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液压支架大功率供液系统的现状与智能化发展趋势 被引量：4
1
作者 赵继云 曹超 +4 位作者 王浩 泮延召 黄笛 韩静 苗运江 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期676-693,共18页
煤矿井下采煤工作面供液系统为液压支架提供高压大流量液压动力,其性能和可靠性是综采成套装备安全智能高效工作的关键。为进一步保障采煤工作面支护安全,保证液压支架跟机速度,总结供液系统发展现状、提炼智能供液关键技术需求和发展... 煤矿井下采煤工作面供液系统为液压支架提供高压大流量液压动力,其性能和可靠性是综采成套装备安全智能高效工作的关键。为进一步保障采煤工作面支护安全,保证液压支架跟机速度,总结供液系统发展现状、提炼智能供液关键技术需求和发展方向是实现大功率供液系统性能跃升的首要环节。以当前液压支架供液系统大功率化、智能化发展为背景,系统地归纳分析了液压支架大功率供液系统的构型和工作原理,论述并比较了多种泵控和阀控构型的稳压控制方法;着眼于大功率供液系统压力和流量连续控制需求,分析对比了相关研究中高压大流量高水基比例卸载阀和比例流量阀的先导驱动、结构原理、工作参数等方面的特点,指出了高压大流量高水基连续控制阀研发的重点难点;针对支撑按需供液精准控制的长管路动力传递环节建模和稳压控制方法,论述了液压支架长管路非恒定流动力学建模方法的现实意义,总结比较了面向液压支架周期复合动作的强时变供液系统稳压控制策略和方法;围绕系统安全可靠性保障需求,综述了包含监测和诊断的供液系统智能运维技术研究现状。聚焦综采工作面可靠高效应用需求和高水基液压系统智能化技术前沿,分析了限制供液系统控制性能突破的理论瓶颈,全面地总结了目前大功率供液系统关键技术研发的不足;论述了从元件和系统层面提升控制性能及其可靠性以支撑大功率液压支架供液系统智能化发展的必要性,并提出了液压支架供液系统的未来技术发展方向。 展开更多
关键词 液压支架 大功率 高水基 供液系统 稳压控制
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高温作用下煤炭地下气化覆岩表面变形及破裂特性 被引量：4
2
作者 辛林 王欣 +6 位作者 王若男 杨敏 李华龙 徐伟豪 尚振杰 刁垌彤 牛茂斐 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3731-3741,共11页
煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)过程中,原位煤层经高温热解和气化作用不断被消耗转化为煤气并形成燃空区。燃空区顶板覆岩承受高温及开采引起的应力集中作用,热−力耦合效应显著加剧了围岩失稳风险,影响UCG进程的稳定... 煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)过程中,原位煤层经高温热解和气化作用不断被消耗转化为煤气并形成燃空区。燃空区顶板覆岩承受高温及开采引起的应力集中作用,热−力耦合效应显著加剧了围岩失稳风险,影响UCG进程的稳定性。以鄂尔多斯市上海庙矿区煤层顶板砂岩为研究对象,对高温热处理后的标准砂岩试样进行单轴压缩试验,结合声发射(AE)技术和数字图像相关(DIC)技术,探究试样内部AE信号和表面变形特征,揭示砂岩热−力耦合作用下的破裂机理。结果表明:①砂岩的力学特性呈现显著的温度依赖性,弹性模量在温度达到200℃以后呈递减趋势,单轴抗压强度在温度为600℃时达到最大值54.51 MPa,对比常温状态下单轴抗压强度增加了57.8%,二者呈现弹性模量峰值先于抗压强度峰值的非同步响应。②通过DIC技术观测发现,高温下应变场局部化现象加剧,温度为600℃时主控裂纹由试样内部向边界迁移,破坏范围扩大。③砂岩试样加热温度为200~1000℃时,压密阶段到屈服阶段以拉伸裂纹为主,峰后破坏阶段以剪切裂纹为主,温度为600℃时剪切裂纹活跃度最高。④峰后阶段声发射b值呈现快速波动下降,以中、小尺度破裂为主,b值快速下降阶段早于砂岩试样最终破坏阶段。将AE和DIC技术相结合,形成宏、微观互补优势,当b值连续下降至该类岩石临界阈值且表面应变集中时,触发预警信号,通过调整气化参数等措施以防塌陷,研究可为UCG围岩稳定性控制、破坏预警以及温度场调控提供科学依据。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 砂岩 声发射 数字图像相关 热损伤
