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Spatial-temporal variation features and law of gas concentration in the fully mechanized working face under the condition of intermittent ventilation 被引量:2
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作者 Yinpin Cao Yimin Li Zhongning Zhou 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2019年第6期963-969,共7页
Based on the fluid mechanics and mass transfer theory,a mathematical model of the spatial-temporal variation of gas was derived to avoid the gas accident caused by the main fan stopping ventilation under the condition... Based on the fluid mechanics and mass transfer theory,a mathematical model of the spatial-temporal variation of gas was derived to avoid the gas accident caused by the main fan stopping ventilation under the condition of intermittent ventilation in the tunnel.According to the actual parameters of the tunnel,a numerical calculation model was established.The spatial-temporal variation of gas concentration in the fully mechanized working face under the condition of intermittent ventilation was calculated by using the commercial package Fluent,and the correctness of the calculated results was verified by the actual monitoring data of the mine.Firstly,the gas concentration was calculated under different wind velocities at driving face in coal tunnel,and the result showed that the gas can be carried effectively by the wind when the wind velocity is about 1.8 m/s.Secondly,the distributions of wind velocity and gas concentration at driving face were studied at 1.8 m/s,and the result showed the gas concentration increased gradually with the distance close to the outlet,but the gas concentration almost kept constant at the height of driving face.Thirdly,the distribution of gas concentration was investigated with time after the ventilation was stopped and restarted,respectively.The gas concentration of test point gradually increased with the increment of downtime,when the downtime was 40 min,the gas concentration of test point 3 reached the maximum value.The gas concentration increased gradually and reached the maximum after10 min of restart,then sharply decreased and kept constant. 展开更多
关键词 fully mechanized working face INTERMITTENT ventilation Gas CONCENTRATION
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Numerical simulation of dust distribution at a fully mechanized face under the isolation effect of an air curtain 被引量:19
2
作者 Wang Pengfei Feng Tao Liu Ronghua 《Mining Science and Technology》 EI CAS 2011年第1期65-69,共5页
