正交试验设计的FBG测力锚杆结构封装优化及应用 被引量：11

1

作者 梁敏富 方新秋 +4 位作者 陈宁宁 吴刚 薛小妹 宋扬 张璠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2950-2960,共11页

煤矿智能化开采是我国煤炭开采技术发展的新阶段,智能感知又是煤矿智能化开采的核心技术之一。针对深部巷道变形速度快、变形量大、底臌严重、难以形成统一的指导性锚杆支护方案等问题,提出一种能感知锚杆杆体轴力的FBG传感器及围岩状... 煤矿智能化开采是我国煤炭开采技术发展的新阶段,智能感知又是煤矿智能化开采的核心技术之一。针对深部巷道变形速度快、变形量大、底臌严重、难以形成统一的指导性锚杆支护方案等问题,提出一种能感知锚杆杆体轴力的FBG传感器及围岩状态感知监测系统。基于光纤光栅传感基本原理,研究了FBG测力锚杆的关键技术,包括测力锚杆的结构设计、测力锚杆的工作原理和应变传递机理;对比分析了基体表面粘贴封装和基体刻槽封装的FBG传感器应变传递规律,揭示了FBG传感器的应变传递变化规律及影响因素。运用正交试验法探究了黏结剂的剪切模量、凹槽的形状以及光纤光栅的粘贴长度对应变传递效率的影响特征,提出9种试验方案,并设计3组锚杆拉伸试验以获得测试结果。通过极差分析得到:按照对应变传递效率影响大小排序,黏结剂种类对应变传递效率造成的影响最大,其次为凹槽形状和光纤光栅粘贴长度;确定了最优封装方案,即使用AB环氧树脂胶,凹槽形状为半圆形且粘贴长度为100 mm时应变传递效率最大。通过方差分析得到:黏结剂种类对应变传递效率的作用显著,其次为凹槽形状,光纤光栅粘贴长度对应变传递效率的作用不显著。在寺家庄矿15106回风巷建立了围岩状态感知监测系统并进行测试,应用效果显著。 展开更多

关键词 传感器封装技术 测力锚杆 正交试验 光纤光栅 应变传递

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温补型光纤Bragg光栅压力传感器在锚杆支护质量监测中的应用 被引量：23

2

作者 梁敏富 方新秋 +2 位作者 柏桦林 邢晓鹏 吴刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2826-2833,共8页

为了改善现有光纤光栅压力传感器应变-温度交叉敏感的问题,基于光纤光栅传感原理及弹性膜片结构,设计了一种新型的温度补偿压力传感器。建立了膜片结构变形力学模型,推导出了光纤光栅中心波长漂移与压力之间的数学关系,建立了传感器灵... 为了改善现有光纤光栅压力传感器应变-温度交叉敏感的问题,基于光纤光栅传感原理及弹性膜片结构,设计了一种新型的温度补偿压力传感器。建立了膜片结构变形力学模型,推导出了光纤光栅中心波长漂移与压力之间的数学关系,建立了传感器灵敏度与膜片材料和结构尺寸参数之间的数学方程,Matlab数值分析了膜片参数对灵敏度的影响,利用有限元软件ABAQUS对膜片变形特征进行了仿真分析。传感器理论压力灵敏度为40.43 pm/MPa,标定实验的灵敏度为35.6 pm/MPa,经温度补偿后的实际灵敏度为37.62 pm/MPa,实现了压力测量中的温度补偿。测试结果表明该传感器具有良好的线性度、较低的啁啾性及较高的稳定性,现场应用结果证实了光纤光栅传感技术在煤矿安全监测中的可行性,适合进一步推广应用。 展开更多

关键词 光纤光栅 温度补偿 压力传感器 性能测试 锚杆支护质量监测

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一种基于CANopen协议的加速SDO车辆系统标定优化方法分析