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防冲吸能液压支架点阵负泊松比吸能结构设计及优化
3
作者 沈佳兴 董建秀 +1 位作者 范中海 于英华 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期515-524,共10页
为提高吸能液压支架的吸能特性和支撑特性,设计了一种点阵负泊松比材料的吸能结构。采用仿真分析方法研究了圆形截面、矩形截面的直边内凹星形胞体和内凹六边形胞体的比吸能性能和单位质量支撑力性能,并对比分析确定了矩形截面阶梯边内... 为提高吸能液压支架的吸能特性和支撑特性,设计了一种点阵负泊松比材料的吸能结构。采用仿真分析方法研究了圆形截面、矩形截面的直边内凹星形胞体和内凹六边形胞体的比吸能性能和单位质量支撑力性能,并对比分析确定了矩形截面阶梯边内凹星形胞体的综合性能最佳。利用Workbench软件基于参数分析法研究负泊松比材料胞体的高度、胞体宽度、胞体厚度、胞体内缩量对吸能结构的吸能特性和支撑特性的影响规律;建立了吸能和支撑力的神经网络预测模型;建立了吸能结构的多目标参数优化数学模型;基于fmincon函数对吸能结构的优化数学模型求解,并确定三个局部最优解。通过对比验证分析确定了吸能结构的最佳结构参数:胞体高度为40 mm,胞体宽度为9.2 mm,胞体厚度为10 mm,胞体内缩量为5.2 mm。最优参数吸能结构的最大吸能为1083.36 kJ,平均支撑力为2162.56 kN,支撑力波动系数为1.123,支撑力标准差为28.58 kN,支撑大小适中且支撑力稳定。 展开更多
关键词 吸能液压支架 负泊松比材料 吸能结构 优化设计
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极倾斜液压支架设计与稳定性分析
4
作者 田海波 《中国新技术新产品》 2025年第10期61-63,共3页
为了提升大倾斜度煤层开采的成功概率,本文针对极倾斜综采面煤层的采掘任务,设计了四支柱液压支架。分析了液压支架的工作原理,研究了液压支架稳定性随支撑角度的变化规律。对极倾斜液压支架进行了结构设计和参数设计,采用可折叠-展开... 为了提升大倾斜度煤层开采的成功概率,本文针对极倾斜综采面煤层的采掘任务,设计了四支柱液压支架。分析了液压支架的工作原理,研究了液压支架稳定性随支撑角度的变化规律。对极倾斜液压支架进行了结构设计和参数设计,采用可折叠-展开的顶部设计方式,并通过4个支柱提升液压支架强度。在参数设计中,对液压支架的最大支撑力、结构高度、有效高度和中心距宽度等进行了设计。试验结果证实了所设计的液压支架具有较好的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 极倾斜综采面 液压支架 结构设计 稳定性分析
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基于低位覆岩结构力学解析的特厚煤层大采高综放工作面支架工作阻力计算方法 被引量：1
5
作者 郭军 王子 +9 位作者 冯国瑞 段宏飞 白锦文 李丽绒 文晓泽 皇文博 张洁 杨龙龙 刘全 张家豪 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期98-111,共14页
为探究特厚煤层对超大采高综放工作面液压支架的压架机理和工作阻力计算方法,以大同矿区塔山井田为背景,通过相似模拟试验和理论分析研究了特厚煤层大采高综放采场上覆岩层结构特征及其演化规律,建立了上覆岩层“组合简支梁”和“砌体... 为探究特厚煤层对超大采高综放工作面液压支架的压架机理和工作阻力计算方法,以大同矿区塔山井田为背景,通过相似模拟试验和理论分析研究了特厚煤层大采高综放采场上覆岩层结构特征及其演化规律,建立了上覆岩层“组合简支梁”和“砌体梁”的结构模型,并对其进行了力学解析,研究结果表明:特厚煤层综放开采空间大,覆岩受影响范围广,上覆岩层存在多层厚硬岩层时,在高位易形成砌体梁结构,低位岩层形成“组合悬臂梁”结构,随着工作面推进,该结构先后经历了“回转—分离—反向回转—滑落”的运动过程。组合悬臂梁发生破断后向采空区一侧发生回转并对液压支架产生变形压力,随后“组合悬臂梁”结构发生滑动分离,形成“组合简支梁”结构,并将上覆岩层的荷载通过顶煤传递至工作面液压支架,当荷载大于支架工作阻力时易引发压架事故。通过力学分析,获得了“组合简支梁”结构任意层位岩层煤壁侧支撑力的表达式,并依次迭代获得该结构作用于支架上方顶煤处的压力,提出了低位“组合简支梁”结构作用下的特厚煤层超大采高综放工作面液压支架工作阻力的计算方法。其中“组合简支梁”结构作用于液压支架上的荷载由结构中各岩梁的厚度、长度、破断角和回转角决定。上述研究结果为进一步分析特厚煤层超大采高综放开采工作面支架围岩关系这一矿压控制的核心问题提供理论依据,对特厚煤层智能化超大采高开采设备的选型和自动控制有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 特厚煤层 超大采高 覆岩结构 相似模拟 工作阻力
