- 刘玉成;
针对原Knothe地表沉陷的时间函数模型与地表观测点下沉速度曲线不吻合的缺陷,采用数学分析的方法,修正了Knothe模型。修正的模型不但能较好地拟合地表沉陷观测点下沉的位移序列,而且从观测点下沉速度、加速度的变化方面也符合地下煤层长壁工作面开采过程中上覆岩层移动的物理过程,能较好地描述地表观测点下沉的3个阶段即逐渐开始阶段、快速发展阶段和缓慢衰减终止阶段的非线性特征。验证这一模型需要大量的观测数据,为克服进行大量的沉陷观测所需的人力和物力上的困难,采用FLAC~(3D)软件模拟的煤层地下开采过程,并在模型的上表面经过开采中心点的走向和倾向剖面线上共布置了36个地表下沉和下沉速度的监测点,监测了模拟开采过程中地表的移动过程;模拟完成后,各监测点的下沉及下沉速度与计算步数之间的关系曲线与修正的Knothe模型曲线的形态特征相符,说明模拟开采过程可行,进一步验证了修正的Knothe地表沉陷的时间函数模型可拟合地表观测点下沉的动态过程曲线。
2018年05期 v.23;No.144 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1007K] [官网下载次数：202 ] |[摘要阅读次数：324 ] - 戴俊;张越博;李栋烁;宋四达;
为了研究微波照射和动态冲击荷载下玄武岩的破碎损伤特性,基于分形理论,利用微波发射装置和SHPB霍普金森动态试验装置,通过收集玄武岩碎块进行颗粒筛分,试验研究微波照射后玄武岩破碎特性变化规律。结果表明:采用分形维数可定量描述玄武岩岩样的破碎程度;在1300W微波功率照射后和0. 4MPa冲击气压作用下岩石破碎程度更大,为微波辅助机械破岩提供借鉴和参考。
2018年05期 v.23;No.144 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K] [官网下载次数：162 ] |[摘要阅读次数：280 ] - 宋丹;高立君;王锴;江帅;
相比圆形刀盘,在滚筒式刀盘上安装盘形滚刀更容易实现矩形断面的开挖,该技术有望广泛应用于硬岩矩形隧道施工。以滚筒式刀盘在破岩过程中的力学参数研究为目标,通过建立了滚筒刀盘的数学模型,确立了盘形滚刀切削轨迹的参数方程,得出滚筒刀盘的切削物理参数,结合CSM模型,推导出硬岩滚筒载荷的力学方程。该理论研究,为滚筒式刀盘优化设计和力学预测提供了理论依据。
2018年05期 v.23;No.144 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 863K] [官网下载次数：124 ] |[摘要阅读次数：299 ]
- 李来源;
结合华电隆德煤矿201工作面的实际情况,采用数值模拟软件FLAC~(3D),从煤柱塑性破坏范围、应力分布大小、围岩变形等角度对不同尺寸区段煤柱的稳定性进行研究分析,最终确定煤柱合理宽度范围为12. 5～15. 0m。
2018年05期 v.23;No.144 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K] [官网下载次数：148 ] |[摘要阅读次数：332 ] - 李旭昱;
以某矿三盘区3403工作面回风巷为工程背景,首先通过理论分析得出回风巷超前支护强度为200. 5kPa,工作阻力为31286kN;其次,通过数值模拟分析了在应力200. 5kPa超前支护条件下巷道围岩应力分布及变形情况,在上述基础上,研制出了3×ZQL2×5540/22/45WD型回风巷迈步分体式超前支架组;最后通过工程实践进行了验证。该支架使用效果良好,对类似地质条件的矿井具有推广作用。
2018年05期 v.23;No.144 22-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 688K] [官网下载次数：220 ] |[摘要阅读次数：238 ] - 郭卫;刘磊;郏高祥;刘俊;
针对目前基于组态软件设计的采煤机监控系统存在的不足,提出了一种基于MVC的采煤机智能化控制系统。在实验室环境下对系统的实时监控、远程控制、智能化控制,故障报警、参数设置、报表存储及打印功能进行测试,实验表明,该系统能够实现采煤机的实时监测和对采煤机运行过程中的各项参数进行记录并显示。通过本系统可远程控制采煤机各个动作,系统根据液压支架、刮板输送机以及环境参数信号能够对采煤机进行自适应调速、调高以及停机等功能。
2018年05期 v.23;No.144 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K] [官网下载次数：136 ] |[摘要阅读次数：258 ] - 宋宇宁;宋叶姣;徐晓辰;
