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锚固界面剪切力学特性及应变场演化规律研究
1
作者 王朋瑞 唐彬 +2 位作者 刘小虎 赵能 孙旭强 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2026年第1期9-12,共4页
为探究粗糙度对类岩石-锚固剂界面剪切力学特性和应变场演化规律,开展不同角度(45°,55°,65°)下五种粗糙度试件的斜剪试验,并基于数字图像相关技术对锚固界面的应变场演化规律进行分析。结果表明:当界面粗糙度较小时,试... 为探究粗糙度对类岩石-锚固剂界面剪切力学特性和应变场演化规律,开展不同角度(45°,55°,65°)下五种粗糙度试件的斜剪试验,并基于数字图像相关技术对锚固界面的应变场演化规律进行分析。结果表明:当界面粗糙度较小时,试件剪应力-位移曲线呈现平滑上升的趋势,随着界面粗糙度的增加,剪应力-位移曲线在上升过程出现波动现象;试件抗剪强度随剪切角增大略有减小,试件的内摩擦角随界面粗糙度的增加呈现先增大后减小的特征,黏聚力随界面粗糙度的增加整体呈现上升的趋势。试件界面粗糙度较小时,试件的破坏形式主要为锚固界面破坏;随着界面粗糙度的增加,试件破坏形式转为类岩石-锚固剂界面破坏。 展开更多
关键词 界面粗糙度 斜剪试验 数字相关技术 应变场
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煤矿井下-280辅助运煤下山巷道高效掘进探索与应用
2
作者 梁华 《新潮电子》 2026年第2期118-120,共3页
随着煤矿产业不断高质量发展,矿井煤炭储备资源日益减少。到如今矿井生产末期,高效率掘进有利于安全生产任务的完成,进而为煤矿企业生产经营提供有力保障。文章分析了冀中能源峰峰集团辛安矿井下-280辅助运煤下山巷道的掘进,其进一步提... 随着煤矿产业不断高质量发展,矿井煤炭储备资源日益减少。到如今矿井生产末期,高效率掘进有利于安全生产任务的完成,进而为煤矿企业生产经营提供有力保障。文章分析了冀中能源峰峰集团辛安矿井下-280辅助运煤下山巷道的掘进,其进一步提高了劳动工效、生产效率,为矿井完成全年任务目标提供了必要条件,同时也为煤炭行业生产提供了借鉴和参考。 展开更多
关键词 顶板控制 安全生产 掘进效率 有效措施
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煤矿巷道快速掘进技术的优化策略与工程实践研究
3
作者 杜鹏程 魏增录 +1 位作者 杨熙福 王振亭 《价值工程》 2026年第3期102-104,共3页
本文研究了煤矿巷道快速掘进技术的优化策略与工程实践。针对煤矿巷道掘进中存在的设备老化、技术落后及地质条件复杂等问题,通过设备优化、工艺优化和支护技术优化等理论和方法,提出了设备选型与配套、设备改进与创新、作业流程优化、... 本文研究了煤矿巷道快速掘进技术的优化策略与工程实践。针对煤矿巷道掘进中存在的设备老化、技术落后及地质条件复杂等问题,通过设备优化、工艺优化和支护技术优化等理论和方法,提出了设备选型与配套、设备改进与创新、作业流程优化、多工序协同作业、新型支护材料应用及支护方案优化等具体措施。在柴里煤矿3306-2回风巷掘进中,采用MB670-1型掘锚一体机及其配套设备,通过技术创新和设备管理优化,月掘进进尺达到1506m,单日进尺78m,单班进尺突破48m,显著提高了掘进效率,降低了成本,保障了安全生产,取得了显著的经济效益和社会效益。 展开更多
关键词 煤矿巷道 快速掘进 掘锚 安全生产
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论“采煤就是采数据”的学术思想 被引量：2
4
作者 马宏伟 薛旭升 +7 位作者 毛清华 齐爱玲 王鹏 聂珍 张旭辉 曹现刚 赵英杰 郭逸风 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期272-283,共12页