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基于煤矸振动特性的放顶煤支架传感器优化布置策略研究 被引量：2
6
作者 王瑶 杨善国 +3 位作者 吴明珂 孟彬 杨政 刘后广 《机械强度》 北大核心 2025年第1期68-75,共8页
针对放顶煤煤矸智能识别研究,为提供完整且有效的煤矸振动信号采集方案,提出了一种基于煤矸振动特性的放顶煤液压支架尾梁传感器优化布置策略。首先,对尾梁模型进行模态分析,提取振型矩阵,利用有效独立法初选测点;其次,获取尾梁试验台... 针对放顶煤煤矸智能识别研究,为提供完整且有效的煤矸振动信号采集方案,提出了一种基于煤矸振动特性的放顶煤液压支架尾梁传感器优化布置策略。首先,对尾梁模型进行模态分析,提取振型矩阵,利用有效独立法初选测点;其次,获取尾梁试验台相应初选测点的落煤和落矸振动信号,进行特征提取;然后,对所提取特征进行t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)降维可视化,筛选出5个对落煤和落矸信号区分敏感的特征,并以此作为目标特征;最后,经核密度估计法估算目标特征的概率密度函数,利用K-L(Kullback-Leibler)散度评估各测点组合信号与完整信号的近似性和煤矸特征的差异性,构建煤矸振动信号评价指标,结合Fisher信息矩阵准则,形成综合评价指标,确定尾梁的传感器布置最优方案。结果表明,该方法在满足模态可观测性的基础上不仅减少了传感器数量,还使得所测振动信号具有更好的煤矸差异性和信息完整性。 展开更多
关键词 放顶煤 振动信号 传感器优化布置 液压支架尾梁 有效独立法 K-L散度
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基于倾角效应的“支架-围岩”数字孪生模拟试验平台研制与测试 被引量：1
7
作者 解盘石 张颖异 +7 位作者 伍永平 杜玉乾 杨航 黄宝发 林伟典 易磊磊 徐辉 冯春 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2837-2852,共16页
液压支架与围岩两者间的稳定性关系是长壁工作面开采及其智能化研究的重难点内容之一。大倾角、急倾斜煤层赋存条件复杂,“支架-围岩”稳定性控制难度大,严重制约了该类复杂难采煤层矿井的安全智能开采。为此,在实验室环境下研制了三维... 液压支架与围岩两者间的稳定性关系是长壁工作面开采及其智能化研究的重难点内容之一。大倾角、急倾斜煤层赋存条件复杂,“支架-围岩”稳定性控制难度大,严重制约了该类复杂难采煤层矿井的安全智能开采。为此,在实验室环境下研制了三维大比例模拟试验平台与配套试验液压支架,可最大程度模拟复杂难采煤层工作面的开采环境,工作面“支架-围岩”系统耦合控制、顶板周期来压及冲击来压效果。基于数字孪生技术,构建了“支架-围岩”试验平台孪生系统,可实现对物理空间模拟试验工作面“支架-围岩”系统的精确感知与高效仿真。开展了试验平台性能、异型液压支架研发支撑、“支架-围岩”试验平台孪生系统优化等一系列测试试验,确定了试验平台整体结构的稳定性和性能的可靠性、孪生系统的实用性和准确性,体现了试验平台的多功能性。基于测试试验,发现工作面顶板来压期间,支架在倾角效应下易发生侧向偏转失稳,支架间侧向挤压加剧;工作面顶板、支架、煤壁及底板组成的“支架-围岩”系统是协同承载体,四者任何环节变化都会影响整体的稳定性,也会加剧另外环节的破坏。针对性提出采取液压支架防倒滑装置、加强围岩控制和实时监测预警3项改进措施,来提升复杂煤层工作面“支架-围岩”系统的整体稳定性。 展开更多
关键词 数字孪生 支架-围岩 倾角效应 大比例模拟试验平台 智能化 大倾角煤层
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厚煤层分层开采矸石充填液压支架研究与应用 被引量：3
8
