四边简支硬夹芯夹层板的弯曲问题研究

现有的夹层结构理论都是将夹芯视为软夹芯,忽略了其面内应力分量和弯曲刚度。该理论不能满足近年来出现的硬夹芯夹层结构。对此,考虑了以上被忽略的因素,修正了Reissner理论的软夹芯假设,提出了考虑夹芯面内应力分量和弯曲刚度的硬夹芯夹层板基本假设。根据最小势能原理得到了硬夹芯夹层板弯曲的基本方程和边界条件,给出了四边简支硬夹芯夹层板在横向载荷下弯曲的解析解。另外本文还研究了硬夹芯夹层板弯曲问题的有限元法,推导了四节点四边形等参单元的有限元列式,并用MATLAB编程求解了具体算例。

成组定量推进系统在硬夹矸薄煤层综采中的应用

在兖州矿区及鲁西南矿区存在大量的含硫化铁硬夹矸薄煤层,兖矿集团不断探索,通过革新改进液压支架、采煤机、输送机及开采工艺,解决了1m以下含硫化铁硬夹矸薄煤层机械化综采难题,其中成组定量推进系统首次用于薄煤层液压支架中,为整个项目的成功发挥了作用。

不等厚表层、硬夹芯板的有限元研究

采用8节点等参元导出了有限元列式[B]阵、[D]阵以及[K]阵,解决了[K]阵中一直不能求解的难题,并结合算例得出对比结果,对于研究分析该结构有十分重要的意义。

基于高阶变形理论的硬夹芯夹层板横向载荷条件下的弯曲

考虑面板和夹芯的面内刚度及抗弯刚度,基于高阶变形理论考虑各层的横向抗剪刚度,并根据横向剪应变分布情况给出应力函数,基于广义虚位移原理推导了夹层板的基本方程.详细研究了四边简支受横向载荷条件下的夹层板的弯曲,对比计算了面板与芯层厚度变化对计算结果的影响,并与一阶变形理论计算结果进行对比.研究了厚度方向的剪应变分布情况以及中面法线变形后的形态,给出了横向剪应变引起的附加转角在面内的分布情况.

基于LS-DYNA的预裂爆破硬夹矸弱化技术研究

基于预裂爆破对含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性的重要作用,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,得出了夹矸层位、厚度对悬臂梁破断的力学作用机理。同时,结合金庄矿含硬夹矸特厚煤层实际条件,采用柱状空腔膨胀理论对爆破产生的破碎区、裂隙区及弹性震动区分别进行了计算分析。在此基础上,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,对柱状炸药与孔壁间是否耦合的装药方式、炮孔与硬夹矸的不同相对位置及四种炮孔布置与起爆方式条件下的爆炸应力波传播规律和爆破能量的衰减特性等进行了数值模拟研究,得到顶煤深孔预裂爆破硬夹矸弱化技术的最优爆破方案。结果表明:该矿夹矸平均悬臂距l为6.5 m,硬夹矸内单孔有效破坏直径为6.2 m,不耦合装药、炮孔布置于夹矸层内、按排布孔延时起爆是深孔预裂爆破硬夹矸弱化技术的最优方案。

含硬夹矸薄煤层高产高效工作面爆破参数的研究

对实现含硬夹矸薄煤层机械化高产高效开采工艺进行了论证,对工作面设备选型、爆破参数的优化等方面进行了阐述,结合兖矿集团北宿矿实例,给出了详细的计算方法,为含硬夹矸薄煤层实现机械化高产高效开采指明了方向,具有一定参考作用。

含硬夹矸极薄煤层综采机械化技术研究

北宿煤矿通过对采煤机的改造,提高了薄煤层(特别是含有硫化铁结核和硬夹矸薄煤层)综合机械化工艺适用条件,大大降低采煤工人的劳动强度,改善作业环境,为薄煤层矿井实现安全、高效开采探出一条新路子。

综放开采含硬夹矸顶煤破碎机理及控制技术研究

为解决含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性差、采出率低的问题,运用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,建立了夹矸破断的均布载荷薄板力学模型,数值模拟比较分析了不同夹矸层数对顶煤破碎机理及冒放性的影响规律。同时,运用LS-DYNA3D显式动力分析程序模拟了不同装药方式、不同炮孔位置时的爆破作用效果,在此基础上提出了顶煤深孔预裂爆破、双轮间隔放煤等措施。研究结果表明:工作面中部滞后煤壁3~5 m为易拉伸破断区,两端头为易剪切破坏区,夹矸对顶煤冒放性的影响程度与其层数呈正相关,不耦合装药、炮孔位置位于夹矸内部时的爆破效果更好,实施顶煤弱化措施和优化采放工艺后,顶煤放出率提高至85%以上。研究成果对于指导特厚煤层综放开采生产实践、提高顶煤放出率具有指导意义。

含硬夹矸厚煤层一次采全高综放开采实践

本文介绍了东滩煤矿在含硬夹矸厚煤层中实施一次采全高综放开采的具体实践,由于在实践过程中组织合理、问题发现及时、采取措施得当,工作面推进迅速,产量稳步提高,实现了高产高效。