煤矿智能化的核心是综采工作面的智能化,综采工作面智能化的关键是数字化。为了提高综采工作面的智能化水平,提出了“采煤就是采数据”的煤矿综采工作面智能化开采学术思想,凝练了数字工作面构建、精准截割、设备位姿检测与控制、设备... 煤矿智能化的核心是综采工作面的智能化,综采工作面智能化的关键是数字化。为了提高综采工作面的智能化水平,提出了“采煤就是采数据”的煤矿综采工作面智能化开采学术思想,凝练了数字工作面构建、精准截割、设备位姿检测与控制、设备群速度控制和设备群协同控制等五大关键技术,阐述了基于五大关键技术的学术思想内涵,构建了基于数字工作面智能开采的学术思想体系架构。针对综采工作面数字煤层构建问题,融合数字煤层数据、设备群数据等,利用空间插值算法、数字孪生技术等构建数字工作面,构建了包括数字煤层数据、历史截割位姿和速度数据、采煤量数据、设备群协同数据等的数据库,阐述了多源数据融合的数字工作面动态更新方法,提高数字工作面模型的精度;针对综采工作面精准截割问题,阐述了融合数字煤层驱动的截割轨迹规划数据和历史截割位姿数据的轨迹规划方法,以及基于规划轨迹数据的智能插补轨迹跟踪控制方法,利用人工智能算法对规划截割轨迹数据和轨迹跟踪控制的位姿插补数据进行迭代优化,提高截割轨迹规划和轨迹跟踪控制精度;针对综采工作面设备位姿检测与控制问题,阐述了基于多传感器融合数据的工作面装备位姿精准检测方法,以及基于神经网络算法的位姿控制方法,通过位姿感知数据和位姿控制数据的深度融合与迭代优化,实现综采工作面设备群位姿的精准检测与控制;针对综采工作面设备群速度控制问题,提出力−电耦合的截割载荷测量方法,以及基于人工智能寻优算法的速度智能控制方法,融合截割载荷数据和采煤量数据,利用人工智能寻优算法决策最优的牵引速度、截割速度、运煤速度,实现基于设备群速度匹配的高效智能截割控制;针对综采工作面设备群协同控制问题,阐述了基于人工智能算法的设备群主从协同控制方法,以采煤机位姿与速度控制数据作为主导者,刮板输送机和液压支架控制数据作为跟随者,利用人工智能神经网络算法求解最优的设备群位移与速度协同控制参数,实现设备群智能高效安全作业。“采煤就是采数据”五大关键技术已经在煤矿中得到应用,验证了学术思想的可行性。“采煤就是采数据”的学术思想为突破煤炭智能开采的关键技术难题奠定了理论基础。 展开更多
关键词 数字工作面 截割轨迹规划 位姿控制 速度控制 协同控制
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激光雷达和IMU融合的煤矿掘进巷道三维重建方法 被引量：1
5
作者 毛清华 柴建权 +2 位作者 陈彦璋 薛旭升 王川伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期351-362,共12页
针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔... 针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔曼滤波将激光雷达观测模型的残差函数和IMU预测模型的先验状态偏差紧耦合,经状态更新得到更为精确的后验状态,提升了退化环境下的位姿估计精度。为降低巷道三维模型重建过程中的累计漂移误差,提出基于体素化广义迭代最近点(Voxelized Generalized ICP,VGICP)的回环检测算法,以基于体素的单分布到多分布的方式进行配准,完成对回环帧的选取及精确匹配,实现回环帧的全局位姿校正,有效降低煤矿巷道三维重建的累计漂移误差。相比于A-LOAM、LEGO-LOAM、LINS算法,所提算法在位姿估计精度和全局一致性方面显著提升。公开数据集试验结果表明:所提算法的RPE和APE均方根误差分别为0.271 8和0.500 8,与其他算法相比分别降低了53.14%、50.97%、48.31%,和50.41%、47.99%、47.49%。