矸石固体充填效果评价及监测系统研究
发布时间：2021-07-28 12:04
固体充填开采技术发展丰富了采煤理论、方法和技术,并能够有效解决煤矿开采废料、控制地表沉陷、延长矿井服务年限等问题。但是,目前井下充填作业对操作人员技术水平依赖性较强,容易造成充填效果不一致的情况,不仅影响充填采煤的稳定性,而且降低了充填速度与充填质量。为进一步提高充填效率、保证充填质量,对矸石固体充填效果评价方法及监测体系展开研究。首先,对国内外充填开采技术以及充填效果评价的相关理论展开研究,根据现场充填工艺产生的实际作业夯实离顶距机理,优化了充填液压支架推力与密实充填率之间的数学模型;基于充填体压实机理与能量流动,探讨了压实功与充填效果之间的数学关系,提出一种矸石固体充填效果评价模型,将极限压实功作为充填效果的评价指标具有一定的可行性,为提高充填开采效率提供了一条新途径。然后,根据充填采煤的实际作业情况,从安全稳定、直观准确的角度构建了矸石固体充填效果综合评价指标体系;结合推压密实过程、充填体密实过程、充填效果评价过程以及充填液压支架安全评价过程等4部分内容对指标体系进行建立;采用多元信息融合技术对充填液压支架安全评价指标进行隶属度函数的建立,评价其危险状态,评价结果较为可靠;最后设...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章矸石固体充填效果与监测技术9第2章矸石固体充填效果与监测技术在充填采煤技术中，充填液压支架是将充填材料安全高效的充填至采空区的核心设备，本章将研究点进一步聚焦于矸石固体充填效果与监测技术相关理论的研究中，以充填体-充填工作面运行状况-采煤液压支架推压密实机构的相互作用为基础，首先对充填工作面设备进行整体介绍，并建立充填液压支架的力学模型；然后对充填液压支架的推压密实过程进行分析，研究了在充填过程中推压密实机构的受力情况与散体充填材料的力学行为；最后对其监测技术进行分析，将多元信息融合技术运用到煤矿监测中，分析充填特性指标监测的重要性，降低多种数据的冲突干扰与数据的不确定性，并且对接下来开展充填效果评价的研究工作做铺垫。2.1矸石固体充填效果相关理论分析2.1.1充填工作面总体介绍充填工作面是实现采煤与充填的关键场所，其设备包括采煤机、刮板输送机、后置刮板输送机以及充填液压支架。充填工作面设备总体结构图如图2-1所示。图2-1充填工作面设备总体结构图Fig.2-1Overallstructurediagramoffillingworkingsurfaceequipment充填工作面能够实现采煤、充填、运输、支护等重要充填采煤的功能。充填工作面中的设备种类与数量繁多，其设备的空间运行质量、部件之间的干涉、推压密实效果严重影响着整个充填开采效率，因此需要对充填效果和设备的工作状况进行实时监测，是保障充填质量，提高充填采出率的前提。下面须对充填工作
河北工程大学硕士学位论文10面及其设备进行总体概述，并且充填液压支架是整个充填工艺的核心设备，为了保证在其掩护下能够实现工作面协同控制的情况下，还应安放后置刮板输送机和推压密实机构来完成矸石充填料向采空区的充填与密实工作。（1）采煤机采煤机是充填工作面的主要设备之一，其功能为采煤和装煤，与刮板输送机相连进行循环往复的割煤工作，受到采高与截深的影响，目前所运用的采煤机大多数为可调高的双滚筒型采煤机，如图2-2所示，并在采煤过程中应保证采煤高度，避免与充填液压支架顶梁发生部件干涉问题。图2-2双滚筒型采煤机整体示意图Fig.2-2Overallschematicdiagramofadouble-drumshearer采煤机作为煤矿开采的主要设备之一，其运行状态关乎着整个煤矿的开采效率和开采成本，并且对刮板输送机、充填液压支架“三机”联动，是整个综合机械化采煤的关键所在，因此在开采过程中，保证其运行流畅性与稳定性是保证煤炭采出率的重点。（2）刮板输送机刮板输送机也是充填工作面的主要设备之一，其功能为采出煤炭的运输、为采煤机提供安全运行轨道以及为充填液压支架的推移工作提供支点的作用。如图2-3所示。图2-3刮板输送机整体示意图Fig.2-3Overallschematicofscraperconveyor刮板输送机是连接采煤机和充填液压支架的关键设备，因其在“三机”联动