3

作者 姜玉叶 仝军令 +2 位作者 梁斌 张程 梁敏富 《集成电路应用》 2024年第7期428-430,共3页

阐述CANopen协议是在CAN总线应用层的基础上发展起来的应用层协议,其中服务数据对象(SDO)和SDO通信常用于CANopen主站对从节点的参数配置,保证数据传输的准确性。以工程机械起重机为实例,提出一种基于CANopen协议的加速SDO的传输过程及... 阐述CANopen协议是在CAN总线应用层的基础上发展起来的应用层协议,其中服务数据对象(SDO)和SDO通信常用于CANopen主站对从节点的参数配置,保证数据传输的准确性。以工程机械起重机为实例,提出一种基于CANopen协议的加速SDO的传输过程及车辆系统标定优化方法,实现工程机械车辆快速标定。 展开更多

关键词 CANOPEN协议 服务数据对象 SDO 车辆标定

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智能工作面多参量精准感知与安全决策关键技术 被引量：58

4

作者 方新秋 梁敏富 +6 位作者 李爽 张磊 严黄宝 谢小平 尉瑞 吴刚 吕嘉锟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期493-508,共16页

煤矿智能化开采是我国煤炭综采技术发展的新阶段,也是煤炭工业技术革命和升级发展的需求和必然方向。围绕煤矿智能化开采技术、煤矿安全监测技术现状及发展趋势,介绍了煤矿智能化开采的技术内涵及核心三要素,指出智能感知是煤矿智能化... 煤矿智能化开采是我国煤炭综采技术发展的新阶段,也是煤炭工业技术革命和升级发展的需求和必然方向。围绕煤矿智能化开采技术、煤矿安全监测技术现状及发展趋势,介绍了煤矿智能化开采的技术内涵及核心三要素,指出智能感知是煤矿智能化开采的关键技术,传感监测技术是智能感知的核心。针对煤矿智能化开采感知层基础信息采集传感不全面、可靠性差、灵敏度低及安全决策技术落后等问题,基于“科学采矿”和“煤炭精准开采”先进理念,建立了智能工作面开采信息多参量精准感知与安全决策关键技术体系,研究了光纤光栅精准感知原理与传感特性,构建了光纤光栅-基体三层感知传递模型,揭示了光纤光栅粘贴长度范围内的应变分布规律,创建了光纤传感式煤矿开采巷道围岩安全状态信息和工作面装备姿态信息多参量信息感知体系,提出了基于光纤光栅智能感知技术的大容量、准分布传感网络拓扑结构,开发了基于大数据与云计算智能技术的多参量感知系统信息服务平台,构建了包括数据采集与感知层、数据传输层、数据处理与管理层和安全决策与控制层等4层系统架构,开展了基于光纤光栅的多参量感知与决策系统在煤矿开采中的具体工程应用,实现了现场生产状态、矿压信息、风险信息监测预报,为煤矿安全生产与管理提供决策支持。 展开更多

关键词 煤矿智能化 智能工作面 多参量 光纤光栅 智能感知 安全决策

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基于光纤光栅的刮板输送机直线度感知关键技术研究 被引量：31

5

作者 方新秋 宁耀圣 +3 位作者 李爽 梁敏富 吴刚 谷超 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期152-158,共7页

为了解决煤炭智能化开采进程中刮板输送机直线度感知手段缺失的关键技术问题,在研究光纤光栅曲率传感原理的基础上,设计并研发了光纤光栅三维曲率传感器。然后基于光纤光栅三维曲率传感器传感获得的正交方向上的离散点曲率信息,采用拟... 为了解决煤炭智能化开采进程中刮板输送机直线度感知手段缺失的关键技术问题,在研究光纤光栅曲率传感原理的基础上,设计并研发了光纤光栅三维曲率传感器。然后基于光纤光栅三维曲率传感器传感获得的正交方向上的离散点曲率信息,采用拟合递推的方法进行了三维算法推导,实现了刮板输送机三维弯曲形态拟合感知与重建。通过搭建刮板输送机三维弯曲测试试验平台,分别对刮板输送机三维直线状态及三维弯曲状态下感知形态与实际形态的测量效果进行了验证。试验结果表明:在刮板输送机三维弯曲形态布置情况下,实测曲线与感知曲线基本一致,各坐标轴方向误差不大于±15 mm,能够满足智能工作面对直线度的检测精度要求。 展开更多

