四臂锚杆钻车升降机构设计

介绍了四臂锚杆钻车升降机构参数确定的方法,分析了影响四臂锚杆钻车升降机构受力的主要因素。     

四臂锚杆钻车的研制及应用

介绍了首台国产四臂锚杆钻车的研制情况、主要技术指标、与国外同类技术的比较和现场应用情况,并结合我国煤矿的发展趋势,展望了四臂锚杆钻车的发展前景。     

某型锚杆钻车的研究与设计

四臂锚杆钻车是一种新型的连续采煤机后配套顶板支护设备。文章详细地介绍了四臂锚杆钻车的主要技术参数及其结构特点,并分析了该项目的创新点和技术关键。     

窄型六臂锚杆锚索钻车的设计与应用

现有煤矿井下连采单巷掘进工艺需要使用宽体四臂锚杆钻车进行支护作业。由于四臂锚杆钻车车体较宽,在与连采机交替作业过程中,需要连续不断开拓调车硐室,才能与连采机错车,同时宽体四臂钻车不能进行锚索及帮锚杆支护,极大地影响了掘进效率。如果使用现有的窄型两臂锚杆钻车,虽然可以省去调车硐室的开拓,但是支护效率太低。开发设计了一种窄型六臂锚杆锚索钻车,既可以省去调车硐室的开拓,又增加了钻臂数量,提高了作业效率。     

液压锚杆钻车关键机构设计与分析校核

介绍了某矿用液压锚杆钻车机械臂的运动过程,根据操作钻车的施工工艺要求设计出相应的工作平台。针对锚杆钻车工作臂的某些关键零部件进行受力分析,在具体工况下对关键部件进行强度校核。对通用油缸进行合理地选型,有效解决了锚杆钻车在作业过程中机械臂的运动问题。结果表明：锚杆钻车钻臂的刚度和结构强度能够达到机械臂正常运动的基本要求,分析结果为液压锚杆钻车后续结构设计提供了可靠性保障。     

四、六臂锚杆钻车在魏墙煤矿掘进工作面的应用

随着我国综合机械化采煤技术的快速发展,与之相配套的巷道掘进技术从21世纪以来基本处于停滞状态,采掘失调问题一直制约着我国现代化矿井的快速发展。为提高综采巷道掘进速度,魏墙煤矿在原有四臂顶锚杆钻车的基础上,在国内首次配备了六臂帮锚杆、顶锚索钻车,形成一种四、六臂锚杆钻车联合全机械化作业的新工艺,并取得了很好的应用效果。     

窄体四臂锚杆锚索钻车的设计

窄体四臂锚杆锚索钻车是一种专业的锚杆锚索机械化支护设备,适用于多种掘进工艺,该钻车是在两臂锚杆锚索钻车的基础上,增设一对灵活变位的钻臂机构,一次定位可实现顶锚杆锚索及帮锚杆的全断面支护作业,同时兼有探底板、迎头短探等功能,解决了采用单体锚杆钻机进行巷道支护用人多、劳动强度大、作业环境恶劣、安全性差等问题。     

CMM5-25煤矿用液压锚杆钻车的研制及应用

针对神东矿区矿区特定宽度的巷道,使用四臂锚杆钻车支护会带来二次支护的问题,影响支护效率,提出五臂锚杆钻车的概念。介绍了CMM5-25煤矿用液压锚杆钻车的整体布置形式和主要技术参数,总体设计思路和设计方法,以及整车的主要技术创新点,并对整车关键工作机构和系统进行技术攻关,使整车可靠性更高。通过井下工业性试验,对整车设计性能进行校验,试验表明,整车支护效率大幅提高,关键元部件改进后性能可靠。     

PLC在CMM25-4型四臂锚杆钻车电控系统中的应用

四臂锚杆车是短壁机械化成套开采设备的重要设备之一,可以有效提高矿井支护效率并降低人工劳动强度。介绍了基于西门子PLC的CMM25-4型四臂锚杆钻车电气控制系统的整体设计,并给出此系统的硬件原理简图和软件的实现过程。现场运行表明,系统性能可靠。     