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿综采工作面回采效率的提升措施研究[J]. 刘世明. 石化技术. 2019(12)
[2]综合机械化固体充填采煤一体化技术[J]. 武鹏飞. 山西冶金. 2019(03)
[3]矸石充填采煤工作面覆岩破裂特征及演化规律分析[J]. 傅知勇,张丰雪,郝兰芳. 煤矿安全. 2019(05)
[4]基于ZigBee煤矿安全监测系统设计与研究[J]. 莫莉,喻洪平,赵悦,宫霞霞. 煤炭技术. 2018(09)
[5]虚拟现实环境下液压支架部件无缝联动方法研究[J]. 谢嘉成,杨兆建,王学文,李娟莉. 工程设计学报. 2017(04)
[6]基于多传感器数据融合的液压支架高度测量方法[J]. 张坤,廉自生,谢嘉成,吕凯波,廖瑶瑶. 工矿自动化. 2017(09)
[7]固体充填材料比例特征及应力特性研究[J]. 刘建功,王英. 中国煤炭. 2017(05)
[8]基于Unity3D的矿井提升机虚拟实训装置[J]. 史艳楠,刘建功,刘扬,王晶,王毅颖. 煤矿安全. 2017(03)
[9]数字孪生车间——一种未来车间运行新模式[J]. 陶飞,张萌,程江峰,戚庆林. 计算机集成制造系统. 2017(01)
[10]综采工作面三维在线监测系统研究[J]. 张登攀,田振华,王东升. 河南理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
博士论文
[1]振荡压路机压实动力学及压实过程控制关键技术的研究[D]. 马学良.长安大学 2009
硕士论文
[1]综采工作面液压支架姿态监测系统的开发[D]. 马旭东.太原理工大学 2019
[2]破碎矸石压实特性的时效性研究[D]. 王逸鸣.中国矿业大学 2019
[3]多传感器数据融合技术在煤矿瓦斯预警中的应用研究[D]. 冀少军.河北工程大学 2016
[4]煤矿综采系统三维监测方法关键技术研究[D]. 田振华.河南理工大学 2016
[5]支持Unity3D的多Kinect人机交互技术与软件[D]. 孙宇.浙江大学 2015
[6]矸石充填开采条件下地表变形监测及效果评价方法研究[D]. 胡华斌.太原理工大学 2013
[7]地采煤矿的安全现状评价系统[D]. 徐文生.内蒙古科技大学 2007
本文编号：3307883
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章矸石固体充填效果与监测技术9第2章矸石固体充填效果与监测技术在充填采煤技术中，充填液压支架是将充填材料安全高效的充填至采空区的核心设备，本章将研究点进一步聚焦于矸石固体充填效果与监测技术相关理论的研究中，以充填体-充填工作面运行状况-采煤液压支架推压密实机构的相互作用为基础，首先对充填工作面设备进行整体介绍，并建立充填液压支架的力学模型；然后对充填液压支架的推压密实过程进行分析，研究了在充填过程中推压密实机构的受力情况与散体充填材料的力学行为；最后对其监测技术进行分析，将多元信息融合技术运用到煤矿监测中，分析充填特性指标监测的重要性，降低多种数据的冲突干扰与数据的不确定性，并且对接下来开展充填效果评价的研究工作做铺垫。2.1矸石固体充填效果相关理论分析2.1.1充填工作面总体介绍充填工作面是实现采煤与充填的关键场所，其设备包括采煤机、刮板输送机、后置刮板输送机以及充填液压支架。充填工作面设备总体结构图如图2-1所示。图2-1充填工作面设备总体结构图Fig.2-1Overallstructurediagramoffillingworkingsurfaceequipment充填工作面能够实现采煤、充填、运输、支护等重要充填采煤的功能。充填工作面中的设备种类与数量繁多，其设备的空间运行质量、部件之间的干涉、推压密实效果严重影响着整个充填开采效率，因此需要对充填效果和设备的工作状况进行实时监测，是保障充填质量，提高充填采出率的前提。下面须对充填工作
