摘要：针对当前深部复杂环境工作面液压支架群信息感知匮乏、数据分析不足、装备运行参数规律和数据模型难以支撑智能化开采及支护决策等问题,以淮南口孜东矿140502深部“三软”煤层大采高工作面为应用场景,通过构建深部工作面液压支架姿态监测系统,实现液压支架立柱压力和空间位姿的连续感知。基于工作面液压支架顶梁和底座横滚角数据,利用线段拟合方法实现工作面顶底板三维走向趋势实时可视化。基于工作面液压支架压力-位姿数据,建立液压支架压力-位姿数据映射关系和液压支架位姿计算模型。通过深部工作面支架压力和位姿的融合分析,揭示工作面采高、支架顶梁合力大小及合力作用点动态变化规律:相比于工作面两端液压支架,工作面中部液压支架采高最小,而工作面机尾的液压支架采高最大;工作面中部液压支架顶梁合力在大部分时间内都小于工作面两端液压支架顶梁合力;相比于工作面两端部支架,工作面中部支架顶梁合力作用点更偏向前立柱位置。

摘要：分析了隔离布充填支架不同类型后部隔离装置的特点,设计了一种新型后部隔离装置,尾梁对充填区域具有持续支护能力,并通过变截面设计提高了支护能力,隔离装置通过连接杆间接铰接在顶梁上。针对隔离装置姿态调整复杂的问题,设置了上伸缩梁来增强隔离装置与顶板和尾梁之间的密封效果。

摘要：矿用带式输送机在运行过程中通常难以到达满载状态,传统控制系统的恒速运行模式易导致输送机在轻载甚至空载状态下长时间保持高速运转,使输送机能耗增高的同时减少设备的机械寿命。针对上述带式输送机控制系统中存在的不足,提出了带式输送机的智能调速控制系统。该系统基于BP神经网络建立输送机功耗与煤流量、输送带转速间的映射模型,利用模糊控制器实现对输送机变频调速的智能节能控制,同时,通过WinCC组态软件,设计上位机监控界面。智能调速控制系统具备对输送机的远程变频调速控制、运行状态实时监控以及数据归档查询等功能,可有效降低输送机的运行能耗,延长设备的运行寿命。

摘要：结合大采高综放工作面顶底板条件,采用3种计算方法确定液压支架支护强度。通过力学分析、周边矿井调研,小纪汗煤矿确定选用ZFY21000/30/55D两柱掩护式放顶煤液压支架。通过提高立柱抗冲击性、增大平衡千斤顶受力,该支架可有效支护工作面顶板、防止煤壁片帮,在小纪汗煤矿取得良好的使用效果。

摘要：煤矿工作面液压支架架间漏矸不但影响工作面推进速度,还会对工作面内人员安全及设备使用造成较大威胁。分析了工作面回采过程中液压支架架间漏矸原因,提出从三机配套、支架设计、使用和现场顶板维护三方面进行综合管控,最大程度地减少漏矸。

摘要：当工作面上覆岩层中含有断层,开采造成断层带岩体滑移失稳时,断层露头处地表移动变形值往往异常增大。含有断层时的地表移动变形规律与不含断层时具有显著差别。为研究上下盘开采断层滑移失稳诱发地表异常沉陷机理,通过理论推导建立上下盘开采断层滑移失稳力学模型和土体近似悬臂断裂模型,并结合数值模拟和相似模拟实验对比分析上下盘开采断层滑移失稳机理及其难易程度。研究结果表明:断层露头处地表异常沉陷是断层滑移失稳后土体在断层露头处受悬臂作用而发生断裂的结果,上盘开采断层露头附近地表裂隙或台阶偏向采空区外侧,下盘开采断层露头附近地表裂隙或台阶偏向采空区;上盘开采断层可稳定区域比下盘开采大,上盘开采断层更容易维持稳定,下盘开采断层露头处地表更容易产生台阶下沉;上盘开采随断层倾角增大,断层稳定性变差,下盘开采当断层倾角小于断层带岩体内摩擦角时,断层一定会滑移失稳,而下盘开采随断层倾角增大,断层稳定性增强;下盘开采断层露头处剪应力与正应力的比值为上盘开采的5倍左右,下盘开采断层带岩体更容易滑移失稳;断层作为岩体中天然弱面存在,对采动应力的传递具有阻断效应。研究结果对分析断层影响下的地表沉陷规律及断层露头处建、构筑物的保护具有一定意义。