开展了2种模拟巷道场景三维重建试验,结果表明所提算法构建的室内长廊模型各区域在长度、宽度和高度方向的误差均在1.2%以内;所提算法构建的煤矿巷道三维模型与真实巷道空间分布一致,总体距离退化误差仅为2.46%,较其他3种算法重建性能分别提升了66.12%、65.30%、70.43%。在煤矿主体实验室掘进巷道进行三维重建试验,结果表明三维重建结果在长度、宽度和高度方向的平均误差百分比分别为0.47%、0.75%和0.67%,可以实现掘进巷道三维精确建模。 展开更多
关键词 煤矿巷道 三维重建 激光雷达 惯导 迭代卡尔曼滤波 回环检测
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马屋箐尾矿坝坝体加高稳定性分析 被引量：1
6
作者 王垄 柏树丰 +2 位作者 王天龙 王万禄 夏钢源 《云南冶金》 2025年第3期25-31,共7页
针对无加固处理特殊工况下坝体不稳定等问题,以马屋箐尾矿库二、三期工程为背景,通过极限平衡理论方法和GEO-SLOPE软件,计算马屋箐尾矿库在不同工况下的坝体静力稳定安全系数,并针对特殊工况下不稳定时提出了最优加固方案。结果表明:采... 针对无加固处理特殊工况下坝体不稳定等问题,以马屋箐尾矿库二、三期工程为背景,通过极限平衡理论方法和GEO-SLOPE软件,计算马屋箐尾矿库在不同工况下的坝体静力稳定安全系数,并针对特殊工况下不稳定时提出了最优加固方案。结果表明:采用贴坡的高度为13.0 m、宽度为26.0 m,三期扩容加坝高度为18.0 m,坝顶标高为+2067.0 m时,加固后正常工况和洪水工况稳定性均有明显提升,特殊工况下坝体稳定性系数达到规范要求值,研究成果可为尾矿库后续稳定性设计和类似工程提供指导。 展开更多
关键词 尾矿坝 瑞典圆弧法 毕肖普法 稳定性系数
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回风巷道支护方案优化及数值模拟研究
7
作者 经来旺 崔子琦 经纬 《建井技术》 2025年第2期41-47,共7页
针对核桃峪煤矿2803回风巷道大埋深、高应力和巷道变形等综合问题,采用了“上下帮差异强度支护法”“护帮控底、强底控帮”原理以及帮顶圆角过渡设计等技术手段,对原支护方案进行了改进,并进行了数值模拟分析。通过模拟得出,改进后的方... 针对核桃峪煤矿2803回风巷道大埋深、高应力和巷道变形等综合问题,采用了“上下帮差异强度支护法”“护帮控底、强底控帮”原理以及帮顶圆角过渡设计等技术手段,对原支护方案进行了改进,并进行了数值模拟分析。通过模拟得出,改进后的方案能够有效减少巷道围岩塑性区半径,显著抑制巷道围岩变形,使巷道变形更加稳定。进一步的现场验证表明,改进后的支护方案能够有效控制试验段巷道的变形,优于原有支护方案。 展开更多
关键词 联合支护 围岩变形 数值模拟 围岩塑性区 底角锚杆
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基于组合赋权可拓模型的某地下矿山施工方案可行性评价研究
8
作者 王孟来 徐孟超 +3 位作者 李树建 李小双 赵凤婷 袁明礼 《采矿技术》 2025年第2期10-17,共8页
为了选择最佳的地下矿山施工方案,以昆阳磷矿二矿斜井、斜坡道为研究对象,引入组合赋权的可拓学理论对悬臂式掘进机、钻爆法、凿岩台车3种施工方案进行了研究。分别从施工效果、围岩稳定性、环境保护性、经济成本4个方面出发,筛选出掘... 为了选择最佳的地下矿山施工方案,以昆阳磷矿二矿斜井、斜坡道为研究对象,引入组合赋权的可拓学理论对悬臂式掘进机、钻爆法、凿岩台车3种施工方案进行了研究。分别从施工效果、围岩稳定性、环境保护性、经济成本4个方面出发,筛选出掘进速率、斜井超欠挖、拱顶沉降、掉落块径、噪音、颗粒物浓度、循环废水、前期投资、施工成本等9个最重要的指标进行了研究。通过改进的层次分析法和熵权法计算了指标的主客观权重,引入矩估计法确定了指标组合权重,并通过关联度分析最终获得了最优的施工方案。研究结果表明,在岩体坚固性系数为4~7时,悬臂式掘进机、钻爆法、凿岩台车的等级评价分别为Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ,各方案属于对应等级的程度分别为2.22,3.39和3.27,悬臂式掘进机方案的技术可行性更高。研究成果可为具有相似岩体赋存条件的地下矿井施工方案的选择提供指导。 展开更多