作者 刘建功 张定堂 +2 位作者 牛旭军 李帅 赵家巍 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期51-56,共6页
根据山西华晟荣煤矿有限公司3100工作面赋存条件,结合厚煤层分层矸石充填开采工艺特点,设计了一种四柱支撑掩护式矸石充填液压支架。根据实际生产条件,分别对直接顶载荷、基本顶载荷以及上分层充填体载荷进行了分析计算,得出支架支护强... 根据山西华晟荣煤矿有限公司3100工作面赋存条件,结合厚煤层分层矸石充填开采工艺特点,设计了一种四柱支撑掩护式矸石充填液压支架。根据实际生产条件,分别对直接顶载荷、基本顶载荷以及上分层充填体载荷进行了分析计算,得出支架支护强度应大于0.424 MPa,最终确定充填液压支架型号为ZC5000/19/34D,支架伸缩比为1.8。介绍了矸石充填液压支架结构组成和主要技术参数,并对夯实机构结构和功能以及后部刮板输送机吊挂机构进行了详细阐述,优化设计后的后部刮板输送机吊挂机构能够有效缩短后顶梁设计长度,提高后部支护强度6%以上,有效预防充填前顶板下沉。通过实际应用表明,矸石充填液压支架夯实机构可以覆盖后部采空区,通过推压密实保证充填体的密实度,能够有效支撑上覆岩层,达到控制顶板、减少地表下沉的效果。 展开更多
关键词 液压支架 分层开采 矸石充填 夯实机构
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基于双模式无线通信的矿用单体液压支柱数字身份管理系统 被引量：1
9
作者 张璨 鲁力群 +2 位作者 耿文鹏 付姗姗 谢欣妤 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期140-146,162,共8页
传统矿用单体液压支柱的管理维护模式效率低、追溯困难、安全性低,但在煤矿井下环境中,基于无线射频识别(RFID)的矿用单体液压支柱管理系统易受金属干扰而影响识别效果,且数据通信高度依赖单一网络,难以保障通信的稳定性与实时性。针对... 传统矿用单体液压支柱的管理维护模式效率低、追溯困难、安全性低,但在煤矿井下环境中,基于无线射频识别(RFID)的矿用单体液压支柱管理系统易受金属干扰而影响识别效果,且数据通信高度依赖单一网络,难以保障通信的稳定性与实时性。针对上述问题,设计了一种基于双模式无线通信的RFID矿用单体液压支柱数字身份管理系统,并采用PCB超高频抗金属标签降低金属环境对RFID的干扰。通过RFID手持阅读器APP一键上传功能,将液压支柱状态数据无线发送至服务器端的管理软件,实现对液压支柱全生命周期的监控和管理。为适应井下复杂的无线环境,提出了双模式无线通信方式,通过公共WiFi和AP热点的智能切换,有效解决了井下网络覆盖不足的难题,保证了数据传输的可靠性。引入了基于信息熵理论的动态数据价值评估模型,实现了基于数据价值的动态分级传输策略。测试结果表明:PCB超高频抗金属标签在无障碍条件下的有效识别距离为2.2 m,识别稳定性达98%;在WiFi模式下,系统有效数据传输距离为5.2 m,且传输成功率在90%以上。 展开更多
关键词 矿用单体液压支柱 数字身份识别 双模式无线通信 无线射频识别 RFID PCB超高频抗金属标签
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液压支架跟机移架控制异常工况模式识别方法 被引量：1
10
作者 马志涛 付翔 +2 位作者 李浩杰 牛鹏昊 贾一帆 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期36-43,共8页
智采工作面在液压支架自动跟机时,由于底板、液压系统及电液控制系统等多方面因素的影响,会出现丢架、直线度不平整等异常工况。当前针对各类异常工况的识别分析主要集中于自动跟机结束后,仅通过人工调整进行单一判断,不利于快速判断需... 智采工作面在液压支架自动跟机时,由于底板、液压系统及电液控制系统等多方面因素的影响,会出现丢架、直线度不平整等异常工况。当前针对各类异常工况的识别分析主要集中于自动跟机结束后,仅通过人工调整进行单一判断,不利于快速判断需人工调控的液压支架架号。针对上述问题,提出了一种液压支架跟机移架控制异常工况模式识别方法,将异常工况识别范围提前至支架降柱后的移架阶段,得出停机波动型、移架超时型和行程异常型3类异常工况模式。首先,采集液压支架油缸行程与立柱压力数据。其次,对数据进行预处理,包括异常值处理、相邻数据求差及依据差值正负合并数据。然后,采用基于行程-压力-时间分析的移架异常识别算法对停机波动型与移架超时型模式进行识别;采用决策树模型对行程异常型模式进行识别。