摘要：为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

摘要：本研究旨在研发一款智能型酒精喷灯燃烧试验机,旨在解决传统燃烧试验中的控制精度、安全性和环保性等方面的问题。通过全面的性能研发和试验方法分析,提供一种更精确、可重复、高效且安全的智能型酒精喷灯燃烧试验机。设计中的智能控制系统和燃烧效率优化策略,使试验机能够更稳定地产生所需的火焰,同时显著提高试验数据的真实性和有效性。数据采集与分析方法的引入,进一步强调了科学性和实用性。这项研究的成果不仅提供了一种更高效的工具,还为多领域的科学研究和工程项目提供了重要支持,有望推动相关领域的进一步发展和创新。

摘要：为解决人工组装液压支架存在安全隐患和工作效率低的问题,通过分析实现液压支架自动化组装需要解决的技术难点,设计了一种采用工业机械臂、自动化行车、深度传感相机和深度视觉算法的液压支架自动化组装系统。实践效果表明,该系统能够在安全生产的前提下自动完成液压支架的组装工作,降低了安全风险、提高了工作效率,具有较高的实际应用价值。

摘要：为了控制深部软岩巷道围岩变形,设计了锚杆拉拔正交试验,采用ABAQUS模拟了不同锚固因素对锚固承载特性的影响,并分析了不同影响因素的作用效果。研究表明,锚杆拉拔失效首先发生在锚杆与岩体黏结界面,锚杆拉拔锚固失效经历了初始弹性、短暂硬化、硬化、软化的动态阶段,不同的锚固因素对锚杆的承载效果产生了不同的影响,并且这些影响在拉拔失效的发展过程中也有所区别。其中,锚杆直径对锚杆极限拉拔力影响程度显著,并且极限拉拔力的大小与锚杆直径和锚固长度呈正相关。这些研究结果对于深部软岩巷道的设计和支护具有重要的指导意义。

摘要：鄂尔多斯东胜煤田为侏罗系含煤地层,诸多深部矿区2-2煤层和3-1煤层全区可采,并且煤层间距较小。以营盘壕煤矿为地质原型,通过FLAC3D和UDEC数值模拟软件构建研究区域数值模型,围绕2-2煤层和3-1煤层开采引起的地表移动变形及应力场演化规律进行研究。结果表明:多煤层重复采动将引起沉陷盆地中心投影向下煤层采空区方向移动,进而逼近煤层初采中心投影,并最终越过之;两煤层连续开采后,地表最大下沉值小于两煤层单独开采最大下沉值之和,煤层复采下沉系数小于初采下沉系数;煤柱错距与地表移动参数关联密切,错距系数与地表下沉系数、水平移动系数和主要影响角正切分别呈对数正态函数、凹抛物线和凸抛物线函数关系,并且与宽深比作为共同因子对煤层初采及复采表征参数的比值产生耦合影响;另外,同时随着错距的增大,地表沉陷盆地范围先减小后增大的趋势发展,水平移动近盆地等值线由椭圆形向梭子形演化;综合卸压错距经验公式、地表损伤程度及煤柱卸压效果确定的研究区域多煤层开采最优错距为30 m。

摘要：针对低渗煤层瓦斯抽采存在预抽难度大的问题,提出大直径钻孔预抽能够降低低渗煤层瓦斯含量的方法。但由于低渗煤层对气固耦合效应影响敏感,抽采中渗透率变化过程不明确,导致大直径钻孔抽采参数设计依据不足。首先分析了低渗煤体渗透率演化的主控因素,建立了煤层瓦斯运移理论模型,模拟研究了大直径钻孔不同工况下对低渗煤体的瓦斯抽采效果,对比分析不同孔径、负压、孔间距下煤层瓦斯渗流规律。结果表明钻孔孔径越大造成的煤体卸压区越大,瓦斯抽采量越高,瓦斯残余含量也越小,但抽采效果增加幅度逐渐降低。负压越大瓦斯抽采量越大,但差别较小,因此负压对提升抽采效率影响较小。受渗透率演化的影响,不同钻孔间距下瓦斯抽采总量差别较大,在间距为3 m时,40~120 d阶段内抽采量最高,后期抽采量缓慢下降。间距5 m时抽采总量最高,抽采范围内的瓦斯残余含量降低较多。现场优化抽采后的瓦斯抽采纯量与模拟结果一致,表明了研究结论可靠。该研究结果可为煤矿井下大直径钻孔瓦斯抽采参数设计提供理论依据与应用参考。