At a fully mechanized working face of a coal mine as prototype,we investigated,by simulation,the flow field and dust distribution during the process of its isolation by a curtain of air,using the CFD software, Fluent.... At a fully mechanized working face of a coal mine as prototype,we investigated,by simulation,the flow field and dust distribution during the process of its isolation by a curtain of air,using the CFD software, Fluent.The results show that the air curtain installed on the shearer can effectively prevent the dust (especially the respirable dust)from diffusing into the work area of the operator,reducing the dust concentration on the side of the operator and greatly improving his working environment.The field application of the air curtain shows that the dust-isolation effect of an air curtain is quite noticeable.The isolation efficiency for respiratory dust is over 70%and,as well,it has good dust-isolation effect for nonrespiratory dust.The air curtain is a useful way to resolve the problem of dust-isolation at a fully mechanized working face.It has a practical background elsewhere with more extensive applications. 展开更多
关键词 fully mechanized face Air curtain dust distribution Numerical simulation dust-isolation efficiency
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Back-and-forth mining for hard and thick coal seams—research about the mining technology for fully mechanized caving working face of Datong Mine
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作者 金智新 于红 +1 位作者 于斌 宋华岭 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2005年第2期1-4,共4页
The article introduced the key technology, mining process, and back-and-forth mining method for the caving working face of hard-thick coal seams in Datong mine, and researched this innovations process, optimized the s... The article introduced the key technology, mining process, and back-and-forth mining method for the caving working face of hard-thick coal seams in Datong mine, and researched this innovations process, optimized the systemic design and working face out-play, tried to perfect the caving mining technology of hard-thick coal seams further. 展开更多
关键词 hard and thick coal seams fully mechanized caving working face back-and- forth mining
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Development of dust collection and removal technology of comprehensive mechanized excavation face 被引量:8
4
作者 马恒 李雨成 刘剑 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2008年第4期567-570,共4页
To solve the problem of excavation face dust control,the theory of dust removal after collection was put forward.Through a large number of theoretical and experimental researches,a new wind screen dust-collection syst... To solve the problem of excavation face dust control,the theory of dust removal after collection was put forward.Through a large number of theoretical and experimental researches,a new wind screen dust-collection system which was applied to comprehen- sive excavation face was developed.To set a wind dam in jet stream box,achieve