关键词 光纤光栅曲率传感 光纤光栅三维曲率传感器 三维弯曲测试试验 刮板输送机直线度 智能感知

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煤矿智能化开采光纤传感关键技术体系 被引量：10

6

作者 方新秋 冯豪天 +3 位作者 梁敏富 陈宁宁 吴刚 宋扬 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第6期78-87,共10页

智能感知是煤矿智能化开采的首要环节,为智能决策与智能控制提供数据支持。光纤传感技术因精度高、抗干扰能力和环境耐受能力强、组网复用方式灵活多样等优势,为煤矿开采智能感知提供了解决方案。在研究光纤传感技术原理基础上,构建了... 智能感知是煤矿智能化开采的首要环节,为智能决策与智能控制提供数据支持。光纤传感技术因精度高、抗干扰能力和环境耐受能力强、组网复用方式灵活多样等优势,为煤矿开采智能感知提供了解决方案。在研究光纤传感技术原理基础上,构建了光纤光栅-基材感知信息传递模型,提出了表面粘贴式、刻槽填埋式、表面粘贴基片式光纤光栅封装技术,并进行光谱重构与温度补偿研究,以保障高精度数据感知;开发了高精度光纤光栅钻孔应力传感器、锚杆应力传感器、锚杆测力传感器、顶板离层传感器、温度传感器等开采环境智能感知传感器,光纤光栅支架倾角传感器、支架压力传感器、曲率传感器等采煤工作面装备姿态感知传感器,以及光纤光栅传感器标定工作台,为智能化采煤工作面建设提供了基于光纤传感技术的智能感知设备;整合多种光纤光栅传感器,构建了煤矿开采环境与工作面装备姿态多参量光纤光栅智能感知体系,解决了煤矿开采过程感知数据多源异构容量大、感知设备不易复用、组网难等问题;开发了煤矿开采环境安全预警与装备姿态决策系统软件,形成集“光纤光栅智能感知-动态响应-前兆预警-安全决策”于一体的煤矿开采安全决策体系;分析指出研发多场景适用的特殊材质光纤产品、适应煤矿开采需求的封装技术、兼顾精度与成本的解调仪硬件,将有助于推动光纤传感技术在煤矿智能化开采信息感知方面的应用。 展开更多

关键词 煤矿智能开采 智能感知 光纤传感 开采环境感知 开采装备姿态感知 多传感器融合 煤矿开采安全决策

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基于光纤光栅的围岩应力监测技术研究 被引量：8

7

作者 李虎威 方新秋 +1 位作者 梁敏富 薛广哲 《工矿自动化》 北大核心 2015年第11期17-20,共4页

针对目前围岩应力监测效率不高、监测真实性和准确性差等问题,根据光纤光栅传感原理和受力特性,提出一种可进行实时在线监测和长期监测的围岩应力监测系统。该系统将光纤光栅传感技术应用于围岩应力实时监测,具有监测精度高、误差小、... 针对目前围岩应力监测效率不高、监测真实性和准确性差等问题,根据光纤光栅传感原理和受力特性,提出一种可进行实时在线监测和长期监测的围岩应力监测系统。该系统将光纤光栅传感技术应用于围岩应力实时监测,具有监测精度高、误差小、抗干扰能力强的优点。 展开更多

关键词 围岩应力监测 光纤光栅 布拉格光栅

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煤矿开采光纤光栅智能感知与安全决策 关键技术研究 被引量：9