关键词 组合赋权可拓学 施工方案 可行性研究 悬臂式掘进机
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桂西地区堆积型铝土矿地质特征及找矿标志
9
作者 黄惠芳 吴俊 +1 位作者 鲍家亮 坚润堂 《云南冶金》 2025年第3期1-7,共7页
桂西地区是我国铝土矿集中分布区,是开展铝土矿成矿机理研究的重要场所。在系统总结地质特征、矿物组成和化学成分的基础上,得出该地区堆积型铝土矿主要赋存于新生代盆地的喀斯特地貌区,埋藏浅,成矿时代为新生代;成矿过程经历了矿源层... 桂西地区是我国铝土矿集中分布区,是开展铝土矿成矿机理研究的重要场所。在系统总结地质特征、矿物组成和化学成分的基础上,得出该地区堆积型铝土矿主要赋存于新生代盆地的喀斯特地貌区,埋藏浅,成矿时代为新生代;成矿过程经历了矿源层风化剥蚀、原生矿形成及后期风化淋滤堆积三个阶段;构建了桂西地区堆积型铝土矿成矿模式,提出了桂西地区堆积型铝土矿找矿标志。 展开更多
关键词 堆积型铝土矿 地质特征 找矿标志 成矿模式
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智能化岩巷瓦斯抽采全断面组合式顶管掘进系统
10
作者 王东禹 岳亚军 +2 位作者 张耀元 任艺 傅杰 《煤矿机械》 2026年第1期138-143,共6页
针对深部煤矿开采中瓦斯抽采效率低、传统高抽巷成本高等问题,提出并实践一种基于顶管技术的智能化岩巷瓦斯抽采全断面组合式掘进系统。通过对该系统的总体架构与工作原理、掘进与瓦斯抽采协同机制及现场应用案例的分析,系统研究了智能... 针对深部煤矿开采中瓦斯抽采效率低、传统高抽巷成本高等问题,提出并实践一种基于顶管技术的智能化岩巷瓦斯抽采全断面组合式掘进系统。通过对该系统的总体架构与工作原理、掘进与瓦斯抽采协同机制及现场应用案例的分析,系统研究了智能化顶管系统的核心设计与应用效果。研究表明,该系统通过多级推进、同步注浆减摩等技术,实现了全断面掘进与瓦斯抽采的协同作业,月进尺可达300~500 m,施工人员减少至4人。围岩力学计算表明,在埋深520 m、直径φ2.0 m的巷道中,围岩弹性径向位移仅为3.55 mm(注浆后),远低于超挖阈值(50 mm),验证了施工安全性。高抽巷距回风巷水平位置最优布置区间为18.18~28.35 m。同时,采用预抽+随掘双阶段控制、超前探孔强化抽采及智能监测体系,使瓦斯压力由1.2 MPa降至0.68 MPa,浓度稳定低于0.2%。研究成果为建立适用于瓦斯治理等的组合式顶管掘进系统提供了一定技术方案和理论基础,推动了煤矿掘进技术向智能化与绿色化方向转型。 展开更多
关键词 顶进系统 注浆减摩 力学特性 协同作业 智能化转型
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煤矿智能快速掘进关键技术研究及展望
11
作者 张春帅 雷有军 《能源与节能》 2026年第1期169-171,175,共4页
智能掘进作为智能矿山的主体工作,需要在采煤活动中做好技术应用。在先后概述智能快速掘进系统的应用发展现状、控制关键技术后,决定以A矿1014回风顺槽的掘进为例,应用掘锚一体机设备+多传感器融合的导航定位技术,并开展智能快速掘进试... 智能掘进作为智能矿山的主体工作,需要在采煤活动中做好技术应用。在先后概述智能快速掘进系统的应用发展现状、控制关键技术后,决定以A矿1014回风顺槽的掘进为例,应用掘锚一体机设备+多传感器融合的导航定位技术,并开展智能快速掘进试验。具体研究了施工方法、智能导航系统、智能控制系统以及凿煤(岩)方式等内容,掘进效果显著。最后在技术的不断升级下,提出了智能快速掘进的展望,以期满足煤矿企业发展需求。 展开更多