the function of multi-stage and multiple-level regulation,lots of experimentation was carried out to obtain higher jet stream velocity with the minimum loss of energy.Experiments show that the slit width in the exports of wind screen dust-collection system should be 10 to 15 mm.For the general excavation roadway,after wind attenuation,the velocity can be greater than 3 m/s at the roof which meets the requirements of respirable dust control. 展开更多
关键词 comprehensive mechanized excavation face dust collection and remova dust control wind screen
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Mechanical behaviors of coal measures and ground control technologies for China's deep coal mines-A review 被引量:11
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作者 Hongpu Kang Fuqiang Gao +1 位作者 Gang Xu Huaiwei Ren 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2023年第1期37-65,共29页
This paper reviews the major achievements in terms of mechanical behaviors of coal measures,mining stress distribution characteristics and ground control in China’s deep underground coal mining.The three main aspects... This paper reviews the major achievements in terms of mechanical behaviors of coal measures,mining stress distribution characteristics and ground control in China’s deep underground coal mining.The three main aspects of this review are coal measure mechanics,mining disturbance mechanics,and rock support mechanics.Previous studies related to these three topics are reviewed,including the geo-mechanical properties of coal measures,distribution and evolution characteristics of mining-induced stresses,evolution characteristics of mining-induced structures,and principles and technologies of ground control in both deep roadways and longwall faces.A discussion is made to explain the structural and mechanical properties of coal measures in China’s deep coal mining practices,the types and dis-tribution characteristics of in situ stresses in underground coal mines,and the distribution of mining-induced stress that forms under different geological and engineering conditions.The theory of pre-tensioned rock bolting has been proved to be suitable for ground control of deep underground coal roadways.The use of combined ground control technology(e.g.ground support,rock mass modification,and destressing)has been demonstrated to be an effective measure for rock control of deep roadways.The developed hydraulic shields for 1000 m deep ultra-long working face can effectively improve the stability of surrounding rocks and mining efficiency in the longwall face.The ground control challenges in deep underground coal mines in China are discussed,and further research is recommended in terms of theory and technology for ground control in deep roadways and longwall faces. 展开更多