8

作者 方新秋 冯豪天 +5 位作者 梁敏富 陈宁宁 芦楠楠 吴刚 李爽 宋扬 《中国煤炭》 2022年第11期46-56,共11页

智能化开采是煤炭工业高质量发展的必由之路。为加快智能化煤矿建设,针对智能化开采初级阶段存在的煤矿开采环境与装备姿态信息感知不全面、多维感知信息精度低、多源异构数据融合弱、安全决策滞后等关键技术难题,笔者及团队经过多年的... 智能化开采是煤炭工业高质量发展的必由之路。为加快智能化煤矿建设,针对智能化开采初级阶段存在的煤矿开采环境与装备姿态信息感知不全面、多维感知信息精度低、多源异构数据融合弱、安全决策滞后等关键技术难题,笔者及团队经过多年的理论研究与现场应用,提出煤矿开采环境与装备姿态高精度光纤光栅感知理论,以解决多参量感知不准确、可靠性低的瓶颈问题,为高可靠矿用光纤光栅传感设备的研发提供了理论基础;开发了煤矿开采多维感知的光纤光栅传感技术与成套设备,解决了煤矿开采环境与装备姿态感知不全面、传感设备难组网等难题,为煤矿开采多参量感知的实践提供设备支撑;构建煤矿开采环境与装备姿态信息融合的安全决策平台,创新性地建立了煤矿开采“智能感知动态响应前兆预警安全决策”关键技术体系。通过在40余座煤矿的实际应用表明,上述研究成果促进了煤矿开采的科技进步和产业升级发展,可有效解决煤矿智能化开采安全预警与融合决策的关键技术难题。 展开更多

关键词 煤矿智能化建设 光纤传感 智能感知 多源数据融合 安全决策

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大采高综采面煤壁片帮影响因素及控制技术研究 被引量：10

9

作者 马盟 方新秋 梁敏富 《煤炭技术》 北大核心 2017年第5期87-90,共4页

为揭示阳煤一矿S8310大采高综采面煤壁片帮规律并提出有针对性的控制措施,避免盲目治理和减少成本投入,从理论上分析了工作面煤壁片帮的形式和影响煤壁片帮的因素。通过数值模拟,以煤壁片帮深度为参考比较对象,研究了煤壁片帮与煤体硬... 为揭示阳煤一矿S8310大采高综采面煤壁片帮规律并提出有针对性的控制措施,避免盲目治理和减少成本投入,从理论上分析了工作面煤壁片帮的形式和影响煤壁片帮的因素。通过数值模拟,以煤壁片帮深度为参考比较对象,研究了煤壁片帮与煤体硬度、支护强度以及俯(仰)采的关系,并确定了这3种影响煤壁片帮因素之间的主次关系。俯采对控制煤壁片帮效果最好,提高煤体硬度和增大支护强度2种方法控制效果相近,基于此,制定了该工作面的煤壁片帮控制措施。 展开更多

关键词 大采高综采 煤壁片帮 片帮形式

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光纤传感式煤矿开采环境智能感知实验改革与思考

10

作者 王华 周嘉乐 +1 位作者 梁敏富 方新秋 《内蒙古煤炭经济》 2022年第20期106-108,共3页

针对培养智能采矿相关人才的需求,总结了目前光纤传感式煤矿开采环境智能感知课程的实验装备和实验流程,分析了课程实验中存在的问题,同时根据现有经验,针对性地提出了课程实验的改革措施:一方面将光纤光栅传感器与传统采矿实验相结合,... 针对培养智能采矿相关人才的需求,总结了目前光纤传感式煤矿开采环境智能感知课程的实验装备和实验流程,分析了课程实验中存在的问题,同时根据现有经验,针对性地提出了课程实验的改革措施:一方面将光纤光栅传感器与传统采矿实验相结合,更好地模拟这些传感器在井下使用时的情况,便于学生更好地了解井下智能感知目前的发展现状;另一方面通过优化考核方式,如分段实验报告、自主设计个性化实验等方式,发挥学生的主观能动性和创新能力。 展开更多

关键词 教学改革 课程实验 光纤光栅传感 在线监测

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超长距顶板定向钻孔瓦斯抽采技术 被引量：20

11

作者 姚晋国 梁敏富 +1 位作者 袁保宁 颜邦华 《煤炭工程》 北大核心 2015年第3期61-64,共4页

针对沙曲矿高瓦斯近距离煤层群综采工作面瓦斯超限问题,在分析顶板钻孔瓦斯抽采技术原理的基础上,结合最新引进的德国DDR-1200型千米定向钻机,分析了在工作面顶板裂隙带内打定向钻孔抽采瓦斯技术的实施方案。根据14301综采工作面开采的... 针对沙曲矿高瓦斯近距离煤层群综采工作面瓦斯超限问题,在分析顶板钻孔瓦斯抽采技术原理的基础上,结合最新引进的德国DDR-1200型千米定向钻机,分析了在工作面顶板裂隙带内打定向钻孔抽采瓦斯技术的实施方案。根据14301综采工作面开采的实际条件,确定了钻孔层位布置的合理参数,并进行了工业性试验,结果表明:布置在14301工作面上方顶板22m,倾向方向距运输巷15m处的1#钻孔取得最佳瓦斯抽采效果,平均瓦斯抽采浓度达75%,抽采时间在120d以上。 展开更多