关键词 煤矿生产 掘锚一体机 精确定位导航技术 智能快速掘进
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基于放顶煤开采过岩石断层的研究
12
作者 茹鹏鹏 《能源与节能》 2026年第1期186-188,共3页
采用理论分析和实践相结合的方法,对恒宝源煤业有限公司5105工作面过断层方法进行了详细研究。因综采工作面采高低于断层高度,为保证支架不发生严重倾斜并排除生产隐患,采用卧底方式过断层。过断层时会对上覆岩层造成破坏,使岩石向下移... 采用理论分析和实践相结合的方法,对恒宝源煤业有限公司5105工作面过断层方法进行了详细研究。因综采工作面采高低于断层高度,为保证支架不发生严重倾斜并排除生产隐患,采用卧底方式过断层。过断层时会对上覆岩层造成破坏,使岩石向下移动,进而对综采支架的前移造成影响,因此在过断层时需要在覆岩破碎严重的地方打锚杆、锚索和铺网进行保护,从而保证支架顺利向下部延伸。在过断层时,还需要制定严格的过断层措施,严禁支架超高使用、空顶,对单体液压支柱使用防倒、防坠措施,并保证其初撑力,严禁支架尾梁处放煤,确保支架严密接顶。 展开更多
关键词 断层 理论分析 破碎岩体 过断层措施
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煤矿岩巷TBM快速掘进研究进展与展望 被引量：10
13
作者 严红 吴林 +1 位作者 李桂臣 宋维斌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术... 基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术和巷道围岩稳定性控制技术三个方面分析了煤矿岩巷TBM掘进技术现状;最后从深部岩巷围岩稳定性控制、超前探测和掘进参数、装备构件适应性和快速组装工艺三个方面对煤矿TBM后续研究提出展望,对于煤矿TBM设计和应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 全断面掘进机(TBM) 岩巷 快速掘进 围岩控制 智能化煤矿
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厚煤层采准巷道布置及围岩稳定性研究
14
作者 赵新增 《凿岩机械气动工具》 2025年第1期59-61,共3页
为了解厚煤层采准巷道布置形式对围岩稳定性的影响,文章通过数值模拟,分析了巷道沿顶掘进、布置在煤层中间和沿底掘进三种不同布置形式下围岩的变形情况,并监测巷道围岩的变形数据。研究发现,巷道沿底掘进时,整体变形较为均匀,顶板、帮... 为了解厚煤层采准巷道布置形式对围岩稳定性的影响,文章通过数值模拟,分析了巷道沿顶掘进、布置在煤层中间和沿底掘进三种不同布置形式下围岩的变形情况,并监测巷道围岩的变形数据。研究发现,巷道沿底掘进时,整体变形较为均匀,顶板、帮部和底板位移梯度均较小,有利于增强围岩的稳定性。 展开更多
关键词 厚煤层 围岩形变 巷道布置
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掘进巷道狭长受限空间的掘锚设备避碰路径规划方法研究 被引量：1
15
作者 杨文娟 张冉 +7 位作者 张旭辉 田思昊 王泽尧 郑西利 任志腾 万继成 杜昱阳 张寒冰 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期483-496,共14页
