史久林[1]（2021）在《不同覆岩条件特厚煤层综放开采放煤规律研究》文中指出放煤规律始终是特厚煤层综放开采研究中关注的重点之一。本文以不连沟煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,开展破碎覆岩、层状覆岩和含破碎层的层状覆岩,三种覆岩条件下顶煤放出规律的相关研究。首先,根据顶煤放出过程中待放区内的顶煤堆积密度变化,结合散体颗粒的Bergmark-Roose运动模型,对顶煤放出规律进行理论分析,建立了匀变密度函数的放出体模型,通过理论分析确定了层状覆岩内的悬臂-铰接结构具有同步和异步的运动特征。其次,借助数值模拟软件中的线性和平行黏结力学接触模型,研究破碎覆岩、层状覆岩和含破碎层的层状覆岩对放煤规律的影响,揭示不同覆岩条件下放煤规律的内在联系,破碎覆岩物理力学性质与顶煤放出量间存在二次函数的关系,建立了破碎覆岩条件下全工作面平均顶煤回收率的量化模型;层状覆岩中悬臂结构失稳抑制顶煤放出作用最强,其次是铰接结构,层状覆岩中的破碎层能够缓冲覆岩结构运动的抑制作用。最后,基于研究成果提出水力压裂弱化顶板增加破碎岩层厚度的技术措施,不仅有助于提高顶煤回收率,同时能够有效弱化工作面矿压显现强度。论文主要研究成果如下:（1）建立破碎顶煤颗粒放出过程中的堆积密度变化的匀变密度函数放出体模型。受采空区颗粒移动边界和支架的约束,顶煤堆积密度与放出截面、距放煤口距离呈正相关性。同时,层状覆岩内的多层坚硬岩层破断形成的“悬臂-铰接”结构,进一步改变了顶煤放出过程中的堆积密度,建立以放出截面半径为自变量的密度变化函数,结合Bergmark-Roose散体运动模型,建立匀变密度函数放出体模型。相较传统的恒定密度放出体模型,匀变密度模型横向变形量增大37.14%;径向呈压缩状态,压缩变形量减小27.27%,顶煤的放出体发育过程中横向扩展区域大于径向扩展区域。产生这种变化的原因是破碎顶煤堆积密度随距放煤口的距离变化,从而改变了放出体的形态。引入匀变密度放出体模型更能真实的反应顶煤放出体的变化规律。（2）破碎岩层条件下岩层中的层厚、岩块粒径和摩擦系数与顶煤放出量均呈二次函数关系,存在影响顶煤放出量的极大值和极小值。破碎岩层厚度与顶煤厚度为1:1时,顶煤的初始放煤量、周期放煤量和回收率最大。破碎煤岩粒径比在1:1.6～1.7的区间内,顶煤的初始放煤量、周期放煤量和回收率最小;破碎煤岩摩擦系数比为1:4.2时,顶煤的初始放煤量、周期放煤量和回收率最大。（3）破碎岩层条件下顶煤放出体高度随工作面推进而呈现不同的变化规律,但是周期放煤循环内的平均放出体高度大于1倍支架高度,小于2倍支架高度。放出体近似“下部三角形-上部局部圆形”的组合形态特征。初始放煤循环的放出体高度近似等于煤层厚度,且放出体形态呈现“下部三角形-上部局部椭圆”形态特征。由此建立破碎岩层条件下的全工作面顶煤回收率的量化模型。（4）对比研究了层状覆岩与含破碎岩层的层状覆岩条件下的放煤规律。层状覆岩的条件下,不规则垮落岩层的破断岩块的嵌入抑制了顶煤放出体形态的发育,使得各个放煤循环过程中放出体形态在“三角形”、“三角形-局部圆”和“三角形-局部椭圆”之间随机形成。悬臂结构失稳使得支架尾梁上部的待放顶煤区内强力链增加且向放煤口侧转移,改变了传统研究中的随顶煤放出待放区顶煤力链减弱的趋势。强力链的增加抑制破碎顶煤向放煤口的移动趋势,且破断岩块嵌入改变了煤岩分界线,使得顶煤放出量急剧减小,铰接结构失稳使得支架尾梁上部的待放顶煤区内强力链增加,但增加数量小于悬臂结构失稳,且其下部规则垮落带内岩块形成挤压拱,使得顶煤放出量虽然减小但影响程度小于悬臂结构失稳。悬臂结构的失稳对顶煤回收率影响最为显着。破碎层的存在能够有效弱化上部覆岩运动对顶煤放出过程的影响。（5）破碎覆岩、层状覆岩和含破碎层的层状覆岩对顶煤放出规律的影响,最终体现在周期放煤循环过程中顶煤放出体形态变化,但是对初始放煤阶段的顶煤放出体形态控制作用有限。（6）通过现场分析表明,特厚煤层综放工作面“大-小”周期来压时顶煤回收率减小。采用水力压裂技术进行顶板弱化,能够减小覆岩运动对顶煤放出规律的影响,弱化后的顶煤回收率提高了15.08%。
霍昱名[2]（2021）在《厚煤层综放开采顶煤破碎机理及智能化放煤控制研究》文中研究表明随着我国矿业现代化进程的稳步推进,采矿装备的电气化带动了采矿技术的快速发展,开采规模也随之不断扩大。融合大数据、云计算、人工智能以及工业5G等新型信息技术的智能化采矿方法,不仅能达到“无人”矿井的行业目标,更成为保障我国能源安全与促进经济高质量发展的全新机遇。尽管信息化技术成熟度不断提高,综采放顶煤技术在我国经过四十余年的发展也已经取得明显进步,但智能化综放开采仍然存在一些问题亟待解决,主要体现在综放开采理论、技术与智能化开采实践联系不紧密、应用程度不高等方面。厚煤层综放开采智能化的关键是放煤过程的智能化,须在掌握顶煤破碎、放出规律的基础上,结合智能化探测、控制技术手段,建立智能化放煤控制体系。本文根据王家岭煤矿12309智能化建设工作面为背景,研究着眼于综放开采全过程,以顶煤采动应力场演化规律为切入点,揭示顶煤在综放开采过程中的破碎机理,阐明散体顶煤由后刮板输送机放出的放出特性,提出合理的放煤方法,为厚煤层智能化放煤的增产增效提供理论支撑。在理论分析的基础上,提炼实现智能化放煤所需的各项关键技术,并将其综合应用,为厚煤层智能化放煤的实现提供重要的技术支撑。得到的主要结论有:（1）基于主应力空间,研究了厚煤层综放开采过程中顶煤受力单元主应力场演化规律。利用有限差分数值模拟方法,考虑液压支架工作阻力对顶煤的支撑作用,阐明了高水平应力条件下顶煤主应力值变化及方向偏转特性,在此基础上将顶煤划分为原岩应力区、中间主应力升高区、应力显着升高区、应力峰后降低区及液压支架控顶区5个分区,得到了高水平应力条件下顶煤主应力驱动路径,为后续顶煤渐进破碎机理的研究提供了应力边界条件。（2）基于弹塑性力学理论,明析了描述顶煤应力状态的平均应力、偏应力及应力Lode角3个参数在综放开采中的演化过程,揭示了上述3个参数在各顶煤分区中的演化特性,基于高精度工业CT扫描技术,运用合成岩体（SRM）数值建模方法,重构了裂隙煤体三维数值模型,运用“有限差分-颗粒流”耦合数值方法,建立了“连续-非连续”耦合真三轴数值模型,在指定主应力边界条件下模拟了顶煤渐进破碎过程,阐明了试件裂隙发育迹线及破碎块度分布规律,实测了放落顶煤破碎块度分布特性,与数值模拟结果进行了类比分析,证明了数值方法可靠性,为后续散体顶煤运移及放出规律的研究提供了数据支撑。（3）基于“有限差分-颗粒流”耦合算法,建立了“连续-非连续”耦合综放开采数值模型,开发了“随机自由落体-逐步伺服夯实”的耦合建模方法,反演了综放开采从工作面设备安装至放煤稳定的全过程,得出了煤矸分界线形态演化的3个特性,并以此为依据改进了“Hook”函数,使之适于描述煤矸分界线形态,以改进的“Hook”函数对煤矸分界线形态进行了拟合,揭示了综放开采煤矸分界线形态从初次放煤到周期放煤的演化规律,将其演化历程分为了初采影响阶段、过渡放煤阶段和周期放煤阶段3个阶段,为后续基于智能化放煤控制技术的放煤工艺选择提供了顶煤位移边界条件。