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现有的犁式卸料器(以带宽800mm为例,以下同)在使用时,卸料器的宽度与高度受限,对巷道空间有高度方面的要求,对于老矿井或已经成型的带式输送机运输巷道,巷道内已经布置各种管路、线缆等设施,其巷道空间极其有限,在新增设卸料点处安装就会受到高度空间的限制,甚至无法安装。
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刮板输送机作为工作面重要运输设备,中部槽因其使用环境恶劣,其失效机理主要是输送物料夹矸增大了链运摩擦阻力,加剧了输送界面机械磨损;工作面潮湿的环境加速了中部槽的锈蚀;井下空气中含有大量的CO2、SO2酸性气体,对中部槽造成腐蚀。在这些失效机理中,中部槽输送界面机械磨损是其主要失效形式。
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巷道掘进与支护是井工开采的关键技术之一,在煤矿领域新井建设中,岩巷掘进工程量占比较大,施工过程中存在两大难点:①地质结构复杂,岩石较硬,掘进速度较慢;②掘锚分开作业,支护效率较低。这些导致了施工期占比较高,因此提高掘进和支护效率至关重要。
刮板输送机作为煤矿井下采煤工作面原煤运输设备,其可靠性直接影响采煤效率。随着刮板输送机研发和制造技术的快速发展,刮板输送机可靠性得到很大提高,刮板输送机机头尾、中部段等已基本能满足各类地质条件和煤质的工况,目前含矸量较大煤矿,刮板输送设备驱动刮板链的链轮可靠性相对较低。
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煤矿地质探放水的主要任务是通过技术手段对矿井水文地质条件进行探测,分析地下水位的动态变化、水质特征及其对矿井生产的影响,进而制定相应的探放水措施,及时将井下积水安全有效地排放至地面,防止地下水对矿井生产和安全造成危害。
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锚杆支护智能化和自动化是解决上述问题的主要途径。需要解决的技术问题包括自动定位、自动铺网、自动钻孔、自动填装锚固剂、自动安装锚杆、自动紧固锚杆、自动监测锚杆合格状态、自动记录合格锚杆数量、自动防止人员接近,以及参数实时监控及上传、对台车地面远程监视控制等。
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为实现灾害的精准预测及高效防控,需对工作面进行危险性评价[3-4]。诸多学者针对煤矿不同灾害类型的危险评价方法进行研究。为进行冲击地压危险性评价,窦林名等[5]提出综合指数法;葛志会等[6]建立了模糊综合评价方法;王爱文等[7]提出了临界应力指数计算方法,量化评价了巷道冲击地压危险性。
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瓦斯是矿井中不可避免的危险因素之一,其分布规律直接关系到矿井的安全生产。特别是在采空区,瓦斯的积聚和释放往往受到多种因素的影响,使得瓦斯防治工作变得尤为复杂和关键[1]。采掘活动中,煤体与围岩经历压力释放与透气性提升的变化,并且伴随岩石裂隙的逐渐扩大趋势。
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我国煤炭产量数据表明,薄煤层开采产量仅占煤炭总产量的7%左右。目前,薄煤层开采普遍面临着生产效率低下、经济效益不佳及安全难以保障等问题。此外,在一些同时赋存薄煤层和中厚煤层的矿区,由于薄煤层的开采较为缓慢,导致其下方的中厚煤层无法及时被开采。一些煤矿不得不放弃部分薄煤层资源,出现了采厚弃薄的资源浪费现象。
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压风空气钻进依赖风力排渣,钻孔施工时不仅粉尘污染大,遭遇喷孔时还容易造成人员伤害并引发瓦斯超限。为此,研究人员设计了各类防护装置[4-6],可有效降低粉尘污染并抑制喷孔对施钻的不利影响。但是,上述防护装置缺少对钻孔内部因热量集聚而引起的自燃事故的监控,存在一定的安全隐患。
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对于工作面的无人化掘进,防止人员 误闯入、设备安全高效运作成为核心问题。 目前国 内通过超带宽(UWB)技术来检测人员位置信息及 工作状态[2-4] ,但 UWB 技术的实现需人员需佩戴对 应的标识卡,在井下多变的环境中,标识卡的遗失、 损坏问题变得尤为突出,失去标识卡的人员在井下 无法检测其位置、状态,处于无保护的游离状态。
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随着煤矿机械化采煤技术的不断发展,综采工作面粉尘防治问题日益受到关注。采煤机在截割煤层过程中产生大量煤尘,尤其是细小的可吸入粉尘,对工人的健康和作业环境构成了严重威胁[1-2]。传统的喷雾降尘装置在雾化效果和覆盖范围上存在不足,难以有效应对高浓度粉尘区域[3]。
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以42CrMo为原材料的导向套是煤矿用液压支架千斤顶中的关键结构件之一。近期某公司生产的一批导向套在粗车或精车后发现裂纹,裂纹的存在严重影响产品的质量。由于发现裂纹的工序为粗车和精车,上游工序有选料、锻造和热处理,而分析是哪一工序过程产生的裂纹至关重要。
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顺槽沿煤层顶板掘进一般用于松软破碎煤层放顶煤开采工作面,不但可以解决松软破碎煤层随掘随冒难题,还可以提高开采效率[1]。但由于工作面中部要沿煤层底板布置,而两端沿煤层顶板布置,工作面底板就形成了“锅底”形状,给工作面三机配套带来了较大困难。
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随着矿用芳纶输送带在各个领域的广泛应用,其损伤问题也逐渐凸显出来。常见的损伤类型包括断裂、磨损、接头伸长等。这些损伤不仅会影响输送带的正常运行,降低运输效率,而且如果不能及时检测和修复,还会导致输送带的进一步损坏,甚至引发严重的生产事故[2]。
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