矿用多功能四臂锚杆钻车的设计

为解决煤矿井下掘支比例失调、支护严重滞后的问题,介绍了一种矿用多功能四臂锚索锚杆钻机的总体设计思路,并详细阐述了该新型多功能四臂锚索锚杆钻车的整体结构和相关技术特点。对整车底盘总成、升降平台、锚护系统、操纵系统、除尘系统、液压系统和电气系统等关键系统进行了分析和介绍。     

淮南矿区典型煤岩体全应力—应变渗透性表征试验

煤岩体是一种多孔介质,地下开挖使岩体的应力状态发生改变,导致岩体的力学性质和渗透性质发生改变,围岩应力状态和渗流场特性是获取储层瓦斯气、评价或计算矿井涌水量、防突水危害等具体工程问题的理论基础和科学依据。通过对淮南矿区煤岩进行三轴压缩全过程渗透性试验,分析了煤岩变形破坏全过程以及不同围压和瓦斯压力下的瓦斯渗透特性。得出煤岩全应力—应变曲线与煤岩瓦斯渗透率—全应力应变曲线之间的对应关系。结果表明:在微型裂隙闭合和弹性变形阶段,煤样渗透率随应力增大而减小,进入屈服阶段后,渗透率达到最小值并在峰值后呈持续增大之势;固定瓦斯压力作用下,煤样应力峰值随着围压的增加而逐渐增大,煤样渗透性与围压关系呈指数函数变化规律,且表现出应变滞后的特点;固定围压作用下,渗透率与瓦斯压力关系呈“V”字型走势,即在扩容阶段煤岩样渗透性达到最佳。     

引江济淮膨胀土边坡强度特性和稳定性研究

膨胀土边坡常常发生失稳破坏,其强度和稳定特性一直是膨胀土研究领域的重要课题。以引江济淮试验段工程为研究背景,通过室内往复干湿循环试验,开展膨胀土强度特性研究,探索膨胀土边坡失稳原因,并利用Geo-Studio仿真软件进行算例验证。在上述研究的基础上,继续进行膨胀土边坡防裂隙加固法的有效性验证。研究结果表明,膨胀土的抗剪强度（内聚力、内摩擦角）随着干湿循环次数的增加而逐渐减小。内聚力c的衰减主要发生在第1～2次干湿循环过程中,随后c值逐渐趋于稳定。内摩擦角φ受干湿循环的影响没有明显规律性,其衰减幅度要小于内聚力c;随着干湿循环的进行,土体裂隙不断开展,而裂隙开展才是膨胀土强度降低继而引起边坡失稳的重要原因;通过对换土及土工膜覆盖2种加固工法的算例验证,表明防裂隙法能对膨胀土边坡的加固起到良好作用。     

高强度采动下巷道围岩与支护构件破坏机理研究

针对高强度采动下巷道围岩与支护构件破坏问题,现场调查了高强度采动下巷道围岩与支护构件的破坏特征,采用理论与数值模拟方法计算了高强度采动下巷道围岩塑性区与位移,并依此分析了巷道围岩与支护构件的破坏机理。研究表明:高强度采动可以多次改变巷道围岩应力场方向与大小,巷道围岩塑性区形态亦相应不断转动近似等同的角度,进而引起巷道围岩呈现出特有的变形特性。这种围岩变形具有非线曲折性、局部强变形性、不对称性、大范围性。围岩变形的非线曲折性分高集度与低集度两种,低集度下锚杆杆体呈现分段弯曲、扭转等破坏特征,高集度下锚（杆）索破断剖面呈现为“Δ”、“Ⅰ”形态。围岩变形的局部强变形性与不对称性可导致型钢支架局部受力不均,使型钢支架呈现破裂、不对称弯曲等破坏现象。     