摘要：针对澄合矿区复合顶板管理难度大,巷道支护困难,严重制约矿井安全开采这一问题,以山阳煤矿5号煤层1501回风巷为工程背景,对复合顶板软岩巷道的破坏机理及支护问题展开了研究。首先通过物理力学试验,得到顶板各岩层的物理参数,然后采用现场实测和理论分析的方法,分析复合顶板的应力分布特征,从而构建山阳煤矿巷道的复合顶板力学模型,最后运用数值模拟和现场实测的方法验证支护方案的可行性。研究结果表明,矿井复合顶板上部砂质泥岩为膨胀岩,最大膨胀率为42.3%,最大膨胀应力为198.2k Pa;中粒砂岩层K4为关键岩层;提出的顶板采用全锚索支护,巷帮采用金属网+钢带+锚杆支护的支护方案,经过数值模拟和现场实测的验证,该方案可满足现场生产需求。研究成果可为类似地质条件的巷道支护提供参考。

摘要：传统机器人手在平夹模式下,其手指末端的运动轨迹为圆弧,难以精确捏持薄板物体。针对传统机器人手的不足,设计一种可实现直线平夹精确捏持和自适应包络通用抓取的机器人手,分析了该机器人手的工作原理,结构组成,并且对机器人手抓取模式、平夹抓取最大抓取质量和自适应包络抓取特性进行分析,为优化机器人手设计提供依据。研制了机器人手样机,并在手指表面安置了压力传感器实时监测抓取过程中的受力情况,开展了定性抓取实验和定量测试实验,通过对传感器反馈数据进行分析,得出了机器人手在不同抓取模式、抓取不同特性物体时的受力情况,验证了机器人手抓取性能。

摘要：柱式支护是煤矿巷道的一种重要支护形式,随着我国煤矿向高产高效迈进和向深部复杂困难条件延伸,柱式支护有望成为解决巷道围岩控制的新途径。详细阐述国内外煤矿支柱的发展历程,论述支柱材料、设备、工艺、理念的发展变革,实现支护阻力由120 kN低阻向14 000 kN高阻跨越发展,突出新型泵充支柱的重要性和优越性。理论上解释新型泵充支柱的设计原理,开发具有临时可截割和永久高阻特性的2种支柱,实验室进行1∶1等比例支柱的强度测试,得到了新型泵充支柱承载规律。构建基于新型泵充支柱的围岩协同控制机制,配套高效搅拌和连续泵送一体化设备,研发“站得牢、立得稳、接得实”的泵充吊挂工艺,形成泵充支护高可靠、主动支护技术。列举新型泵充支柱在沿空留巷、空巷、小煤柱动压巷道、深部软岩巷道等多种应用场景,成功解决煤柱回收、快速回撤、动压治理、软岩变形等问题。指出下一步研究方向为新型泵充材料、智能化矿用施工设备,并向冲击地压和深部软岩巷道推广。

摘要：煤巷围岩是由顶板、两帮及底板组成的整体,帮部强度普遍低于顶底板,是整个巷道围岩的薄弱体,其变形破坏会带来巷道整体失稳。以往大量研究表明,煤巷开挖帮部稳定性主要受煤层埋深、巷道高度、地应力状况、煤体内摩擦角、内聚力及支护强度等设计、地质条件及力学参数类因素影响。本文基于RSM-BBD试验设计与离散元法研究巷帮失稳关键因素及其控制技术。研究结果表明:巷高、侧压系数、埋深可调整余地小,内摩擦角、内聚力、支护强度相对可控,控制巷帮稳定关键在于一定程度上提高煤体内摩擦角、内聚力及支护强度;单一因素及其各自之间交互作用都会影响巷帮稳定性;改善巷帮煤体受力状况,降低主应力差值,提高煤体力学性质,优化掘进工艺水平可有效控制巷帮稳定性;"分次开挖、柔性护表、一次强力支护"理念在现场应用效果良好,显著改善巷帮煤体失稳问题。