一、Mechanisms and Kinematics of Hydraulic Support for Top-Coal Caving（论文文献综述）
陈博[1]（2020）在《煤矸冲击滑移作用下尾梁动态特性研究》文中提出煤炭是我国的重要能源,在我国现代化建设进程中起到了不可替代的作用。作为我国厚煤层及特厚煤层主要的开采方式之一,综采放顶煤开采使得煤炭的安全高效开采成为了现实。由于综采放顶煤液压支架放煤部的煤矸识别难题至今没有得到有效解决,放煤部的自动化控制水平一直无法取得实质性突破,阻碍着煤炭的开采效率和煤企经济效益的进一步提高。煤矸振动识别法通过监测尾梁的机械振动情况来自动识别煤炭的放落程度,是目前广泛流行的煤矸识别手段。经过前期的考察和研究发现,放煤部放落煤炭时,煤和矸石的冲击和滑移作用是造成尾梁振动行为的主要原因。为了探究尾梁的振动机理以及煤矸石的冲击滑移作用对尾梁动态特性造成的影响,本文依托国家自然科学基金《基于尾梁振动信号的放顶煤煤矸识别技术研究》（No.51674155）,围绕着放顶煤液压支架尾梁的动态特性,开展了如下研究工作。首先介绍了课题的研究背景,详细叙述了煤矸识别方法、接触力学及摩擦力学的国内外研究现状,引入了课题的研究内容,总结了课题的研究意义,并对本文各章节的研究内容进行了安排。此后,通过阐述工程问题中接触及摩擦的基本模型,选定了 Hertz接触理论和Coulomb摩擦模型作为定义尾梁和煤矸石间接触和滑移行为的理论模型。然后本文以某架型放顶煤液压支架尾梁为研究对象,对尾梁承载区的冲击特性以及不同放煤姿态下尾梁的动态响应进行了研究。利用Solidworks建立了放煤机构的三维模型,通过前处理软件Hypermesh将尾梁和煤矸颗粒处理为柔性体.mnf文件,在Adams中建立了放煤机构的刚柔耦合模型。模型中的接触刚度和等效弹簧刚度通过Hertz接触理论及固液耦合弹簧模型确定。以单颗粒煤岩为切入点,采用“煤岩直冲”的方式对尾梁进行冲击加载,模拟了煤岩颗粒冲击放顶煤液压支架尾梁承载区不同位置以及在不同放煤角条件下冲击尾梁的动态过程,研究了尾梁的受力状态及动态响应变化,并通过比较刚柔耦合模型和多刚体模型两种模拟方式下的仿真结果,验证了刚柔耦合动态模拟研究方法的可靠性。接着通过分析煤矸颗粒的冲击激励作用后尾梁振动系统内部的速度、加速度、位移、铰接点处接触力、弹簧弹力等响应量的动态变化过程,选定了动态响应量的最大值作为描述尾梁动态变化过程以及衡量冲击激励强弱的特征值。围绕煤和砂岩的性状差异对尾梁振动特性产生的影响,在不同冲击高度、不同粒径、相同冲击能量三种基本冲击工况下模拟了煤矸颗粒对尾梁的瞬态冲击作用,总结了不同冲击工况下尾梁振动系统动态响应量的变化规律,比较了煤和矸石造成的尾梁的动态响应差异,探讨了可供于识别顶煤放落状态的动态反馈量。最后提出了放煤过程中煤矸的滑移作用是造成尾梁机械振动重要因素的观点,建立了煤矸滑移模型来研究煤矸石的滑移机理及滑移作用对尾梁的振动行为产生的影响。基于此滑移模型,在不同放煤姿态、不同粒径等工况下进行了单颗粒煤矸的滑移模拟,获取了尾梁的受力状态,分析了滑移作用对尾梁动态特性造成的影响,比较了煤和砂岩的滑移作用效果。在不同尺寸条件下对块状煤矸的滑移作用进行了研究,比较了球状煤矸和块状煤矸的滑移结果,分析了煤和砂岩造成的尾梁动态响应的差异性。此外,本文研究了不同情况下多颗粒煤矸的滑移过程以及多颗粒煤矸的滑移作用造成的尾梁动态响应的变化情况,为群颗粒煤矸的滑移研究提供了研究基础。本文通过模拟放煤部煤矸对尾梁的冲击和滑移作用,研究了煤矸石的冲击和滑移作用对尾梁振动行为造成的影响,总结了冲击滑移工况下尾梁的受力状态和动态响应的变化情况,比较了煤和矸石造成的尾梁的动态响应的差异性。研究内容为基于尾梁振动信号的煤矸识别技术的应用提供了研究基础,对综采放煤工作面自动化控制水平的提高具有促进作用。
许永祥[2]（2020）在《特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系研究》文中研究指明针对榆神矿区埋深较浅的特厚坚硬煤层综放开采采用传统大采高综放开采工艺（机采割煤高度3.55.0 m）存在的顶煤悬顶距长、冒落块度大和冒放性差等问题,基于金鸡滩煤矿一盘区东翼煤层地质赋存条件,对超大采高开采工艺（机采割煤高度≥6.0 m）和放顶煤开采工艺相结合的超大采高综放开采工艺进行研究,通过增大机采高度等方式优化液压支架结构与围岩结构耦合关系、减小坚硬顶煤冒放块度、改善顶煤冒放结构、提高顶煤冒放性。采用理论分析、数值模拟、物理试验和工业性试验等方法,对特厚坚硬煤层超大采高支架-围岩结构耦合关系进行研究,通过工业性试验监测结果对超大采高综放开采效果进行评价,成功实现了埋深较浅的特厚坚硬煤层一次性安全高效、高资源回收率开采。通过一系列相关研究,取得如下主要研究成果:（1）液压支架与围岩结构耦合原理在液压支架-围岩“三耦合”支护原理基础上,引入“结构耦合”概念及原理,形成支架-围岩“4S耦合”支护原理,即结构（Structure）、强度（Strength）、刚度（Stiffness）和稳定性（Stability）耦合。结构是强度、刚度和稳定性的承载体和表现体,搞清楚液压支架结构与围岩结构特征及其力学和运动学特性是分析支架-围岩耦合支护系统应力场、位移场和能量场等多场耦合状态的必要条件。将支架-围岩结构耦合支护系统分为近场“小结构”初次耦合和远场“大结构”二次耦合:“小结构”初次耦合是液压支架“内加载”（支架提供初撑力）,主动支撑、加固围岩;“大结构”二次耦合是远场顶板覆岩大结构失稳“外加载”,支护系统“小结构”处于被动承载状态,此状态既要有足够的“刚性”以承载,又要有灵敏的“柔性”以让压,使得“小结构”对“大结构”有良好的适应性。综放工作面还需考虑液压支架结构（特别是放煤机构结构）与顶煤冒放结构的耦合关系,合理的结构耦合关系有利于顶煤顺利冒落放出,提高顶煤回收率。（2）液压支架结构与顶板覆岩结构耦合关系金鸡滩煤矿特厚坚硬煤层超大采高综放首采工作面中部顶板覆岩结构特征为下位近场关键层组合悬臂梁结构与不稳定砌体梁结构交替,上位远场组合关键层可形成稳定的砌体梁结构,顶板周期来压具有大、小周期性,来压步距1020m;工作面两端头顶板为弧形三角板侧向悬顶结构,最大悬顶距超过20 m,矿压显现不强烈。提出并采用支架-围岩耦合承载能力曲线,合理解释了两柱掩护式综放液压支架承载能力的优越性。工业性试验表明:ZFY21000/35.5/70D型两柱掩护式综放液压支架既能保证工作面支护系统的可靠性和适应性,又能有效破碎坚硬顶煤;工作面实际机采高度6.36.5 m,推进速度约10.0 m/d,顶板来压期间局部煤壁出现板裂化片帮,最大片帮深度小于0.8 m。（3）液压支架结构与顶煤冒放结构耦合关系增加支架结构高度和机采高度可实现“多割少放”促进工作面采放协调,还可通过增强工作面矿压显现程度、减小坚硬顶煤悬顶长度、增大放煤口尺寸等方式改善顶煤冒放结构和冒放性;顶煤冒放过程中可形成小块度瞬时动态松散拱、中等块度不稳定拱结构与大块度稳定拱结构,通过尾梁“小拱小摆、大拱大摆”的对策可实现高效破拱;顶煤破碎块度具有双周期性,走向周期与周期来压同步,垂向周期与顶煤层位相关;工业性试验结果表明工作面资源回收率约87%,工作面中部顶煤冒放性好,端头约20 m范围内顶煤冒放性差。（4）液压支架结构与工作面煤壁结构耦合关系金鸡滩煤矿超大采高综放工作面煤壁主要发生板裂化片帮,板裂化片帮具有多种特征:板状、洋葱皮状、弹射型和护帮板扰动下板裂化片帮。煤壁板裂化片帮渐进式破坏机理为煤体内生裂隙（割理）在采动应力影响下沿纵向扩展、贯通成板结构,继而在不同应力环境下发生不同形式的板状屈曲破坏。煤壁板裂化片帮与煤体强度、煤体结构特征和应力环境等因素相关,垂直应力的泊松效应、煤壁截割后的卸荷回弹以及采动动载应力波在煤壁自由面的反射等因素促使煤壁发生纵向张拉破坏。