中水系统加酸位置研究

电厂中水系统处理采用石灰、混凝澄清、过滤、加酸的处理方式，设置机械加酸澄清池、双室过滤器和软水池，加酸点位置2个，双室过滤器出口混合器处加酸和澄清池出口混合器处加酸，但由于浓硫酸稀释后较强的腐蚀性，加酸管道经常出现泄漏，直接影响中水系统安全稳定运行。通过经验总结与实践，将中水加酸点由原来的澄清池出口混合器更改至澄清池顶部出口集水槽汇流口处，加酸管悬于水平面上方。这样可以使加酸管不再浸入水内加酸而是在水面以上加酸，有效避免了加酸点的腐蚀和泄漏；集水槽汇流口处有1 m高的落差，在水流下降过程中会伴随着向上排气和旋转，水速比较高，水流混合相对均匀，浓硫酸在此处加入后可以立即发生稀释反应，可以将澄清池出水的pH值迅速调整至8左右，正常运行的情况下，不会造成设备的腐蚀；集水槽汇流口位于澄清池顶部清水区，即使在操作不当的情况下集水槽汇流口外壁腐蚀也不会造成中水系统必须立即停运等问题的出现，将加酸点变更至此处，大大提高了中水系统的安全性；中水系统加酸设备和管道运行情况可以直接观察、分析判断，有利于运行与检修人员及时发现和处理隐患；系统变动比较小，易于实现，不影响原有在线仪表的测量使用。     

基于捷联惯导系统的采煤机定位技术

针对煤矿井下“三机”自动化中的采煤机定位精度较低的问题,根据采煤机工作环境恶劣、空间封闭、干扰较多的特点,提出了一种基于捷联惯性导航的采煤机位姿定位方法。该方法主要利用了捷联惯性导航系统中的三轴加速度计和三轴陀螺仪实时测量采煤机的加速度和角速度信息,根据四元数捷联惯导位姿解算方法解算出采煤机的实时位置和姿态信息,得到精确的采煤机的运动轨迹,实现对采煤机的实时体定位。目前基于惯性导航的采煤机空间定位研究主要集中在理论建模及算法仿真阶段,创新点在基于捷联惯性导航的采煤机定位定姿实验系统构建方案,经过系统仿真和实验结果的对比,以期验证捷联惯导对于采煤机定位的适用性,从而实现采煤机实时位姿信息输出,为综采工作面“三机”协同自动化提供实践支持。对定位平台进行仿真和利用综采工作面“三机”实验装置搭建采煤机捷联惯导定位实验平台进行实验。结果表明,采煤机捷联惯导定位系统能够准确跟踪基准轨迹,满足煤矿采煤机定位精度要求,该系统能够实现采煤机的实时精确定位。     

冲击荷载作用下煤矿泥岩能量耗散试验研究

岩石破裂破碎实质是一个能量吸收与耗散的过程,煤矿岩巷钻爆掘进过程中,既要有足够的爆炸能量使待开挖区岩石破裂破碎和抛掷、形成空腔,又要控制爆炸能量对保留岩体造成的损伤,尤其是冲击荷载作用时强度较低的泥岩的动态响应特性更需要重点研究。以淮南矿区典型巷道泥岩为研究对象,利用直径50 mm分离式Hopkinson试验装置开展不同冲击气压下泥岩动态压缩试验,研究在冲击荷载作用下泥岩的动态力学性能和破裂破碎特征,重点研究动荷载作用下泥岩的能量耗散规律。为了进一步揭示泥岩动态破碎破裂与泥岩构成主要化学成分与细观结构之间的关系,对泥岩的静态物理力学性能进行了测试并进行泥岩的X射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)测试,确定其主要组分、化学和颗粒成份;同时采用放大1 000倍的电子数码显微镜对泥岩试件表面、断口进行放大观察,从岩石细观结构出发,通过对细观结构变化、物理与力学过程的分析研究了岩石的损伤及其演化。结果表明:泥岩的主要化学成分主要为Si O2,其次为Al2O3,Fe2O3,其力学强度低,物理性能指标差,在冲击荷载作用下,泥岩内部大量空隙缺陷(如空穴,位错,微裂隙等)动力学过程加剧,形成损伤;在应力波的持续作用下,大量的微损伤和微观不均匀处在试件内部进行复杂的演化,在颗粒内部结构、沿颗粒间裂缝和沿晶粒界会产生大量的微裂纹并发展,在构造边界碎片分层、夹杂物中也产生裂纹,泥岩试件最终产生环向断裂破坏和轴向劈裂拉伸破坏;试件吸收能、透射能和反射能均随入射能增加而增加,分别呈线性、对数和二次函数形式增长;试件吸收能可以用单位体积耗能密度、单位质量耗能和吸收阻抗比能表征,三者均随入射能增加呈线性增长,随应变率呈二次函数增长。     

