煤矿顶板压力监测系统设计

设计了一种用于监测综采工作面顶板压力的煤矿顶板压力监测系统。该系统由顶板压力检测装置、智能手持采集仪和上位机监测系统构成。顶板压力检测装置用于定时检测顶板压力,并在规定时间内通过红外通信技术将压力数据传输给智能手持采集仪进行现场分析,智能手持采集仪还可通过串口将数据传输给上位机监测系统做进一步分析和存储。该系统可实现对采煤工作面进行长期连续的顶板压力监测,通过对监测结果的分析、研究顶板来压规律,为顶板管理提供完善的参考依据。     

某工作面顶板弱化预裂深孔爆破技术

坚硬顶板不易垮落,随着回采工作面的推进,作用在煤壁前方的支承压力和顶板压力不断增加,悬空面积越大,支承压力越大,当压力达到顶板岩层的极限强度时顶板开始断裂垮落.坚硬顶板突然断裂的瞬间容易形成飓风事故、冲击矿压事故,并容易造成工作面瓦斯瞬间超限,严重威胁人生安全和工作面生产.因此,对于坚硬难冒的顶板要采取弱化措施.本文结合工程实际,介绍了某工作面顶板弱化预裂深孔爆破技术.     

潘谢外围3煤层顶板稳定性分析

针对现有顶板稳定性评价方法存在准确性较差、可操作性不强等问题,提出将可拓学理论应用于煤层顶板稳定性分析中。针对潘谢外围3煤层顶板稳定性问题,以断裂分维值、硬岩比例系数、直接顶强度系数、统计厚度内岩层层数为评价指标,综合四分法和数理统计分析确定各评价指标的分级标准,结合灰色关联度法和可拓学物元模型对顶板稳定性做出了评价。评价结果表明,潘谢外围稳定区占较大面积,中等稳定区零星分布,不稳定区和极不稳定区分布于外围中部、F66断层和岩浆岩侵入区附近;南部顶板总体稳定性较好,北部和南部局部地区顶板稳定性较差,主要与岩浆侵蚀有关;自西北向东南,F66断层对附近煤层顶板稳定性影响逐渐减小。     

基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统

当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统。该系统以布里渊光时域反射计(BOTDR)作为数据采集和分析的核心监测工具,采用5 mm钢绞线光纤作为感测光纤,以锚杆、锚索为固定点布设光缆,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现了对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测。现场应用结果表明,光纤应变变化能够实时准确地反映顶板变形情况,基于光纤应变的顶板监测结果与顶板离层仪监测结果、十字法观测结果一致。用光纤应变表征顶板变形程度消除了人为因素和断电等影响,保证了监测结果的客观性,这种长距离、耐腐蚀、抗干扰、无需供电的分布式光纤应变监测方式为煤矿提供了一种全新的巷道监测手段。     

近距离煤层群重复采动下端面冒顶影响因素分析及防治

现有对于端面顶板冒漏的研究多针对单一煤层,而近距离煤层群开采下的端面顶板稳定性不同于单一煤层,在近距离煤层群开采过程中,由于相邻煤层间距较小,上位煤层开采后会使下位煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化,容易出现端面冒顶、煤壁片帮和顶板压架等灾变问题。以发生过3次大范围冒顶事故的某矿井17101工作面为工程背景,根据煤壁、液压支架与端面顶板稳定性关系,建立了近距离煤层群重复采动下的"端面顶板-煤壁-支架"模型,确定了近距离煤层群重复采动下端面冒顶的影响因素主要为顶板-围岩强度、支架工作阻力、推进速度和端面距。利用UDEC模拟软件模拟不同影响因素对重复采动下端面冒顶的影响,得出以下结论:(1)重复采动过程中顶板与煤体都受到了损伤破坏,顶板与煤壁强度降低,容易出现支架前端顶板冒落,引发顶板冒落与煤壁片帮等灾害,顶板-围岩强度越大,顶板的稳定性越好。(2)液压支架工作阻力偏低是造成工作面端面冒顶的重要原因之一,液压支架工作阻力越大,端面顶板越稳定。(3)工作面推进速度对端面顶板稳定性具有明显的影响,工作面推进速度越慢,采场顶板下沉现象越严重。(4)端面距为端面冒顶的重要影响因素,端面冒顶与端面距呈线性相关,冒落高度随着端面距的增大而增加,端面距越小,端面顶板越稳定,但是端面距太小也会影响到工作面的正常开采,应根据实际情况来确定。针对4个主要影响因素,提出了重复采动下端面冒顶的防治措施,即增加顶板与围岩的强度、提高液压支架工作阻力、合理控制推进速度和减小端面距。上述防治措施可为近距离煤层群重复采动下端面冒顶提供有效的解决方法。     