提出并求解了整体式和分体式护帮板承载能力曲线,并将护帮板承载能力曲线作为护帮板承载性能评价指标,从力学特性和运动学特性角度得出整体式护帮板具有承载性能优、灵活性好和结构耦合适应性强等优点,并建议在满足护帮高度要求的前提下,优先选用整体式二级护帮板结构。（5）液压支架结构与工作面端头和超前段围岩结构耦合关系工作面端头顶板的侧向悬顶结构导致工作面端头和超前段巷道矿压显现强度低,工业性试验表明工作面端头的过渡、端头和超前支架结构设计合理、配套协调,保证了工作面两端头支护系统与设备的安全高效运行。（6）顶板弱化对工作面端头和超前段支架结构与围岩结构耦合关系的影响针对首采面端头顶煤冒放性差和采空区悬顶距长等问题,采用高能气体预裂装置和水力压裂对顶煤和顶板预裂弱化。高能气体预裂试验表明:（1）预裂段端头顶煤冒放块度明显减小,顶煤冒放性好;（2）预裂段端头矿压显现增强,工作面煤壁出现一定程度的可控片帮（最大片帮深度小于0.5 m）;（3）预裂段采空区悬顶切顶效果显着,最大悬顶距由20 m左右降低到26 m。水力压裂预裂试验表明:（1）水力压裂对提高端头顶煤冒放性具有一定的效果,但仍存在较多大块顶煤,顶煤破碎效果弱于高能气体预裂装置;（2）水力压裂试验段工作面端头顶板垮落及时,最大悬顶距为56 m,采空区悬顶控制效果较好。
杨扬[3]（2020）在《基于动态冲击滑移接触特性的煤矸识别与试验研究》文中认为综放开采是我国厚煤层开采的主要技术之一,然而,由于综放开采工况复杂、环境恶劣,目前放顶煤还处于人工放煤的落后状态,易产生“过放”和“欠放”问题。精确地识别煤和矸石,进而采取策略对“放落”或“关停”进行自动化控制,是安全、高效地进行智能自动化综放开采的有效途径,也是当前智能综放开采研究的热点。本文在分析放顶煤开采工艺特点的基础上,采取理论分析、数值模拟和试验研究相结合的手段,对煤矸与放顶煤液压支架的冲击、滑移接触特性进行研究,并基于多类别试验信号和多信息融合展开试验技术研究,实现了基于动态冲击滑移接触特性的煤矸分类识别。本文研究得到了国家自然科学基金“基于尾梁振动信号的煤矸识别技术研究”项目的支持。本文提出了基于接触响应差异的煤矸可识别性研究方法。构建了极限压缩状态岩石与金属板的冲击接触动力学模型以及岩石的屈服冲击速度模型,针对高阶非线性接触状态方程提出了递归求解的方法,并得到了煤矸与不同支撑状态金属板变位弹性冲击接触动力学数学模型;建立了准脆性煤矸与金属板的冲击损伤动力学模型并对其进行了接触有限元模拟。通过弹性及准脆性接触响应分析,得到了煤矸与金属板的接触差异特性。开展了煤矸与金属板的冲击试验,提取金属板的接触振动信号进行煤矸颗粒识别,试验识别准确率达到91.25%,验证了所提出的煤矸识别方法的有效性和可行性。针对放顶煤中煤矸与液压支架间存在的冲击和滑移接触行为,通过Hypermesh和Adams联合开展了煤矸与液压支架顶梁、掩护梁和尾梁的刚柔耦合冲击接触分析;随后,在离散元软件中开展不同比例煤矸混合体与不同放煤姿态液压支架的滑移接触仿真,研究了煤矸比例和支架位姿对煤矸与液压支架滑移接触特性的影响。通过冲击和滑移接触特性分析,得到了煤矸性质、混合比例差异导致的系统接触响应差异。建立了煤矸颗粒与尾梁结构体的结构-接触理论模型,分析得到了系统接触响应的影响因素,研究了各影响因素对系统动态响应的影响规律。引入间隙非线性因素,研究了多间隙和变间隙条件下煤矸冲击诱发的销轴非线性接触行为及系统接触响应特性。通过多工况接触响应差异分析,确定了尾梁千斤顶压力、尾梁振动信号和销轴振动信号为煤矸分类识别参数。搭建了煤矸与液压支架冲击滑移试验台,构造了双维多信息采集系统。开展了 2270组变煤矸混合比例冲击滑移试验,运用GBDT等10种分类算法基于单通道信号进行煤矸“可放类”和“关停类”有序随机分类识别以及识别信度和“煤矸混合比例范围”适应性研究。结果表明:信号的时域特征数据具有较强的分类识别能力,验证了基于冲击滑移接触特征进行煤矸“类”识别试验方法的有效性。为进一步提高分类识别精度,以试验信号时域特征为样本,提出了基于信号特征串行和并行投票制度的煤矸多信息融合分类识别方法,同时运用Kalman滤波数据融合进行了煤矸分类识别研究,并得到了各方法的识别准确率。结果表明,基于信号串行特征和投票制度的煤矸分类识别方法均可有效提高煤矸的有序随机分类识别准确率。在此基础上,继续进行了煤矸完全随机分类识别,最终确定了“GBDT对全通道信号串行特征的分类识别”为最佳分类识别方式,有序分类识别准确率和完全随机平均识别准确率均达到99%,识别方式稳定可靠。
康红普,徐刚,王彪谋,吴拥政,姜鹏飞,潘俊锋,任怀伟,张玉军,庞义辉[4]（2019）在《我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望》文中指出开采方法与装备及岩层控制技术是保证煤炭正常生产的核心技术。介绍了改革开放40 a来我国采煤方法与装备、岩层控制理论与技术、特殊采煤与矿区生态环境保护技术的发展历程。基于煤炭科学研究总院开采研究分院主持和参与的科研项目,总结了40 a来煤炭开采与岩层控制技术取得的研究成果。包括薄及中厚煤层、厚煤层一次采全高综采技术与装备,厚及特厚煤层综采放顶煤开采技术与装备,及智能化开采技术与装备;采场覆岩运动与破断规律,岩层结构假说,液压支架与围压相互作用关系,及坚硬和破碎顶板控制技术;巷道锚杆支护理论与成套技术,破碎围岩注浆加固技术,及高应力、强采动巷道水力压裂卸压技术;冲击地压发生机理,冲击危险区域评价技术,冲击地压实时监测、预警及综合防治技术;开采沉陷理论,建（构）筑物下、近水体下、承压水上开采等特殊采煤技术,及矿区生态环境保护技术。40 a的研究与实践表明,我国煤矿已形成具有中国特色的煤炭开采与岩层控制成套技术体系,为煤矿安全、高效、绿色开采提供了可靠的技术保障。最后,提出了煤炭开采与岩层控制技术的发展方向与建议。
王国法,刘峰,孟祥军,范京道,吴群英,任怀伟,庞义辉,徐亚军,赵国瑞,张德生,曹现刚,杜毅博,张金虎,陈洪月,马英,张坤[5]（2019）在《煤矿智能化(初级阶段)研究与实践》文中研究说明煤炭是我国能源的基石,是可以实现清洁高效利用的最经济、可靠的能源,煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。系统阐述我国煤炭工业发展历程,分析煤矿综合机械化、自动化、智能化的发展过程与现状,列举了部分典型成功案例。详细阐述煤矿智能化的发展理念、特征、技术路径与阶段目标,分析煤矿智能化基础理论与关键技术研究现状,从数据采集与应用标准、装备群智能协同控制、健康状态诊断与维护等方面,分析了实现煤矿智能化开采需要解决的3个关键基础理论难题。从感知层、传输层、平台层和应用层等方面,分析了智能化煤矿的主体系统架构,研究了煤矿智能化建设的主要技术路径。针对不同煤层赋存条件工作面智能化开采的技术要求,提出了薄及中厚煤层智能化无人开采模式、大采高工作面智能耦合人工协同高效开采模式、综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤模式、复杂条件机械化+智能化开采模式等4种开采模式,研究了不同开采模式的核心关键技术与实施效果。介绍了我国煤矿掘进技术与装备发展现状,分析了制约巷道实现快速掘进的关键难题,提出了智能快速掘进的研发方向及技术路径。提出了我国煤矿智能化发展的基本原则,分析不同地域条件煤矿智能化发展模式及评价标准,提出新建矿井智能化建设路径,以及现有生产矿井进行智能化改造的主要任务,从法规体系、财税政策、人才培养等方面提出了保障煤矿智能化建设顺利实施的政策建议。