针对煤矿井下狭长受限空间条件下掘锚设备协同作业过程中的碰撞检测与避碰路径规划难题,提出了基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的煤矿掘进巷道掘锚设备碰撞检测与避碰路径规划方法。利用激光雷达将巷道环境进行实时... 针对煤矿井下狭长受限空间条件下掘锚设备协同作业过程中的碰撞检测与避碰路径规划难题,提出了基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的煤矿掘进巷道掘锚设备碰撞检测与避碰路径规划方法。利用激光雷达将巷道环境进行实时重建,在虚拟环境中建立掘进设备与钻锚设备的路径规划训练模型,在构建的掘进工作面虚拟三维场景下,采用混合层次包围盒法进行掘锚设备、钻锚设备以及掘进巷道间的虚拟碰撞检测。针对掘锚设备的运动特性,在SAC(Soft Actor-Critic)算法的基础上引入多智能体经验共享机制,提出了MAES-SAC(Multi-Agent Experience Sharing)算法,通过定义智能体的状态空间和动作空间,设计相应的奖惩机制,对智能体进行训练。仿真结果表明,相比于PPO算法和SAC算法,MAES-SAC算法平均奖励值分别提高了8.21%与7.43%,最高奖励值分别提高了0.25%与0.14%,达到最高奖励值的步数分别缩短与3.06%和6.63%,标准差分别减少了10.07%与6.99%。最后,搭建了掘锚设备避碰路径规划与碰撞感知系统实验平台,通过虚实运动同步性测试和掘锚设备避碰轨迹规划实验,验证了掘锚设备避碰路径规划的可行性和准确性,该方法为煤矿井下掘进设备群碰撞感知与协同避碰路径规划提供了新的思路,对推动煤矿井下掘进工作面智能化建设具有重要意义。 展开更多
关键词 煤矿机器人 路径规划 深度强化学习 受限空间 虚实结合
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首山一矿TBM过断层岩机交互作用规律及卡机灾害防治技术 被引量：1
16
作者 张建国 穆彤彤 +4 位作者 鲁义强 刘佳伟 杨战标 张盛 王龙飞 《煤矿安全》 北大核心 2025年第8期133-142,共10页
全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)在煤矿巷道掘进穿越断层破碎带时,极易发生卡机现象,严重制约TBM的掘进速度和适应性。为了解决这个问题,基于首山一矿TBM穿越断层破碎带时的岩机交互数据,通过对有效掘进循环大量数据的筛选... 全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)在煤矿巷道掘进穿越断层破碎带时,极易发生卡机现象,严重制约TBM的掘进速度和适应性。为了解决这个问题,基于首山一矿TBM穿越断层破碎带时的岩机交互数据,通过对有效掘进循环大量数据的筛选,以及对正常掘进循环各个阶段的识别划分,结合TBM岩机数据融合的围岩分级方法,分析了TBM在进入断层前、断层中的主要掘进参量变化规律及巷道破坏现象,揭示了断层破碎带卡机致灾机理,提出了TBM在煤矿巷道施工穿越断层破碎带时的灾害防治措施。结果表明:TBM在临近断层交界面时,施工速度急剧下降,以较低的推进速度和较高的保前盾压力持续在断层区域掘进。当刀盘全部进入断层面后,保前盾压力上升至最大值,拱顶上方围岩出现大范围坍塌,大量破碎岩体涌入盾体,在刀盘和护盾上方形成筒仓式塌落腔。这些问题影响了TBM的掘进效率,也对其结构稳定性构成了严重威胁,最终导致了卡机灾害的发生。因此,TBM在煤系地层穿越断层破碎带,要做好对前方岩体信息的超前地质预报,同时,在TBM刀盘前方配置超前围岩加固设备,如精准注浆装置、超前小导管打设装置等,通过对破碎岩体的加固,间接提高围岩参数,保证TBM稳定穿越断层破碎带。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机(TBM) 断层破碎带 刀盘 岩机交互机制 卡机防治技术