（4）将整个放煤过程划分为放煤开始前、放煤过程中及放煤结束后3个阶段,分析了各阶段内的智能化控制技术,包括:放煤开始前的顶煤厚度探测、采煤机惯导定位,放煤过程中的放煤机构精准监测控制、煤矸识别,放煤结束后的采出量实时监测。将上述智能化技术有机结合,建立了智能化放煤控制技术体系,从自感知、自学习、自决策及自执行4个层面,揭示了各智能化放煤控制技术的内在联系,最终构建了智能化放煤控制的基本结构,为后续智能化放煤工艺参数选择及实现智能化放煤控制提供了技术依据。（5）基于智能化放煤控制技术体系,以煤矸分界线演化特性研究结果为顶煤位移边界条件,改进了Bergmark-Roos理论,建立了周期放煤时间预测理论模型,提出了放煤口启停判别的综合判别方法,建立了包含多台液压支架的“有限差分-颗粒流”耦合数值模型,优化得出了适用于现阶段智能化综放工作面的合理放煤工艺参数,最终于王家岭煤矿12309工作面建立了智能化综放示范工作面,升级更新了工作面主要生产设备及组织关系,验证智能化放煤控制各项技术的可靠性,实现了较好的经济效益和社会效益。
宋选民,朱德福,王仲伦,霍昱名,刘一扬,刘国方,曹健洁,李昊城[3]（2021）在《我国煤矿综放开采40年:理论与技术装备研究进展》文中认为综采放顶煤开采技术作为我国开采厚及特厚煤层的主要方法之一,其引入我国近40年来,放顶煤开采理论与技术实践在我国均取得了长足发展与进步。系统回顾与总结了我国在放顶煤技术领域所取得的标志性成就,结合综放工作面技术特征、理论演化逻辑与资源开采新理念,将其发展历程分为初期试验、发展成熟以及智能化无人开采3个阶段。主要针对综放采场支架与围岩关系以及顶板（煤）结构与稳定性、顶煤破碎运移放出规律、以及综放"三机"装备的进展4个方面核心内容,对我国综放技术的发展进行了总结;围绕综放采场支架与围岩关系以及顶板（煤）结构与稳定性问题,依据机采高度的变化描绘了我国学者关于该问题研究的基本历程;从顶煤破碎机理、综放采场顶煤冒放性分类评价以及顶煤放出规律理论3个方面,阐述了我国关于顶煤破碎运移放出规律的发展道路;放顶煤开采工艺研究方面,则从常规的综放工艺、特殊地质条件下综放工艺以及综放工序的时空配合关系展开,再现了我国学者的研究路线;同时简要阐述了综放"三机"装备的发展进程与最新成果。明晰了我国放顶煤技术的发展脉络与研究思路,分析并探讨了现阶段放顶煤开采理论与技术发展前沿的相关难题,为我国综采放顶煤技术的进一步发展提供了研究基础与思维启迪。
杜龙飞[4]（2020）在《塔山煤矿特厚煤层综放开采群组放煤工艺研究》文中研究表明本文针对大同矿区塔山煤矿20m特厚煤层（3-5#煤）采用放顶煤开采过程中,存在的采放不协调、放煤口上方煤流易成拱、顶煤放出率低、放煤效率低、丢煤现象严重等问题,并结合新形势下智能开采对放顶煤开采的冲击作用,使得放煤支架尾梁自动化、智能化控制成为可能,同时也为放煤工艺革新提供了新的契机。因此本文提出了“群组放煤”方式,即,沿工作面倾向方向,将n（n≥2）个相邻的放煤支架作为一组,在组内各支架协调联动作用下,有序打开放煤口并以一定角速度摆动尾梁,使煤矸分界面在放煤过程中始终有序缓慢沉降,以用于提高顶煤放出率、放煤效率和降低含矸率的放煤方法。围绕“群组放煤”方式,本文在地质和采放工艺实测数据分析的基础上,采用理论分析和数值计算相结合的方法,对群组放煤方式在塔山煤矿适用的可行性进行了分析;研究了群组放煤方式下不同放煤方式、放煤支架组合数、顶煤运移及煤矸分界面特征对顶煤放出率及放煤效率的影响;统计分析了单架放煤和群组放煤条件下顶煤放出效果;根据塔山煤矿实际生产情况,在8222工作面展开了工业性试验,确定了适用于塔山煤矿的合理群组放煤方式,试验结果与理论分析和数值模拟结果基本吻合,同时也为同煤集团类似地质条件下特厚煤层开采提供理论和技术支撑。主要研究结果是:（1）分析群组放煤方式在塔山煤矿应用的可行性,针对影响顶煤冒放性的几个因素,着重使用节理裂隙分布分形维数从量化角度分析了顶煤节理裂隙发育程度对顶煤冒放性的影响,得出塔山煤矿适宜采用群组放煤方式进行放煤作业。（2）根据松散介质颗粒流动基本假设和煤矸颗粒运动公式,建立群组放煤方式的顶煤放出数学模型,并得出顶煤放出体数学表达式;揭示放顶煤开采群组放煤方式下放出体发育过程,通过空间坐标关系和拟合方法,推导出不同支架组合数放煤条件下顶煤放出体方程;放煤过程中,煤矸颗粒沿着最小阻力路径以近似直线的轨迹向放煤口移动,煤矸分界面近似为倒置的正态分布曲线。（3）单架放煤方式下,放煤口尺寸较小,放煤过程中易在放煤支架后上方形成阻碍顶煤放出的“放煤拱”,顶煤放出率不超过77%,放煤效率极低;顶煤越厚,受“放煤拱”影响程度越大,呈不规则块状分布的采空区遗煤量越多。（4）多架同时放煤增加了放煤口尺寸,顶煤松动范围扩大,煤矸颗粒间相互挤压作用力减小,冒放速度加快,难以形成稳定的“放煤拱”结构;同时放煤架数越多、顶煤越厚,煤矸分界面迹线越长,煤矸交互影响范围越大,易出现“局部凹陷”现象,采空区遗煤增加;顶煤放出率处于72.8%～83.4%,有一半能达到80%以上,放煤效率提高了2～9倍。（5）等量差动放煤使放煤口有序错动打开,放煤过程中待放顶煤体提前分级松动,且不会出现“放煤拱”结构;等量差动放煤“量”值越小,煤矸分界面越平缓,待放顶煤均匀沉降,煤矸互层厚度越小,采空区遗煤量也最少,放煤效果最好;顶煤放出率处于77.6%～96.2%,有六成能达到90%以上,放煤效率提升了2～7倍。（6）针对塔山煤矿20m特厚煤层开采实际,采用两架和三架同时放煤方式在8222工作面开展工业试验,使得该工作面顶煤放出量、顶煤放出率、放煤效率均得到很大提高,既攻克了矿方的生产难题,也为相同地质条件的综放矿井提供了群组放煤理论技术支撑,同时为放顶煤开采智能化的实现奠定了基础。
杨扬[5]（2020）在《基于动态冲击滑移接触特性的煤矸识别与试验研究》文中认为综放开采是我国厚煤层开采的主要技术之一,然而,由于综放开采工况复杂、环境恶劣,目前放顶煤还处于人工放煤的落后状态,易产生“过放”和“欠放”问题。精确地识别煤和矸石,进而采取策略对“放落”或“关停”进行自动化控制,是安全、高效地进行智能自动化综放开采的有效途径,也是当前智能综放开采研究的热点。本文在分析放顶煤开采工艺特点的基础上,采取理论分析、数值模拟和试验研究相结合的手段,对煤矸与放顶煤液压支架的冲击、滑移接触特性进行研究,并基于多类别试验信号和多信息融合展开试验技术研究,实现了基于动态冲击滑移接触特性的煤矸分类识别。本文研究得到了国家自然科学基金“基于尾梁振动信号的煤矸识别技术研究”项目的支持。本文提出了基于接触响应差异的煤矸可识别性研究方法。构建了极限压缩状态岩石与金属板的冲击接触动力学模型以及岩石的屈服冲击速度模型,针对高阶非线性接触状态方程提出了递归求解的方法,并得到了煤矸与不同支撑状态金属板变位弹性冲击接触动力学数学模型;建立了准脆性煤矸与金属板的冲击损伤动力学模型并对其进行了接触有限元模拟。通过弹性及准脆性接触响应分析,得到了煤矸与金属板的接触差异特性。开展了煤矸与金属板的冲击试验,提取金属板的接触振动信号进行煤矸颗粒识别,试验识别准确率达到91.25%,验证了所提出的煤矸识别方法的有效性和可行性。