关键词 Deep underground coal mine Mechanical behavior Mining-induced stress Mining-induced fractures Ground control for roadways Ground control for working face
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The Fuzzy Control Forecast of Fully-Mechanized Coal Face Production Capacity 被引量:2
6
作者 WANG Lian\|guo\ \ WANG Yu\|zhen Res. Ins. of Systems Eng., Shandong Institute of Mining and Technology, Tai′an 271000, China 《Systems Science and Systems Engineering》 CSCD 1999年第3期306-310,共5页
In this paper, the fully\|mechanized coal face system is thought of as a fuzzy controller, the various factors that have effect on the controller are found and analysis has been made as to how they effect the fully\|m... In this paper, the fully\|mechanized coal face system is thought of as a fuzzy controller, the various factors that have effect on the controller are found and analysis has been made as to how they effect the fully\|mechanized coal face′s production capacity. Based on the above analysis, this paper establishs a series of data analysis models describing the quantitative characteristics of the fully\|mechanized coal face production system. With this series of data models, 90 fully\|mechanized coal faces are processed and the fuzzy control forecasting model of the fully\|mechanized coal faces production capacity is established. This model is accurate and reliable and has achieved good results in practical applicaton. 展开更多
关键词 fully\|mechanized coal face production capacity forecast fuzzy controller
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Ground pressure and overlying strata structure for a repeated mining face of residual coal after room and pillar mining 被引量:10
7
作者 Jiang Bangyou Wang Lianguo +2 位作者 Lu Yinlong Sun Xiaokang Jin Gan 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2016年第4期645-652,共8页
To investigate the abnormal ground pressures and roof control problem in fully mechanized repeated mining of residual coal after room and pillar mining, the roof fracture structural model and mechanical model were dev... To investigate the abnormal ground pressures and roof control problem in fully mechanized repeated mining of residual coal after room and pillar mining, the roof fracture structural model and mechanical model were developed using numerical simulation and theoretical analysis. The roof fracture characteristics of a repeated mining face were revealed and the ground pressure law and roof supporting condi- tions of the repeated mining face were obtained. The results indicate that when the repeated mining face passes the residual pillars, the sudden instability causes fracturing in the main roof above the old goal and forms an extra-large rock block above the mining face. A relatively stable "Voussoir beam" structure is formed after