最后,提取移架动作起始及结束时间、当前支架行程的最大与最小值、当前支架与两侧支架的行程差6项特征,将其中移架动作起始与结束时间输入移架异常识别算法,进行行程波动识别,对具有行程波动的数据分别进行压力波动及移架动作时间的判别,识别出停机波动型与移架超时型模式;将后续4项行程类特征输入决策树模型,进行行程异常类模式的识别。实际测试结果表明:该识别方法对停机波动型模式与移架超时型模式的识别精确率为100%,召回率达95%以上;对于行程异常突降型模式的识别精确率为100%,召回率为97.87%;行程异常均小型模式的识别精确率为95.29%,召回率为81%,能够较好地对液压支架跟机移架控制的异常工况进行识别。 展开更多
关键词 液压支架 自动跟机 推溜移架 异常工况识别 油缸行程 立柱压力
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液压支架液压系统安全阀动态特性研究 被引量：1
11
作者 张继军 刘金娃 《煤矿机械》 2025年第5期61-64,共4页
针对煤矿液压支架液压系统动态稳定性、安全保护、使用寿命方面的难题,以某型煤矿液压支架液压系统安全阀为研究对象,对安全阀工作原理及组成结构进行分析,运用AMESim对液压支架液压系统安全阀动态特性进行仿真分析。仿真结果表明:随着... 针对煤矿液压支架液压系统动态稳定性、安全保护、使用寿命方面的难题,以某型煤矿液压支架液压系统安全阀为研究对象,对安全阀工作原理及组成结构进行分析,运用AMESim对液压支架液压系统安全阀动态特性进行仿真分析。仿真结果表明:随着仿真时间增加,安全阀阀口的流量呈现先迅速增加、后减小再增加、最后基本保持不变的趋势;随着仿真时间增加,安全阀阀口的压力呈现先迅速增加、后减保持不变、再增加最后基本保持不变的趋势;不同溢流孔、搭合量等参数下,安全阀阀口的压力大小及变化趋势存在差异;在刚度375 N/mm、溢流孔24个、搭合量4 mm时,安全阀阀口流量的变化率更小,更趋于稳定。该研究为煤矿液压支架液压系统安全阀安全保护、动态稳定性及寿命提升等方面提供技术支撑。 展开更多
关键词 液压支架 液压系统 安全阀 动态特性
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典型露天煤矿全生命周期碳排放核算及其区域环境影响
12
作者 刘明奇 张小平 +10 位作者 王瑜 杨志鹏 于昕弘 胡阿古达木 杨国庆 朱颖 曹英楠 刘伟 郑天龙 霍耀强 刘建国 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3072-3084,共13页
碳排放核算是减污降碳协同增效目标中的重要环节,煤炭行业是碳减排的重点领域之一。文中以典型露天煤矿为研究对象,构建煤炭产品全生命周期的碳排放核算模型,量化矿区各生产环节的碳排放清单,评估露天矿区碳排放对区域环境的影响。根据... 碳排放核算是减污降碳协同增效目标中的重要环节,煤炭行业是碳减排的重点领域之一。文中以典型露天煤矿为研究对象,构建煤炭产品全生命周期的碳排放核算模型,量化矿区各生产环节的碳排放清单,评估露天矿区碳排放对区域环境的影响。根据全生命周期理论,将煤矿生产企业的碳排放核算环节分为煤炭开采、煤炭洗选、运输储存、使用消费以及其他步骤,在核算过程中总结归类碳排放来源。其中,直接碳排放包括燃料燃烧CO_(2)排放以及CH_(4)逸散排放;间接碳排放包括净购入电力及水力消耗碳排放。结果表明:露天煤矿年碳排放量为1538178.60 tCO_(2)e,每生产1 t原煤排放二氧化碳(CO_(2))当量数为0.05 tCO_(2)e,露天煤矿的碳排放主要来自煤炭开采和矿后活动导致的甲烷(CH_(4))逸散排放(占比79.92%)。除此之外,化石燃料燃烧的碳排放占总碳排放量的13.71%;电力和水力碳排放占比最少(6.37%)。我国近10 a露天煤矿温室气体年平均碳排放量为(3.24±0.77)×10^(7)tCO_(2)e,相当于(5.23±1.24)×10^(8)颗树木1 a的固碳量,或(113.83±27.00)万公顷杨树林1 a的固碳量。同时,按照目前的开采方法和工艺,全国每年会产生超过23亿元的额外经济支出,并且随着露天煤矿开采量的增加而逐年增大。因此,减少煤炭露天开采过程中的碳排放极为重要,尤其需进一步关注逸散环节。研究结果对煤炭行业构建规范的碳排放核算体系、评估其区域环境影响具有重要的启示意义。 展开更多
关键词 碳排放 露天煤矿 温室气体 核算模型 全生命周期
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基于智能护帮装置的煤壁变形监测和集中载荷反演技术