为提高螺旋钻采煤机综合性能,实现轻量化,以螺旋钻杆为研究对象,以钻杆内径、叶片螺旋升角、叶片高度、叶片厚度、叶片螺距及电机转速为优化变量,通过改进的遗传算法对螺旋钻采煤机的输送功率、二次破碎率、输煤量及钻杆质量进行多目标优化设计。结果表明:螺旋钻采煤机输送功率下降了2. 26%,二次破碎率降低了43. 49%,输煤量增加了12. 96%,螺旋钻杆质量减轻了4. 3%,钻杆等效应力降低11. 9%,实现了螺旋钻采煤机增效、轻质量的多目标优化设计。
2018年05期 v.23;No.144 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 832K] [官网下载次数：173 ] |[摘要阅读次数：316 ] - 钱立全;唐葆霖;
针对我国大倾角煤层开采现状及大倾角工作面开采对采煤机的技术要求,阐述了大倾角采煤机的关键技术研究工作;并对研究成果在MG750/1920-WD型、MG550/1380-WD两款电牵引采煤机现场应用情况进行了介绍。
2018年05期 v.23;No.144 34-35+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K] [官网下载次数：149 ] |[摘要阅读次数：257 ] - 蒋星星;李春香;
通过层次分析法,定性分析煤矿采煤设备生产率、经济性、安全性、维护性、成套性、环保性等性能,利用信息熵构建采煤设备性能熵,并利用熵值法对不同种采煤设备的以上性能进行定量分析,测算煤矿采煤设备综合性能。通过实例分析,确定采煤机的优选顺序。为煤矿企业进行不同型号的采煤机选择提供了有效的选择方法。
2018年05期 v.23;No.144 36-38+4页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [官网下载次数：158 ] |[摘要阅读次数：193 ] - 徐其祥;
提出利用最小二乘支持向量机方法进行矿用胶带机滚动轴承故障识别方法,利用小波包的分解方法提取检测信号的故障信息,并将其作为最小二乘支持向量机的输入量,将样本的常见故障类型作为输出量,对样本的输入量和输出量进行不断的训练学习,得到最小二乘支持向量机模型,利用该模型进行胶带机滚动轴承故障识别。研究结果表明:基于最小二乘支持向量机模型的计算结果与测试样本拟合精度较高,可以用于进行矿用胶带机滚动轴承故障识别。
2018年05期 v.23;No.144 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K] [官网下载次数：130 ] |[摘要阅读次数：264 ]
- 郑冬杰;王猛;张蒙;李四清;
基于慈林山煤矿薄煤层坚硬顶底板条件下回采巷道掘进缓慢、采掘接替紧张、支护成本高等问题,采用实验室试验、理论分析、数值模拟与现场工业性试验等综合研究方法,总结得到该类巷道锚网索支护优化依据,针对性提出薄煤层坚硬顶底板巷道支护参数优化方案,成功应用于现场工程实践。矿压观测结果表明,新支护参数下巷道掘进稳定后顶底板与两帮变形量分别约为22mm和28mm,围岩控制效果显著;同时巷道支护材料成本降低约50%,大幅度降低工人的劳动强度,提高巷道掘进速度,缓解采掘接替紧张关系,取得了显著的经济社会效益。
2018年05期 v.23;No.144 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K] [官网下载次数：295 ] |[摘要阅读次数：259 ] - 肖家平;韩磊;周波;柴永兴;
针对采动作用下近距离煤层巷道顶板岩层具有裂隙发育、松散破碎、淋水等严重状况,为了研究其裂隙变化机理,以团柏煤矿11-101工作面为工程背景,根据滑移线场理论研究法和钻孔窥视法进行分析。结果表明:上部煤层开采影响形成的底板屈服破坏深度为0. 7m;淋水作用进一步劣化下煤层巷道围岩,引起中层完整区竖向或水平裂隙发育,增大下层裂隙发育区范围。采用改进的高预紧力高强锚杆+锚索槽钢梁支护系统可有效地支护11号煤层的块裂顶板。研究结果为相似条件下的巷道支护研究提供重要的参考价值。
2018年05期 v.23;No.144 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K] [官网下载次数：182 ] |[摘要阅读次数：220 ] - 张红军;
针对赵庄二号井综放工作面上隅角垮落不及时造成瓦斯超限的安全难题,在开展地应力、煤岩体强度及结构全面测试的基础上,基于定向水力压裂技术原理,计算确定了钻孔深度,提出了深孔水力压裂设计方案,并进行了现场井下试验。现场监测表明,回采工作面推进压裂区范围过程中,上隅角直接顶基本实现随采随冒(特殊区段最大悬顶面积7. 5m2),垮落效果显著,达到了国家安全生产标准化悬顶面积≤10m2要求,从根本上消除了上隅角爆破放顶施工的危险性。顶底板最大移近量275mm,研究成果可为类似采矿条件下水力压裂应用提供经验指导。