the advance fracturing of the main roof. When the repeated mining face passes the old goaf, as the large rock block revolves and touches gangue, the rock block will break secondarily under overburden rock loads. An example calculation was performed involving an integrated mine in Shanxi province, results showed that minimum working resistance values of support determined to be reason- able were respectively 11,412 kN and 10,743 kN when repeated mining face passed through residual pillar and goaf. On-site ground pressure monitoring results indicated that the mechanical model and support resistance calculation were reasonable. 展开更多
关键词 Residual coal after room and pillar mining Repeated mining fully mechanized caving face Roof control Support resistance
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岩巷综掘面抽尘参数影响粉尘污染扩散规律研究 被引量:2
8
作者 聂文 刘强 +3 位作者 华贇 彭慧天 郭立典 蔡源坤 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期110-117,共8页
抽尘系统是岩巷综掘面长压短抽通风方式中控除粉尘污染的重要组成部分,而确定适宜的抽尘参数是实现有效除尘的关键。利用Solidworks软件对某矿632岩巷综掘面进行了物理建模,并进行了ICEM-CFD网格划分,通过网格无关性检验确认了后续所用... 抽尘系统是岩巷综掘面长压短抽通风方式中控除粉尘污染的重要组成部分,而确定适宜的抽尘参数是实现有效除尘的关键。利用Solidworks软件对某矿632岩巷综掘面进行了物理建模,并进行了ICEM-CFD网格划分,通过网格无关性检验确认了后续所用的网格模型,运用FLUENT计算流体力学软件对不同抽尘位置Dn(n分别为0、1/4、1/2、3/4、1)与抽风量(300~350 m^(3)/min)影响粉尘污染扩散状况进行了数值模拟,并通过仿真试验验证了数值模拟结果的准确性。结果表明:抽尘位置为D0、D1/4、D1/2、D3/4时,巷道内风流整体均处于较为紊乱的状态,粉尘污染经风流运载最终均扩散至整个巷道;抽尘位置为D1时,在抽风与压风协同作用下,距迎头4.6~6 m范围内形成了风向指向迎头、流动均匀且覆盖巷道全断面的有效控尘风幕,粉尘污染被风幕控制在掘进机司机与迎头之间的封闭空间内。抽风量在330 m^(3)/min及以上时,在司机处均形成了有效控尘风幕。为了在有效控尘的前提下尽可能降低能耗,最优抽风量选取最小值330 m^(3)/min。 展开更多
关键词 岩巷 综掘面 粉尘污染 抽尘位置 抽风量
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综掘工作面混合式风流调控下的粉尘沉降研究 被引量:1
9
作者 龚晓燕 王天舒 +4 位作者 陈龙 裴晓泽 李相斌 朱倩丽 牛虎明 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期106-115,共10页
煤矿掘进过程中粉尘聚集严重,目前针对综掘工作面混合式风流调控下粉尘沉降规律及优化的研究还不够深入。基于混合式风流调控系统,依托陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司综掘工作面,分析了压风口距工作面距离、压风口右偏角度、压风口口... 煤矿掘进过程中粉尘聚集严重,目前针对综掘工作面混合式风流调控下粉尘沉降规律及优化的研究还不够深入。基于混合式风流调控系统,依托陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司综掘工作面,分析了压风口距工作面距离、压风口右偏角度、压风口口径、抽风口距工作面距离和压抽比等混合式风流调控参数对粉尘沉降规律的影响:随着压风口距工作面距离增加,司机处和回风侧行人呼吸带截面大颗粒粉尘占比先增后减再增,小颗粒粉尘占比增加;随着压风口右偏角度增加,司机处和回风侧行人呼吸带截面大颗粒粉尘占比变化明显;随着压风口口径增加,司机处截面小颗粒粉尘占比先增后减再增,回风侧行人呼吸带截面大颗粒粉尘占比先增后减;随着抽风口距工作面距离增加,司机处截面大颗粒粉尘占比先增后减,小颗粒粉尘占比先增后减再增,回风侧行人呼吸带截面粉尘粒径分布变化不大;随着压抽比增大,司机处和回风侧行人呼吸带截面小颗粒粉尘占比减小。以上述风流调控各参数为自变量,回风侧行人呼吸带全尘平均浓度和司机处呼尘平均浓度最低为优化目标,建立了粉尘沉降优化回归模型,利用粒子群优化算法求解模型,得到最优风流调控方案:压风口距工作面距离为8.9 m,压风口右偏角度为14.8°,压风口口径为0.9 m,抽风口距工作面距离为4.3 m,压抽比为1.1。搭建了风流调控下粉尘沉降实验平台,实验结果表明:测试值与粉尘沉降优化回归模型的模拟值误差在13%以内,验证了模型的准确性;优化后粒径为71~100μm的粉尘受风流调控参数影响明显,沉降在掘进机前方;优化后回风侧行人呼吸带全尘平均浓度和司机处呼尘平均浓度分别降低了47.4%和42.4%,降尘效果明显。 展开更多
关键词 综掘工作面 混合式通风 风流调控 粉尘沉降 粉尘浓度
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综掘面风流调控下的瓦斯与粉尘浓度双目标预测模型研究 被引量:3
10
