连续流量法突出预测装置钻进定位系统的研究

发布时间：2017-09-13 11:49

  本文关键词：连续流量法突出预测装置钻进定位系统的研究

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【摘要】：煤与瓦斯突出是严重危害煤矿安全生产的重大灾害之一,如今对煤与瓦斯突出灾害的控制主要以预防手段为主,而目前常用的预测手段都存在着一定的局限性。连续流量法作为一种突出预测的新方法,能够连续预测煤巷掘进工作面前方煤体的突出危险性,具有极高的可靠性和科学性。连续流量法突出预测装置作为连续流量法的测试装置,其准确性和可靠性直接决定着突出预测结果的准确性。该装置已在山西省、河南省多处煤矿进行了现场应用,但是在现场应用中发现该装置钻进定位功能可靠性差的问题,该问题很大程度上影响了突出预测结果的准确性。为了解决该装置存在的定位功能缺陷问题,故对突出预测装置的钻进定位系统进行研究,并对钻进定位系统进行改进。首先对钻进定位系统所存在的问题进行分析。通过对钻进定位系统“读点式”定位原理的分析和现场实测数据的统计分析,找出了影响钻进定位系统定位功能的主要因素,进而得出造成钻进定位结果出错的根本原因:超声波位移传感器具有易受温度变化影响的特性;钻进定位系统为开环系统易受到外界环境等因素的干扰;钻进时钻机强烈的震动会影响系统的稳定性;卡钻时反复进退钻机会造成位移数据大幅度的波动,进而引起定位结果出错的问题。然后以系统工程的原理和观点对钻进定位系统进行了改进。为了全面考虑突出预测装置各子系统间的相互联系、影响以及改进、使用、维护等阶段的费用,结合系统寿命周期过程完成对钻进定位系统的改进。在此过程中提出了可靠性更高的“打点式”定位原理,增加了钻进定位系统的“反馈”设计,并严格参照国家标准和煤炭行业标准的要求研制出基于“打点式”定位原理的钻进定位系统原型。最后对研制出的新型钻进定位系统原型进行了基础性能测试和试验验证。测试了新型钻进定位系统的输出信号的变化范围、漂移、重复性。测试结果表明,其基础性能能够满足系统的设计要求。通过实验室模拟煤层钻进过程试验和煤矿现场试验共同验证了新型钻进定位系统不仅能够满足突出预测装置对钻进定位的需求,而且定位过程可由数据处理软件自动完成,数据处理软件的处理结果比较精确。因此由本文可以得出以下结论:钻进定位系统定位失败的主要原因与选用的传感器性能、定位原理、系统的开放性有关;为了解决钻进定位系统所存在的问题,新提出的“打点式”定位原理可以满足突出预测装置对钻进定位的需求;基于“打点式”定位原理的钻进定位系统能够满足突出预测装置的钻进定位需求,也能够适应煤矿井下复杂恶劣的工作环境,具有较高的可靠性。
【关键词】：连续流量法突出预测装置 钻孔钻进定位 测量系统 寿命周期
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD713;TD67
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 1 绪论18-26
• 1.1 研究背景18-20
• 1.2 突出预测装置及钻进定位系统的研究现状20-24
• 1.3 钻进定位系统存在的问题24
• 1.4 课题研究内容及路线24-26
• 2 突出预测装置钻进定位系统的工作原理及问题分析26-41
• 2.1 突出预测装置简介26-32
• 2.2 钻进定位系统的工作原理32-35
• 2.3 钻进定位系统的问题分析35-39
• 2.4 本章小结39-41
• 3 钻进定位系统的改进41-64
• 3.1 系统方案设计42-48
• 3.2 系统初步设计48-55
• 3.3 系统详细设计55-61
• 3.4 设计综合61
• 3.5 系统模型的加工制作61-63
• 3.6 本章小结63-64
• 4 钻进定位的系统试验与验证64-75
• 4.1 钻进定位系统性能测试64-67
• 4.2 钻进定位系统的试验验证67-74
• 4.3 本章小结74-75
• 5 结论和展望75-77
• 5.1 结论75
• 5.2 创新点75
• 5.3 展望75-77
• 参考文献77-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

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本文编号：843554