针对放顶煤中煤矸与液压支架间存在的冲击和滑移接触行为,通过Hypermesh和Adams联合开展了煤矸与液压支架顶梁、掩护梁和尾梁的刚柔耦合冲击接触分析;随后,在离散元软件中开展不同比例煤矸混合体与不同放煤姿态液压支架的滑移接触仿真,研究了煤矸比例和支架位姿对煤矸与液压支架滑移接触特性的影响。通过冲击和滑移接触特性分析,得到了煤矸性质、混合比例差异导致的系统接触响应差异。建立了煤矸颗粒与尾梁结构体的结构-接触理论模型,分析得到了系统接触响应的影响因素,研究了各影响因素对系统动态响应的影响规律。引入间隙非线性因素,研究了多间隙和变间隙条件下煤矸冲击诱发的销轴非线性接触行为及系统接触响应特性。通过多工况接触响应差异分析,确定了尾梁千斤顶压力、尾梁振动信号和销轴振动信号为煤矸分类识别参数。搭建了煤矸与液压支架冲击滑移试验台,构造了双维多信息采集系统。开展了 2270组变煤矸混合比例冲击滑移试验,运用GBDT等10种分类算法基于单通道信号进行煤矸“可放类”和“关停类”有序随机分类识别以及识别信度和“煤矸混合比例范围”适应性研究。结果表明:信号的时域特征数据具有较强的分类识别能力,验证了基于冲击滑移接触特征进行煤矸“类”识别试验方法的有效性。为进一步提高分类识别精度,以试验信号时域特征为样本,提出了基于信号特征串行和并行投票制度的煤矸多信息融合分类识别方法,同时运用Kalman滤波数据融合进行了煤矸分类识别研究,并得到了各方法的识别准确率。结果表明,基于信号串行特征和投票制度的煤矸分类识别方法均可有效提高煤矸的有序随机分类识别准确率。在此基础上,继续进行了煤矸完全随机分类识别,最终确定了“GBDT对全通道信号串行特征的分类识别”为最佳分类识别方式,有序分类识别准确率和完全随机平均识别准确率均达到99%,识别方式稳定可靠。
李昊城[6]（2020）在《王家岭煤矿综放开采煤岩运移规律及放煤工艺优化》文中研究指明我国厚煤层资源储量比重大,已探明的煤炭储量中厚煤层占45%以上,厚煤层开采关键技术发展对煤炭安全高效开采具有重要意义,综放开采方法作为我国厚煤层开采的方法之一,如何提高顶煤回收率是该项技术成败的关键,而顶煤的破碎程度及破碎后能否充分放出对顶煤回收率有着重要影响。因此,研究厚煤层综放开采顶煤在不同工艺参数下的破坏机理、破碎程度及放出规律,对于实现综放开采工作面的高产高效具有重要意义。以王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面为工程背景,首先,对工作面围岩物理力学参数及地应力分布进行了测定,在实测数据的基础上通过连续介质程序FLAC3D模拟分析了机采高度对顶煤破坏及煤壁稳定性的影响,由于FLAC3D无法模拟出顶煤的冒放特征,因此,运用PFC2D数值模拟软件研究了机采高度对顶煤运移规律和回收率的影响;其次,通过理论计算与相似模拟实验相结合的方法,研究了不同放煤步距下的顶煤回收率,并在合理机采高度和放煤步距的基础上研究了不同放煤方式下的煤岩冒落规律及顶煤回收率;最后,基于研究得出的放煤工艺参数对12309综放工作面开采设备进行合理选型分析,并研究了工序的协调配合关系。通过分析得出的主要结论如下:（1）采用模糊数学理论分析了2#煤层顶煤在开采深度、煤层强度、顶板条件等自然因素影响下的冒放性,认为2#煤层顶煤冒放性属于Ⅱ类,冒放性较好,需选择合理的放煤工艺参数来实现工作面高产高效开采。（2）机采高度对顶煤的破坏和放出有显着的影响,利用FLAC3D数值模拟软件分析了机采高度对顶煤破坏特征及煤壁稳定性的影响,得出采高为3 m时,煤壁前方顶煤和控顶区顶煤的破坏效果最佳,而当采高超过3 m时煤壁水平位移量陡增,煤壁稳定性较差;通过PFC2D数值模拟软件分析了不同机采高度下顶煤的运移规律,得出采高为3 m时的顶煤回收率最高,且含矸率最低。综上,确定12309工作面采用3 m机采高度时可以实现工作面安全和提高顶煤冒放性的合理匹配。（3）运用椭球体理论计算得出在12309工作面地质条件下的最佳放煤步距为0.83 m,由于采煤机的截深为0.865 m,故选择合理的放煤步距为0.865 m;通过三维散体相似模拟实验对理论计算结果进行验证,得出采放配合工艺方式为一采一放时,顶煤回收率最高,且推进过程中的循环放煤量较为稳定,因此,确定出12309工作面的合理放煤步距为0.865 m。（4）通过PFC2D模拟软件对比研究了不同放煤方式下的顶煤放出效果,发现采用双轮间隔放煤顶煤回收率最高且含矸率最低,分别为91.1%、6.7%;单轮间隔放煤方式的放煤效果与其相差不大,其顶煤回收率和含矸率分别为90.6%、7.2%,考虑到现场双轮间隔放煤工序复杂、不易控制且生产效率较低,故认为单轮间隔放煤方式更适用于12309工作面。（5）根据矿井实际条件及确定出的合理放煤工艺参数,对12309工作面主要开采设备进行合理选型,并对生产系统的工序配合关系进行分析,认为所选设备能够满足综放工作面高产高效的要求。
兰梦澈[7]（2020）在《放顶煤液压支架电液控制系统的开发》文中认为本课题作为山西省研究生联合培养基地人才培养项目（2018JD09）的关键组成部分,是放顶煤工作面液压支架自动控制技术的重要环节。随着液压支架技术的成熟,放顶煤采煤法越来越多的应用在厚煤层以及特厚煤层的开采中,其显着经济效益得到了大部分煤矿企业的认可。针对目前放顶煤工作面环境恶劣、液压支架动作繁多以及手动操作不安全等问题,本文开展了放顶煤液压支架电液控制系统的研发。主要研究内容具体如下:（1）本文通过实地调查放顶煤开采的工作面,结合放顶煤开采工艺以及放顶煤液压支架的特点,提出了放顶煤工作面液压支架电液控制系统的总体方案。设计了总线通信、架间通信以及无线通信三种通信方式,实现了本系统自动排序、支架控制、支架状态检测、上位机轮询以及放煤等主要功能。（2）完成了放顶煤支架控制器的研发,设计了支架控制器的硬件、软件、外壳以及电路板等部分。其中,硬件部分设计了电源电路、红外接收电路、485通信电路、CAN通信电路、模拟信号采集电路以及驱动电路等部分;软件部分设计了左右排序、急停闭锁、邻架控制、传感器数据采集显示、总线通信以及放煤控制等程序;根据硬件电路和电路板设计规则,完成了放顶煤支架控制器的PCB制作。（3）结合放顶煤工作面特点,研制了本系统的放煤无线遥控装置,设计了放煤无线遥控装置硬件、软件、外壳以及电路板等部分。其中,硬件部分设计了充放电电路、电压转换电路以及红外发射电路等部分,完成了无线遥控装置的PCB制作;软件部分设计了单动作放煤、成组放煤、无线遥控升级以及蓝牙配对等程序;外壳部分根据工人的操作习惯设计了无线遥控装置的键盘。（4）结合实验室现有的试验设备,完成了本系统的试验调试工作。本文对工作面的自动排序、急停闭锁、邻架控制、多键控制、支架状态检测、上位机轮询以及放煤等功能进行调试检测;结合支架控制器对无线遥控装置的无线遥控放煤、无线升级程序、可充放电以及屏幕显示被控支架状态信息等功能进行了联合调试,测试结果达到了预期目标。