许永祥,王国法,李明忠,张金虎,韩会军[6]（2019）在《特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系》文中研究指明针对榆神矿区坚硬特厚煤层综放开采所面临的顶煤悬顶距长、冒放性差、采出率低和采放不协调等问题,探讨了机采割煤高度6. 0 m以上的超大采高综放开采可行性和必要性,分析超大采高综放开采支架-围岩耦合关系,在支架-围岩强度、刚度和稳定性耦合的基础上,提出超大采高综放开采支架-围岩结构耦合理论。从液压支架与围岩相互作用机理角度,阐释了支架-围岩支护系统"小结构"初次耦合主动支撑和"大结构"二次耦合被动承载概念和理论,分析了围岩"大、小结构"耦合对工作面围岩支护效果和适应性的影响,指出综采放顶煤液压支架结构设计除需满足"小结构"支护系统适应"大结构"周期性破断失稳形成的强动载矿压外,还需考虑液压支架结构（特别是放煤机构结构）对顶煤冒放运移规律和支架载荷演化过程的影响,通过支架结构与顶煤冒放结构耦合实现顶煤顺利放出,提高顶煤采出率。采用理论分析、相似模拟、数值模拟和现场调研等研究方法,分析了坚硬顶煤冒落和放出结构以及冒放过程的成拱机理,讨论了液压支架结构高度对矿山压力显现强度、顶煤冒放结构和资源采出率的影响,研究了放煤机构结构对顶煤成拱结构的影响,以及放煤机构结构对顶煤的二次破碎作用,提出了强力放煤机构结构改进和优化策略,并对破煤机理和效果进行探讨,以期为相似坚硬特厚煤层综放开采支架-围岩耦合提拱理论指导和借鉴。
尹广俊[7]（2019）在《煤矸颗粒冲击动力学响应特性及其振动信号识别研究》文中研究表明煤炭在我国一次能源开采和消费结构中占主体地位,综合机械化放顶煤采煤法因其开采强度大、适应性强已成为我国厚煤层开采的首选方法。目前,放煤工序中顶煤冒落程度基本靠人工目测来判断控制,会不可避免地导致过放和欠放。长期以来,怎样通过放顶煤过程中的放煤量来确定尾梁放煤口的最优打开或关闭点是综放开采实现自动化、智能化的重点问题。在综放开采过程中,煤或矸石下落冲击液压支架尾梁,表现出与准静态载荷不一样的动力学响应。研究煤矸响应机理及其差异性,掌握其振动响应特性规律,并以此为基础实现煤矸判别,为基于尾梁振动的煤矸识别提供了新工艺思路。本文研究由国家自然科学基金项目“基于尾梁振动信号的放顶煤煤矸识别技术研究”支持。首先,进行煤、矸岩石冲击金属板的基础理论研究,建立了弹性体单颗粒岩石冲击金属刚性板的动力学模型。通过赫兹接触理论,建立起考虑重力的质量-弹簧-阻尼的非线性接触振子模型,并采用变步长四、五阶龙格-库塔（Runge-Kutta）法求解,得到了碰撞过程中的接触力和动力学响应包括煤、矸岩石的位移、速度、加速度的数值解。以此为基础,研究了弹性接触力、阻尼接触力在非线性和线性工况下的响应差异性,并分析了不同的接触刚度和接触阻尼对振动响应的影响。采用显式动力分析软件ls-dyna模拟了煤、矸岩石直冲刚体金属板的振动响应工况,研究煤、矸在此工况下的振动响应特性,并将仿真结果与理论结果进行对比,其吻合程度较高,验证了仿真方法的正确性与可靠性。其次,模拟了单颗粒岩石冲击弹性金属板的瞬态响应仿真,并研究了不同的冲击参数对振动响应的影响规律,包括:煤矸同质量不同冲击能量、不同接触面积和同冲击能量不同质量三种工况。结果表明,煤矸在不同工况下的动力学响应、接触力和能量交互均存在较大差异,冲击参数的不同也会引起接触刚度和接触阻尼的变化造成响应的差异性。在此基础上建立了振动工作台仿真模型,岩石材料基于Johnson-Holmquist本构模型,工作台金属板基于分段线性塑性材料模型,研究了岩石冲击振动工作台的全过程响应特性,并讨论岩石在不同质量、冲能、形状下的全过程振动响应规律,包括煤、矸与工作台振动板的动力学响应、能量传递及耗散响应,板面采集单元的应力响应及煤矸在高应变率下的损伤破碎差异。同时,进行了多颗粒煤矸冲击工作台的全过程仿真,研究不同煤矸混合比例下岩石跌落的破碎量差异性及对金属板响应特性的影响。搭建了岩石颗粒冲击振动试验采集分析系统,通过试验监测采集煤矸颗粒冲击工作台产生的加速度振动信号包括煤、矸信号样本各1000组,之后对信号进行预处理得到相同的信号长度,并提取信号的传统时域特征,选取其中敏感度较大的方差、峰-峰值和峭度指标作为特征样本。采用希尔伯特-黄变换（HHT）进行振动信号的时频特征提取,通过经验模态分解（EMD）对信号进行分解得到固有模态分量（IMF）,然后进行Hibert变换得到Hilbert时频谱及Hilbert边际谱。结果显示煤矸信号在时频谱中的能量特征中也表现出了较大的差异性,并选取IMF中的前6项和边际谱的能量特征值作为特征样本。使用机器学习算法实现煤矸振动信号的识别,共使用两种数据样本作为数据库:一种为长度为5000的原始加速度信号样本,另一种为信号处理提取的10种时频域特征组成的特征样本。采用随机森林（Random Forest）、极端梯度提升（XGBoost）、支持向量机（SVM）等算法进行煤矸信号识别,并通过stacking集成学习算法融合三种模型,通过logistic回归生成元分类器模型,进一步进行集成学习得到最终的煤矸识别模型,并以决策树（DT）、长短期循环神经网络（LSTM）、因子分解机（FM）作为参照组,研究发现随机森林、XGBoost、SVM以及Stacking的识别率相对于其他识别算法较高,且Stacking集成的识别准确率最高,仅测试集就可达98.12%,使用原始样本的识别效果虽然高于特征样本,但是会极大地增加时间消耗,而通过特征样本的煤矸识别可牺牲少量的准确率使识别效率显着提升,从整体上提高识别性能。本文通过理论分析、数值模拟、试验采集、信号处理以及机器学习识别等手段,研究了颗粒煤矸冲击时的动力学响应规律以及采用煤矸振动信号识别的可行性。作为放顶煤自动开采的基础研究,对我国煤矿开采向智能化深入发展起到了重要地推进作用。
李明忠[8]（2018）在《榆神矿区坚硬特厚煤层大采高综放开采关键技术研究》文中指出榆神矿区是我国重要的能源基地,矿区内煤层赋存结构简单,厚度较厚,适宜采用放顶煤开采,但因煤质较硬,存在顶煤不易冒放、周期来压动载系数大以及支架经常被压死等问题,严重影响了工作面的安全高效生产。为此,本文结合榆神矿区煤层赋存条件和安全高效开采要求,综合运用理论模型计算、数值仿真分析及现场实验等研究方法,对大采高综放开采支架-顶煤的耦合关系、大采高放顶煤液压支架动载响应特性及结构优化设计等科学问题进行研究,提出了坚硬、特厚煤层大采高综放开采的技术方案及实现途径。论文的主要研究工作如下:（1）针对坚硬特厚煤层综放开采特点,建立了顶煤松散体流动性模型,揭示了煤矸流动过程中的成拱机理,研究了顶煤的块度、放煤口尺寸、掩护梁倾角及尾梁支撑力对煤矸流动过程中成拱的影响,设计了新型三级放煤机构,有效改善了顶煤的冒放性。（2）基于支架-围岩耦合理论,建立了坚硬特厚煤层条件下支架-顶煤的耦合关系,研究了液压支架合力作用点、机采高度、支护强度、顶梁长度以及不同放煤步距对顶煤冒放性的影响,根据研究成果,通过改变放顶煤液压支架的结构形态,可以改变顶煤的破碎及冒放状态,从而提高工作面的回采率。（3）建立了液压支架的刚体动力学方程和动态载荷模型,对液压支架进行了刚度及动载测试,分析了液压支架动态承载特性,发现了液压支架承受动载时的响应特性约为静态载荷的1.5倍,为液压支架设计时的强度校核提供了的参考。（4）提出了基于遗传算法的液压支架四连杆优化设计和精度控制方法,研究了影响液压支架稳定性的关键因素,建立了两柱放顶煤液压支架的平面和空间力学模型,得到了支架合力在顶梁作用位置的空间解析结果,对比分析了两柱放顶煤液压支架和四柱放顶煤液压支架两种架型的承载性能,发现了在坚硬顶煤条件下,两柱放顶煤液压支架性能更优。（5）研制了ZFY18000/27/50D型两柱掩护式大采高放顶煤液压支架,并在神树畔煤矿进行了工程实践,提出了工作面配套交叉侧卸、大梯度过渡技术,进行了超大采高工作面矿山压力现场监测,验证了上述理论成果的可行性与可靠性。
