基本信息
- 项目名称：
- 煤矿用报警支柱实验研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 目前，有关于单体液压支柱的研究还不够成熟，而且大多数研究都是建立在原有的技术上进行的。鉴于此发明了《煤矿用报警支柱》，同时已获得国家知识产权局专利 （ZL200720169368.6）。煤矿用报警支柱是在常规的液压支柱基础上设计安装压力传感器和报警器等组成的报警装置，当工作面顶板有压力时支柱顶端的压力传感器在变形压力的作用下收缩。此时压力传感器内的应力应变电阻片其电阻就相应的减小，当煤层顶板压力增大到一定程度时则压力传感器与报警装置接通，此时报警器发出报警声，提示井下工作人员采取相应的应对措施，从而能避免因为工作面突然冒顶而引发各种人员伤亡和机械破坏等一系列事故。同时该实验在2008年获得山西省普通高等学校大学生创新性实验项目立项，论文在《中州煤炭》2009年第3期发表。
- 详细介绍：
- 煤矿用报警支柱，适用于矿山井下巷道和回采工作面超前支护以及普采工作面支护工程，这种报警式单体液压支柱是在常规的液压支柱基础上设计安装压力传感器和报警器等组成的报警装置，当工作面顶板有压力时支柱顶端的压力传感器在变形压力的作用下收缩。此时压力传感器内设置的应力应变电阻片其电阻就相应的减小，当煤层顶板压力增大到一定程度时则压力传感器与报警装置接通，此时报警器发出报警声，提示井下工作人员采取相应的应对措施，从而能避免因为工作面突然冒顶而引发各种人员伤亡和机械破坏等一系列事故，同时也能让单体液压支柱充分的发挥对围岩和顶板的支撑能力，另外该支柱还继承了传统单体液压支柱所具有的承受能力大、抗偏载能力强等一系列优点。 通过对煤矿用报警支柱的模拟实验研究，得出了报警支柱的报警值的大小，进一步研究煤矿用报警支柱在现场的适应性及其应用，将对煤矿企业改善顶、底板管理，实现煤矿安全生产具有重要的社会和经济效益。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 根据相似模拟理论，对煤矿用报警支柱在采煤工作面的适应性进行了相似材料模拟实验，提出了煤矿用报警支柱报警点确定的方法，为进一步研究煤矿用报警支柱在现场的适应性及其应用，提供了有价值的理论依据。它的应用将对实现煤矿安全生产，具有重要的社会和经济效益。
科学性、先进性及独特之处
- 此次实验通过相似模拟实验和数值模拟实验（采用分析软件Ansys）模拟矿井煤层顶板压力，此次实验的独特之处在于用数据采集仪自动记录加载力的数据，并记录报警支柱开始报警的报警值和支柱破坏时的顶板压力值，用计算机分析其模拟曲线，得出精确的报警值。为实验结果的得出提供了科学依据，同时也为进一步研究煤矿用报警支柱在现场的适应性及其应用，提供了有价值的理论依据。
应用价值和现实意义
- 通过对煤矿用报警支柱的模拟实验研究，得出了报警支柱的报警值的大小，进一步研究煤矿用报警支柱在现场的适应性及其应用，将对煤矿企业改善顶、底板管理，实现煤矿安全生产具有重要的社会和经济效益。
学术论文摘要
- 近年来，矿难在我国屡屡发生，引起了全国各界的广泛关注，而单体液压支柱又是在我国的各大煤矿的回采工作面有着非常广泛的应用，但是采用传统的单体液压支柱存在诸多弊端和不稳定的因素，对煤矿的安全生产构成了不小的威胁。提高煤炭开采的安全性一直是我国煤炭部门发展的目标，鉴于此发明了《煤矿用报警支柱》，同时已获得国家知识产权局专利 （ZL200720169368.6）。为了确定《煤矿用报警支柱》的报警点，我们进行了煤矿用报警支柱的模拟实验研究，本文根据相似模拟理论，对煤矿用报警支柱在采煤工作面的适应性进行了相似材料模拟实验，提出了煤矿用报警支柱报警点确定的方法，为进一步研究煤矿用报警支柱在现场的适应性及其应用，提供了有价值的理论依据。它的应用将对实现煤矿安全生产，具有重要的社会和经济效益。
获奖情况
- 1、2008年获得山西省普通高等学校大学生创新性实验项目研究资格； 2、论文在《中州煤炭》2009年第三期发表；
鉴定结果
参考文献
- [1]邹德蕴.石伟，矿山压力与顶板管理[M]，煤炭工业出版社，2001。 [2]钱鸣高.刘听成，矿山压力及其控制[M]，煤炭工业出版社，1984。 [3]何满潮、孙晓明，中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[M]，科学出版社,2004。
同类课题研究水平概述
- 传统的支护技术和设备，大多都存在一定的安全隐患，许多技术设备面临淘汰与传统的矿用单体液压支柱相比较，该支柱具有明显的技术优势，能充分发挥对顶板的支护作用，同时为井下工作人员提供一个相对安全的工作环境。 通过模拟采场顶板压力，记录报警器开始报警时的压力值，提高了支柱顶端的压力传感器装置的精确性和精确度，故煤矿用报警支柱的研究能够很有效的解决传统的单体液压支柱对支护顶板的诸多弊端和不稳定因素等对煤矿的安全生产所构成的威胁。因此，该项实验研究对改善煤矿工人的井下工作环境和提高煤炭开采的安全性具有十分重要的社会、技术、经济意义。