作者 龚晓燕 程傲 +5 位作者 邹浩 孙育恒 杨富强 张红兵 李昊 孙康 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期153-157,共5页
针对综掘面瓦斯和粉尘浓度预测能力不足,导致瓦斯粉尘积聚难以提前解决,造成风筒出风口风流调控降尘排瓦效果不佳的问题,采用层次分析法确定了瓦斯和粉尘浓度分布的关键影响因素,建立了7-11-3结构的双目标预测神经网络模型,并进行出风... 针对综掘面瓦斯和粉尘浓度预测能力不足,导致瓦斯粉尘积聚难以提前解决,造成风筒出风口风流调控降尘排瓦效果不佳的问题,采用层次分析法确定了瓦斯和粉尘浓度分布的关键影响因素,建立了7-11-3结构的双目标预测神经网络模型,并进行出风口距端头5 m和10 m工况下的应用测试,结果表明:模型误差率最大9.85%,最小0.27%。瓦斯浓度最高降低了45%,粉尘浓度最高降低了40%,有效预防了瓦斯和粉尘浓度的积聚问题。 展开更多
关键词 综掘面 风流调控 BP神经网络 瓦斯及粉尘浓度 双目标预测模型
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综放工作面围岩控制与智能化放煤技术现状及展望 被引量:1
11
作者 庞义辉 关书方 +2 位作者 姜志刚 白云 李鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期20-27,共8页
分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现... 分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现安全、高效、智能化开采存在的技术难题与工程需求,对综放工作面围岩控制技术、智能化放煤技术进行了研究:构建了坚硬特厚煤层顶煤悬臂梁力学模型,研发了提高顶煤冒放性及放出率关键技术,实现了坚硬特厚煤层超大采高综放开采;研发了单元式超前液压支架顶梁可旋转自复位装置,实现了液压支架顶梁根据巷道顶板倾斜角度自动旋转支护,有效提高了单元式超前液压支架对巷道顶底板的适应性;提出了采用巷道支护液压支架替代传统锚网支护结构的思路,具有支护效率高、成本低、节省工作面超前支护等优点;开发了基于立柱与尾梁千斤顶行程的综放液压支架支护姿态监测装置与算法,提高了液压支架支护姿态解算效率与精度;提出了基于透明地质模型、煤量监测装置与煤矸识别装置融合的智能放煤控制方法,可有效解决多夹矸层特厚顶煤智能化放煤技术难题。提出智能地质保障技术、机器视觉精准测量与智能感知技术、综放工作面设备智能精准自适应控制技术、综放工作面数字孪生技术等是智能化综放开采技术与装备的发展趋势。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 综放工作面 围岩控制 智能化放煤
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煤矿井下非均匀照度图像去噪研究 被引量:1
12
作者 张旭辉 麻兵 +2 位作者 杨文娟 董征 李语阳 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-8,共8页
煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像... 煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像去噪算法。首先,将视频截取为图像,判断图像是否需要进行光照抑制,将需要进行光照抑制的RGB图像拆分通道,并计算每个通道的光照调节因子,实现图像的整体光照调节;然后,将未进行整体光照抑制的图像和经整体光照抑制的图像进行反射分量提取,即将输入的图像转换为HSV空间图像,使用单尺度Retinex(SSR)算法对V通道图像中的光照分量进行单独处理,将V分量中的入射分量去除,保留反射分量,并对反射分量使用直方图均衡算法实现光照均衡化处理;最后,使用基于引导滤波的暗通道先验算法对经过光照处理后的图像进行去雾处理,并使用伽马校正函数重新调节亮度不均的图像。主观评价结果表明:提出的煤矿井下非均匀照度图像去噪算法有效抑制了因光照导致整体亮度较高的问题,且由于大雾、粉尘等因素导致图像模糊的部分更加清晰,图像的细节特征更加突出。采用信息熵、均值、标准差、空间频率4种评价指标对提出的算法效果进行客观评价,结果表明,提出的算法在信息熵、均值、标准差、空间频率上较多尺度Retinex(MSR)算法分别平均提升了21.87%,-56.06%,153.43%,294.45%,较基于颜色保持的多尺度视网膜增强(MSRCP)算法分别平均提升了1.18%,-39.56%,33.29%,-4.71%,较带色彩恢复的多尺度视网膜增强(MSRCR)算法分别平均提升了38.06%,-55.27%,462.10%,300.96%,说明提出的算法能更有效地增加图像信息量、抑制光照强度、提升边缘信息及图像清晰度。 展开更多
关键词 综采工作面 煤矿井下图像去噪 非均匀光照 高光抑制 亮度均衡 图像去雾 伽马校正
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综掘工作面风流调控装置与射流风幕综合调控粉尘场优化分析
13
作者 龚晓燕 魏民杰 +4 位作者 陈龙 付浩然 常虎强 贺子纶 张红兵 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第10期214-220,共7页
为解决目前综掘工作面传统混合式通风下粉尘聚集污染严重的问题,提出了利用出风口风流调控装置与抽风口射流风幕综合调控优化粉尘场的思路。以陕北某矿综掘工作面为研究对象,建立了风流-粉尘气固耦合场有限元模型,分析了调控装置口径、... 为解决目前综掘工作面传统混合式通风下粉尘聚集污染严重的问题,提出了利用出风口风流调控装置与抽风口射流风幕综合调控优化粉尘场的思路。以陕北某矿综掘工作面为研究对象,建立了风流-粉尘气固耦合场有限元模型,分析了调控装置口径、调控装置右偏角、风幕出口宽度、风幕出口速度及风幕出口张角等参数对粉尘场的影响;设计了正交试验以确定最佳综合调控方案,设计搭建了实验平台进行综合调控方案准确性和降尘效果验证。结果表明:在该综掘工作面通风系统布局下,当调控装置口径1.2 m,调控装置右偏角9°,风幕出口宽度0.14 m,风幕出口速度7 m/s,风幕出口张角60°时,司机位置粉尘质量浓度和行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低91.7%和74.9%,测试误差均在10%以下,有效改善了通风环境。 展开更多