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万米钻机全液压顶驱平衡装置液压回路设计与仿真 被引量：2
17
作者 罗朝椿 王清岩 +3 位作者 范黎明 李昊轩 钟蔚岭 郭乃铭 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期233-242,共10页
【目的】全液压顶驱平衡装置作为万米钻机重要设备之一,旨在动态精准调控拧卸扣过程中的轴向载荷,以保护钻杆接头螺纹免受损伤,确保钻探作业的稳定性和安全性。【方法】针对SP.TD-01A型全液压顶驱,设计了平衡装置及其液压回路,以实现顶... 【目的】全液压顶驱平衡装置作为万米钻机重要设备之一,旨在动态精准调控拧卸扣过程中的轴向载荷,以保护钻杆接头螺纹免受损伤,确保钻探作业的稳定性和安全性。【方法】针对SP.TD-01A型全液压顶驱,设计了平衡装置及其液压回路,以实现顶驱使用过程中所需的平衡和弹跳功能。首先,确定顶驱平衡装置液压回路组成结构及主要工作参数。随后,利用Matlab/Simulink/SimScape仿真平台,构建了顶驱平衡装置液压回路动态仿真模型、顶驱主轴与钻杆拧卸扣机构动力学仿真模型,模拟测试顶驱主轴保护接头在拧卸扣过程中的轴向载荷变化和位移特性,以及平衡装置液压回路的流量−压强特性和能耗指标。【结果和结论】结果表明:设计的顶驱平衡装置功能结构合理且具有良好的动态调节性能。在主轴转速为10 r/min情况下,拧扣、预紧用时24 s,卸扣、脱扣用时26 s。拧扣阶段螺纹面最大压力(碰撞)为11.2 kN,稳定时约550 N。卸扣阶段,螺纹面最大压力为3.5 kN,平均约1.2 kN。完成拧扣作业后,顶驱弹离钻杆柱76.5 mm。设计的顶驱平衡装置及其液压回路已应用于SP.TD-01A型全液压顶驱系统,使用效果良好,在保护钻杆接头螺纹方面发挥了重要作用,在服务“松科二井”施工期间出于安全方面的考虑,顶驱主轴保护接头仅更换4次。研究工作对于后续顶驱系统研发具有指导意义。 展开更多
关键词 顶驱平衡装置 液压系统 拧卸扣作业 动态仿真分析 Matlab/Simulink/SimScape仿真平台
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综采工作面过空巷群围岩变形及破坏规律研究 被引量：2
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作者 陈勇 赵瑞 +3 位作者 武振 苏丽君 杨峰 孙强 《中国矿业》 北大核心 2025年第1期154-163,共10页
复杂地质条件矿井煤层无序开采导致大量空巷群遗留,综采工作面过邻近空巷群过程中面临矿压显现规律复杂、围岩控制难的问题。为研究综采工作面过空巷群围岩变形及破坏规律,采用数值模拟方法,研究了南屯煤矿93下21工作面同层空巷、穿层... 复杂地质条件矿井煤层无序开采导致大量空巷群遗留,综采工作面过邻近空巷群过程中面临矿压显现规律复杂、围岩控制难的问题。为研究综采工作面过空巷群围岩变形及破坏规律,采用数值模拟方法,研究了南屯煤矿93下21工作面同层空巷、穿层空巷、下伏空巷开采前后围岩位移、应力及塑性区变化规律。结果表明:空巷破坏主要影响因素为空巷与煤层的层位关系、空巷距煤层距离、空巷角度变化。当空巷距煤层小于5 m时,空巷破坏严重,当空巷距煤层大于5 m时,空巷变形逐渐减小,当空巷距煤层大于10 m时,空巷受采动影响较小。空巷拐角处易产生应力集中现象。针对不同类型空巷提出工作面调斜、局部充填、加强支护过空巷措施;实测结果表明,液压支架工作阻力及煤岩体应力较为稳定,空巷围岩控制效果较好。该研究成果可以为类似综采工作面安全通过空巷群提供借鉴。 展开更多
关键词 空巷群 围岩变形 数值模拟 过空巷措施 FLAC3D软件
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基于数字岩石力学的煤岩截割参数优化准则