2018年05期 v.23;No.144 54-56+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K] [官网下载次数：149 ] |[摘要阅读次数：265 ] - 邵德盛;杨张杰;聂建伟;杨永刚;赵磊;
为了解决煤矿延伸至深部后出现的高地压巷道支护难题,通过对锚索锚固机理、锚固结构及锚固工艺等进行基础性实验研究,提出了以孔壁注浆锚索为核心的煤矿深部高地压巷道锚索支护技术对策,包括:孔壁注浆锚索及其锚固技术;胀壳式端头机械锚固锚索及其安装技术;铰接箱形梁组合锚索支护技术。采用胀壳式端头机械锚索及与其配套的孔壁注浆锚固技术,可实现锚索的全长锚固,提高锚索内锚固的可靠性和锚索的内锚力;采用箱形梁锚索组合结构,可提高锚索支护外锚结构的强度、刚度和整体性,能有效地将巷道围岩表面压力绝大部分转移到围岩深部。从技术上有效解决煤矿深部巷道锚索支护难题。
2018年05期 v.23;No.144 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K] [官网下载次数：138 ] |[摘要阅读次数：326 ]
- 刘贵;徐乃忠;高超;
为了解决某煤矿西一采区某新村压煤问题,对7164工作面正常回采进行了采动影响预计分析,结果显示某新村内地表下沉量满足不了控制要求。根据该村与7164工作面位置关系,通过建筑物压煤开采方法对比分析,认为7164工作面部分区域限厚开采可有效控制该村范围内地表下沉量,并对7164工作面限厚范围进行了优化设计,达到了预期的效果。
2018年05期 v.23;No.144 61-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K] [官网下载次数：145 ] |[摘要阅读次数：267 ] - 邓伟男;
根据高速公路的结构特点,建立了具有普适性的数值模型,模拟高速公路受采煤沉陷影响的全过程。通过对工作面推进中高速公路内部水平应力及垂直应力分布变化的研究,得出:采煤沉陷影响下,行车荷载对高速公路内部应力的分布影响较小,路基与路面的下沉存在不一致性,这与路面材料的强度有关,高强度路面表现出较强的抗沉陷能力。基于对高速公路路面开裂及凸起破损的现场勘察,分析了路面内水平应力分布于水平变形分布的相似性,从力学的角度解释了上述路面损坏发生的原因,并提出了控制采煤沉陷对高速公路破坏性影响的对策。
2018年05期 v.23;No.144 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K] [官网下载次数：119 ] |[摘要阅读次数：249 ] - 魏勇;唐延东;喻强;杨春兰;
尝试引入Re LU function核的ELM算法及Relief Algorithm对开采区最大下沉量进行预测。首先基于Relief Algorithm对现场岩移数据进行筛选优化;然后通过隐含层数目循环实验选出预测精度较高的ELM预测模型隐含层数目;再筛选优化后的参数为输入,最大下沉为目标分别建立基于Re LU function核、igmoid function核、Radial basis function核及Hardlim function核的ELM预测模型;最后对4种模型的预测结果进行对比分析。结果表明:采厚、平均采深、走向长度和倾向长度与最大下沉关系显著;以Re LU function核、隐含层神经元数目为57的ELM的预测结果精度显著优于对比组。
2018年05期 v.23;No.144 68-72+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K] [官网下载次数：113 ] |[摘要阅读次数：289 ] - 杨俊哲;贾林刚;宋桂军;赵立钦;
为了获取补连塔煤矿综采一次采全高"两带"高度,在一次采高7. 4m厚煤层的12511工作面布置采后钻孔,采用钻孔钻进过程中冲洗液漏失量和钻孔彩色电视观测相结合的方法,综合探测分析确定了"两带"高度。研究结果表明:该条件下,垮落带高度35. 08m,为采厚的4. 74倍;导水裂缝带高度为105. 96m,为采厚的14. 32倍。实测结果与采用分层开采经验公式计算结果对比差距较大,因此,厚煤层分层开采预计公式不适用于一次采全高"两带"高度计算,该实测研究成果可作为补连塔矿和其他相类似条件下煤矿开采计算导水裂缝带和垮落带高度的依据。