王爱龙[8]（2019）在《双斜大倾角综放面顶煤运移特征及围岩稳定性控制机理》文中认为双斜大倾角综放面在煤层走向角度和倾向角度的共同作用下,其煤壁破坏、顶煤运移、支架受力和顶板控制等具有特殊性,论文综合运用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,对双斜大倾角综放面顶煤与煤壁的破裂特征、顶煤运移规律、工作面支架失稳以及端部放煤区顶板控制等进行了系统分析和研究。论文主要研究成果如下:（1）分析了双斜大倾角综放面顶煤破裂特征,根据塑性区分布情况将顶煤分为散体冒落区、拉剪破坏区、压剪破坏区、松动区和未破坏区;研究了综放面煤壁破坏失稳机理,揭示出综放面煤壁前方采动破坏面由方向相反的共轭面组成,其中当顶煤较硬时,采动破坏面由一组共轭剪切面组成,随着煤层变软,共轭剪切面的交点下移且最终形成单一剪切面形态,建立了煤壁塑性破坏滑移线力学模型;根据滑移线理论,分析了双斜大倾角综放面煤壁的破坏失稳条件,并给出了相应的破坏失稳判据。（2）研究了不同煤层倾角对顶煤运移规律的影响,发现随着工作面倾角的增大,放出体对称轴的偏转角度和倾角的增加不同步,煤岩分界面也会随着倾角增大而变得不再对称,但不同倾角下综放面放出煤矸的椭球体初始形态呈“长轴恒近似铅直”形状。（3）根据大倾角综放面顶煤运移特征与放煤椭球体理论,推导了大倾角煤层放煤过程中的放出椭球体、松动椭球体以及煤矸分界面（两体一面）的运动方程,在此基础上,提出了综放面顶煤运移轨迹确定方法,确定并绘制出放煤过程中的“两体一面”动态曲线。（4）基于大倾角综放面顶煤冒放运动对支架受力分布的影响,考虑走向角度对支架倾向稳定性的影响,以及倾向角度对支架走向稳定性的影响,建立了大倾角综放面支架-围岩力学模型;推导出不同时期支架的临界工作阻力和临界倾倒（滑移）角的计算公式,并针对不同的失稳方式给出了相应的支架等设备稳定性控制技术。（5）分析阐述了大倾角综放面端部放煤条件下弧形铰接板结构模型,以及端部放煤区顶板稳定性控制机理;研究了大倾角综放面端部支架-围岩关系,确定了大倾角综放面端部放煤支架的设计关键和主要技术参数;提出了两节式的“高放低耙主副架型”端内支架和三节式的“高放低耙对称架型”端头支架,并分析了其主要特征、具体支护方式和稳定性控制关键技术。论文有图143幅,表15个,参考文献203篇。
俞海玲[9]（2019）在《高压气体预裂爆轰作用致裂煤岩机理及应用研究》文中进行了进一步梳理煤矿生产过程中,在处理瓦斯灾害、粉尘防治、冲击地压、两硬煤层等安全技术问题时,常常需要对未开采煤层采取预裂措施,以达到增加煤层透气性、弱化煤岩强度、卸除地压的目的。本文在总结分析前人使用的煤岩致裂理论的基础上,以致裂煤岩为工程背景,提出一种新的煤岩致裂方法,即采用产气预裂剂燃烧生成高压气体预裂爆轰致裂煤岩方法。本文通过理论分析、试验研究、数值模拟和工程试验等研究方法,系统探讨了基于高压气体预裂爆轰作用对煤岩致裂弱化的理论和技术,具有重要的理论意义和广泛的工程应用前景。本文以脆性断裂力学、渗流力学、燃烧学、爆炸力学为基础对高压气体驱动裂纹扩展机理、在钻孔内承压条件下爆轰波作用于钻孔围岩的作用机理进行了理论分析。本文所提的致裂煤岩方法分为两个作用过程:一是由产气预裂剂燃烧生成高压气体,由高压气体驱动钻孔围岩初始裂纹扩展扩展过程;二是随钻孔内气体压力的不断升高产气预裂剂发生爆轰反应,由爆轰冲击波作用于钻孔周边岩体的过程。首先从煤岩体的裂隙孔隙结构入手分析了煤体的受力特征、煤层内气体渗流的特点以及钻孔在煤层中的受力状态。其次通过分析准静压气体作用下裂纹扩展条件,求出钻孔预存裂缝尖端应力强度因子。最后,分析在钻孔压力达到预定压力转爆轰时,且孔内充满高压气体的情况下,钻孔周边煤体受爆轰冲击作用的裂隙扩展规律。通过燃烧成气过程中气体预裂和爆轰冲击两个过程,使煤层内裂隙网络相互贯通,并且裂隙网络内充满高压气体,高压气体包围破碎的煤块持续向内部渗透,使煤层能够达到充分的破碎效果。以三轴压力试验机为平台,模拟井下环境,进行高压气体驱动裂隙扩展的模拟试验。试验系统整体包括加载系统、供气系统、试验盒、设备数控系统和数据采集系统组成。采用原煤试件和由相似材料制成的类完整岩石试件两种材料进行试验。采用应力应变数据采集系统和实时声发射定位系统进行数据采集,通过压力-时间曲线、声发射特征和分形特征对试验结果进行了分析。试验结果表明在试件破裂时钻孔内压力均大于试件的抗拉强度而小于试件的抗压强度,表明裂隙扩展时克服的是试件的抗拉强度。压力曲线和声发射分析表明试件在破裂过程中钻孔内气体压力呈明显的分段特征,并且类完整岩石试件在破裂后钻孔孔内压力迅速下降,而原煤试件在破裂后钻孔孔内压力在下降过程中出现了一个压力稳定区间,原因是原煤内部初始裂隙发育,主裂隙扩展过程中沟通内部小裂隙,使孔内压力在一段时间内达到一个稳定过程。应用LS-DYNA数值分析软件对高压气体预裂爆轰作用致裂煤岩过程进行了数值模拟研究,对煤岩在高压气体预裂爆轰作用下的裂隙演化过程和应力应变演化规律进行分析。数值模拟结果表明,煤岩在高压气体预裂作用下初始裂隙发生扩展,在高压气体预裂基础上发生爆轰时,爆轰冲击波沿预裂裂隙进入煤岩内部,在裂隙尖端位置生成了若干新裂隙。爆轰冲击对钻孔壁围岩的破坏与通常的炸药爆破相比明显要小,粉碎作用明显弱于普通的炸药爆破,与理论分析结果基本一致。针对坚硬顶煤的垮落困难问题,使用本文所述的技术在千树塔煤矿进行了坚硬顶煤弱化的工程实践。现场试验结果表明,本方法能够保证顶煤及时垮落,能够有效控制周期来压时间,煤炭回收率可以提高15%。针对南屯煤矿9309工作面煤尘生成量高并且具有爆炸性倾向的问题,采用高压气体预裂爆轰技术配合煤层注水,使工作面降尘率达到84.5%,有效解决了工作面的降尘问题。
戴华宾[10]（2019）在《厚硬煤层分层综放开采顶煤预裂技术研究与应用》文中认为近年来,我国煤炭资源大规模开采的重心已由东部地区转移到了中西部地区,且这一趋势逐年在加强。其中,新疆、蒙陕等地区将成为我国今后很长一段时期的煤炭生产密集区。该区域内煤炭赋存普遍存在层数多、单层厚度大、节理裂隙不发育且硬度较高等特点。针对厚煤层开采主要包括大采高一次采全高以及放顶煤开采技术。由于煤层厚度大,节理裂隙不发育等特点,顶煤冒放困难,回采率低,严重制约了资源高效开发利用,对资源造成了极为严重的浪费,同时带来了严重的矿井安全生产隐患。本文以硫磺沟煤矿（9-15）06工作面为背景,综合采用理论、数值模拟分析以及现场工程试验相结合的方法,对厚硬煤层采空区下分层综放工作面矿压显现及顶煤弱化机制和技术进行了研究,取得的研究成果主要有以下方面:（1）以硫磺沟煤矿（9-15）06工作面为背景,通过建立厚硬煤层采空区下分层综放开采工作面顶板力学模型,分析了顶板（煤）受力特征,并利用FLAC3D软件通过建立煤层采空区下分层综放开采三维数值计算模型,系统研究了采空区下综放工作面顶板（煤）位移场、塑性破坏场及超前支承压力分布演化规律,并对工作面顶煤冒放性进行了分析评价。其结果表明,硫磺沟煤矿（9-15）06工作面顶板（煤）所承受的矿山压力较为缓和,顶板破断后,不利于顶煤的破碎,影响顶煤冒放效果,依靠矿山压力作用无法使用顶煤达到理想的破碎效果。