关键词 超长距 千米定向钻机 采动裂隙 瓦斯抽采

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半煤岩工作面保护层开采的卸压机理及回采设备选型 被引量：5

12

作者 谢小平 刘洪洋 梁敏富 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期168-174,共7页

基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突有效办法的现状,针对煤层群中不具备常规保护层(煤层厚度≥0.8 m)开采条件的问题,及实现下部被保护煤层卸压增透的难题,提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路... 基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突有效办法的现状,针对煤层群中不具备常规保护层(煤层厚度≥0.8 m)开采条件的问题,及实现下部被保护煤层卸压增透的难题,提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路。通过理论分析了半煤岩工作面采高与下部煤层卸压的关系,并基于沙曲煤矿地质条件,采用数值模拟分析得出:被保护煤层膨胀变形率随着保护层开采厚度的增加大致呈线性增长。据此在沙曲煤矿22201工作面进行现场工业性试验,试验结果表明:在观测7个月时间内工作面共推进了602.6 m,平均每天推进3.05 m,共计出煤约181020 t。从现场生产实际可知,工作面及回采巷道内配置的设备满足生产需要,半煤岩工作面基本可实现安全高效开采。 展开更多

关键词 半煤岩 上保护层 卸压 高瓦斯突出煤层群

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基于UDEC数值模拟实验的保护层无煤柱全面卸压开采分析 被引量：5

13

作者 谢小平 刘晓宁 梁敏富 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第2期208-212,共5页

针对低透高突煤层群中不具备常规煤层(煤厚≥0.8 m)保护层开采条件及消除保护层遗漏煤柱下方被保护层中卸压盲区的问题,提出了极薄、薄煤层半煤岩保护层无煤柱全面卸压开采技术。基于沙曲煤矿地质条件,采用UDEC数值模拟实验分析得出:被... 针对低透高突煤层群中不具备常规煤层(煤厚≥0.8 m)保护层开采条件及消除保护层遗漏煤柱下方被保护层中卸压盲区的问题,提出了极薄、薄煤层半煤岩保护层无煤柱全面卸压开采技术。基于沙曲煤矿地质条件,采用UDEC数值模拟实验分析得出:被保护煤层卸压盲区宽度随着保护层煤柱宽度的增加大致符合拟合直线方程y=17.09x-10.05的线性增长规律,拟合度R^2=0.8968;当无煤柱开采时,在原留设煤柱位置的下方被保护层中不发生垂直应力集中,即消除了卸压盲区。 展开更多

关键词 半煤岩 上保护层 无煤柱 卸压盲区 数值模拟实验

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两柱式液压支架姿态角矢量解算模型 被引量：5

14

作者 杨桂香 卢洪坤 梁敏富 《煤矿机械》 2022年第11期31-33,共3页

为了获得液压支架在煤炭综采工作面工作时的运动参数与工作状态,从而对其支护状态做出推断,并在必要时刻对液压支架进行人工干预以确保工作面的安全稳定,以两柱式液压支架为例,通过矢量环方程组建立液压支架姿态角矢量解算模型,最终得... 为了获得液压支架在煤炭综采工作面工作时的运动参数与工作状态,从而对其支护状态做出推断,并在必要时刻对液压支架进行人工干预以确保工作面的安全稳定,以两柱式液压支架为例,通过矢量环方程组建立液压支架姿态角矢量解算模型,最终得到了液压支架工作过程中的数学模型。根据此模型,只需得到液压支架运行时检测得到的6个姿态角,即可确定其全部运行姿态,为监测液压支架提供理论依据。 展开更多

关键词 液压支架 姿态角 矢量解算模型 监测 欧拉公式

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半煤岩保护层无煤柱开采的全面卸压机理及应用研究 被引量：1

