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基本信息

項目名稱：
煤礦用報警支柱實驗研究
小類：
能源化工
簡介：
目前，有關(guān)于單體液壓支柱的研究還不夠成熟，而且大多數(shù)研究都是建立在原有的技術(shù)上進行的。鑒于此發(fā)明了《煤礦用報警支柱》，同時已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局專利 （ZL200720169368.6）。煤礦用報警支柱是在常規(guī)的液壓支柱基礎(chǔ)上設(shè)計安裝壓力傳感器和報警器等組成的報警裝置，當(dāng)工作面頂板有壓力時支柱頂端的壓力傳感器在變形壓力的作用下收縮。此時壓力傳感器內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變電阻片其電阻就相應(yīng)的減小，當(dāng)煤層頂板壓力增大到一定程度時則壓力傳感器與報警裝置接通，此時報警器發(fā)出報警聲，提示井下工作人員采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而能避免因為工作面突然冒頂而引發(fā)各種人員傷亡和機械破壞等一系列事故。同時該實驗在2008年獲得山西省普通高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目立項，論文在《中州煤炭》2009年第3期發(fā)表。
詳細介紹：
煤礦用報警支柱，適用于礦山井下巷道和回采工作面超前支護以及普采工作面支護工程，這種報警式單體液壓支柱是在常規(guī)的液壓支柱基礎(chǔ)上設(shè)計安裝壓力傳感器和報警器等組成的報警裝置，當(dāng)工作面頂板有壓力時支柱頂端的壓力傳感器在變形壓力的作用下收縮。此時壓力傳感器內(nèi)設(shè)置的應(yīng)力應(yīng)變電阻片其電阻就相應(yīng)的減小，當(dāng)煤層頂板壓力增大到一定程度時則壓力傳感器與報警裝置接通，此時報警器發(fā)出報警聲，提示井下工作人員采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而能避免因為工作面突然冒頂而引發(fā)各種人員傷亡和機械破壞等一系列事故，同時也能讓單體液壓支柱充分的發(fā)揮對圍巖和頂板的支撐能力，另外該支柱還繼承了傳統(tǒng)單體液壓支柱所具有的承受能力大、抗偏載能力強等一系列優(yōu)點。 通過對煤礦用報警支柱的模擬實驗研究，得出了報警支柱的報警值的大小，進一步研究煤礦用報警支柱在現(xiàn)場的適應(yīng)性及其應(yīng)用，將對煤礦企業(yè)改善頂、底板管理，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)具有重要的社會和經(jīng)濟效益。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

根據(jù)相似模擬理論，對煤礦用報警支柱在采煤工作面的適應(yīng)性進行了相似材料模擬實驗，提出了煤礦用報警支柱報警點確定的方法，為進一步研究煤礦用報警支柱在現(xiàn)場的適應(yīng)性及其應(yīng)用，提供了有價值的理論依據(jù)。它的應(yīng)用將對實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，具有重要的社會和經(jīng)濟效益。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

此次實驗通過相似模擬實驗和數(shù)值模擬實驗（采用分析軟件Ansys）模擬礦井煤層頂板壓力，此次實驗的獨特之處在于用數(shù)據(jù)采集儀自動記錄加載力的數(shù)據(jù)，并記錄報警支柱開始報警的報警值和支柱破壞時的頂板壓力值，用計算機分析其模擬曲線，得出精確的報警值。為實驗結(jié)果的得出提供了科學(xué)依據(jù)，同時也為進一步研究煤礦用報警支柱在現(xiàn)場的適應(yīng)性及其應(yīng)用，提供了有價值的理論依據(jù)。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

通過對煤礦用報警支柱的模擬實驗研究，得出了報警支柱的報警值的大小，進一步研究煤礦用報警支柱在現(xiàn)場的適應(yīng)性及其應(yīng)用，將對煤礦企業(yè)改善頂、底板管理，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)具有重要的社會和經(jīng)濟效益。

學(xué)術(shù)論文摘要

近年來，礦難在我國屢屢發(fā)生，引起了全國各界的廣泛關(guān)注，而單體液壓支柱又是在我國的各大煤礦的回采工作面有著非常廣泛的應(yīng)用，但是采用傳統(tǒng)的單體液壓支柱存在諸多弊端和不穩(wěn)定的因素，對煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成了不小的威脅。提高煤炭開采的安全性一直是我國煤炭部門發(fā)展的目標(biāo)，鑒于此發(fā)明了《煤礦用報警支柱》，同時已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局專利 （ZL200720169368.6）。為了確定《煤礦用報警支柱》的報警點，我們進行了煤礦用報警支柱的模擬實驗研究，本文根據(jù)相似模擬理論，對煤礦用報警支柱在采煤工作面的適應(yīng)性進行了相似材料模擬實驗，提出了煤礦用報警支柱報警點確定的方法，為進一步研究煤礦用報警支柱在現(xiàn)場的適應(yīng)性及其應(yīng)用，提供了有價值的理論依據(jù)。它的應(yīng)用將對實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，具有重要的社會和經(jīng)濟效益。

獲獎情況

1、2008年獲得山西省普通高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目研究資格； 2、論文在《中州煤炭》2009年第三期發(fā)表；

鑒定結(jié)果

參考文獻

[1]鄒德蘊.石偉，礦山壓力與頂板管理[M]，煤炭工業(yè)出版社，2001。 [2]錢鳴高.劉聽成，礦山壓力及其控制[M]，煤炭工業(yè)出版社，1984。 [3]何滿潮、孫曉明，中國煤礦軟巖巷道工程支護設(shè)計與施工指南[M]，科學(xué)出版社,2004。

同類課題研究水平概述

傳統(tǒng)的支護技術(shù)和設(shè)備，大多都存在一定的安全隱患，許多技術(shù)設(shè)備面臨淘汰與傳統(tǒng)的礦用單體液壓支柱相比較，該支柱具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，能充分發(fā)揮對頂板的支護作用，同時為井下工作人員提供一個相對安全的工作環(huán)境。 通過模擬采場頂板壓力，記錄報警器開始報警時的壓力值，提高了支柱頂端的壓力傳感器裝置的精確性和精確度，故煤礦用報警支柱的研究能夠很有效的解決傳統(tǒng)的單體液壓支柱對支護頂板的諸多弊端和不穩(wěn)定因素等對煤礦的安全生產(chǎn)所構(gòu)成的威脅。因此，該項實驗研究對改善煤礦工人的井下工作環(huán)境和提高煤炭開采的安全性具有十分重要的社會、技術(shù)、經(jīng)濟意義。
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