基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性影响研究及工程应用

倾斜煤层沿空半煤岩巷由于围岩结构的非对称性和非均质性,受采掘扰动影响,巷道围岩呈现更严重的变形破坏。为揭示不同基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响规律,采用数值模拟方法针对该类巷道4种基本顶断裂形式下巷道围岩变形特征进行了研究。结果表明:基本顶断裂线位置对该类巷道围岩稳定性的影响程度由小到大依次为:采空区侧、煤柱上方、实体煤侧、巷道上方;基本顶断裂线位于采空区侧时,煤柱轴向、横向应力增速均小于其他情况,垂直位移也最小,煤柱变形在允许范围内,可保持后期对顶板的支承能力,对巷道维护最有利。在此基础上,以贵州某矿1511工作面回风巷为工程背景进行了工业试验,通过理论计算和现场钻孔探测综合分析得出,为避免基本顶断裂线位于煤柱上方靠巷道侧,下一步掘进时煤柱宽度应由3 m改为5 m。掘采期间断面检测结果显示,断面最大收缩率为23.3%,最大非对称变形率为5.2%,巷道整体均匀协调变形,进一步验证了研究成果的可靠性。

基于LabVIEW和cRIO的电能质量综合监测系统

针对传统电能质量监测系统智能程度低、实时性差等缺点,本文应用NI cRIO-9075集成化设备和LabVIEW软件开发环境,以精密化、标准化、智能化为目标,设计了具有在线监测和故障诊断两种功能的综合监测系统。系统硬件由信号调理模块、数据采集模块和监测平台组成,并借助LabVIEW编程实现系统的软件开发。实验结果表明,该系统能够及时、准确的实现电能指标的采集和分析、信号传输、故障诊断等功能,拥有灵活、易用的人机交互界面,实现了软、硬件资源的良性共享,具有很好的实用价值。

基于虚拟仪器技术的逆变器监测系统设计

针对电能质量监测中实时监测和数据传输问题,本文设计了一种基于虚拟仪器技术的逆变器电源监测系统。该系统采用NI的USB-6009数据采集卡,实现了逆变器工作状况的实时监测,并利用虚拟仪器技术,以LabVIEW为平台编程实现了电压电流的数据分析和存储,完成了电压偏差、频率偏差、电源功率、三相不平衡度、总谐波畸变率和各次谐波质量分数等电能质量指标的计算和分析,并以数据库技术进行数据的存储和访问,结果表明,该研究可以实时监测逆变器的工作状况,实现了实时电能质量采集和故障数据的存储,有效地保障逆变器的正常工作,较好地完成了设计目标,为进一步分析电能质量奠定了基础。

基于LabVIEW的分布式逆变器电能质量监测系统

为了实现对多台逆变器电能质量的实时监测,设计了基于LabVIEW的分布式逆变器电能质量监测系统。该系统应用了虚拟仪器技术和以太网通讯技术,以现场子系统驱动数据采集卡,实时地采集逆变器电能信号,并通过UDP通讯协议将采集到的数据发送到指定站点的远程监测子系统中。站点系统利用接受到的数据进行电能信号频率、功率、三相不平衡度和各次谐波分量等电能质量指标的分析,并建立数据库对采集到的电能信号数据和指标计算结果进行存储,分类和共享,为进一步的电能质量分析奠定了基础。

基于松动圈测试的回采巷道围岩分类研究

为掌握枫香矿区回采巷道围岩类别,采用钻孔探测法对枫香矿区下属A、B、C三对代表性矿井的回采巷道围岩松动圈范围进行测定,并引入修正系数k对测试结果进行折算。现场测试结果表明,同一煤矿回采工作面中与采煤工作面上下端头距离相同处,回风巷松动圈值要比运输巷松动圈值大;同一回采巷道围岩松动圈测试段,距离采煤工作面越近,松动圈值越大;同一测站处,顶板围岩松动圈值一般比两帮围岩松动圈值大;枫香矿区内代表性矿井回采巷道在回采期间围岩松动圈属于中~大松动圈,围岩类别属于Ⅲ(一般围岩)~Ⅳ(一般不稳定围岩)类。研究结果对枫香矿区回采巷道支护方案及参数确定具有重要的指导意义。

倾斜煤层沿空半煤岩巷断面形状优化研究

为了揭示不同开挖断面形状对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响,进而指导该类巷道断面优化设计,基于数值模拟方法,针对斜顶梯形、直墙半圆拱形和斜墙弧顶形三种类型巷道断面开挖之后的围岩塑性区分布规律及变形特征进行了研究。结果表明:与斜顶梯形和直墙半圆拱形相比,斜墙弧顶形断面开挖更有利于倾斜煤层沿空半煤岩围岩变形控制;不同斜墙外扎角度的斜墙弧顶形断面巷道开挖对围岩变形破坏的影响有所差异,外扎10°的斜墙弧顶形断面在开挖之后围岩变形量最小,为该类巷道掘进时相对理想的设计断面形状。基于上述成果,确定贵州土城矿1511回风巷采用斜墙(外扎10°)弧顶形断面开挖,激光巷道断面检测仪变形检测结果显示,服务期间断面最大收缩率仅为23.3%,巷道围岩整体均匀变形,进一步验证了研究结果的可靠性。

基于拉拔试验的煤岩组合锚固体分时破裂演化规律研究

为揭示煤岩组合锚固体拉拔过程中分时破裂演化规律,基于数值仿真方法验证倾斜煤岩分界面煤岩组合锚固体存在分时破裂现象的基础上,进行了锚杆拉拔试验,研究了不同拉拔速率和煤岩分界面不同倾角条件下煤岩组合锚固体分时破裂演化规律。结果表明:煤岩分界面倾角为0时,拉拔速率的增大虽然会降低煤岩组合锚固体整体破坏脱黏时间,但对煤体与岩体之间分时破裂并无明显影响。相比于拉拔速率,煤岩分界面倾角对煤岩组合锚固体分时破裂影响显著,当煤岩分界面倾角小于45°时,煤岩组合锚固体整体破坏脱黏所需时间较长,使得煤体与岩体之间分时破裂差异更加明显,间隔时间约34 s;当煤岩分界面倾角增大至60°时,煤岩组合锚固体整体破坏脱黏所需时间大幅减小,煤体与岩体之间分时破裂差异性显著减小,间隔时间降低至约24 s。