王超[9]（2018）在《极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架设计研究》文中指出极近夹矸煤层工作面由于赋存条件复杂,受地质条件影响,大多数工作面采用单体液压支柱,采用这种方法不利于煤矿高产高效生产。论文对极近夹矸煤层液压支架展开设计与研究,对提高极近夹矸煤层的采煤效率具有指导意义。本文开始对煤层赋存情况进行研究,分析开采方案的利弊,通过岩梁运动步距及支架与围岩关系等动态分析,得出支架与顶板力学关系,确定支架与各顶板岩层运动间的力学关系,得出了合理支架阻力;采用反四连杆的形式,得出合理的前后连杆值,增加了后部放煤机构摆动幅度,提高了后部放煤空间,改善了支护性能,减少连杆受力,提高了支架整体的稳定性;针对极近夹矸煤层工作面赋存条件,结合综采放顶煤液压支架的支护性能及技术参数,在此工作面采用手动先导邻架控制系统,利用AMESim软件验证得出立柱、推移及尾梁千斤顶等主要液控回路的仿真变化曲线满足设计要求;为保证仿真模拟更接近与实际工况,运用ANSYS Workbench对四种工况下支架的整架强度进行分析,支架整体所受应力在安全应力范围内,并根据仿真过程中,出现的应力集中问题,提出解决方案。本论文通过对岩梁运动进行“限定变形”,建立支架阻力和岩梁位态的力学平衡关系,以此建立力学模型,得出支架阻力和顶板下沉之间的关系,为有效控制顶板提出理论依据;通过交替单向阀建立差动控制方式,控制尾梁和插板交替动作,防止插板回收不及时或过早伸出与刮板输送机发生碰撞;分析动作过程中支架的承载能力,将放顶煤液压支架进行简化,分析不同顶板摩擦系数变化时,支架前后连杆受力和力矩变化情况。论文的研究能够促进极近夹矸煤层资源利用向高效、安全的集约化方向发展,具有一定的实际指导意义。
魏臻[10]（2018）在《基于端面顶板稳定性的综放采场支架—围岩关系研究》文中进行了进一步梳理采场支架围岩作用关系的研究是煤矿地下开采岩层控制的核心内容。本文针对综采放顶煤生产现场端面顶板失稳现象,对支架-围岩体系受端面顶板稳定性影响下的相互作用机理进行了研究。首先统计分析典型综放现场端面顶板失稳情况,明确了端面顶板稳定性对采场支架围岩作用体系的影响形式及影响因素,并利用数学评价方法对其进行了分类和权重排序。然后通过理论研究对综放采场支架围岩作用体系中的支架覆岩平衡结构失稳机理进行了运动力学分析,圈定了工程尺度下支架围岩作用关系研究范围。最后利用相似模拟实验和数值模拟两种手段对工程尺度范围下支架-煤壁联合支撑体系受端面顶板稳定性各因素影响特征进行了分析,并对选定综放工作面顶板管理措施提出了改进建议。具体的研究结论如下:（1）通过大量查阅我国综放采场端面顶板失稳现场资料,端面顶板失稳和煤壁片帮等工作面围岩失稳现象与采场来压同步,在工作面生产条件变化时差异明显。支架控顶效果受到采场端面顶板弱支护区的影响,支架围岩相互作用关系失衡易造成端面顶板失稳冒落,若不及时采取控制措施,则端面顶板失稳会反作用于支架围岩体系,造成工作面生产条件恶化。（2）从主动控制角度出发,拟定了18项端面顶板稳定性影响因素:（1）煤层赋存条件类,包括煤体强度、原生节理裂隙、地质构造、煤层倾角、煤层埋深、煤层厚度;（2）人为可控条件类,包括支架俯仰角、支架初撑力、端面距控制、支架梁端支护力、工作面长度、机采割煤高度;（3）不可控因素类,包括支架刚度、煤壁片帮、支架偏载、顶板来压、支架工作阻力、支承压力影响。通过利用AHP评价方法对拟定的各影响因素进行了权重排序。（3）通过分析科学产能、厚煤层资源储备、现有生产能力三个条件,确定了本文研究工程背景为山西省潞安、晋城两矿区采用放顶煤工艺开采二叠系山西组3号煤的典型工作面基础条件。对区内单一大采高综采和放顶煤开采液压支架性能参数对比,明确在综放采场支架围岩关系研究中需要重点考虑综放支架长顶梁情况下对覆岩载荷规律性变化的响应特征。（4）针对综放采场一般性矿压显现规律及特征和支架围岩作用体系,建立采场基本顶平衡稳定结构模型,通过基本顶超前断裂位置的支撑影响角反演,确定了支架-广义煤壁支撑体系范围,明确了工程尺度下综放采场支架围岩关系研究的空间范围是支架-煤壁联合支撑体系及其上覆顶煤。（5）结合采场支承压力理论和顶煤反复加载路径演化过程,分析了端面顶板失稳特征。确定失稳结构是以支架顶梁前端和煤壁为底角、重心偏向煤壁上方煤体的三角型。将顶煤按其区位特征及裂隙发育属性划分为:裂隙发育区、端面弱支护区、顶梁挤压区和架后冒放区。并对液压支架控顶机理进行了讨论分析。（6）利用相似模拟实验方法对工程尺度下综放采场支架围岩相互作用演化规律进行了实验研究。设计了高仿真度液压支架模型,并通过顶梁载荷实时监测系统对实验过程中支架对覆岩载荷的响应过程进行了记录。实验过程中发现,综放采场中软弱顶煤在支架支撑力和上覆岩层载荷的共同作用下受到挤压,导致煤体裂隙发育、结构破碎,在支架推进过程中由于架后顶煤架冒放,支架上方煤体在采空区侧形成自由面,为支架上方顶煤活动提供了空间。同时工作面放煤工序使顶煤受力状态由两向受压变为垂直单向受压,促使内部纵向张拉裂隙发育。（7）通过支架顶梁全长载荷变化规律可知,液压支架在支护顶板过程中,顶梁载荷随回采工序及顶板情况不断变化,一般情况下顶梁中、前部载荷较大,后部载荷较小。其原因主要是由于支架顶梁后端顶煤较中、前部顶煤破碎,完整性较差,不能有效传递上覆岩层载荷,后柱支撑能力得不到释放。此外,支架最有力的支撑力作用位置在顶梁中后部,而顶板载荷集中区域却集中在顶梁中前部,这种差异导致支架支撑性能不能有效作用于顶板控制,对支架工作姿态也造成了影响。（8）通过模拟再现端面顶板失稳冒落过程可以发现,端面顶板在水平层理间粘聚力较低的情况下表现为明显的分层冒落特征。端面距大小是端面顶板控制中的主要影响因素,而支架前梁结构主要对端面顶板起“护”的作用以限制端面煤体自由面的形成。实验再现了切顶压架事故,说明采场支架-煤壁联合支撑体系的破坏能够造成覆岩载荷向支架支撑区转移。（9）从对支架控顶参数的变量分析中可知,端面顶板失稳能够破坏支架-煤壁联合支撑体系整体性。当端面顶板发生失稳时,顶煤指向采空区的整体位移运动被切断,分别形成支架上方顶煤和煤壁上方顶煤两个独立体系,并各自受到支架控顶和煤壁支撑两种不同属性的支护作用,从而打破了“支架-煤壁”联合支撑体系对上覆岩层的控制,所以对综放采场支架-围岩相互作用关系的研究应该考虑端面顶板稳定性。（10）在具体的影响因素分析中,发现的规律包括:（1）支架俯仰角能够限制支架顶梁上方顶煤水平位移,仰角支撑对支架上方顶煤控制效果最好,但对端面顶板稳定性不利。（2）支架初撑力对支架顶梁上方顶煤的稳定性控制存在阈值,超过阈值顶煤稳定性不会明显的增加,本文模拟中阈值为6000kN;（3）端面距较小时,对端面顶板稳定性的控制效果明显,能够维持较完整的支架-煤壁联合支撑体系,但支架上方顶煤整体位移量较大。（4）支架梁端支护力对端面顶板稳定性的提高有显着影响,但代价是支架偏载程度加大。（5）机采割煤高度变化对端面顶煤影响不大,但对煤壁上方顶煤的控制效果显着。
二、Mechanisms and Kinematics of Hydraulic Support for Top-Coal Caving（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Mechanisms and Kinematics of Hydraulic Support for Top-Coal Caving（论文提纲范文）
（1）煤矸冲击滑移作用下尾梁动态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 问题的提出及研究意义 |
| 1.4 主要研究内容及安排 |
