大倾角煤层伪俯斜工作面平行四边形液压支架结构设计与运动响应

液压支架是大倾角煤层伪俯斜工作面“围岩—装备”系统稳定性的核心,现有液压支架结构无法适应伪俯斜开采空间稳定性要求,严重影响了该类条件下工作面安全高效开采。以大倾角煤层伪俯斜开采工作面为研究背景,采用工程类比、结构运动学分析、数值仿真的综合研究方法,分析了大倾角伪俯斜工作面“支架—围岩”稳定性特征,并以ZY7000/22/45型液压支架为基础,发明一种新型平行四边形液压支架,进行了结构合理性设计,分析了关键构件运动学响应特征。研究表明：大倾角伪俯斜综采工作面垮落矸石非均匀填充以及矸石对支架的砸、压、推作用是影响支架稳定性的关键因素,平行四边形顶梁与底座更适应伪俯斜工作面。设计的平行四边形支架顶梁、底座及立柱排布方式为平行四边形,异形掩护梁与后连杆、油缸连杆、底座构成柔性四连杆结构。平行四边形支架立柱为主要承载结构,油缸连杆为主要运动机构,其运动特征影响因素主要为上下柱窝间距和前后连杆与掩护梁铰接位置间距,其中掩护梁与后连杆是支架位姿调控的关键,且支架运动过程中无双扭线产生。研究结果为该类条件工作面支架提供了一种选型,一定程度上保障了该类煤层的安全生产。     

不同大气压下VNT与EGR对柴油机性能及排放的影响

为了研究不同大气压力下可变喷嘴涡轮增压技术(Variable Nozzle Turbine, VNT)和排气再循环技术(Exhaust Gas Recirculation, EGR)对柴油机性能及排放的影响,选择带有EGR与VNT的高压共轨柴油机,应用大气模拟装置,在80、90和100 kPa下进行试验研究.试验结果表明：1 800 r/min、73%负荷工况下,在不同大气压下,过量空气系数随着VNT喷嘴环开度的增加而上升,升高幅度随EGR阀开度的增加而增大;过量空气系数随着EGR阀开度的增加而减小.EGR率和比油耗随VNT喷嘴环开度的增加而下降,前者降低幅度随大气压力的增加而上升,后者降幅随大气压力的降低而升高;EGR率随EGR阀开度的增加而上升.随VNT喷嘴环开度的增加,NO_x排放升高,升高幅度随EGR阀开度的增加而增大,升高幅度基本随大气压力的升高而下降.CO排放与烟度均随VNT喷嘴环开度的增加而降低,降低幅度随EGR阀开度的增加而升高,随大气压力的升高而降低.随EGR阀开度的增加,NO_x排放降低,CO排放与烟度升高.     

大倾角近距离煤层群长壁采场顶板破断机理

大倾角近距离煤层群开采时,下层煤采场顶板受到重复加-卸载作用,其覆岩运移和矸石充填特征较单一煤层开采时更为复杂.以东峡煤矿大倾角近距离煤层群为研究对象,采用物理相似材料模拟试验、理论分析和现场实测相结合的手段,通过建立基于下层煤采场顶板的两端固支梁模型,确定了采场顶板易发生弯曲破断的位置,研究了大倾角近距离煤层群长壁采...     

大倾角层状采动煤岩体重力-倾角效应与岩层控制

大倾角煤层开采过程中，重力-倾角效应是导致细观层状煤岩体单元体主应力偏转和层间接触面应力非均衡传递，介观层状采动模型优势破裂面方向偏移，宏观层状关键层区域迁移、岩体结构异化的主要因素。研究表明，在倾角35°以上煤层采场中重力-倾角效应影响尤为明显：(1)煤岩组合界面倾角35°～60°时，非均衡传力特性逐渐凸显，界面附近煤岩体内应力传递方向发生偏转，且偏转量随倾角增加逐渐增大；煤体破坏由压剪破坏转化为近平行于界面的滑移剪切破坏，煤岩体的强度和弹性模量也随之减小。(2)改变了采场围岩采动应力路径演变规律，在采动应力驱动下顶板的损伤变形与破坏运动存在明显的区域性和时序性。(3)诱发了大倾角采场顶板结构跨层迁移转化、底板非对称破坏滑移、区段煤柱或煤壁局部-整体破坏，以上围岩失稳存在多尺度链式时空关联性，特别是引发围岩灾变的采场关键岩块位置多变，形成采场围岩承载结构异化和泛化特征。理论与实践表明，重力-倾角效应作用下大倾角煤层岩层控制具有显著的多维度和多尺度特点，突破传统开采方法与技术瓶颈，研发全新型成套装备是实现该类煤层安全高效开采的有效途径。