2018年05期 v.23;No.144 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K] [官网下载次数：87 ] |[摘要阅读次数：295 ] - 韩科明;李凤明;谭勇强;徐乃忠;
针对浅部老采空区地表建设可行性问题,提出3个方面主要评价:老采空区覆岩是否已垮落压实;若未完全垮落,其稳定性如何,若失稳,地表是否会产生非连续变形;地表残余沉降与变形量值。研究并推导了荷载影响下浅部老采空区残留煤柱失稳和残留空洞覆岩整体失稳的判别公式;研究了残留空洞上覆岩层逐层破断向上发展的条件,推导了地表发生非连续变形的判别公式;指出浅部老采空区地表残余移动变形可采用残余变形系数法或等效厚度法进行计算。最终,根据不同采煤方法结合采取的措施给出了浅部老采空区地表建设可行性评价指标和准则。工程实例证明了评价方法的合理性和浅部老采空区地表建设的可行性。
2018年05期 v.23;No.144 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 773K] [官网下载次数：143 ] |[摘要阅读次数：312 ] - 付志鹏;严克伍;曾新平;欧阳德良;
煤层底板为砂岩裂隙含水层,在矿井高强度开采过程中,煤层下的承压水冲破底板隔水层涌入工作面,极易造成突水事故。以陕北榆横矿区小纪汗煤矿2号煤11203工作面为研究对象,从力学角度研究计算底板采动破坏深度,建立符合实际的数值模拟模型,分析工作面随着推进距离的变化,煤层底板变形特征和塑性区分布特征,运用应力应变法从物探角度进行现场探测,最终确定底板采动破坏深度。
2018年05期 v.23;No.144 83-86+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1723K] [官网下载次数：161 ] |[摘要阅读次数：272 ]
- 鲁喜辉;武少国;丁国利;缪小冬;王书文;
针对二次采动影响下临空留巷冲击地压难题,从冲击启动的载荷源入手分析冲击地压发生机理,结果表明:二次采动影响之前,临空宽煤柱应力高度集中,二次采动作用下,工作面超前58m范围应力再次升高,应力集中系数2. 20～5. 39。煤柱内开掘硐室或联巷导致周围应力再次升高至1. 5～4. 2倍,并诱发低位高能级微震事件频发。在采空区侧向支承压力、二次扰动引起的超前支承压力和煤柱硐室周边集中应力的共同作用下,煤柱局部区段静载荷积聚至临界水平,回采扰动下动静载荷叠加后,达到煤柱冲击启动的载荷条件。
2018年05期 v.23;No.144 87-90+14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2982K] [官网下载次数：156 ] |[摘要阅读次数：247 ] - 郭之标;杨森;
为研究孤岛工作面条件下矿压显现规律及巷道支护,以两淮矿区刘庄矿120502超长孤岛工作面机巷为工程背景,通过现场实测以及FLAC~(3D)数值模拟软件对该孤岛工作面沿空掘巷矿压显现规律进行研究。结果表明:巷道顶板离层量较大,离层量最大达到117mm,且以浅部离层为主;在巷道掘进前期巷道围岩变形较小,随后巷道围岩变形随距巷道起点距离增加而增大,在距巷道起点600～800m之间变形更为剧烈,120503工作面采空区侧变形最大,平均值为180. 41mm,最大值为780mm,依次为煤体实侧(平均值为138. 23mm,最大值为445mm)、底鼓(平均值为124. 29mm,最大值为545mm)、顶板下沉(平均值为64. 03mm,最大值为430mm);由于垂直应力在煤柱内形成弹性核,使垂直应力达到32. 5MPa,工作面侧垂直应力达到26. 3MPa,相比增加了6. 2MPa,机巷邻近采空区侧受120502工作面开采影响大,使采空区变形增大;由于巷道采用直墙三心拱断面,顶部拱结构将垂直应力转换为切向应力,塑性区显示顶板受压底板受拉,由于岩石具有抗压不抗拉特性,因此顶板下沉小于底鼓量,并针对性地提出了巷道加强支护技术。工程实践表明,在初始支护设计的基础上,通过锚网索与喷浆、注浆联合等加强支护手段可以有效地对巷道围岩变形进行控制。
2018年05期 v.23;No.144 91-94+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 848K] [官网下载次数：163 ] |[摘要阅读次数：273 ] - 董川龙;姚有利;程虹铭;