15

作者 谢小平 魏中举 梁敏富 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第11期24-27,32,共5页

针对卸压盲区范围内煤层将出现应力集中、法向挤压变形、瓦斯压力和含量增大,进而导致煤层开采时存在一定安全隐患的问题,提出了半煤岩保护层无煤柱开采技术,以实现下部被保护煤层的全面卸压。通过理论分析了上保护层无煤柱开采消除卸... 针对卸压盲区范围内煤层将出现应力集中、法向挤压变形、瓦斯压力和含量增大,进而导致煤层开采时存在一定安全隐患的问题,提出了半煤岩保护层无煤柱开采技术,以实现下部被保护煤层的全面卸压。通过理论分析了上保护层无煤柱开采消除卸压盲区的机理,据此在沙曲煤矿22201工作面进行现场工业性试验,试验结果表明:通过半煤岩保护层无煤柱开采,实现了低透气性高瓦斯突出煤层群的全面卸压增透,3+4#下被保护层预抽瓦斯纯量、浓度分别高达18//min和90%左右,表明半煤岩保护层无煤柱开采技术体系瓦斯治理效果显著。 展开更多

关键词 半煤岩 上保护层 无煤柱 卸压盲区 瓦斯抽采

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FBG顶板离层仪在线监测系统的构建及应用 被引量：3

16

作者 王懋 梁敏富 胡秀坤 《现代矿业》 CAS 2020年第11期175-178,共4页

针对目前顶板离层监测的效率低下、结果滞后、可靠性和准确性差等问题,根据光纤光栅传感原理,通过理论分析、实验室测试及现场试验的方法研制了一种新型高精度FBG顶板离层仪,并在此基础上构建了一种实时在线监测系统。顶板离层仪标定及... 针对目前顶板离层监测的效率低下、结果滞后、可靠性和准确性差等问题,根据光纤光栅传感原理,通过理论分析、实验室测试及现场试验的方法研制了一种新型高精度FBG顶板离层仪,并在此基础上构建了一种实时在线监测系统。顶板离层仪标定及性能测试结果表明,其具有良好的线性度和较高的灵敏度,线性拟合系数为0.9983,灵敏度为1.6 pm/mm,可以监测最小约0.63 mm的离层变化。监测系统成功应用于沙曲矿14301轨道巷的顶板离层监测,应用结果表明由该高精度FBG离层仪组成的顶板离层在线监测系统,具有测量精度高、稳定性好、信号传输距离远、能实现实时动态监测等优点,给巷道顶板离层的长期在线监测提供了一种行之有效的手段。 展开更多

关键词 光纤光栅传感 FBG顶板离层仪 巷道顶板离层 在线监测系统

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晋邦德煤业智能工作面矿压规律及控制效果研究

17

作者 李长勇 刘晓宁 +1 位作者 梁敏富 吴刚 《山西焦煤科技》 CAS 2022年第3期4-9,31,共7页

以晋邦德煤业10406智能工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对智能工作面矿压规律及控制效果进行分析研究。理论计算得出10406工作面基本顶为“砌体梁”结构,基本顶初次来压步距为29.5 m,周期来压步距为12.6 m.... 以晋邦德煤业10406智能工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对智能工作面矿压规律及控制效果进行分析研究。理论计算得出10406工作面基本顶为“砌体梁”结构,基本顶初次来压步距为29.5 m,周期来压步距为12.6 m.通过数值模拟分析可知,当工作面初次来压步距约30 m时,工作面开始大面积垮落,随着工作面的继续回采,当周期来压步距约13 m时,采场围岩塑性区变大,数值模拟结果和理论分析相符。现场观测表明,工作面智能化电液控液压支架平均移架时间25.5 s,平均活柱缩量2.4 cm.回采过程中基本顶来压步距与理论分析及数值模拟相吻合,支架立柱的平均载荷为30.3 MPa,支架利用率为74%,支架工作阻力发挥效果较好。 展开更多

关键词 智能工作面 顶板压力 矿压控制 电液控液压支架

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煤矿开采光纤智能感知与安全决策关键技术分析及探讨 被引量：2