河北工程大学硕士学位论文10面及其设备进行总体概述，并且充填液压支架是整个充填工艺的核心设备，为了保证在其掩护下能够实现工作面协同控制的情况下，还应安放后置刮板输送机和推压密实机构来完成矸石充填料向采空区的充填与密实工作。（1）采煤机采煤机是充填工作面的主要设备之一，其功能为采煤和装煤，与刮板输送机相连进行循环往复的割煤工作，受到采高与截深的影响，目前所运用的采煤机大多数为可调高的双滚筒型采煤机，如图2-2所示，并在采煤过程中应保证采煤高度，避免与充填液压支架顶梁发生部件干涉问题。图2-2双滚筒型采煤机整体示意图Fig.2-2Overallschematicdiagramofadouble-drumshearer采煤机作为煤矿开采的主要设备之一，其运行状态关乎着整个煤矿的开采效率和开采成本，并且对刮板输送机、充填液压支架“三机”联动，是整个综合机械化采煤的关键所在，因此在开采过程中，保证其运行流畅性与稳定性是保证煤炭采出率的重点。（2）刮板输送机刮板输送机也是充填工作面的主要设备之一，其功能为采出煤炭的运输、为采煤机提供安全运行轨道以及为充填液压支架的推移工作提供支点的作用。如图2-3所示。图2-3刮板输送机整体示意图Fig.2-3Overallschematicofscraperconveyor刮板输送机是连接采煤机和充填液压支架的关键设备，因其在“三机”联动
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿综采工作面回采效率的提升措施研究[J]. 刘世明. 石化技术. 2019(12)
[2]综合机械化固体充填采煤一体化技术[J]. 武鹏飞. 山西冶金. 2019(03)
[3]矸石充填采煤工作面覆岩破裂特征及演化规律分析[J]. 傅知勇,张丰雪,郝兰芳. 煤矿安全. 2019(05)
[4]基于ZigBee煤矿安全监测系统设计与研究[J]. 莫莉,喻洪平,赵悦,宫霞霞. 煤炭技术. 2018(09)
[5]虚拟现实环境下液压支架部件无缝联动方法研究[J]. 谢嘉成,杨兆建,王学文,李娟莉. 工程设计学报. 2017(04)
[6]基于多传感器数据融合的液压支架高度测量方法[J]. 张坤,廉自生,谢嘉成,吕凯波,廖瑶瑶. 工矿自动化. 2017(09)
[7]固体充填材料比例特征及应力特性研究[J]. 刘建功,王英. 中国煤炭. 2017(05)
[8]基于Unity3D的矿井提升机虚拟实训装置[J]. 史艳楠,刘建功,刘扬,王晶,王毅颖. 煤矿安全. 2017(03)
[9]数字孪生车间——一种未来车间运行新模式[J]. 陶飞,张萌,程江峰,戚庆林. 计算机集成制造系统. 2017(01)
[10]综采工作面三维在线监测系统研究[J]. 张登攀,田振华,王东升. 河南理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
博士论文
[1]振荡压路机压实动力学及压实过程控制关键技术的研究[D]. 马学良.长安大学 2009
硕士论文
[1]综采工作面液压支架姿态监测系统的开发[D]. 马旭东.太原理工大学 2019
[2]破碎矸石压实特性的时效性研究[D]. 王逸鸣.中国矿业大学 2019
[3]多传感器数据融合技术在煤矿瓦斯预警中的应用研究[D]. 冀少军.河北工程大学 2016
[4]煤矿综采系统三维监测方法关键技术研究[D]. 田振华.河南理工大学 2016
[5]支持Unity3D的多Kinect人机交互技术与软件[D]. 孙宇.浙江大学 2015
[6]矸石充填开采条件下地表变形监测及效果评价方法研究[D]. 胡华斌.太原理工大学 2013
[7]地采煤矿的安全现状评价系统[D]. 徐文生.内蒙古科技大学 2007
本文编号：3307883
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