含硬夹矸薄煤层综采关键技术

文章阐述了含硬夹矸薄煤层机械化开采的背景,并着重介绍了MG200/456-QWD型交流电牵引采煤机滚筒、截齿的改进,以及薄煤层硬夹矸的处理工艺,认为综采采煤机的选择、改进和硬夹矸的处理等关键技术处理得好,硬夹矸薄煤层开采的效益还是非常可观的。

兖州矿区含硬夹矸薄煤层安全高效开采工艺技术实践

机后煤挡装技术工艺,机前煤铲装技术工艺,支护装备,设备配套是含硬夹矸薄煤层机械化采煤的关键环节和关键工艺,介绍了这些环节和工艺,给出了应用效果,指出了今后薄煤层安全高效开采的攻关方向。

薄煤层含硬夹矸综采工作面煤壁破坏规律研究

通过对支承压力分布规律的理论研究,结合北宿煤矿薄煤层含硬夹矸的地质条件,运用数值模拟和现场实测的方法,确定出17煤层工作面煤壁破坏区范围不超过0.7m,破坏较严重的区域范围不超过0.4～0.6m,对降低剥离硬夹矸的难度和采煤机截深具有参考作用,同时为类似地质条件下的薄煤层含硬夹矸机械化开采具有一定的指导意义。

薄煤层含硬夹矸工作面支架阻力与煤壁破坏的关系分析

针对薄煤层含硬夹矸难开采的问题,提出了合理利用工作面支承压力对夹矸进行破坏的思路,分析了支架作用对覆岩运动的影响;得出对于含有硬夹矸煤层并不是支架支撑力越大越好。计算了采场顶板安全控制所需的最低支护强度为0.33 MPa,以此为基础,计算得出每一架支架的最低工作阻力2200 kN。最后,模拟了支架采用不同的工作阻力时,煤壁前方的支承压力分布参数演化特征,重点分析了支架工作阻力改变对于夹矸破坏的影响。当支架工作阻力采用2200 kN时垂直应力峰值达到了29.214 MPa,此时夹矸破坏深度达到0.7 m,该值已经大于一个截深,能够有效提高割煤效率。

考虑高阶剪切变形硬夹芯夹层板弯曲研究

基于指数型高阶剪切变形理论分析硬夹芯夹层板的位移模式,并考虑了面板的抗弯刚度,应用广义虚位移原理推导了硬夹芯夹层板的基本方程。详细研究了横向载荷作用下四边简支的硬夹芯夹层板的弯曲,对比计算了夹芯刚度变化对计算结果的影响,并与基于一阶变形的Reissner理论和邓宗白等修正硬夹芯模型进行了对比。探讨了中面法线变形后的形状和厚度方向剪应变分布情况,由于文中考虑了高阶剪切变形,从而提高了研究精度。

含硬夹矸薄煤层采煤工艺技术创新

含硬夹矸薄煤层采煤工艺是一项非常艰难的工作,但只要把握住采煤工艺改革的关键环节和关键工序逐个突破,完全能在不改变落煤工艺的前提下实现其它工序的机械化或自动化,把采煤工人从繁重的体力劳动中解放出来,从而大大提高劳动生产率和经济效益,安全生产的可靠程度也将得到极大提高。

含硬夹矸薄煤层采煤工艺技术创新经验分析

煤炭开采工艺中,含硬夹矸薄煤层采煤工艺是较为艰难的工作之一。结合工作实际,分析了含硬夹矸薄煤层采煤工艺技术创新及新设备的应用。

含硫化铁硬夹矸薄煤层安全高效炮采工艺研究

兖矿集团北宿煤矿是全国非常有代表性的薄煤层矿井,不仅煤层平均0.9m,而且煤层内赋含坚硬的硫化铁结核,普氏系数高达11,正是由于这种坚硬的硫化铁结核,使得割煤机、刨煤机等现代化机械和新工艺无能为力。北宿煤矿经过科学论证和现场实践,研究出最佳爆破技术参数。

“一铲两挡”在含硬夹矸薄煤层中的研制与应用

兖矿集团北宿煤矿开采十六、十七层煤,煤层厚度平均0.9m,煤层内含有坚硬的硫化铁结核,普氏系数11.为实现采煤机械化,北宿煤矿曾试验过割煤机、刨煤机,但都因夹肝硬割不动、刨不动而失败.实践证明,在目前技术装备水平下还没有能割动如此坚硬夹矸的采煤机械设备,所以几十年来一直采用打眼、装药、放炮、人工装煤的落后工序,劳动强度大,安全可靠程度差,效率低.产量低,随着对采煤工作面各道工序认识的深化,在不改变落煤工序的条件下,其他工序优先机械化.在这一思路的指导下,我们率先实现装煤机械化--"一铲两挡".

含硬夹矸薄煤层采煤工艺技术创新研究

在含硬夹矸薄煤层时采煤作业难度极大,探讨有效的采煤工艺改革的主要工序与核心环节,以期通过研究可以促使企业取得更好的经济效益。

含硬夹矸厚煤层一次采全高设备使用经验

兖州矿业（集团）公司东滩煤矿在含硬夹矸厚煤层中实施采全高综放开采，由于设备使用措施得当，实现了高产高效。