18

作者 方新秋 宋扬 +3 位作者 梁敏富 吴刚 陈宁宁 冯豪天 《智能矿山》 2023年第5期20-24,共5页

智能开采作为实现煤矿少人化、无人化的必由之路,不仅是煤矿开采的发展趋势,也是众多科研单位研究的主要发力点。智能感知、智能决策和智能控制是实现智能开采的3个要素,而作为实现智能控制的前提,智能感知和智能决策方面存在的技术瓶... 智能开采作为实现煤矿少人化、无人化的必由之路,不仅是煤矿开采的发展趋势,也是众多科研单位研究的主要发力点。智能感知、智能决策和智能控制是实现智能开采的3个要素,而作为实现智能控制的前提,智能感知和智能决策方面存在的技术瓶颈更是亟待解决。当前常用的电磁式传感在井下复杂环境中易受电磁干扰,其感知精度、稳定性较差,且难以形成分布式网络,而光纤传感具有抗电磁干扰、无源和易于组网等优点,非常适于煤矿井下环境。 展开更多

关键词 智能感知 智能控制 智能决策 科研单位 分布式网络 安全决策 光纤传感 煤矿开采

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表贴式光纤光栅锚杆应变感知机理与应用研究 被引量：13

19

作者 梁敏富 方新秋 +2 位作者 陈宁宁 马盟 李绪锦 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1243-1251,共9页

自主设计一种光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)测力锚杆,基于线黏弹性黏结剂对剪切应变传递的影响,将黏结层简化为标准线性固体模型,建立光纤光栅剪切应变传递的力学分析模型,得到表贴式FBG传感器准静态应变传递关系,结合光纤... 自主设计一种光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)测力锚杆,基于线黏弹性黏结剂对剪切应变传递的影响,将黏结层简化为标准线性固体模型,建立光纤光栅剪切应变传递的力学分析模型,得到表贴式FBG传感器准静态应变传递关系,结合光纤光栅对轴向应变的敏感特性,推导出FBG测力锚杆光力转换方程,设计3组锚杆单轴拉伸试验验证了方程的正确性.研究结果表明:电阻应变仪测量的应变值和根据转换方程计算得到的FBG测力锚杆测量的应变值呈正比例关系,比例系数分别为1.099 69,0.976 74,1.017 35,相关系数达0.993以上.在阳煤一矿81303回风巷中构建了锚杆杆身轴力分布的光纤光栅监测系统,成功监测井下巷道锚杆杆身受力情况. 展开更多

关键词 测力锚杆 光纤布拉格光栅 应变传递 光力转换方程 线黏弹性 监测

原文传递

FBG锚杆测力计研制及现场试验 被引量：12

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作者 梁敏富 方新秋 +2 位作者 薛广哲 李虎威 吴刚 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期549-555,共7页

针对巷道锚杆载荷监测的重要性及常规监测方式的局限性,采用理论分析、实验室测试及现场试验的方法,以光纤布拉格光栅(FBG)为核心敏感器件,研制了一种新型光纤光栅锚杆测力计。锚杆测力计标定及性能测试表明,其具有良好的线性度、重复... 针对巷道锚杆载荷监测的重要性及常规监测方式的局限性,采用理论分析、实验室测试及现场试验的方法,以光纤布拉格光栅(FBG)为核心敏感器件,研制了一种新型光纤光栅锚杆测力计。锚杆测力计标定及性能测试表明,其具有良好的线性度、重复性和较高的灵敏度,灵敏度为57.25 pm/MPa,线性拟合系数为0.999 6。在沙曲矿14301轨道巷中构建了锚杆支护质量光纤光栅监测系统,对工作面开采过程中巷道2个测站的锚杆载荷变化进行实时在线监测。应用结果表明,测站1几乎不受工作面开采扰动的影响,仍保持初始预紧力的作用效果;测站2的锚杆载荷呈现为先稳定后增大最后减小的变化趋势,监测数据可作为巷道围岩稳定与控制的数据基础。监测系统具有本质安全、抗电磁干扰、可靠性高的优点,适合进一步推广应用。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 膜片 锚杆测力计 标定测试 锚杆载荷

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