煤矿巷道顶板离层监测系统设计

针对煤矿巷道顶板离层监测的重要性,提出了一种顶板离层监测系统的设计方案;给出了该系统结构及测点布置方案,详细介绍了用于准确测量顶板离层位移量的围岩移动传感器的硬件及软件设计,并分析了顶板离层位置及顶板离层位移报警阈值的确定方法。实际测试结果表明,该系统实现了对顶板离层位移量的实时监测,测量精度达2.5%。     

智能式顶板压力监测系统

设计了一种新型的矿井顶板压力采集与手持式智能分析系统。该系统实现了顶板压力数据采集以及无线接收各采集点的压力数据,并能够现场分析、观测,而且还能够将采集到的数据上传给计算机作进一步分析。该系统通过对顶板压力的监测,可为煤矿生产中片帮冒顶事故的预防和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据。     

矿井顶板下沉监测中信号远程传输系统的设计

针对目前大多数顶板下沉监测仪存在的数据收集工作量大、顶板下沉数据无法上传地面等问题,文章提出了一种矿井顶板下沉信号远程传输系统的设计方案,详细介绍了系统的工作原理、数学模型,并确定了关键参数,同时给出了系统硬件电路设计。该系统将顶板下沉数据以频率信号的形式远程传输至矿井安全监测监控系统通信分站的模拟量接口,使得矿井安全监测监控中心可实时监测和采集各个监测点的顶板下沉状态和数据,提高了顶板下沉监测的连续性、真实性。现场运行表明,该系统易与矿井通信分站通信,各项运行指标完全满足煤炭行业所规定的国家标准。     

顶板压力无线监控系统设计

针对井下采掘工作面顶板损坏引起冒顶或塌方事故,造成人员伤害和财产损失的现象,设计了一种智能式的顶板压力无线监控系统,实时监控井下顶板压力变化,实现对井下采煤机以及液压支架的自动控制.     

基于无线传感器网络的煤矿顶板压力监测系统

设计了煤矿顶板压力监测系统,采用无线传感网络的节点作为顶板压力数据采集的终端,采集顶板的压力变化数据。各节点采用基于IEEE802.15.4和ZigBee协议栈的无线方式将数据传送到汇聚节点,汇聚节点采用有线通信方式将采集到的数据通过USB传输接口传输至地面的管理监控站,实现对矿井顶板压力数据的实时监控。     

综放面压架事故及其防治技术

本文结合某综放工作面实际生产条件,为防治该工作面压架事故,提出了“采空区留顶煤间隔煤垛”技术.实践证明,所留煤垛确实能支撑顶板,控制工作面顶板下沉量,有效避免了顶板冲击和压死支架情形.     

KJ132顶板离层监测系统研究与应用

为了实现井下巷道顶板离层的实时动态监测,自主研发了基于CAN总线的KJ132顶板离层监测系统。详细介绍了系统的组成与原理,并给出了该系统的煤矿上的应用效果,表明了KJ132顶板离层监测系统能准确及时的监测井下巷道顶板的运动情况。     

KJ132顶板离层监测系统的研究与应用

为了实现井下巷道顶板离层的实时动态监测,自主研发了基于CAN总线的KJ132顶板离层监测系统。详细介绍了系统的组成与原理,并给出了该系统的煤矿上的应用效果,表明了KJ132顶板离层监测系统能准确及时的监测井下巷道顶板的运动情况。     