为有效预防采空区围岩大面积垮落诱发的空气冲击灾害,以东升庙铜矿2号采空区为例,利用顶板垮落-空气耦合冲击力学模型、空气动力学理论、Matalab差分计算方法,对空气冲击灾害和阻波墙结构进行了研究。研究结果表明:冒落围岩在采空区底部激发的冲击波极限波速约为38m/s,已远远超过人体的伤害界限12m/s;冲击波在巷道内传播的衰减规律呈直线型,但在距离巷口100m范围内冲击波衰减很不明显,各巷道断面最大冲击波波速仅降了2～3m/s;爆破岩石堆阻波墙不能有效阻挡冲击波,仅能配合其他措施使用,而采用2. 7m厚的混凝土阻波墙可以起到防冲效果。研究成果符合工程实际应用,可以为同类矿山研究采空区空气冲击灾害做参考。
2018年05期 v.23;No.144 95-99+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K] [官网下载次数：171 ] |[摘要阅读次数：267 ] - 冉星仕;
为研究浅埋深大采高工作面回采巷道在回采期间矿压显现规律,对巷道叠加应力和围岩变形进行现场实测分析。结果得出,工作面超前支承压力影响范围为22～28m,最大应力集中系数为2. 29。巷道两帮最大移近量为56mm,顶底板最大移近量为62mm。深基点的最大位移差均在1m和2m基点间,浅部煤体未产生明显的离层;围岩的弱化与破坏范围集中在距巷帮2m范围内。
2018年05期 v.23;No.144 100-102+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [官网下载次数：165 ] |[摘要阅读次数：248 ] - 景国勋;王远声;周霏;谭志宏;
为了提高水力压裂技术在一些高瓦斯低透气性煤层的压裂效果,通过理论分析与现场实测,利用RFPA~(2D)数值模拟软件,构建与煤层夹角为30°,45°,60°和90°的底板穿层钻孔的水力压裂模型,并利用RFPA~(2D)数值模拟软件对4种角度穿层钻孔水力压裂技术模拟的压裂效果进行对比研究。结果表明:未改变压裂钻孔的角度前,钻孔壁周围会有未压裂部分,钻孔角度改变后,钻孔的影响半径扩大,煤体破裂半径增大,进而增大了煤层透气性,提高了瓦斯钻孔抽采率;在本模型条件下,最佳常规钻孔压裂角度参数为45°～60°,钻孔角度在45°～60°范围之间的压裂效果较好,而且45°钻孔的卸压带最宽,影响范围较大。
2018年05期 v.23;No.144 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K] [官网下载次数：69 ] |[摘要阅读次数：239 ] - 苗德俊;于东业;宋大川;高新;
介绍了井下采煤面存在的高温热害问题,针对现有降温技术存在的不足之处,设计了一种新型局部降温系统。在采取降温措施后,利用FLUENT模拟软件对工作面温度分布场进行了模拟,根据现场实测与模拟结果,验证了系统具有很好的降温效果,使工作面降温幅度为4～6℃,为井下采煤面工人提供一个相对舒适的环境。
2018年05期 v.23;No.144 108-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1156K] [官网下载次数：124 ] |[摘要阅读次数：288 ] - 任云峰;
为了提高深部采区低透气性煤层瓦斯抽采效果,通过对CO_2致裂增透的基本理论、致裂增透机理和工艺的研究,分析了CO_2致裂增透过程中致裂瞬间煤层裂隙产生原理及裂隙发展,提出了深部采区低透气性煤层CO_2致裂增透技术。以11403工作面回风巷为研究对象,进行了现场工业性试验。试验结果表明:CO_2致裂增透技术在深部采区低渗透性煤层增透作用明显,通过近3个月的抽采试验,该区域通过致裂后煤层透气性提高约8倍;瓦斯抽采浓度和百米瓦斯抽采量分别提高约4. 6倍和5倍;通过测试K1值数据可知K1值比致裂增透前有大幅度降低,抽采效果明显,为矿井深部采区安全高效开采提供了有力的保障。
2018年05期 v.23;No.144 111-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 622K] [官网下载次数：150 ] |[摘要阅读次数：255 ] - 周玉军;
宝雨山煤矿采煤工艺为炮采放顶煤采煤,工作面煤尘产生量较大,且煤尘有爆炸危险性。矿井常规性降尘技术有煤层注水、水炮泥以及喷雾降尘等,其效果并不明显。为了解决这一难题,提出了对冲式降尘技术。对12110工作面的区段运输平巷和区段回风平巷的20m,50m处各设置一组对冲式降尘技术进行降尘试验,现场试验结果表明对冲式降尘技术比传统的降尘效率高2倍多,对冲式降尘技术降尘率高达80%,效果更明显,有效地解决了本矿井煤尘治理这一难题。
2018年05期 v.23;No.144 114-116+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K] [官网下载次数：115 ] |[摘要阅读次数：185 ]