| 1.5 论文主要创新点 |
| 2 固体表面接触与摩擦理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 接触理论 |
| 2.3 摩擦模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 单颗粒煤岩冲击尾梁动态特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 放煤机构刚柔耦合分析模型 |
| 3.3 数值模拟与结果分析 |
| 3.4 基于多刚体冲击方式的对比验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 煤矸颗粒冲击尾梁动态响应差异性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于刚柔耦合的煤矸颗粒冲击模型 |
| 4.3 动态响应量的选取及煤矸冲击结果比较 |
| 4.4 不同冲击工况下尾梁动态特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤矸滑移作用下尾梁振动行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Adams中摩擦力定义 |
| 5.3 煤矸滑移作用模拟及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（2）特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 榆神矿区厚及特厚坚硬煤层开采现状 |
| 1.1.2 特厚坚硬煤层超大采高综放开采的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 综放开采发展和研究现状 |
| 1.2.2 综放采场顶板覆岩结构及矿压显现特征研究现状 |
| 1.2.3 综放开采放煤理论研究现状 |
| 1.2.4 放顶煤液压支架发展和研究现状 |
| 1.2.5 特厚坚硬煤层综放开采研究现状 |
| 1.2.6 结构耦合的发展和研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 液压支架与围岩结构耦合原理 |
| 2.1 液压支架与围岩结构耦合的定义 |
| 2.1.1 煤矿开采与岩层控制中的结构 |
| 2.1.2 液压支架与围岩结构耦合关系 |
| 2.2 液压支架-围岩“大、小结构”耦合原理 |
| 2.2.1 采场围岩“大结构 |
| 2.2.2 采场围岩“小结构” |
| 2.2.3 采场围岩“小结构”初次耦合 |
| 2.2.4 采场围岩“大结构”二次耦合 |
| 2.3 特厚坚硬煤层综放开采“大、小结构”分析 |
| 2.3.1 顶板覆岩结构特征及液压支架工作阻力确定 |
| 2.3.2 液压支架结构对顶煤冒放结构的影响 |
| 2.3.3 坚硬顶煤冒放结构分析 |
| 2.3.4 液压支架结构高度(采放比)对顶煤冒放结构的影响 |
| 2.3.5 液压支架结构高度(采放比)与矿山压力显现强度关系 |
| 2.3.6 放煤机构结构对顶煤冒放结构及冒放性影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 超大采高综放开采液压支架与顶板覆岩结构耦合关系 |
| 3.1 超大采高综放开采工程背景 |
| 3.2 超大采高综放开采合理采高研究 |
| 3.2.1 综放工作面增大采高的优势和劣势 |
| 3.2.2 榆神矿区相似开采技术条件类比分析 |
| 3.3 液压支架架型结构对承载特性和适应性影响研究 |
| 3.3.1 液压支架顶梁失稳状态分析 |
| 3.3.2 综放液压支架结构及承载特性对比分析 |
| 3.3.3 液压支架结构件强度校核 |
| 3.4 顶板覆岩运动规律和矿压显现特征分析 |
| 3.4.1 顶板覆岩结构及矿压显现特征数值模拟分析 |
| 3.4.2 工业性试验分析 |
| 3.4.3 生产效率分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超大采高综放开采液压支架与顶煤冒放结构耦合关系 |
| 4.1 特厚坚硬煤层超大采高综放开采数值模拟建模 |
| 4.1.1 无黏结颗粒与黏结颗粒力学模型对比 |
| 4.1.2 黏结颗粒力学模型及液压支架模型建模 |
| 4.2 顶煤冒放结构及成拱特征分析 |
| 4.2.1 顶煤冒放成拱结构特征 |
| 4.2.2 顶煤块度分布特征周期性变化 |
| 4.2.3 顶煤采出率分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 超大采高综放开采液压支架与煤壁结构耦合关系 |
| 5.1 超大采高综放工作面煤壁板裂化片帮特征及危害防治 |
| 5.1.1 工作面煤壁片帮特征研究现状 |
| 5.1.2 超大采高综放工作面煤壁板裂化片帮特征 |
| 5.1.3 工作面煤壁板裂化片帮危害与防治 |
| 5.2 超大采高综放工作面煤壁板裂化片帮机理研究 |
| 5.2.1 板裂化破坏研究现状 |
| 5.2.2 工作面煤壁煤岩结构特征 |
| 5.2.3 工作面煤壁应力环境特征 |
| 5.2.4 煤岩物理力学特性试验分析 |
| 5.2.5 煤壁板裂化片帮发展机理研究 |
| 5.3 不同护帮板结构特性及其与煤壁结构耦合效果研究 |
| 5.3.1 不同护帮板结构力学特性分析 |
| 5.3.2 不同护帮板结构运动学特性分析 |
| 5.3.3 二级护帮板和三级护帮板对比分析 |
| 5.3.4 护帮板结构形式与煤壁耦合效果分析 |
| 5.3.5 整体式二级护帮板在超大采高综放工作面应用效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 超大采高综放首采面端头顶板结构及其弱化措施研究 |
| 6.1 高能气体预裂装置弱化技术试验 |
| 6.1.1 高能气体预裂装置技术特点 |
| 6.1.2 高能气体预裂装置布置参数 |
| 6.1.3 顶煤弱化效果对比分析 |
| 6.1.4 端头悬顶切顶效果分析 |
| 6.1.5 安全性分析 |
| 6.1.6 高能气体预裂装置小结 |
| 6.2 水力压裂顶煤弱化技术试验 |
| 6.2.1 水力压裂钻孔布置 |
| 6.2.2 水力压裂致裂效果分析 |
| 6.2.3 水力压裂对顶煤冒放影响分析 |
| 6.2.4 水力压裂队采空区悬顶影响分析 |
| 6.2.5 水力压裂技术措施小结 |
| 6.3 工作面端头和超前支护系统适应性分析 |
| 6.4 超前液压支架与锚网索结构耦合关系研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于动态冲击滑移接触特性的煤矸识别与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.3 当前研究存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 基于接触响应差异的煤矸可识别性分析与试验验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 煤矸与金属板的弹性接触分析 |
| 2.3 煤矸与金属板的准脆性接触分析 |
| 2.4 基于接触响应差异的煤矸可识别性试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 煤矸与放顶煤液压支架的冲击滑移接触特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 煤矸与放顶煤液压支架的冲击接触特性分析 |