13
作者 于翔 王国法 +3 位作者 王家臣 李良晖 吴昊阳 王雨兵 《工矿自动化》 北大核心 2025年第2期9-18,26,共11页
煤壁片帮是制约煤炭安全高效开发的主要因素,精准监测煤壁支护状态是提高煤壁稳定性、保证回采安全的基础。针对传统煤壁变形监测技术精度低、范围小、实时性差等问题,开发了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的智能护帮装置,创新性地将FBG... 煤壁片帮是制约煤炭安全高效开发的主要因素,精准监测煤壁支护状态是提高煤壁稳定性、保证回采安全的基础。针对传统煤壁变形监测技术精度低、范围小、实时性差等问题,开发了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的智能护帮装置,创新性地将FBG嵌入液压支架护帮板中,构建了基于粒子群优化(PSO)−径向基函数(RBF)神经网络的煤壁集中载荷反演模型,以监测煤壁支护状态。针对复杂工况下变截面结构件受力情况理论计算的局限,基于分布式光栅应变数据,通过PSO−RBF神经网络模型建立微观力学参数与宏观力学参数的对应关系,实现了对煤壁护帮板集中载荷位置及大小的高精度反演。实验结果表明:该模型在多点标定实验样本上的预测误差较低,拟合优度较高;水平、竖直方向位置坐标及载荷大小在训练集上的平均绝对误差分别为0.4606,0.2487,0.9732;相比于载荷大小预测,模型对集中载荷位置预测的误差更小。研究成果为煤壁支护状态监测与回采安全保障提供了重要的理论与技术基础,也为液压支架其他结构件所受围岩载荷的精准测量提供了一种可靠方法。 展开更多
关键词 煤壁变形监测 智能护帮装置 液压支架护帮板 集中载荷反演 光纤布拉格光栅 PSO−RBF神经网络
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特厚坚硬煤层两柱掩护式超大采高综放液压支架适应性研究
14
作者 许永祥 曾明胜 +3 位作者 蔡逢华 丁维波 刘俊峰 韩会军 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第2期252-263,共12页
针对未充分考虑顶板约束反力而造成对两柱掩护式综放液压支架承载特性认识不充分的情况,基于榆神矿区特厚坚硬煤层综放开采实践,提出并采用修正的液压支架承载能力曲线,合理解释了两柱掩护式综放液压支架在特厚坚硬煤层综放开采中承载... 针对未充分考虑顶板约束反力而造成对两柱掩护式综放液压支架承载特性认识不充分的情况,基于榆神矿区特厚坚硬煤层综放开采实践,提出并采用修正的液压支架承载能力曲线,合理解释了两柱掩护式综放液压支架在特厚坚硬煤层综放开采中承载特性和适应性的优越性。将液压支架顶梁失稳分为承载失稳(滑移失稳)、力矩失稳(旋转失稳)和结构件失效失稳,并用于不同架型结构液压支架承载特性对比分析。对比结果表明:顶板约束反力可有效改善液压支架的稳定状态,将力矩失稳(旋转失稳)向承载失稳(滑移失稳)转变,充分发挥液压支架立柱的额定工作阻力;顶板约束反力对两柱掩护式综放液压支架承载特性的影响远大于对四柱支撑掩护式综放液压支架的影响;考虑顶板约束反力情况下,工作阻力21 MN的ZFY21000/35.5/70D型两柱掩护式综放液压支架承载特性优于26 MN的ZF26000/36/70D型四柱支撑掩护式综放液压支架。顶板约束反力的发挥取决于液压支架顶梁与顶板(顶煤)结构耦合状态及其刚度特征,坚硬完整顶板(顶煤)条件更有利于充分发挥顶板(顶煤)约束反力对液压支架承载性能的提升作用。 展开更多
关键词 特厚煤层 坚硬煤层 综放开采 超大采高 液压支架 适应性
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综采工作面停采的顶板支护技术研究 被引量：1
15
作者 王军 《西部探矿工程》 2025年第2期127-129,共3页
综采工作面停采时,顶板管理工作成为关键的安全管理要素,在顶板管理中,停采时工作面板的支护质量以及停采线的选择,均会对顶板管理的效果形成影响。因此工作人员要慎重考虑停采线的具体位置,合理地做好顶板支护,增强支护强度,保证撤架... 综采工作面停采时,顶板管理工作成为关键的安全管理要素,在顶板管理中,停采时工作面板的支护质量以及停采线的选择,均会对顶板管理的效果形成影响。因此工作人员要慎重考虑停采线的具体位置,合理地做好顶板支护,增强支护强度,保证撤架工作可以安全顺利地完成。分析了综采工作面停采中顶板支护的方案,总结了综采工作面停采的顶板支护技术要点。 展开更多