关键词 综掘工作面 风流调控装置 射流风幕 气固耦合 粉尘场优化
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煤矿综掘工作面长压短抽除尘性能与尘源移动路径关系
14
作者 江丙友 王一凡 +2 位作者 林汉毅 王浩宇 赵洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2973-2985,共13页
长压短抽通风除尘是净化煤矿综掘工作面掘进区域高质量浓度粉尘的有效方法之一,特别是压抽配合产生的局部流场有利于对呼吸性粉尘的除降,而产尘源位置的动态变化对该方式除尘性能的影响不甚明晰。通过考虑产尘源位置沿横、纵2种方向的... 长压短抽通风除尘是净化煤矿综掘工作面掘进区域高质量浓度粉尘的有效方法之一,特别是压抽配合产生的局部流场有利于对呼吸性粉尘的除降,而产尘源位置的动态变化对该方式除尘性能的影响不甚明晰。通过考虑产尘源位置沿横、纵2种方向的运动路径及往复次数,基于长压短抽试验平台设计了4种尘源移动路径,结合对长压短抽通风系统参数的调控,测试分析尘源在不同运动工况下对空间粉尘质量浓度、粉尘粒径质量浓度和粒径分布的影响。结果表明:在相同的通风参数下,横向路径对司机和行人呼吸带位置造成的粉尘质量浓度均低于纵向;而在横向路径中,当压风筒位于靠近抽风筒一侧且压风口位于司机前方约1 m区域时,司机与行人呼吸带位置的PM1、PM2.5和PM10粉尘粒径质量浓度最低,通风除尘效果最好。空间粉尘扩散表现为:粒径小于2.5µm的颗粒极易跟随抽风流场被抽尘口收集净化,而粒径大于10µm的颗粒则会从产尘源和抽尘区域逃逸到司机及其后方区域,并以自然沉降为主。基于前期试验所得最优尘源移动路径与通风参数,在陕北某煤矿2304综掘工作面开展现场试验。结果表明:横向路径下司机位置和行人呼吸带位置的总粉尘质量浓度分别降低至85.6 mg/m^(3)和21.9 mg/m^(3),降尘率最高达到76.9%;呼吸性粉尘质量浓度分别降低至15.3 mg/m^(3)和10.5 mg/m^(3),降尘率最高达到85.2%,除尘性能明显提升。 展开更多
关键词 长压短抽 综掘工作面 尘源位置 粉尘质量浓度 粒径分布
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综掘工作面风流调控下风速及瓦斯粉尘浓度融合预测模型研究
15
作者 龚晓燕 邹浩 +6 位作者 刘壮壮 陈龙 付浩然 孙育恒 李昊 王新雨 牛虎明 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期136-146,共11页
针对综掘工作面传统的通风总量控制管理模式不能根据实际需求进行风流调控,造成瓦斯及粉尘聚集和污染隐患等问题,对风流调控下的风速及瓦斯粉尘浓度多源数据融合神经网络预测模型进行了研究。采用欧拉-拉格朗日法建立了风流调控下的瓦... 针对综掘工作面传统的通风总量控制管理模式不能根据实际需求进行风流调控,造成瓦斯及粉尘聚集和污染隐患等问题,对风流调控下的风速及瓦斯粉尘浓度多源数据融合神经网络预测模型进行了研究。采用欧拉-拉格朗日法建立了风流调控下的瓦斯及粉尘气固耦合模型并进行了测试验证,模拟分析瓦斯和粉尘颗粒在综掘巷道的分布情况,获取大量不同风流调控方案下的风速及瓦斯粉尘浓度样本数据。采用多层感知器神经网络技术建立预测模型结构,选取对瓦斯及粉尘浓度具有较大影响的风流调控等参数作为输入层,根据风速及瓦斯粉尘的隐患位置确定输出层,对样本数据进行预处理,通过引入差分进化算法搜索最佳隐藏层节点数和学习率,利用TensorFlow框架搭建多源数据融合神经网络预测模型。以陕北某矿综掘工作面为研究对象,对不同风流调控方案进行预测和井下实测验证。结果表明:该模型相对误差最大值为9.7%,具有较高的准确性;选取出风口距端头最短距离5 m和最远距离10 m这2种工况下的最佳调控方案,与调控前相比,风速符合规范要求,端头死角区瓦斯体积分数分别降低34%和35%,回风侧人行处平均粉尘质量浓度分别降低40%和41%,司机处粉尘质量浓度分别降低38%和36%,研究可为风流调控提供参考。 展开更多
关键词 综掘工作面 风流调控 风速 瓦斯及粉尘浓度 多源数据融合 神经网络预测 差分进化算法
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基于残差优化的综采工作面煤壁点云补全方法
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作者 汪卫兵 侯学谦 +3 位作者 赵栓峰 贺海涛 邢志中 路正雄 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期120-128,共9页
煤矿综采工作面巷道的数字化三维重建过程中需要完整且密集的煤壁点云数据。受遮挡、视角限制等因素影响,采集的综采工作面煤壁点云数据往往不完整且稀疏,影响下游任务,需进行煤壁点云修复和补全。目前缺少针对井下点云补全任务的数据... 煤矿综采工作面巷道的数字化三维重建过程中需要完整且密集的煤壁点云数据。受遮挡、视角限制等因素影响,采集的综采工作面煤壁点云数据往往不完整且稀疏,影响下游任务,需进行煤壁点云修复和补全。目前缺少针对井下点云补全任务的数据集和网络模型,现有模型用于煤壁点云补全时存在点云密度分布不均匀、点云特征信息丢失等情况。针对上述问题,设计了一种基于残差优化的煤壁点云补全网络模型,采用监督学习方式学习点云特征信息,通过最小化密度采样和残差网络迭代优化输出完整点云。采集煤矿井下真实综采工作面煤壁点云数据,预处理后筛选可用数据,通过模拟随机空洞制作煤壁点云缺失数据集,并用缺失数据集训练基于残差优化的煤壁点云补全网络模型。实验结果表明:与经典的FoldingNet,TopNet,AtlasNet,PCN,3D-Capsule点云补全网络模型相比,基于残差优化的煤壁点云补全网络模型针对构造的缺失煤壁点云和稀疏煤壁点云补全的倒角距离、地移距离及F1分数均能达到最优水平,整体补全效果最佳;针对实际缺失的煤壁点云,该模型能够实现有效补全。 展开更多
关键词 煤矿综采工作面 数字化煤层 巷道三维重建 点云修复 点云补全 残差优化
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智能综采工作面系统设计及关键技术研究