| 3.3 煤矸与液压支架的滑移接触特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于尾梁冲击接触特性的煤矸分类识别参数研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 煤矸与尾梁结构体理论接触模型 |
| 4.3 煤矸与尾梁结构体的冲击接触特性研究 |
| 4.4 煤矸与尾梁含间隙结构体的冲击接触特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于冲击滑移的煤矸分类识别试验技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 煤矸与支架冲击滑移试验台的设计与搭建 |
| 5.3 多源信息采集系统的构建 |
| 5.4 试验和多源信号采集 |
| 5.5 多源信号预处理 |
| 5.6 基于单信号的煤矸分类识别技术研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于多信息融合的煤矸分类识别的实现 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于多通道信号串行特征的煤矸识别 |
| 6.3 基于多通道数据融合的煤矸识别 |
| 6.4 基于并行信号和程序并行投票制度的煤矸识别 |
| 6.5 最优识别策略决策 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文主要研究工作总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（4）我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望（论文提纲范文）
| 1 煤炭开采技术与装备 |
| 1.1 我国煤炭开采技术与装备发展历程 |
| 1.2 一次采全高综采技术与装备 |
| (1)薄及中厚煤层综采技术与装备 |
| (2)厚煤层大采高综采技术与装备 |
| 1.3 综采放顶煤开采技术与装备 |
| 2 岩层控制理论与技术 |
| 2.1 采场岩层控制理论与技术 |
| 2.1.1 采场岩层控制理论与技术发展历程 |
| 2.1.2 采场岩层运动破断规律 |
| 2.1.3 液压支架与围压耦合作用关系 |
| 2.1.4 坚硬顶板及煤层控制技术 |
| (1)深孔炸药爆破技术 |
| (2)水力压裂技术 |
| (3)CO2气相爆破压裂技术 |
| 2.1.5 破碎顶板及煤层控制技术 |
| 2.2 巷道围岩控制理论与技术 |
| 2.2.1 巷道围岩控制理论与技术发展历程 |
| 2.2.2 巷道围岩地质力学原位测试技术 |
| 2.2.3 锚杆支护技术 |
| 2.2.4 破碎围岩注浆加固技术 |
| 2.2.5 水力压裂卸压技术 |
| 2.2.6 巷道矿压监测仪器与技术 |
| 2.3 冲击地压控制理论与技术 |
| 2.3.1 冲击地压控制理论与技术发展历程 |
| 2.3.2 冲击地压发生机理 |
| 2.3.3 冲击危险区域评价技术 |
| 2.3.4 冲击地压实时监测预警技术与平台 |
| 2.3.5 冲击地压综合防治技术体系 |
| 3 特殊开采与矿区环境治理 |
| 3.1 特殊开采技术发展历程 |
| 3.2 开采沉陷理论 |
| 3.2.1 地表移动计算理论 |
| 3.2.2 覆岩破坏与控制机理 |
| (1)不同开采工艺条件下覆岩破坏规律 |
| (2)浅埋煤层采动覆岩破坏规律 |
| (3)覆岩破坏控制技术 |
| 3.3 特殊采煤技术 |
| 3.3.1 建(构)筑物下采煤技术 |
| (1)条带开采技术 |
| (2)充填开采技术 |
| (3)协调开采技术 |
| 3.3.2 抗采动影响建(构)筑物设计技术 |
| 3.3.3 近水体下安全开采技术 |
| (1)大型地表水体下综放顶水开采技术 |
| (2)不同类型水体下控水开采技术 |
| (3)松散含水层下溃砂机理及判据 |
| (5)充填保水开采技术 |
| 3.3.4 承压水上开采技术 |
| 3.4 矿区生态环境治理技术 |
| 4 结论与展望 |
（5）煤矿智能化(初级阶段)研究与实践（论文提纲范文）
| 0引言 |
| 1我国煤矿综合机械化、自动化和智能化发展现状 |
| 1.1我国煤矿综合机械化发展历程 |
| 1.2液压支架电液控制系统发展历程 |
| 1.3高可靠性煤机装备发展历程 |
| 1.4薄煤层自动化、智能化开采实践 |
| 1.5中厚煤层智能化开采实践 |
| 1.6大采高和超大采高智能化开采实践 |
| 1.7特厚煤层智能化综采放顶煤开采实践 |
| 2煤矿智能化定义及发展原则、目标和任务 |
| 2.1煤矿智能化相关术语定义 |
| 2.2煤矿智能化发展原则与目标 |
| 2.2.1煤矿智能化发展原则 |
| 2.2.2煤矿智能化发展目标 |
| 2.3煤矿智能化发展的主要任务 |
| 3煤矿智能化基础理论研究 |
| 3.1煤矿智能化基础理论研究难点 |
| 3.2基于智能感知的数字煤矿智慧逻辑模型 |
| 3.3智慧逻辑模型框架下的开采系统智能化控制 |
| 3.4开采系统健康状态评价、寿命预测与维护决策 |
| 4智能化煤矿顶层设计与关键技术 |
| 4.1智能化煤矿总体架构 |
| 4.2煤矿智能系统组成 |
| 4.3智能系统关键技术与实现路径 |
| 4.4煤矿机器人 |
| 4.5技术短板与工程难题 |
| 5煤矿智能化开采模式与技术路径 |
| 5.1薄及中厚煤层智能化无人开采模式 |
| 5.2大采高工作面智能耦合人工协同高效开采模式 |
| 5.3综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤模式 |
| 5.4复杂条件机械化+智能化开采模式 |
| 6煤矿智能快速掘进关键技术与模式 |
| 6.1煤矿智能掘进装备关键技术与研发进展 |
| 6.2巷道快速支护技术研发现状 |
| 6.3锚钻装备与支护关键技术 |
| 6.4快速掘进装备总体配套技术与工艺研发进展 |
| 6.5智能化快速掘进技术 |
| 7煤矿智能化发展问题思考与政策建议 |
| 7.1条件多样性与区域不平衡相关问题的思考 |
| 7.2政策建议 |
| 8结语 |
（6）特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系（论文提纲范文）
| 1 支架-围岩“大、小结构”耦合机理及作用 |
| 1.1 采场围岩“大结构” |
| 1.2 采场围岩“小结构” |
| 1.3 采场围岩“小结构”初次耦合 |
| 1.4 采场围岩“大结构”二次耦合 |
| 2 特厚坚硬煤层综放开采“大、小结构”分析 |
| 3“小结构”内支架结构对顶煤冒放结构的影响 |
| 3.1 坚硬顶煤冒落和放出结构分析 |
| 3.2 支架结构高度 (采放比) 对顶煤冒放结构的影响 |
| 3.3 支架结构高度 (采放比) 与矿山压力显现强度关系 |
| 3.4 放煤机构结构对顶煤冒放结构影响 |
| 3.4.1 放煤口位置对顶煤冒放结构影响 |
| 3.4.2 放煤口宽度和冒落块度对成拱关系影响 |
| 3.4.3 尾梁摆动强扰动破拱破煤 |
| 4 结论 |
（7）煤矸颗粒冲击动力学响应特性及其振动信号识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 选题依据及研究意义 |