关键词 综采 工作面 停采 顶板 支护技术
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真三轴压缩下中、小主应力卸载应力路径与速率对砂岩能量演化特征的影响
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作者 刘之喜 赵光明 +1 位作者 孟祥瑞 秦志宏 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3900-3915,共16页
煤矿深部开采过程中,受开挖卸荷的影响,深部岩石经历的卸载应力路径和卸载速率复杂多变。不同的应力路径和速率可能导致岩石不同的变形和破坏特征。为了理解深部岩石在真三轴卸载过程中,复杂应力环境下应力变化对岩石能量演化和损伤的影... 煤矿深部开采过程中,受开挖卸荷的影响,深部岩石经历的卸载应力路径和卸载速率复杂多变。不同的应力路径和速率可能导致岩石不同的变形和破坏特征。为了理解深部岩石在真三轴卸载过程中,复杂应力环境下应力变化对岩石能量演化和损伤的影响,采用设计的真三轴应力平衡卸载试验分析真三轴卸载主应力试验的能量和损伤。首先,开展不同卸载应力路径与速率下的砂岩真三轴卸载主应力试验(σ_(x)-σ_(y)-σ_(z)试验和σ_(y)-σ_(x)-σ_(z)试验);然后,设计一种无损伤卸载的真三轴应力平衡卸载试验,并采用声发射技术验证卸载过程的无损伤特征,在该试验的基础上,提出真三轴卸载主应力试验的能量分析方法;最后,通过分析卸载完成后试样外表面裂纹开裂程度与能量耗散联系,阐明卸载应力路径与速率对岩石损伤影响。结果表明:在某一主应力方向卸载过程中,其他主应力方向的输入应变能密度、弹性应变能密度和耗散应变能密度均会增大,且随着卸载速率的增大,非卸载方向的输入应变能密度、弹性应变能密度和耗散应变能密度也相应增大。此外,卸载主应力方向释放的岩石储能随着卸载速率的增大而增大,并且沿卸载方向释放的储能明显低于该方向的储能。通过比较σ_(x)-σ_(y)-σ_(z)试验和σ_(y)-σ_(x)-σ_(z)试验的结果,发现耗散应变能密度与砂岩损伤程度呈正相关性,即卸载主应力产生的耗散应变能密度越大,岩石损伤程度越高,且σ_(y)-σ_(x)-σ_(z)试验的卸载应力路径更容易引发岩体损伤。 展开更多
关键词 应力路径 卸载速率 真三轴 应变能密度 损伤
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汇能集团智能化综采工作面建设创新及实践 被引量：1
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作者 张存良 江松 饶彬舰 《陕西煤炭》 2025年第2期133-137,168,共6页
煤矿智能化建设是实现煤炭企业转型升级和高质量发展的核心技术支撑,也是实现企业减人增效的重要途径。针对汇能集团智能化建设存在的问题,在管理模式和技术创新方面总结了企业在智能化建设过程中的经验。以宝平湾煤矿4115工作面智能化... 煤矿智能化建设是实现煤炭企业转型升级和高质量发展的核心技术支撑,也是实现企业减人增效的重要途径。针对汇能集团智能化建设存在的问题,在管理模式和技术创新方面总结了企业在智能化建设过程中的经验。以宝平湾煤矿4115工作面智能化建设为例,针对周期性来压大,顶板破碎、片帮等问题,通过智能化跟机技术、液压支架姿态监测、液压支架护帮板防撞和智能控制等关键技术进行创新,最终实现了工作面3人常态化生产,设备自动化开机率大于95%,实现了安全高效生产,可为相似地质条件下的工作面智能化建设提供一定参考。 展开更多
关键词 煤矿智能化 综采工作面 技术创新 开采管理
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极薄煤层破碎顶板条件下液压支架带压移架残余支撑力决策方法
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作者 张传伟 张刚强 +4 位作者 路正雄 李林岳 何正伟 龚凌霄 黄骏峰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期22-31,38,共11页