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作者 王虹 李海涛 +7 位作者 王守光 张小峰 陈明军 刘驰 穆鹏宇 郑建伟 陈宇龙 张良 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4729-4742,共14页
巷道掘进是煤炭开采及基础设施建设中的关键环节,其掘进效率和安全性直接影响工程经济性和人员生命安全。然而,煤矿巷道掘进全过程的截割参数优化仍面临诸多科学难题,且随着煤矿开采向深部进军,更为复杂的地质环境对截割参数优化提出了... 巷道掘进是煤炭开采及基础设施建设中的关键环节,其掘进效率和安全性直接影响工程经济性和人员生命安全。然而,煤矿巷道掘进全过程的截割参数优化仍面临诸多科学难题,且随着煤矿开采向深部进军,更为复杂的地质环境对截割参数优化提出了更高要求。为解决数字化时代掘进全过程的截割参数智能高效优化问题,结合以物性透明、结构透明和应力透明为核心的数字岩石力学方法论,提出复杂掘进环境下截割优化的全新解决方案。针对煤岩机械截割性能的精确评价问题,基于裂隙张量理论,多维度定量描述裂隙结构,实现了煤岩裂隙结构与可截割性之间的定量表征;针对截割滚筒截齿协同破岩问题,利用数字岩石力学求解器CoBums开展多齿协同破岩数值模拟,揭示了动态截割力与应力波传播规律;针对掘进截割工法缺乏智能截割规划问题,结合煤岩多源数据融合技术,优化了截割工艺参数的动态调整;针对巷道掘支协同作业与支护动态调整问题,利用可控震源和随掘地震探测技术,掌握井下煤岩体应力与非连续结构时间-空间演化规律,进而动态优化时间-空间分区支护参数;针对“深地”巷道低扰动高效截割技术问题,通过实验室及现场工程尺度的低扰动截割破岩研究,明确了掘进扰动与应力方向的关系,为减少动力灾害风险提供了指导。数字岩石力学方法与煤岩截割性、多齿协同破岩、低扰动截割及支护优化等方面的结合,为煤矿巷道掘进效率提升、灾害防控及智能化发展提供了技术支持,有助于推动掘进截割参数从经验判断向数字化、智能化自动优化的转变。 展开更多
关键词 煤岩截割 数字岩石力学 巷道掘进 数字化 智能化
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TBM在我国矿山巷道掘进中的应用现状与展望 被引量：2
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作者 程志 陈虎忠 +4 位作者 刘文学 陈威明 韩松波 唐彬 叶震 《建井技术》 2025年第2期1-6,共6页
随着我国矿山开采深部化和复杂化,传统的钻爆法巷道掘进效率低、安全隐患突出。为解决上述问题,全断面隧道掘进机(TBM)逐渐成为矿山巷道掘进的重要技术手段。然而,TBM在矿山巷道掘进中仍面临地层适应性、装备标准化、掘进与钻孔施工冲... 随着我国矿山开采深部化和复杂化,传统的钻爆法巷道掘进效率低、安全隐患突出。为解决上述问题,全断面隧道掘进机(TBM)逐渐成为矿山巷道掘进的重要技术手段。然而,TBM在矿山巷道掘进中仍面临地层适应性、装备标准化、掘进与钻孔施工冲突、组装拆除等问题。针对上述问题,在总结矿山TBM发展现状和问题的基础上,从矿山TBM作业线成套装备、随掘随探技术和掘进参数智能控制3个方面介绍了矿山TBM未来发展趋势。具体包括开发锚杆、锚索自动安装设备,开发满足TBM转弯和上下山掘进排渣要求的皮带机系统,研发TBM管线自动化接续设备,开发适合于TBM搭载的地质探测系统,以及基于人工智能算法的掘进参数智能控制系统。上述研究成果为进一步扩大矿山TBM的适用范围、提高TBM在矿山井巷掘进中的施工效率指明了发展方向。 展开更多
关键词 矿山 TBM 智能化掘进 随掘随探 随掘随钻
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