基于工业以太网的顶板离层检测传感器设计

针对传统的顶板离层检测方法存在测量精度低、测量结果无法自动上传的问题,设计了一种基于工业以太网的顶板离层检测传感器。该传感器采用2个拉绳式位移传感器检测顶板离层的深部和浅部位移量,通过位移检测电路将拉绳式位移传感器输出的电流信号转换为电压信号,供单片机采样;单片机根据采样的电压值,分析计算深部和浅部位移,得到顶板离层量;计算结果通过以太网自动上传,供地面监控计算机分析使用。测试结果表明,该传感器可以实现顶板离层位移的精确测量,测量误差为±2.5%,并可以方便地上传测量结果。     

综采工作面顺槽锚索钢梁拆卸技术

为了保证综采工作面两端头老塘顶板能够及时垮落，总结了采取多种措施配合拆卸综采工作面两顺槽顶板锚索钢梁技术和相关的安全注意事项。     

浅析井下采掘工作面顶板支护的管理策略

据煤炭安全网统计,在历年来的井下事故中,40%的遇难者死于顶板事故,这为我国的煤矿企业敲响了警钟,也引起了社会各界关注和重视。通过分析煤矿井下采掘工作中的顶板支护管理,提出了相应的建议,希望对提高煤矿井下采掘工作中顶板支护的管理水平有所帮助。     

煤矿巷道顶板离层结构健康监测系统设计

针对现有煤矿巷道顶板离层监测主要采用机械式顶板离层仪,存在观测不方便、误差比较大、数据实时性差等问题,设计了煤矿巷道顶板离层结构健康监测系统。该系统通过光纤位移传感器自动测量巷道顶板离层的位移状况,采用计算机监测巷道顶板离层结构的应变、位移等参数,评价离层结构的安全性,进而维护结构的健康。实际应用表明,该系统具有实时观测、误差小、效率高等优点。     

煤巷顶板稳定性评价方法研究

对用于煤巷顶板稳定性评价的经典方法中常用的单指标法和复合指标法,以及机器学习方法中常用的有监督学习方法和无监督学习方法进行了总结、分析,指出经典方法采用单一指标或仅针对某一类煤岩体进行顶板稳定性评价,评价结果不全面、不可靠,而机器学习方法需要人工标注大量顶板监测数据,工作量大,实际应用效果较差。基于深度学习方法可从顶板监测数据中自动提取特征的优势,提出了采用深度学习中的生成对抗网络对煤巷顶板进行稳定性评价的新模式,从而减少人工工作量。     

淋涌水型煤泥岩顶板巷道破坏机制与控制技术

针对华亿五一煤业淋涌水型煤泥岩顶板巷道变形破坏问题,以该煤矿11101工作面运输巷为例,采用现场观测与室内试验方法,对巷道破坏特征及机制展开了研究。结果表明:11101工作面运输巷煤泥岩顶板下沉变形显著,最大下沉量达700mm,锚杆索和工字钢支架损坏现象严重;顶板泥岩含有大量高岭石和蒙脱石成分,遇水易发生泥化、软化和膨胀变形;巷道破坏失稳是围岩强度低、泥岩遇水易泥化、未采取防水措施、支护方式不合理等因素综合作用的结果。提出了顶板全锚索支护+防水型锚固剂+泄水孔排水的淋涌水型煤泥岩顶板巷道破坏控制措施,并应用于11101工作面回风巷。实践表明,回风巷掘出约30d后,巷道变形趋于平稳,顶板最大下沉量约为112mm,巷道断面满足生产需求。     

巷道超前支架设计与力学特性研究

针对目前主要采用估计顶板载荷或采用薄板理论模型对超前支架的力学特性进行研究存在计算载荷与真实载荷相差甚远的问题,设计了一种新型巷道超前支架,并根据巷道开挖的空间效应对超前支架的力学特性进行了研究。基于空间效应研究了超前支架与巷道围岩耦合作用机理,构建了超前支架与围岩耦合力学模型。研究结果表明,沿着巷道掘进方向,巷道超前支架承受的顶板载荷逐渐降低,越靠近工作面顶板载荷越大,超前支架的前端强度要高于后端;超前支架支护时机对于巷道顶板的稳定性很重要,超前支架布置得越靠近工作面顶板,巷道顶板变形越小,而超前支架承受顶板的载荷越大,需要的强度越高。