（2）在工作面矿压特征及顶煤冒放性分析基础上,提出了采用水压致裂方法弱化顶煤强度,增加顶煤冒放性,并基于断裂力学理论建立了坚硬煤体水压致裂裂纹起裂和扩展力学模型,给出了煤体水压致裂起裂和扩展力学模型,给出了煤体水压致裂起裂压力的近似计算方法,并进行了算例分析。依据矿井煤层实际条件,采用RFPA2D-Flow数值模拟软件建立了坚硬煤体水压致裂过程的数值计算模型,通过分析水压致裂过程中AE声发射、水头压力分布规律,研究了水压致裂裂纹扩展的3个阶段,探讨了地应力环境、水压致裂钻孔直径对于裂纹扩展规律的影响规律,获得了最佳的水压致裂压裂孔径。（3）针对硫磺沟煤矿（9-15）06工作面概况,提出了工作面坚硬顶煤的水压致裂弱化方案,设计了相应的工艺流程,并采用岩层探测仪对水压致裂前后钻孔内裂纹扩展形态、裂隙分布特点进行了探测分析,从宏观角度揭示了水压致裂对煤体的弱化效果。现场观测表明:水压致裂对于改善、提高厚硬煤层内部裂隙发育度,降低坚硬煤体强度具有显着效果,可为厚硬煤层放顶煤开采顶煤冒放性差的治理提供参考。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 特厚煤层综放开采国内外研究现状 |
| 1.2.1 特厚煤层综放开采覆岩运动规律研究现状 |
| 1.2.2 综放开采顶煤冒放性研究现状 |
| 1.2.3 顶煤块度对放出规律影响的研究现状 |
| 1.2.4 顶煤放出规律研究现状 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 研究内容及思路 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法及技术路线 |
| 2 特厚煤层顶煤放出体及层状覆岩运动特征研究 |
| 2.1 破碎顶煤放出规律 |
| 2.1.1 破碎顶煤的破坏机理分析 |
| 2.1.2 破碎顶煤的滑移失稳 |
| 2.1.3 理想条件下顶煤放出体模型 |
| 2.2 堆积密度对顶煤放出体模型的影响 |
| 2.3 支架尾梁对顶煤放出规律的影响 |
| 2.4 特厚煤层综放开采层状覆岩结构演化 |
| 2.4.1 覆岩结构形态分析 |
| 2.4.2 组合悬臂结构运动特征 |
| 2.4.3 铰接结构垮落特征 |
| 2.4.4 特厚煤层综放工作面矿压显现特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 不同覆岩条件下顶煤放出规律的数值模拟研究 |
| 3.1 特厚煤层综放开采数值模型构建 |
| 3.1.1 模拟接触参数的确定 |
| 3.1.2 整体颗粒力学模型建立 |
| 3.2 破碎岩层对顶煤放出规律的影响分析 |
| 3.2.1 不同破碎岩层厚度对顶煤放出规律的影响 |
| 3.2.2 破碎岩块粒径对顶煤放出规律的影响 |
| 3.2.3 颗粒摩擦系数对顶煤放出规律的影响 |
| 3.2.4 放出体形态变化规律 |
| 3.2.5 顶煤回收率量化 |
| 3.3 层状覆岩对顶煤放出规律的影响 |
| 3.3.1 初始模型建立 |
| 3.3.2 层状覆岩运动与顶煤放出规律的研究 |
| 3.3.3 层状覆岩运动与顶煤回收率的影响 |
| 3.4 含破碎岩层的层状覆岩对顶煤放出规律的影响 |
| 3.4.1 初始模型建立 |
| 3.4.2 含破碎岩层覆岩运动与顶煤放出规律的研究 |
| 3.4.3 含破碎层的覆岩运动对顶煤回收率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 含破碎岩层的层状覆岩对放煤规律的试验研究 |
| 4.1 工程背景 |
| 4.2 煤岩物理力学性质测试 |
| 4.3 物理相似模拟试验设计 |
| 4.3.1 试验装置设计 |
| 4.3.2 模拟试验设计方案 |
| 4.4 模拟试验结果分析 |
| 4.4.1 初始放煤循环阶段煤岩分界线动态演化 |
| 4.4.2 周期放煤循环阶段煤岩分界线动态演化 |
| 4.4.3 覆岩运动与煤岩分界线变化规律 |
| 4.4.4 覆岩运动与顶煤回收率分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 特厚煤层综放工作面顶煤回收率优化措施 |
| 5.1 特厚煤层综放工作面概况 |
| 5.2 工作面上部覆岩结构形态判定 |
| 5.3 局部顶板弱化措施 |
| 5.4 弱化效果分析 |
| 5.4.1 弱化前矿压显现与顶煤回收率分析 |
| 5.4.2 弱化后矿压显现与顶煤回收率分析 |
| 5.5 微震系统监测弱化效果 |
| 5.5.1 监测系统布置方案 |
| 5.5.2 微震监测能量事件分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论、创新点及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 综放开采技术发展历程 |
| 1.2.2 顶煤采动应力场演化规律 |
| 1.2.3 顶煤破碎机理及冒放性评价 |
| 1.2.4 顶煤运移特性及放出规律 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 厚煤层综放开采采动应力场演化机制 |
| 2.1 顶煤应力状态描述及数值模拟方案 |
| 2.1.1 基于主应力空间的顶煤应力状态 |
| 2.1.2 煤岩层赋存条件及力学参数测定 |
| 2.1.3 数值模型及方法 |
| 2.2 高水平应力条件下顶煤主应力场演化规律 |
| 2.2.1 主应力分布规律及数值监测方法 |
| 2.2.2 主应力值演化规律 |
| 2.2.3 应力主轴偏转特性 |
| 2.3 顶煤主应力演化路径 |
| 2.3.1 主应力场顶煤分区方法 |
| 2.3.2 顶煤分区特征位置及应力路径 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 厚煤层综放开采顶煤破碎机理 |
| 3.1 各顶煤分区内相关参数演化特性 |
| 3.2 裂隙煤体三维重构及细观参数标定 |
| 3.2.1 高精度工业CT扫描试验 |
| 3.2.2 节理裂隙数值重构 |
| 3.2.3 基于SRM方法的裂隙煤体数值建模 |
| 3.3 主应力路径下顶煤破碎规律 |
| 3.3.1 数值模型及主应力加载流程 |
| 3.3.2 裂隙煤体渐进破碎迹线 |
| 3.3.3 裂隙煤体破碎块度分布及现场实测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 厚煤层综放开采顶煤运移放出规律 |
| 4.1 数值模拟方法及前期结果 |
| 4.1.1 FDM-DEM耦合数值模型 |
| 4.1.2 本构模型及模拟参数分析 |
| 4.1.3 数值模拟流程及放煤前结果分析 |
| 4.2 初次放煤过程顶煤运移放出规律 |
| 4.2.1 初放放出体形成过程 |
| 4.2.2 初放松动体演化特性 |
| 4.2.3 初放煤矸分界线动态分布 |
| 4.3 周期放煤过程顶煤运移放出规律 |
| 4.3.1 顶煤放出体演化历程 |
