特厚煤层沿空掘巷合理煤柱尺寸研究

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在分析龙王沟煤矿特厚煤层地质条件的基础上,分别采用理论计算和数值模拟的方法,对龙王沟煤矿61612工作面主运顺槽与61610工作面辅运顺槽间合理煤柱宽度的选取进行了研究.具体分别在不同区段煤柱宽度的条件下,从工作面侧向支承压力分布规律、61612工作面主运顺槽的围岩变形情况等方面进行了对比分析,最终结合计算结果与实际生产地质条件,确定区段煤柱的合理宽度10 m.
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针对松软煤层复合顶板切顶留巷工程问题,分析了留巷控制难点,阐明了帮-顶协同控制机理,针对性地提出了具有双向承载功能的“顶板槽钢-锚索桁架支护系统”、“实体煤帮槽钢-锚索桁架支护系统”与“矸石帮切顶锚索+单体柱+U型钢柱+金属网控制系统”的双桁架联合控制方法,设计确定了切顶爆破参数,孔间距0.4 m,且爆破孔和空孔间隔布置更利于顶板稳定,现场试验了7m左右的切顶孔时矸石帮成形好且易于松软煤层复合顶板的控制.工程实测表明,切顶留巷控制效果良好,最大两帮变形量为220 mm左右,满足巷道使用要求.
为保持软岩大变形巷道顶板稳定,引入了可适应围岩大变形的加长锚杆,提出了长短锚杆等强支护方法,杜绝了锚杆与锚索在大变形环境下力学性能不匹配的弊端,同时使用相似模拟实验及现场实测的方法进行分析.结果 表明:选用加长锚杆支护巷道后,巷道顶板完整性有了很大的提高,变形量大大减小,并作为一个整体向下运动,破坏显著减小,破坏区处于锚杆锚固范围内;而普通锚杆支护巷道肩部裂隙发育,顶板发生了垮落,支护完全失效,等强支护巷道顶板岩层始终保持稳定,由此表明采用长短锚杆等强支护方法有助于控制顶板变形,提升巷道的稳定性.
利用五次多项式函数构建机械臂路径轨迹控制点基础位移值,优化轨迹规划控制点的位移浮动值,将机械臂振动最小作为约束条件,结合动力学方程获得机械臂振动量,在此基础上使用自适应调节参数后的改进遗传算法优化,获取具有抑制振动效果的机械臂最佳路径轨迹规划结果.经过模拟实验发现,该方法规划后的机械臂路径轨迹在位移、速度以及加速度方面均具有良好效果,能够有效抑制机械臂振动,实现煤矿环境下,机械臂安全稳定工作.
综合考虑煤和矸石图像的灰度特征和纹理特征,在对图像进行滤波、增强等预处理后,筛选出灰度直方图的均值、峰值,GLCM的能量、对比度和熵,Tamura纹理的对比度这6个特征组成特征向量,送入LS-SVM进行识别.研究结果表明:基于3种特征结合的LS-SVM煤矸识别有效地提高了识别率.
针对韩城矿区桑树坪煤矿岩巷掘进存在的问题,分析了岩巷掘进的主要影响因素,根据桑树坪煤矿现有的岩巷掘进工艺及地质条件,优化了爆破参数和支护参数,研制了一套适用于该地质条件下的岩巷快速掘进机械化作业装备.结果 表明:影响岩巷掘进的主要影响因素有爆破参数、支护参数、凿岩设备、排矸设备等,对比优化后的爆破参数,日循环进度增加2.2 m,通过FLAC3D数值模拟分析,优化了支护设计,巷道支护效果良好,合理选型钻装一体机,现场施工效率得到大幅提升,最终形成适合桑树坪煤矿岩巷快速掘进的机械化作业线,进尺从60 m/月提
液氮冻结是一种在煤炭和市政工程中应用的低温快速直接冻结技术,液氮消耗量是工程筹划和成本预测的重要参数.通过开展液氮冻结原型试验,利用能量守恒原理,通过理论计算分析,得到了冻结初期阶段液氮消耗量计算方法,该方法计算结果与试验实测数据较为吻合,可以作为工程实际中液氮消耗量测算的参考.
矿用永磁滚筒电磁负荷高,长时间运行易直接导致温度升高,进而降低永磁体电磁性能.优化永磁滚筒散热水道结构,对维持永磁滚筒转矩性能,确保设备正常运转具有重要意义.传统的单通式散热水道结构与水套热交换不充分,散热效果差.提出一种新型异相并联式水道结构,建立滚筒模型,通过有限元软件对永磁滚筒温度场仿真,得出与传统单通式水道相比,新型异相并联式结构水冷管道冷却效果提高了12.5%.最后通过实验验证了温度场仿真结果准确性.
针对煤层倾角≥55°、厚度≥2.8 m复杂条件下的液压挖掘机机械化开切眼掘进工艺,实现由传统钻爆法开切眼向机械破煤台阶施工法转变,形成挖掘机“破煤”、挖斗“装煤”,下煤通道“运煤”等系列先进成套工艺流程,构建了急倾斜煤层切眼全断面强力支护体系,保障了倾斜煤层开切眼一次成巷稳定性,研发了急倾斜开切眼下煤通道堵塞处理装备并联合双下煤通道,突破了急倾斜煤层下煤运煤技术瓶颈,建立了急倾斜中厚煤层开切眼掘进防推底方法,解决了煤层厚度不稳定情况下底板推底难题.
在23202进风顺槽掘进过程中,底板裂隙发育,邻近层瓦斯异常涌出,造成回风瓦斯浓度持续升高.通过增加工作面供风量、注浆封堵底板裂隙、底板卸压瓦斯抽采、底板拦截抽采等措施有效降低了底板裂隙瓦斯涌出量,探索出了底板裂隙瓦斯涌出治理方法,为以后生产过程中遇到类似问题提供了瓦斯治理借鉴.
为了提高煤泥干燥工业效率,降低系统产尘和煤尘灾害事故的发生,优化运行参数和干燥设备结构,为后续除尘设备提供选型依据.运用流体力学理论基础和流体仿真ANSYS Fluent软件相结合的方法,对滚筒干燥机内不同颗粒粒度的干燥效果进行了模拟.结果 表明,颗粒粒度越小,其干燥速率越快,易过度干燥,在系统中停留,造成较大产尘.在文中粒度范围内,颗粒粒度越大,可以同时保证系统煤尘安全和干燥效率.