| 1.3 相关领域研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 单颗粒岩石冲击金属板理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 颗粒岩石冲击接触动力学模型 |
| 2.3 碰撞振动系统运动方程的数值计算 |
| 2.4 非线性接触力响应特性 |
| 2.5 接触刚度、接触阻尼对振动响应的影响 |
| 2.6 弹性岩体冲击刚性靶板数值模拟及仿真方法验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 单颗粒煤矸冲击金属板瞬态响应仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 煤矸同质量不同冲击能量特性分析 |
| 3.3 煤矸同质量不同接触面积特性分析 |
| 3.4 煤矸同冲击能量不同质量特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 J-H岩石颗粒冲击振动工作台全过程仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单颗粒煤矸冲击工作台全过程仿真 |
| 4.3 多颗粒煤矸冲击工作台全过程仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 颗粒岩石冲击工作台试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 振动试验采集分析系统设计 |
| 5.3 煤矸信号数据处理及其特征提取 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 单颗粒煤矸信号的识别算法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于随机森林的煤矸识别研究 |
| 6.3 基于XGBoost的煤矸识别研究 |
| 6.4 基于支持向量机的煤矸识别研究 |
| 6.5 基于stacking集成算法的煤矸识别模型 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（8）榆神矿区坚硬特厚煤层大采高综放开采关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景、目的及意义 |
| 1.1.1 选题的背景 |
| 1.1.2 选题的目的、意义 |
| 1.2 国内外研究现状及文献综述 |
| 1.2.1 国内外综放开采技术发展现状 |
| 1.2.2 国内、外放顶煤液压支架发展现状 |
| 1.2.3 放顶煤液压支架-围岩耦合关系研究现状 |
| 1.2.4 顶煤变形破坏及放出规律发展现状 |
| 1.3 坚硬特厚煤层开采中需要进一步研究的科学问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 主要技术路线 |
| 第2章 榆神矿区坚硬特厚煤层围岩控制实测分析 |
| 2.1 榆神矿区煤层赋存特征及力学性能测试 |
| 2.2 榆神矿区典型矿井综放工作面矿压显现实测分析 |
| 2.3 榆神矿区综采、综放工作面顶煤垮落及煤壁现场观测 |
| 2.4 榆神矿区顶煤冒放过程对支架的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 坚硬特厚煤层液压支架-顶煤耦合关系研究 |
| 3.1 坚硬特厚煤层顶煤冒放性评价 |
| 3.2 坚硬特厚煤层顶煤成拱机理分析 |
| 3.2.1 顶煤松散体流动模型 |
| 3.2.2 顶煤松散体的流动性分析 |
| 3.2.3 煤矸流动过程中成拱的影响分析 |
| 3.2.4 强扰动三级放煤机构的优化设计 |
| 3.3 坚硬特厚煤层液压支架-顶煤耦合作用关系 |
| 3.3.1 坚硬特厚煤层液压支架-顶煤耦合力学模型 |
| 3.3.2 支架合力作用点及大小对顶煤的影响 |
| 3.3.3 机采高度对坚硬特厚煤层煤壁、顶煤及回收率的影响 |
| 3.3.4 支护强度对煤壁及坚硬特厚煤层顶煤的影响 |
| 3.3.5 顶梁长度对坚硬特厚顶煤的影响 |
| 3.3.6 不同放煤步距对坚硬特厚顶煤的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于刚-液耦合的放顶煤液压支架动载响应研究 |
| 4.1 坚硬特厚煤层条件下放顶煤液压支架动力学分析 |
| 4.2 放顶煤液压支架刚度参数确定方法及测试 |
| 4.2.1 放顶煤液压支架刚度参数确定方法 |
| 4.2.2 放顶煤液压支架动力学刚度测试 |
| 4.3 基于AMESim的刚-液耦合的放顶煤液压支架动态载荷响应 |
| 4.3.1 软件平台及结构模拟系统分析 |
| 4.3.2 两柱放顶煤液压支架动态仿真模型 |
| 4.3.3 两柱放顶煤液压支架动态响应特性 |
| 4.4 液压支架动载响应试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 坚硬特厚煤层放顶煤液压支架结构优化及可靠性研究 |
| 5.1 基于遗传算法的大采高放顶煤液压支架四连杆机构优化 |
| 5.1.1 多目标遗传优化算法 |
| 5.1.2 大采高放顶煤液压支架稳定机构运动分析 |
| 5.1.3 大采高放顶煤液压支架稳定机构可控参数优化 |
| 5.2 大采高放顶煤液压支架稳定性研究 |
| 5.2.1 四连杆运动精度分析基本原理 |
| 5.2.2 四连杆运动精度对液压支架稳定性的影响 |
| 5.3 大采高放顶煤液压支架不同架型的承载特性对比 |
| 5.3.1 两柱掩护式放顶煤液压支架承载能力分析 |
| 5.3.2 四柱支撑掩护式放顶煤液压支架承载能力分析 |
| 5.3.3 液压支架不同架型承载能力对顶煤的影响 |
| 5.4 大采高放顶煤液压支架结构优化及强度性能测试 |
| 5.4.1 大采高放顶煤液压支架关键结构优化 |
| 5.4.2 大采高放顶煤液压支架整体结构强度数值模拟分析 |
| 5.4.3 大采高放顶煤液压支架强度测试 |
| 5.4.4 大采高放顶煤液压支架测试验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 榆神矿区大采高综放开采适应性分析 |
| 6.1 神树畔煤矿305超大采高综放工作面工程实践 |
| 6.2 榆神矿区大采高放顶煤工作面总体配套技术 |
| 6.2.1 大采高综放工作面交叉侧卸配套技术 |
| 6.2.2 大采高综放工作面综放工作面大梯度配套技术 |
| 6.3 两柱掩护式大采高放顶煤工作面生产实践 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状与趋势 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.4 课题研究主要内容 |
| 2 极近夹矸煤层条件工作面开采技术研究 |
| 2.1 极近夹矸工作面概况 |
| 2.2 极近夹矸煤层条件下开采方案分析与研究 |
| 2.3 极近夹矸煤层条件下岩梁步距分析 |
| 2.4 极近夹矸煤层条件下支架与围岩关系研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 极近夹矸煤层条件下液压支架结构设计 |
| 3.1 极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架总体设计 |
| 3.2 极近夹矸煤层放顶煤支架四连杆机构的确定 |
