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大倾角煤层走向长壁综采工作面系统参数优化研究

韩占冰  
【摘要】: 近十多年来,随着综采技术的迅速发展,大倾角煤层开采矿井逐年增多,产量越来越大,效益也有了大幅度提高。 目前,大倾角煤层走向长壁综采的研究主要致力于设备选型及采煤工艺研究,并取得了长足发展,然而对开采技术有关参数的系统优化研究相对较少。为了安全、高效开采大倾角煤层,应加强有关参数的定量研究,特别是应着重加强大倾角煤层走向长壁综采工作面系统参数优化研究,为设计提供依据。 本文研究了大倾角煤层走向长壁综采工作面系统参数的优化,包括工作面长度、工作面推进速度、伪斜角度、主要机械设备参数等。其中主要以工作面长度的优化为主,建立了工作面长度的目标函数与约束条件,并建立了可靠性与工作面长度的数学模型;当乳化液泵站位于工作面运输巷,由于煤层倾角大,工作面乳化液泵对工作面上端头附近液压支架供液压力不足,也限制了工作面的长度。在优化的方法上,使用了基于运筹学、系统工程和计算机学科的综合优化方法。同时利用工作面长度与工作面推进速度的关系,给出了合理工作面长度的判据,并通过编程计算来确定合理的工作面的长度。分析了工作面主要费用参数值变化对工作面长度的灵敏度,依次得出为达到工作面长度最优化的目标需要着重考虑的参数。分析了大倾角煤层综采工作面伪仰斜开采下端头超前上端头长度、伪斜角度的数学模型。在考虑煤层倾角增大所带来的影响下,建立了大倾角煤层综采工作面采煤机牵引力、制动力,液压支架工作阻力、调架力,刮板输送机运输能力等参数的数学模型。建立了大倾角煤层走向长壁综采工作面参数优化的经济-数学模型,在此基础上,应用面向对象的可视化编程语言Visual Basic 6.0编程,对大倾角煤层走向长壁综采工作面的长度进行优化,以华蓥山绿水洞煤矿6134与5634工作面、靖远王家山煤矿44407工作面为工程实例进行优化研究,取得了满意效果,研究结果可为大倾角煤层开采设计参考。


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