析了大采高综采时覆岩破坏高度及垮落范围的分布情况,理论计算结果、“两带”高度相似模拟实验结果与现场探测结果较为一致。研究结果可为类似条件矿山的顶板管理等提供参考。
高承压水下煤层底板渗透裂隙演化规律
杨硕;闫国成;梁建斌;贾嘉蕾;夏向学;为揭示千米级高承压水作用下煤层底板岩石“致裂—渗流”的耦合规律,以开滦赵各庄矿埋深1 254 m、奥灰含水层水压12 MPa为研究对象,选取底板砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粒砂岩4类典型岩石,开展围压15 MPa、孔隙水压12 MPa条件下的三轴渗流试验,结合断裂力学理论与Kozeny-Carman方程,分析全应力-应变过程中岩石渗透率演化特征及裂隙扩展机理。结果表明:煤层底板岩石呈现明显弹塑性行为,渗透率随应变演化呈“初始压密略降→弹性阶段缓升→塑性-峰值阶段骤升→峰后软化阶段突跳→残余阶段稳降”的5阶段规律,峰后渗透率普遍为峰前的5～10倍;岩性对渗透率控制显著,表现为砂质泥岩<粉砂岩<细砂岩<中粒砂岩;围压对孔隙主导渗流阶段的渗透率呈对数负相关调控,对裂隙主导渗流阶段呈负指数负相关调控。基于试验数据构建岩石裂隙扩展机理分析耦合模型,计算值与实测值平均相近。研究成果为深部煤矿底板突水预警及安全开采提供了理论依据与技术支撑。
2001～2013年全国煤矿事故统计分析及启示
邓奇根;王燕;刘明举;魏俊杰;对2001~2013年全国煤矿事故进行了统计分析,探讨了全国煤矿安全形势。通过柱状图、趋势图、堆积图和比重图等多种图形方式展示了近年来全国煤矿事故情况。探讨了全国煤矿事故的发生原因,同时,提出了预防和减少煤矿事故发生的对策措施。
我国褐煤的综合利用途径及前景展望
董洪峰;云增杰;曹勇飞;褐煤占我国煤炭资源储量的17%,所以发展褐煤综合利用技术和优化利用方法,对我国能源结构调整和能源产业优化具有重要意义。本文对国内褐煤传统的利用方法与新方法做了简单回顾,并对未来我国褐煤利用途径提出新的建议与展望。
二氧化碳炮爆破在煤矿的应用
聂政;介绍了二氧化碳炮爆破在芦岭煤矿回采工作面的试验情况,分析了二氧化碳炮的特点,根据其特有的物理变化过程,总结其爆破过程中的高效性、可靠性、安全性。为煤矿爆破产品的替代提供了一种新的思路。
基于单片机的温度控制系统的研究与实现
夏志华;文章采用51单片机作为样本,来实现对温度的有效控制,不仅具有控制简便、组态简单和很好的灵活性等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。在详细阐述了基于单片机的温度控制系统的硬件组成、软件设计及相关的接口电路设计基础上,讨论了在过程控制中单片机温度控制系统中的应用,最后提出了单片机的温度控制系统实现的合理性和有效性。
基于单片机的直流电机PWM调速系统设计与开发
庹朝永;当前,直流电机因其速度可调等种种优点,在实际生产中得到了广泛的应用。直流电机的脉宽调制方法是直流电机调速方法中比较常见的。文章对基于单片机的直流电机PWM调速系统做了一定的研究,利用STC89S52单片机的定时器产生PWM脉冲,经过光耦的隔离之后,进行功率的放大,构成H桥驱动电路,从而驱动直流电机,方便地对直流电机转速进行调节。
基于PLC的电梯控制系统设计
芦艳芳;朱贵宪;阐述了可编程控制器PLC在电梯控制中的应用,主要介绍了5层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程及组成,列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图,并给出了系统组成框图和程序流程图,在分析、处理逻辑关系的基础上,提出了PLC编程。
杜邦分析法在煤炭企业财务分析中的应用
张金寿;杜邦分析法是利用各主要财务比率的内在联系建立起来的一套财务分析指标体系。在煤炭企业中,应用杜邦分析法,能帮助企业解决财务分析系统落后定位不明确,方法不完善等诸多问题,通过对杜邦分析法在煤炭企业中的运用所得出的结论,可以进一步提高企业生产的管理效率,实现煤炭企业价值的最大化。
我国环境规划现状及存在问题分析
徐长久;万玉山;冯俊生;李定龙;环境规划是协调经济发展与环境保护的有效工具。文章在介绍国外环境规划研究概况后分析了我国环境规划的现状及存在问题,指出建立完善的规划体系和综合决策方法是环境规划的发展趋势。
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