| 4.3.2 放煤松动体范围扩展规律 |
| 4.3.3 煤矸分界线形态特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 智能化放煤控制方法及放煤工艺参数 |
| 5.1 智能化放煤控制过程及控制体系 |
| 5.1.1 放煤前顶煤厚度探测及采煤机定位 |
| 5.1.2 放煤中放煤机构动作启停判别及控制 |
| 5.1.3 放煤后放出量实时监控 |
| 5.1.4 智能化放煤控制体系 |
| 5.2 基于放煤时间预测模型的放煤终止原则 |
| 5.2.1 放煤时间预测模型 |
| 5.2.2 重力加速度修正系数的标定 |
| 5.2.3 放煤时间预测模型的应用 |
| 5.3 放煤步距与放煤顺序优化 |
| 5.3.1 放煤步距及放煤顺序优化方法 |
| 5.3.2 不同放煤顺序下放出体形态特性 |
| 5.3.3 不同放煤顺序下顶煤放出量及回收率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 厚煤层智能化放煤工业性试验 |
| 6.1 12309 智能化综放工作面建设概况 |
| 6.1.1 工作面人员配置及分工 |
| 6.1.2 顺槽协同放煤控制中心 |
| 6.1.3 地面放煤监测与控制中心 |
| 6.1.4 智能化放煤控制流程 |
| 6.2 智能化放煤控制技术试验 |
| 6.2.1 放煤前顶煤厚度探测及采煤机定位 |
| 6.2.2 放煤中放煤机构动作启停判别及控制 |
| 6.2.3 放煤后采出量实时监测 |
| 6.2.4 放煤远程集中控制软件 |
| 6.3 智能化工作面建设效益分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 0 引言 |
| 1 我国综放技术40年发展 |
| 1.1 初期试验阶段 |
| 1.2 发展成熟阶段 |
| 1.2.1 特厚煤层综放开采 |
| 1.2.3 软厚煤层综放开采 |
| 1.2.4 大倾角煤层综放开采 |
| 1.3 智能化开采发展阶段 |
| 1.3.1 大同矿区智能化综放工作面实践 |
| 1.3.2 王家岭煤矿智能化综放工作面实践 |
| 1.3.3 其他矿井智能化综放工作面实践 |
| 2 综放采场“支架-围岩”关系以及顶板结构与稳定性 |
| 2.1 综放采场支架围岩关系 |
| 2.1.1 普通机采高度(2.0～3.5 m) |
| 2.1.2 大机采高度(3.5～5.0 m) |
| 2.2 综放采场顶板结构与稳定性 |
| 3 顶煤破碎运移放出规律分析 |
| 3.1 顶煤放出机理 |
| 3.1.1 顶煤体内应力场分布规律 |
| 3.1.2 顶煤破碎机理 |
| 3.2 综放采场顶煤冒放性分类评价 |
| 3.3 顶煤放出规律的理论 |
| 4 放顶煤开采工艺 |
| 4.1 常规的综放工艺研究 |
| 4.2 特殊开采条件下综放开采工艺 |
| 4.2.1 特殊地质条件下综放开采工艺 |
| 4.2.2 具有冲击倾向性煤层综放开采工艺 |
| 4.2.3 瓦斯突出煤层综放开采工艺 |
| 4.2.4 综放工作面防灭火技术 |
| 4.3 综放工序的时空配合关系 |
| 5 综放工作面“三机”装备研究进展 |
| 5.1 综放液压支架装备发展 |
| 5.1.1 综放支架放煤口位置及结构的发展 |
| 5.1.2 综放支架架型结构的发展 |
| 5.1.3 智能化综放支架控制系统的最新发展 |
| 5.2 综放采煤机装备发展 |
| 5.2.1 综放采煤机装备研究现状 |
| 5.2.2 滚筒采煤机 |
| 5.2.3 发展趋势 |
| 5.3 刮板输送机装备发展 |
| 5.3.1 研究现状 |
| 5.3.2 浮煤清理装置 |
| 5.3.3 发展趋势 |
| 6 结语与展望 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 放顶煤开采放煤理论研究现状 |
| 1.2.2 放顶煤开采放煤工艺研究现状 |
| 1.2.3 放煤理论及工艺存在的不足 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 群组放煤方式适应性分析 |
| 2.1 塔山煤矿 8222 智能化综放工作面概况 |
| 2.2 8222 综放工作面特厚煤层赋存情况 |
| 2.3 塔山煤矿特厚煤层顶煤冒放性评价 |
| 2.3.1 8222 工作面煤岩物理力学特征 |
| 2.3.2 8222 工作面顶煤节理裂隙发育特征 |
| 2.3.3 8222 工作面顶煤冒放性评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 群组放煤顶煤放出规律研究 |
| 3.1 GDEM数值模拟软件单元算法原理 |
| 3.2 群组放煤顶煤放出体形态理论研究 |
| 3.2.1 顶煤放出体形态理论分析 |
| 3.2.2 群组放煤顶煤放出体形态反演 |
| 3.3 群组放煤顶煤时空场耦合分析 |
| 3.3.1 群组放煤放出体发育过程分析 |
| 3.3.2 群组放煤顶煤运移轨迹分析 |
| 3.3.3 群组放煤煤岩分界面形态分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 群组放煤顶煤放出效果分析 |
| 4.1 群组放煤数值模型建立 |
| 4.2 放顶煤开采顶煤放出效果分析 |
| 4.2.1 单架放煤顶煤放出效果 |
| 4.2.2 多架同时放煤顶煤放出效果 |
| 4.2.3 等量差动放煤顶煤放出效果 |
| 4.3 单架放煤、多架同时放煤与等量差动放煤顶煤放出效果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 群组放煤效果现场工业实践 |
| 5.1 塔山煤矿 8222 智能化综放工作面设备配套情况 |
| 5.2 塔山煤矿特厚煤层综放开采现场应用效果评价 |
| 5.2.1 单架放煤方式现场应用效果 |
| 5.2.2 多架同时放煤方式现场应用效果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.3 当前研究存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 基于接触响应差异的煤矸可识别性分析与试验验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 煤矸与金属板的弹性接触分析 |
| 2.3 煤矸与金属板的准脆性接触分析 |
| 2.4 基于接触响应差异的煤矸可识别性试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 煤矸与放顶煤液压支架的冲击滑移接触特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 煤矸与放顶煤液压支架的冲击接触特性分析 |
