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May 30, 2024

Resposta dinâmica de uma viga traseira de impacto de desmoronamento em rocha de carvão para suporte hidráulico

Relatórios Científicos volume 12, Número do artigo: 11535 (2022) Citar este artigo 533 Acessos 2 Citações Detalhes das métricas Baseado na tecnologia de acoplamento bidirecional do Discrete Element Method-Multi Flexible

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 11535 (2022) Citar este artigo

533 Acessos

2 citações

Detalhes das métricas

Com base na tecnologia de acoplamento bidirecional do Método de Elementos Discretos - Dinâmica de Corpo Multi Flexível (EDM-FMBD), uma parede de carvão de escavação virtual é estabelecida usando o software de elemento discreto, EDEM. O modelo de acoplamento rígido e flexível da viga traseira dos suportes de espeleologia é estabelecido usando o software de dinâmica multicorpo, RecurDyn. A rigidez do cilindro de óleo é calculada usando a teoria do acoplamento de mola sólido-líquido e é substituída por uma mola. Ao simular o processo de colapso de uma rocha carbonífera impactando a viga traseira, o sinal dinâmico do colapso da rocha carbonífera impactando a viga traseira até o esmagamento no estágio de escavação de carvão da face de trabalho de escavação abrangente é estudado e o teste é realizado no subsolo. A aceleração angular no ponto de articulação da viga traseira é a maior e mostra um padrão de variação de "grande em ambas as extremidades e pequeno no meio". É proposta a definição de uma "faixa de baixa amplitude" na superfície da viga traseira. O sinal de força no ponto de articulação do link frontal é o mais forte e é o melhor ponto de medição para o sensor de força; o sinal de aceleração angular no ponto de articulação da viga traseira é o mais forte e é o melhor ponto de medição para o sensor de aceleração angular. Os resultados têm implicações práticas para a identificação da ganga de carvão e o controle adaptativo do apoio à mineração integrada de carvão.

A mineração inteligente tornou-se a direção do desenvolvimento e a tendência da mineração de carvão segura e eficiente 1,2,3. O processo de automação de escavação de carvão na mineração de liberação abrangente pode não apenas melhorar a taxa de extração do carvão superior na face de trabalho de liberação abrangente e reduzir a taxa de ganga, mas também pode proteger a segurança dos trabalhadores de escavação de carvão 4,5,6 e a resposta dinâmica de rocha de carvão colapsada para suporte hidráulico é a chave para a identificação precisa de rocha de carvão totalmente mecanizada. Acadêmicos nacionais e estrangeiros realizaram extensas pesquisas sobre tecnologia e equipamentos de carvão totalmente mecanizados. Jonathan et al.7 resumiram o estado de desenvolvimento da tecnologia de automação subterrânea e propuseram que o posicionamento preciso dos equipamentos de mineração e a detecção de estruturas geológicas em veios de carvão são as chaves para a mineração subterrânea automática. Pytlik et al.8 A resposta dinâmica da coluna de suporte hidráulico e os resultados do teste podem ser usados ​​para determinar o limite de escoamento da coluna e o projeto ideal da válvula de segurança. Hargrave et al.9 estudaram o sistema de posicionamento de uma máquina de mineração de carvão e testaram-no no subsolo. Xu Yajun et al.10 definiram e dividiram a zona de equilíbrio mecânico e a capacidade de suporte do suporte de acordo com as diferentes situações de suporte da cobertura, e estudaram os fatores que influenciam a capacidade de suporte do suporte. Zhao Feng et al.11 propuseram um modelo de efeito de alavanca para a falha da viga de blindagem com base na condição de trabalho do suporte hidráulico com pórtico alto e baixo uso, simularam e analisaram o modelo, e concluíram que a viga de blindagem é extremamente vulnerável a falha sob o modelo de efeito de alavancagem. Wan Lirong et al.12 usaram impulso direto de rocha de carvão para carregar a viga de cauda para estudar a resposta dinâmica da viga de cauda após suportar a carga de impacto, o que forneceu uma quantidade de referência para o controle dinâmico do mecanismo de escavação. Li Qiang et al.13 simularam e analisaram as características do sistema hidráulico da coluna do suporte hidráulico durante o processo de levantamento da coluna, o processo de rebaixamento da coluna e a carga de impacto. Obtiveram também as curvas de resposta dinâmica da pressão de cada cilindro da coluna, da pressão e vazão da válvula de segurança no processo de elevação da coluna, do processo de abaixamento da coluna e da carga de impacto. Zeng Qingliang et al.14 estudaram a resposta ao impacto da dobradiça do suporte quando as partículas de ganga de carvão impactaram o suporte hidráulico no processo de mineração de carvão de topo com base no ABAQUS e exploraram a diferença de tensão na dobradiça do suporte. Xie Yunyue et al.15 estudaram a lei de distribuição da pressão específica da placa inferior de um suporte hidráulico sob carga de impacto de poço profundo. Hu Xiangxun et al.16 utilizaram cálculos numéricos para analisar os fatores que influenciam a estabilidade estática e a estabilidade dinâmica do suporte e forneceram um esquema para aumentar a estabilidade do suporte. Liu Wei et al.17 propuseram um método para detectar a interface da ganga de carvão usando as características de vibração da placa de aço de impacto em queda da ganga de carvão. Zhang Ningbo et al.18 propuseram o método de medição e identificação da ganga mista na abertura de escavação de carvão no processo de escavação de carvão superior usando o raio natural da ganga de carvão. Jiang Lei et al.19 propuseram um método de reconhecimento de ganga de carvão usando o sinal de vibração do feixe traseiro, e o desempenho de reconhecimento foi melhor que o do modelo de rede convencional. Shan Pengfei et al.20, o método de reconhecimento de imagem baseado no algoritmo Faster R-CNN aprimorado foi usado para discriminar o status de liberação de ganga de carvão, o que forneceu suporte teórico para o reconhecimento preciso de escavações de carvão.