综放工作面过断层构造带注浆加固技术应用

针对宝雨山煤矿12141工作面过断层构造带回采期间,工作面出现顶煤松散破碎、煤墙片帮严重,工作面支护难度大,顶板维护管理困难等问题,根据煤体注浆加固技术机理,提出超前在工作面上下巷道超前切眼向断层破碎带影响范围内的煤体中施工注浆钻孔,向钻孔内灌注注浆液对煤体进行超前注浆加固的技术方案,同时根据注浆孔的位置、深度、角度等参数的不同,提出了4种注浆孔布置设计方案。通过对4种方案进行分析比较后,选取了混合布置注浆孔的方式对顶部煤层进行注浆加固,结合现场实际情况,合理了设计注浆孔参数和施工方案。现场实践和观测结果表明,对破碎的煤体提前进行注浆加固以后,提高了煤岩体的完整性和稳定性,增强了煤岩体的抗拉和抗压强度,提高了煤岩体承压能力,工作面煤墙和顶板得到有效控制,确保了工作面安全正常回采。该技术方案的提出为类似地质条件下工作面过构造带提供了参考。     

不同坡面形态滑坡的稳定性分析

为了研究坡面形态对滑坡稳定性的影响,设计3种坡度、2种坡高共6组试验,对不同坡面形态的滑坡进行了物理模拟试验,通过抬升试验模型槽模拟滑坡失稳破坏的过程,记录破坏过程和破坏时的临界破坏角度,分析了不同坡型滑坡的稳定性和破坏情况。试验结果表明,相同坡度、相同坡高的情况下,凸坡所需抬升角度最低,其稳定性最差,凹坡最高,其稳定性最好,且凸坡破坏时更易发生分级启动。从滑坡表面角度和滑体重量进行理论分析,对试验结果进行解释。采用稳定性计算获得不同坡度下不同坡面形态滑坡的稳定性系数,结果为凸坡稳定性系数最低,凹坡稳定性系数最高,计算结果与试验结果相同,由此可得在坡度、坡高、纵曲率均相同的条件下,凸坡稳定性最差,直线型坡次之,凹坡稳定性最好。     

芦沟矿底抽巷锚注加固技术应用与研究

芦沟煤矿地处豫西三软煤层矿区,32141底抽巷作为32141工作面掘进前及回采前在二₁煤层底板内的瓦斯抽放巷,巷道埋深相对较深且围岩松软破碎。通过对原支护调查及围岩取样的实验分析,得知巷帮和底板泥岩无水强度较高,遇水分解,且含有膨胀性矿物,易造成巷道底鼓。针对以上情况且结合实际,对巷道进行了不同方案的数值计算,经过比较分析最终采用“锚网索喷+锚注”联合支护技术,利用锚杆注浆来强化巷道两帮和底板泥岩的强度,再配合锚杆、锚索达到锚杆、锚索和注浆加固围岩之间的协同支护能有效控制巷道底鼓。实践检验证明,锚注支护大大提高了围岩的支护效果。     

花岗岩矿矿床地质特征及开采技术条件分析

研究了河南省南召县田家庄饰面用花岗岩矿的矿床地质特征及开采技术条件,分析了矿区地层、构造、岩浆岩、覆盖层及风化层地质特征,研究了矿体特征、矿石质量及其特征、断裂及节理和裂隙分布发育特征、矿石类型和品级、矿体围岩及夹石、矿床成因及找矿标志等矿床地质特征。通过水文地质、工程地质、环境地质调查工作,基本查明了矿区的水文地质、工程地质和环境地质条件,区内岩石类型简单,矿体及围岩主要为黑云母二长花岗岩,岩体呈块状结构,地质构造简单,不会形成岩体滑动,矿体与围岩工程地质条件稳定,不易发生矿山工程地质问题,工程地质条件为第二类简单型。矿石和废石不易分解出有害组分,但在矿山开采时会对原有地形地貌造成破坏,存在一定的不良地质灾害隐患。矿区地表附近无污染源,无放射性异常,环境地质条件中等。研究可作为矿山建设的依据。