摘要：全断面掘进机(TBM)已在煤矿深井岩巷掘进中得到成功应用,其施工安全性好、掘进速度快,可安全高效地施工煤矿瓦斯、水害治理巷道,缓解了煤矿采掘接替失调的问题。为提高TBM在深井煤矿中使用的灵活性,扩大TBM在煤矿深井岩巷掘进中的应用范围,提出了煤矿微型TBM设计原则和技术指标,包括煤矿微型TBM在整机及部件尺寸重量、设备防爆和地层适应性等方面需满足的要求及解决方案。确定了煤矿微型TBM结构型式和主要参数,研发了煤矿微型TBM。系统论证了煤矿微型TBM设备及施工工艺研发中的技术难点与解决方案。针对煤矿微型TBM掘进瓦斯治理巷道工程地质条件,开展不同支护工况下煤矿微型TBM掘进巷道围岩稳定性数值分析。根据数值分析结果,综合考虑支护效果与支护效率,优选巷道支护方案,并开展巷道围岩变形与锚杆轴力现场监测。监测结果表明,巷道掘进后20天内,围岩变形和锚杆轴力增速较快;65天以后,围岩变形趋于停止,锚杆轴力也停止增长。巷道正顶处锚杆轴力略大于肩窝和帮部,巷道围岩整体稳定性较好,所选锚网支护形式可有效控制围岩收敛变形。采用煤矿微型TBM施工煤矿瓦斯治理巷道,锚杆支护施工效率能够理想地匹配煤矿微型TBM的掘进速度,巷道平均月进尺300 m,实现单班最高进尺15 m,圆班最高进尺41.6 m,相比钻爆法掘进效率提高了3~6倍。

摘要：在2006年发表的《我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议》一文的基础上,总结了21世纪以来我国沿空留巷技术的新发展,包括巷旁充填的施工工艺与方法,由高水、膏体充填发展为柔模墙体及超前柱式支护,使得支护强度和隔绝密闭性有了极大地提升,并且具有了一定柔性以适应顶板的下沉;经过20余年的发展,沿空巷道巷内基本支护具有了高预紧力、高强度、高刚度和大延伸率的特性,能够有效控制巷道围岩的大变形,实现及时主动支护,并普遍辅以单体支柱作为巷内补强支护,进一步保持围岩的稳定性与完整性;统计分析了部分沿空巷道的支护形式及留巷效果,愈发说明了沿空留巷的成功与否是巷旁支护和巷内支护共同作用的结果。介绍了无巷旁充填切顶卸压沿空留巷新技术,包括卸压原理、切顶方法、切顶参数及切顶后巷内的支护方式及其工程应用等。阐述了近年来我国在沿空留巷理论研究方面取得的新成果,包含充填体的切顶阻力和支护阻力,充填体与围岩之间的相互作用关系及受力变形特征,切顶卸压沿空留巷的围岩活动规律及其与支护体之间的相互作用关系等。指出了我国沿空留巷技术在巷旁支护、巷内支护及相关理论研究方面存在的技术问题与科学问题。最后从支护设计、围岩控制、研究方法、技术装备等方面出发,提出了今后我国沿空留巷技术的发展改进建议。

摘要：为解决矿用电机车因运行工况复杂导致的牵引电机调速困难,设计了一种分数阶模糊滑模控制器(FOFSMC)来改善牵引电机的调速性能。通过设计分数阶积分型滑模面来消除积分滑模面的饱和效应,降低滑模控制的固有抖振;通过模糊滑模控制规则来优化牵引电机状态在分数阶滑模面的运动品质,使其状态在有限时间内迅速到达滑模面。依据Lyapunov稳定性分析方法证明了所设计控制策略的稳定性。仿真测试结果表明,存在外部负载干扰的情况下,FOFSMC较于SMC控制策略对于给定转速的跟踪响应更快;当负载突变时,FOFSMC控制下的系统超调量更小。矿用永磁同步牵引电机在所设计的FOFSMC控制下,有着良好的鲁棒性和动态响应性能。

摘要：针对高悬浮物矿井水,设计了5水平6因素的L25(56)正交混凝试验,并通过极差分析确定了混凝的最优化条件,即选择PAC作为混凝剂,pH值调节为9,混凝剂与助凝剂浓度比为20∶1,助凝剂PAM投加滞后30 s,水力条件依次为n=350 ***-1快速搅拌30 s,n=120 ***-1中速搅拌4 min,n=60 ***-1慢速搅拌6 min。通过单因素分析了6种因素对混凝的影响程度,即:PAM投量>混凝剂种类>pH值>混凝剂投量>水力条件>投加时间。依试验结果,对垂向轴式混合反应池进行了参数设计。