针对某矿150502工作面轨道巷超前段受支承压力及采动影响,巷道围岩变形严重、支护困难的问题,通过研究端头顶板的稳定性,利用补强机理,提出补打锚索结合超前液压支架对超前段加强巷内支护方案。现场实践表明超前段围岩变形较小,保障了工作面回采工作的安全生产,为类似工作面超前支护技术提供了参考。

受深部开采冲击地压等地质灾害扰动的影响,存在矿井超前支护系统自感知能力差、智能抗冲自适应能力弱、缺乏决策控制能力等问题。针对上述问题,提出了一种基于数字孪生和深度强化学习的矿井超前液压支架自适应抗冲支护方法。通过多源传感器感知巷道环境和超前液压支架支护状态,在虚拟世界中创建物理实体的数字孪生模型,其中物理模型精确展现超前液压支架的结构特征和细节,控制模型实现超前液压支架的自适应控制,机理模型实现对超前液压支架自适应支护的逻辑描述和机理解释,数据模型存储超前液压支架实体运行数据和孪生数据,仿真模型完成超前液压支架立柱仿真以实现超前液压支架与数字孪生模型虚实交互。根据基于深度Q网络(DQN)的超前液压支架自适应抗冲决策算法,对仿真环境中巷道抗冲支护进行智能决策,并依据决策结果对物理...

基于煤矿顺槽围岩控制机理,介绍了一种大采高超前液压支架结构设计。为验证此结构设计的可行性,先采用仿真分析方法进行有限元仿真分析,初步确认结构设计有效性后,将大采高超前液压支架结构设计应用于工程实践,进一步检验结构设计应用价值。最终综合确认大采高超前液压支架结构设计具有较强可行性。

超前耦合支护系统空间姿态动态监测方法融合了众多的先进感知传感器,而单一感知传感器间相对独立,无法融合由于复杂扰动变化引起的超前液压支架组的空间姿态动态信息和相对位置信息反馈。采用多传感器系统协同作业的原理,结合超前液压支架组相对位置调整、移架和顶底板变形引起的2种典型空间姿态变化情况,提出一种基于信息融合技术的超前液压支架组姿态感知方法。采用超声波测距传感器测量超前液压支架组与巷帮相对位置动态信息,将小于安全距离进行位置调整过程中所引发的超前液压支架组空间姿态变化视为航向角度的动态变化,实现超前液压支架组位置调整、移架过程的空间姿态感知。采用九轴姿态传感器感知支架顶梁、底座和连杆机构的姿态动态变化信息,利用卡尔曼滤波算法融合单个姿态传感器各轴姿态数据,抑制测量过程中噪声...

针对煤矿综采工作面冲击地压造成的事故,设计一种防冲击超前液压支架,解决由于支护效果差导致的帮鼓、底鼓及顶板下沉等问题。该支架对顶板、底板的适应性较强,且对顶板岩层的破坏较小。

挖金湾煤业公司根据煤层的赋存状态开展了液压支架工作阻力的计算,选定ZFl5000/27.5/42型支撑掩护式低位放顶煤液压支架。该支架的工作阻力为15000 kN,计算所需工作阻力最大值为10077.0 kN,计算所需工作阻力为额定阻力的67.2%,配套选用BRW630/37.5型乳化液泵,能满足顶板控制的需要。

为解决矿井采煤工作面超前支护因采用超前液压支架支护而导致顶板锚杆(索)失效且在直接顶破碎时超前支护段巷道变形严重等问题,以红岭煤矿1505工作面为工程研究背景,通过对巷道围岩变形破坏因素、特征的分析,建立了梯形巷道顶板超前支护围岩控制力学模型,并基于锚索梁锚注协同控制技术机理,提出锚索梁锚注的补强支护替代超前液压支架支护方式,现场试验效果良好。1505工作面回风巷超前支护范围内巷道两帮移近量为385 mm,顶底板移近量为339 mm,其变形量均在安全合理范围内,实现了工作面回采巷道全周期一次性主动支护。

为确定大采高工作面超前液压支架工作阻力,以2021工作面为研究背景,采用现场工程地质调查、理论分析计算、数值模拟分析等方法,对不同超前液压支架工作阻力下的工作面巷道破坏情况及顶板位移情况进行了研究。研究结果表明:超前液压支架工作阻力大于0.3 MPa时,巷道顶板破坏高度、两帮破坏深度及顶板下沉量均未发生明显变化,因此2021工作面应选择额定工作阻力不小于0.3 MPa的超前液压支架。

随着煤矿智能化的快速发展,为适应煤矿智能化发展需要,设计一种基于5G通信的超前液压支架姿态检测系统,采用分布式边缘检测系统,以矿用5G通信技术为基础,以矿用5G基站、矿用交换机、服务器等通信设备为传输平台,实现超前液压支架位姿的实时检测以及调整,大幅度提高了超前支护效率。

为解决综采工作面端头及两巷超前区域顶板支护工作自动化程度低、劳动强度大的难题,基于2110综采工作面的具体生产条件,分析其目前端头及超前支护面临的难题,设计了ZYC6500/15/30型横式超前液压支架,并对支架的组成结构、工作流程及相关参数进行细化设计,经现场实践应用,证明设计的超前液压支架与工作面端头液压支架以及其他综采设备匹配性较好,实现了自动化作业,工人的劳动强度得到降低、作业安全系数得到提升,技术经济及安全效益显著。