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作者 王鑫 吴士良 《中国煤炭》 北大核心 2024年第9期73-79,共7页
针对当前煤矿智能综采工作面系统功能划分不明确、设备协同运行存在困难等问题,基于智能综采工作面要素,在现有研究的基础上设计了智能综采工作面系统总体架构,并深入分析了远程集控中心、设备协同控制系统、智能监控预警系统、通讯网... 针对当前煤矿智能综采工作面系统功能划分不明确、设备协同运行存在困难等问题,基于智能综采工作面要素,在现有研究的基础上设计了智能综采工作面系统总体架构,并深入分析了远程集控中心、设备协同控制系统、智能监控预警系统、通讯网络系统、透明地质系统、智能负荷系统六大子系统功能、组成和工作流程。此外,对智能综采工作面三维透明地质建模技术、远程通信及数据传输技术以及多源异构数据融合技术进行了详细阐述,并结合系统架构构建了智能综采工作面系统的集成模型,完成了单系统向多系统智能化、系统化的转变,增强了系统的抗干扰能力。通过在河南龙宇能源股份有限公司陈四楼煤矿实际应用表明,该系统能够帮助作业人员更加直观精准地掌握综采工作面工况,可以有效提高了各系统的联动性,为矿井智能化建设提供了有力保障。 展开更多
关键词 煤矿智能化建设 智能综采工作面 透明地质 协同控制 智能系统集成模型
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新型高分子抑尘剂对岩性颗粒物的抑制特性研究
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作者 赵洪宝 戈海宾 刘绍强 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期404-412,共9页
为减轻综掘工作面粉尘逸散对巷道环境的污染以及人员、设备造成的损伤,以济宁市金桥煤矿西翼轨道巷为工程背景,以可吸入粉尘为研究对象,研发一种以表面活性剂为关键骨架、以无机盐和高分子黏附剂为辅助材料的强润湿性、强黏结性的环保... 为减轻综掘工作面粉尘逸散对巷道环境的污染以及人员、设备造成的损伤,以济宁市金桥煤矿西翼轨道巷为工程背景,以可吸入粉尘为研究对象,研发一种以表面活性剂为关键骨架、以无机盐和高分子黏附剂为辅助材料的强润湿性、强黏结性的环保型化学抑尘剂。现场验证结果表明,该抑尘剂对于岩性颗粒物具有较好的捕捉能力,能有效降低巷道内可吸入粉尘浓度。 展开更多
关键词 综掘工作面 岩性颗粒 表面活性剂 高分子黏附剂 化学抑尘剂
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两次采动影响下小煤柱巷道切顶卸压围岩控制技术 被引量:3
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作者 李汉璞 张百胜 +2 位作者 郭俊庆 杨依卓 崔俊彪 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期90-97,共8页
为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参... 为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参数,并研究了留小煤柱巷道在切顶卸压后受两次采动影响下的矿压显现规律。结果表明:切顶卸压后,煤柱上的应力峰值随切顶深度的增加呈指数降低;10115运输巷在邻近工作面一次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出无变形、缓慢变形、快速变形和围岩稳定的变化规律,本工作面二次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出明显变形和剧烈变形的规律;巷道围岩在受二次采动影响时变形更加剧烈,巷道变形量为一次采动时的3.0~7.5倍。 展开更多
关键词 切顶卸压 小煤柱 矿压显现 二次采动 综放工作面 围岩控制
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超大采高综采工作面支护技术及装备研究现状 被引量:2
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作者 韩会军 王国法 +2 位作者 李明忠 张金虎 李艳鹏 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第5期213-221,共9页
超大采高一次采全厚开采具有开采效率高、资源回收率高等特点。为探求超大采高综采技术进一步突破,分析其工作面围岩稳定性控制可行性,在调研超大采高综采发展历程的基础上,总结了超大采高综采工作面围矿压显现及煤壁片帮规律,分析了现... 超大采高一次采全厚开采具有开采效率高、资源回收率高等特点。为探求超大采高综采技术进一步突破,分析其工作面围岩稳定性控制可行性,在调研超大采高综采发展历程的基础上,总结了超大采高综采工作面围矿压显现及煤壁片帮规律,分析了现有超大采高液压支架整体技术特征及其适用性能,并介绍了10 m超大采高工作面液压支架基本情况。通过分析发现:工作面矿压显现强度与采高基本呈现正相关关系,采高越大,工作面支护阻力越大,且煤壁片帮是困扰超大采高开采高效推进的主要因素之一,通过提高工作面液压支架的初撑能力能有效减小煤壁应力;液压支架随工作面采高增加,选型工作阻力增大,支架中心距加宽,大梯度过渡方式在提供可靠支护的同时,能有效提升端头区资源回收率;为适应大体量开采装备运输,超大采高工作面煤巷断面增加,超前支架工作阻力增大;工作面配套液压支架通过设计手段、整体结构、制造工艺等方面优化升级以提升可靠性及适应性;相对较低采高工作面支护,超大采高开采更注重支护过程中的安全技术需求,需要完善架前煤矸防护、架间防尘降尘、安全的后期维检等安全措施;工作面围岩稳定性控制及其配套装备是超大采高综采技术发展及推广的重点,从支护参数选择、支护结构设计到液压支架制造、后期维检的超大采高液压支架全寿命开发是支撑超大采高开采高效推进的基础。 展开更多
关键词 超大采高 高端液压支架 围岩稳定性控制 工作面支护 综采支护技术及装备
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