在破碎顶板条件下,液压支架带压移架过程中残余支撑力的精准决策对于提高极薄煤层智能化开采效率和保障作业安全至关重要。为实现极薄煤层破碎顶板条件下液压支架带压移架残余支撑力的准确决策,提出了一种基于改进蜣螂算法(IDBO)优化深... 在破碎顶板条件下,液压支架带压移架过程中残余支撑力的精准决策对于提高极薄煤层智能化开采效率和保障作业安全至关重要。为实现极薄煤层破碎顶板条件下液压支架带压移架残余支撑力的准确决策,提出了一种基于改进蜣螂算法(IDBO)优化深度混合核极限学习机(DHKELM)的液压支架带压移架残余支撑力决策方法。在混合核极限学习机(HKELM)基础上引入极限学习机自动编码器(ELM-AE)结构来构建DHKELM模型,以增强对复杂输入的特征提取和非线性映射能力;引入ICMIC混沌映射、Lévy飞行和贪婪策略对蜣螂算法(DBO)进行改进,形成具备更高寻优精度和更快收敛速度的IDBO算法;利用IDBO算法优化DHKELM模型的超参数,建立IDBO-DHKELM模型。结合极薄煤层综采工作面液压支架带压移架实测数据,通过可视化和相关性分析,确定支架号、带压移架前支架支撑力、推移油缸进液压力和推移油缸行程变化速度作为影响残余支撑力的关键特征,并构建残余支撑力决策样本数据集,最终完成IDBO-DHKELM模型的训练与评估。实验结果表明:基于IDBO-DHKELM模型的液压支架带压移架残余支撑力决策结果的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)及决定系数(R^(2))分别为0.143,0.119,0.971,具有较高的决策精确度。 展开更多
关键词 极薄煤层 液压支架 带压移架 残余支撑力 改进蜣螂算法 深度混合核极限学习机
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基于融合卷积Transformer的液压支架故障诊断方法 被引量：2
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作者 马子越 丁华 +2 位作者 廉自生 郭永昌 王光 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期137-143,共7页
针对液压支架故障隐蔽性强,大量历史检测数据未得到有效分析与挖掘的现状,提出一种基于融合卷积transformer的液压支架故障诊断方法,该方法可以同时发挥CNN提取局部特征和transformer识别全局信息的优势,提取到隐藏在数据中的更多有用特... 针对液压支架故障隐蔽性强,大量历史检测数据未得到有效分析与挖掘的现状,提出一种基于融合卷积transformer的液压支架故障诊断方法,该方法可以同时发挥CNN提取局部特征和transformer识别全局信息的优势,提取到隐藏在数据中的更多有用特征,以实现对液压支架故障的诊断。利用山西斜沟煤矿液压支架历史数据对所提方法的诊断性能进行实验验证。结果表明,与WDCNN模型、transformer模型以及BiLSTM相比,所提方法对液压支架故障具有良好的诊断效果,其故障诊断准确率达到了99.53%。为液压支架故障的确定提供理论依据,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 注意力机制 深度学习 故障诊断 液压支架
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液压支架纯水大流量安全阀抗冲击性研究
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作者 魏栋梁 姜仁坤 +2 位作者 尹力 田莹 孙守吉 《煤矿机械》 2025年第4期50-55,共6页
针对液压支架纯水大流量安全阀受冲击影响严重的问题,通过对安全阀单固体和流固耦合模态对比,结果表明:在安全阀处于常闭状态,流体介质对安全阀模态影响极小;在不同方向、冲击谱峰值下,安全阀的加速度、应力和应变响应值随加速度激励值... 针对液压支架纯水大流量安全阀受冲击影响严重的问题,通过对安全阀单固体和流固耦合模态对比,结果表明:在安全阀处于常闭状态,流体介质对安全阀模态影响极小;在不同方向、冲击谱峰值下,安全阀的加速度、应力和应变响应值随加速度激励值增大而增大,垂向抗冲击能力最弱。通过对安全阀的垂向冲击响应谱研究发现,安全阀的加速度、应力和应变响应值随弹簧丝直径增大而减小。优化弹簧丝直径后,安全阀加速度、应力、应变响应值降低了33.6%、26%、20.7%,对大流量纯水安全阀抵抗冲击影响的设计有重要参考意义。 展开更多
关键词 纯水安全阀 流固耦合 响应谱研究 抗冲击性能优化
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