| 3.3 煤矸与液压支架的滑移接触特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于尾梁冲击接触特性的煤矸分类识别参数研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 煤矸与尾梁结构体理论接触模型 |
| 4.3 煤矸与尾梁结构体的冲击接触特性研究 |
| 4.4 煤矸与尾梁含间隙结构体的冲击接触特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于冲击滑移的煤矸分类识别试验技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 煤矸与支架冲击滑移试验台的设计与搭建 |
| 5.3 多源信息采集系统的构建 |
| 5.4 试验和多源信号采集 |
| 5.5 多源信号预处理 |
| 5.6 基于单信号的煤矸分类识别技术研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于多信息融合的煤矸分类识别的实现 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于多通道信号串行特征的煤矸识别 |
| 6.3 基于多通道数据融合的煤矸识别 |
| 6.4 基于并行信号和程序并行投票制度的煤矸识别 |
| 6.5 最优识别策略决策 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文主要研究工作总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 综放开采技术发展现状 |
| 1.2.2 顶煤破坏特征及机理研究现状 |
| 1.2.3 综放开采工艺参数及顶煤放出规律研究现状 |
| 1.3 论文的研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 工程背景及地质力学测试 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 矿井概况 |
| 2.1.2 工作面概况 |
| 2.2 煤岩物理力学参数测定 |
| 2.2.1 测试内容及方法 |
| 2.2.2 测试结果 |
| 2.3 地应力实测及结果分析 |
| 2.3.1 地应力测试方法 |
| 2.3.2 现场地应力实测 |
| 2.3.3 地应力测试结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 厚煤层综放工作面顶煤破坏影响因素分析 |
| 3.1 地质赋存条件对顶煤冒放性的影响 |
| 3.1.1 顶煤冒放性影响因素分析 |
| 3.1.2 顶煤冒放性综合评价 |
| 3.2 采高对顶煤冒放特征的影响 |
| 3.2.1 顶煤变形破坏的基本规律 |
| 3.2.2 三维数值计算模型 |
| 3.2.3 采高对煤壁前方顶煤破坏的影响 |
| 3.2.4 采高对控顶区顶煤破坏程度的影响 |
| 3.2.5 采高对煤壁稳定性的影响 |
| 3.2.6 合理采高的确定 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 厚煤层综放开采煤矸运移规律及放煤工艺优化 |
| 4.1 工作面顶煤破碎块度实测 |
| 4.2 机采高度对顶煤运移规律及回收率的影响 |
| 4.2.1 数值计算模型 |
| 4.2.2 模拟结果及分析 |
| 4.3 合理放煤步距的相似模拟实验研究 |
| 4.3.1 基于椭球体理论的放煤步距分析 |
| 4.3.2 放煤步距模拟实验的目的及意义 |
| 4.3.3 实验设备及相似材料 |
| 4.3.4 实验方法 |
| 4.3.5 实验结果及分析 |
| 4.4 合理放煤方式的数值模拟研究 |
| 4.4.1 数值计算模型 |
| 4.4.2 模拟结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 综放工作面设备及工序配合关系研究 |
| 5.1 设备配套选型 |
| 5.1.1 设备配套选型的原则 |
| 5.1.2 主要设备选型研究 |
| 5.2 工序配合关系 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 放顶煤液压支架电液控制系统的研究意义 |
| 1.2 放顶煤开采技术发展现状 |
| 1.2.1 放煤开采理论研究现状 |
| 1.2.2 放顶煤开采技术应用现状 |
| 1.3 国内外放顶煤液压支架电液控制器研究现状 |
| 1.3.1 国外发展及研究现状 |
| 1.3.2 国内发展及研究现状 |
| 1.4 本文解决的主要问题 |
| 1.5 本文研究目标及主要研究内容 |
| 第2章 放顶煤液压支架电液控制系统总体方案设计 |
| 2.1 放顶煤电液控制系统介绍 |
| 2.1.1 放顶煤液压支架 |
| 2.1.2 放顶煤电液控制系统结构 |
| 2.2 放顶煤电液控制系统通信设计 |
| 2.2.1 总线通信选择 |
| 2.2.2 架间通信选择 |
| 2.2.3 无线通信选择 |
| 2.3 放顶煤电液控制系统功能设计 |
| 2.3.1 自动排序功能设计 |
| 2.3.2 支架控制功能设计 |
| 2.3.3 支架状态检测功能设计 |
| 2.3.4 上位机轮询功能设计 |
| 2.3.5 放煤功能设计 |
| 2.4 放顶煤电液控制系统技术指标 |
| 2.4.1 支架控制器技术指标 |
| 2.4.2 放煤遥控装置技术指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 放顶煤支架控制器研发 |
| 3.1 支架控制器总体设计 |
| 3.1.1 支架电液控制器整体结构设计 |
| 3.1.2 CPU及主要芯片选型 |
| 3.2 支架控制器硬件电路设计 |
| 3.2.1 支架控制器电源电路设计 |
| 3.2.2 支架控制器红外电路设计 |
| 3.2.3 支架控制器通信电路设计 |
| 3.2.4 支架控制器模拟信号采集电路设计 |
| 3.2.5 支架控制器驱动电路设计 |
| 3.3 支架控制器软件设计 |
| 3.3.1 软件开发工具 |
| 3.3.2 支架控制器主程序设计 |
| 3.3.3 支架控制器左右自动排序设计 |
| 3.3.4 支架控制器急停闭锁程序设计 |
| 3.3.5 支架控制器邻架控制程序设计 |
| 3.3.6 支架控制器传感器数据采集程序设计 |
| 3.3.7 支架控制器总线通信程序设计 |
| 3.3.8 支架控制器放煤控制程序设计 |
| 3.3.9 支架控制器程序IAP在线升级设计 |
| 3.4 支架控制器外壳设计 |
| 3.5 支架控制器电路板设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 放顶煤无线遥控装置研发 |
| 4.1 放顶煤无线遥控装置总体设计 |