| 3.3 极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架关键部件的结构设计 |
| 3.4 ZF4000/15.5/24型放顶煤液压支架技术参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架液压系统设计与分析 |
| 4.1 极近夹矸煤层条件下放顶煤支架液控系统研究分析 |
| 4.2 极近夹矸煤层条件下放顶煤支架主要回路模型建立及仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 极近夹矸煤层放顶煤液压支架力学特性分析与可靠性研究 |
| 5.1 极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架力学特性分析 |
| 5.2 基于有限元的极近夹矸煤层放顶煤液压支架可靠性技术研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的学术成果和获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于端面顶板稳定性的综放采场支架—围岩关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题意义及背景 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 采动影响下围岩应力分布及围岩破碎运移规律 |
| 1.2.2 放顶煤开采矿压规律及支架-围岩关系 |
| 1.2.3 长壁工作面端面冒顶及控制机理 |
| 1.2.4 综放液压支架适应性及配套合理性 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线图 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 2 端面顶板稳定性影响因素及工程背景 |
| 2.1 综放工作面端面顶板失稳情况 |
| 2.1.1 典型综放工作面端面顶板失稳统计分析 |
| 2.1.2 传统综放工作面端面顶板失稳情况 |
| 2.1.3 浅埋特厚综放面端面顶板失稳现场实测 |
| 2.1.4 综放工作面端面顶煤稳定性影响因素确定 |
| 2.2 综放端面顶板稳定性影响因素权重分析 |
| 2.2.1 权重分析方法概述 |
| 2.2.2 影响因素权重排序实现过程 |
| 2.3 综放端面顶板稳定性研究现场 |
| 2.3.1 综放开采技术在山西省的发展 |
| 2.3.2 潞安和晋城矿区研究综放开采的必要性 |
| 2.3.3 潞安和晋城矿区综放开采概况 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 综放采场端面顶板影响下的支架-围岩关系 |
| 3.1 综放采场矿山压力显现特征 |
| 3.2 综放采场支架-煤壁支撑体系 |
| 3.2.1 基本顶岩块B稳定性力学分析 |
| 3.2.2 综放采场支架-煤壁支撑体系载荷边界 |
| 3.2.3 综放采场支架-围岩相互作用关系的工程尺度界定 |
| 3.3 综放采场端面顶板失稳特征及影响机理 |
| 3.3.1 端面顶板稳定性影响概述 |
| 3.3.2 端面顶板煤体破碎机理及失稳类型 |
| 3.3.3 受端面顶板影响的采场顶煤分区 |
| 3.4 综放采场液压支架支撑体系控顶机理 |
| 3.4.1 综放采场液压支架概述 |
| 3.4.2 放顶煤四柱支撑掩护式支架与两柱掩护式支架适应性讨论 |
| 3.4.3 放顶煤液压支架整体式顶梁与铰接顶梁适应性讨论 |
| 3.4.4 均布载荷条件下顶梁受力分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 综放采场支架-围岩关系演化过程分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 实验设计及参数确定 |
| 4.2.1 实验研究对象及相关要素确定 |
| 4.2.2 实验相似材料配比参数确定 |
| 4.3 模型液压支架设计及顶梁载荷监测系统 |
| 4.3.1 模型液压支架设计制造 |
| 4.3.2 模型液压支架顶梁载荷监测系统研发 |
| 4.4 基于数字图像处理技术的位移场分析系统 |
| 4.4.1 传统位移观测方法的不足 |
| 4.4.2 基于DIC的大尺度模型位移测量方法及设备 |
| 4.5 相似模拟围岩移动特征及顶梁载荷变化规律 |
| 4.5.1 开始前准备 |
| 4.5.2 正常回采阶段 |
| 4.5.3 顶板条件恶化阶段 |
| 4.5.4 高速推进阶段 |
| 4.5.5 端面顶板冒落 |
| 4.6 综放工作面顶板(煤)位移演化过程 |
| 4.6.1 端面顶板失稳过程位移演化特征 |
| 4.6.2 支架上方顶板(煤)位移演化规律 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 综放采场支架-围岩关系参数分析 |
| 5.1 综放工作面支架-围岩关系计算模型 |
| 5.1.1 OptumG2模拟软件介绍 |
| 5.1.2 计算模型的建立和测线布置 |
| 5.2 综放采场支架-围岩关系影响因素数值分析 |
| 5.2.1 支架俯仰角对支架-围岩关系影响 |
| 5.2.2 支架初撑力对支架-围岩关系影响 |
| 5.2.3 端面距对支架围岩关系影响 |
| 5.2.4 支架梁端支护力对支架围岩关系影响 |
| 5.2.5 工作面机采高度支架围岩关系影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、Mechanisms and Kinematics of Hydraulic Support for Top-Coal Caving（论文参考文献）
- [1]煤矸冲击滑移作用下尾梁动态特性研究[D]. 陈博. 山东科技大学, 2020(06)
- [2]特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系研究[D]. 许永祥. 煤炭科学研究总院, 2020(08)
- [3]基于动态冲击滑移接触特性的煤矸识别与试验研究[D]. 杨扬. 山东科技大学, 2020
- [4]我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望[J]. 康红普,徐刚,王彪谋,吴拥政,姜鹏飞,潘俊锋,任怀伟,张玉军,庞义辉. 采矿与岩层控制工程学报, 2019(02)
- [5]煤矿智能化(初级阶段)研究与实践[J]. 王国法,刘峰,孟祥军,范京道,吴群英,任怀伟,庞义辉,徐亚军,赵国瑞,张德生,曹现刚,杜毅博,张金虎,陈洪月,马英,张坤. 煤炭科学技术, 2019(08)
- [6]特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系[J]. 许永祥,王国法,李明忠,张金虎,韩会军. 煤炭学报, 2019(06)
- [7]煤矸颗粒冲击动力学响应特性及其振动信号识别研究[D]. 尹广俊. 山东科技大学, 2019(05)
- [8]榆神矿区坚硬特厚煤层大采高综放开采关键技术研究[D]. 李明忠. 煤炭科学研究总院, 2018(12)
- [9]极近夹矸煤层条件下放顶煤液压支架设计研究[D]. 王超. 山东科技大学, 2018(03)
- [10]基于端面顶板稳定性的综放采场支架—围岩关系研究[D]. 魏臻. 中国矿业大学(北京), 2018(01)