| 4.1.1 蓝牙模式选择 |
| 4.1.2 蓝牙配对方式设计 |
| 4.1.3 功能设计 |
| 4.2 放煤遥控装置硬件设计 |
| 4.2.1 放煤遥控装置整体结构设计 |
| 4.2.2 CPU及主要芯片的选型 |
| 4.3 放煤遥控装置硬件电路设计 |
| 4.3.1 放煤遥控装置充电电路设计 |
| 4.3.2 放煤遥控装置电压转换电路设计 |
| 4.3.3 放煤遥控装置红外发射电路设计 |
| 4.4 放煤遥控装置软件设计 |
| 4.4.1 放煤遥控装置主程序设计 |
| 4.4.2 放煤遥控装置放煤程序设计 |
| 4.4.3 放煤遥控装置三种配对方式程序设计 |
| 4.4.4 放煤遥控装置无线遥控升级程序设计 |
| 4.5 放煤遥控装置遥控界面设计 |
| 4.6 放煤遥控装置电路板设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 放顶煤电液系统综合调试 |
| 5.1 系统测试设备介绍 |
| 5.1.1 传感器调试设备 |
| 5.1.2 红外调试设备 |
| 5.1.3 电磁先导阀 |
| 5.2 支架控制器功能试验 |
| 5.2.1 支架控制器排序功能测试 |
| 5.2.2 支架控制器急停功能测试 |
| 5.2.3 支架控制器邻架动作功能测试 |
| 5.2.4 支架控制器CAN总线功能测试 |
| 5.2.5 支架控制器传感器测试 |
| 5.2.6 支架控制器红外测试 |
| 5.3 放煤无线遥控装置功能试验 |
| 5.3.1 放煤无线遥控装置连接测试 |
| 5.3.2 放煤无线遥控装置控制测试 |
| 5.3.3 无线升级测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文研究结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状与存在不足 |
| 1.3 研究目标与内容 |
| 2 双斜大倾角综放面顶煤破裂特征及煤壁失稳机理 |
| 2.1 双斜大倾角综放面顶煤破裂特征 |
| 2.2 双斜大倾角综放面煤壁破坏失稳机理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 双斜大倾角综放面顶煤冒放运动特征 |
| 3.1 双斜大倾角综放面顶煤冒放特征 |
| 3.2 双斜大倾角综放面煤矸运动基本规律 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 双斜大倾角综放面支架倾向失稳机理 |
| 4.1 大倾角综放面支架-围岩力学关系 |
| 4.2 工作面正常开采期间支架倾向失稳机理 |
| 4.3 工作面来压期间支架倾向失稳机理 |
| 4.4 工作面冒顶区域支架倾向失稳机理 |
| 4.5 支架尾部扭转倾向失稳机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 双斜大倾角综放面支架走向失稳机理 |
| 5.1 工作面正常开采期间支架走向失稳机理 |
| 5.2 工作面来压期间支架走向失稳机理 |
| 5.3 工作面冒顶区域支架走向失稳机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 双斜大倾角综放面端部放煤区顶板结构特征及控制 |
| 6.1 端部放煤区顶板结构特征 |
| 6.2 端部放煤区顶板结构稳定性分析 |
| 6.3 端部放煤条件下端部支架-围岩关系 |
| 6.4 综放面端部放煤支架设计关键 |
| 6.5 端部放煤支架主要技术参数 |
| 6.6 端部放煤支架稳定性控制 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 现场工程实践 |
| 7.1 工程实践案例一 |
| 7.2 工程实践案例二 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 主要结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 后续展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.3 课题的提出与主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 高压气体预裂爆轰作用致裂煤岩机理分析 |
| 2.1 煤岩结构特征与煤层内钻孔受力分析 |
| 2.2 高压气体预裂爆轰致裂煤岩过程分析 |
| 2.3 高压气体驱动裂纹扩展机理 |
| 2.4 爆轰冲击加强钻孔周边岩体裂隙发育机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高压气体驱动裂纹扩展模拟试验研究 |
| 3.1 试验目的 |
| 3.2 试验系统设计 |
| 3.3 试件的制备 |
| 3.4 试验方案与试验结果 |
| 3.5 数据分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于高压气体预裂爆轰作用煤岩破坏数值模拟研究 |
| 4.1 数值计算模型设计 |
| 4.2 煤层高压气体预裂爆轰模拟结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 高压气体预裂爆轰技术致裂煤岩工程应用 |
| 5.1 井下高压气体预裂爆轰致裂煤岩工艺 |
| 5.2 综采工作面预裂注水试验 |
| 5.3 综放工作面坚硬顶煤预裂弱化工程试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 厚硬煤层分层综放开采顶板矿压显现规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工程地质概况 |
| 2.3 采空区下综放开采矿压显现数值模拟研究 |
| 2.4 下煤层开采顶煤冒放性评价分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 厚硬煤体水压致裂强度弱化机理及数值模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水压致裂煤体强度弱化原理 |
| 3.3 坚硬煤体水压致裂数值模拟分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于水压致裂顶煤强度弱化技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 坚硬厚煤层水压致裂预裂方案 |
| 4.3 坚硬厚煤层水压致裂现场试验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论及展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
