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Jun 03, 2024

유압 지지를 위한 석탄 암석 동굴 충격 테일 빔의 동적 반응

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 11535 (2022) 이 기사 인용 540 액세스 2 인용 지표 세부 정보 Discrete Element Method-Multi Flex의 양방향 결합 기술 기반

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 11535(2022) 이 기사 인용

540 액세스

2 인용

측정항목 세부정보

이산요소법-다중유연체동역학(EDM-FMBD)의 양방향 결합 기술을 기반으로 이산요소 소프트웨어인 EDEM을 사용하여 가상 동굴 석탄벽을 구축합니다. 동굴 탐험 지지대의 테일 빔에 대한 강성 유연 결합 모델은 다물체 동역학 소프트웨어인 RecurDyn을 사용하여 구축되었습니다. 오일 실린더의 강성은 고체-액체 스프링 결합 이론을 사용하여 계산되며 스프링으로 대체됩니다. 석탄암 붕괴가 테일 빔에 영향을 미치는 과정을 시뮬레이션함으로써, 종합 굴착 작업면의 석탄 동굴 단계에서 테일 빔에 영향을 미치는 석탄암 붕괴로부터 파쇄까지의 동적 신호를 연구하고 테스트를 지하에서 수행합니다. 테일빔의 힌지점에서의 각가속도가 가장 크며, "양 끝이 크고 중앙이 작다"라는 변화 패턴을 보인다. 테일빔 표면의 "낮은 진폭 대역"의 정의가 제안되었습니다. 전면 링크의 힌지 지점의 힘 신호는 가장 강력하며 힘 센서의 가장 좋은 측정 지점입니다. 테일빔의 힌지 지점의 각가속도 신호가 가장 강하며 각가속도 센서의 가장 좋은 측정 지점입니다. 결과는 석탄 맥석 식별 및 통합 최고 석탄 채굴 지원의 적응형 제어에 대한 실질적인 의미를 갖습니다.

지능형 채굴은 안전하고 효율적인 석탄 채굴의 개발 방향이자 추세가 되었습니다 1,2,3. 종합 방출 채광에서의 석탄 굴착 자동화 프로세스는 포괄적 방출 작업면에서 최고 석탄의 추출 속도를 향상시키고 맥석 속도를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 석탄 굴착 작업자의 안전과 동적 반응을 보호할 수 있습니다4,5,6 수력학적 지지를 위한 붕괴된 석탄 암석의 분석은 완전히 기계화된 동굴 석탄 암석을 정확하게 식별하는 열쇠입니다. 국내외 학자들은 완전 기계화 석탄 기술 및 장비에 대한 광범위한 연구를 수행해 왔습니다. Jonathan et al.7은 지하 자동화 기술의 개발 현황을 요약하고, 광산 장비의 정확한 위치 지정과 탄층 지질 구조의 탐지가 지하 자동 광산의 핵심이라고 제안했습니다. Pytlik et al.8 유압 지지 컬럼의 동적 반응과 테스트 결과는 컬럼의 항복 한계와 안전 밸브의 최적 설계를 결정하는 데 사용될 수 있습니다. Hargrave 등9은 석탄 채굴 기계의 위치 확인 시스템을 연구하고 지하에서 테스트했습니다. Xu Yajun et al.10은 지붕을 지지하는 다양한 상황에 따라 기계적 평형대와 지지대의 지지력을 정의하고 구분하였으며, 지지대의 지지력에 영향을 미치는 요인을 연구하였다. Zhao Feng et al.11은 높은 프레임과 낮은 사용률을 갖는 유압 지지대의 작동 조건을 기반으로 쉴드 빔의 파손에 대한 지렛대 효과 모델을 제안하고, 모델을 시뮬레이션 및 분석한 결과, 쉴드 빔이 다음과 같은 영향에 매우 취약하다는 결론을 내렸습니다. 레버리지 효과 모델에 따른 실패. Wan Lirong et al.12은 충격 하중을 받은 후 꼬리 빔의 동적 반응을 연구하기 위해 꼬리 빔에 하중을 가하기 위해 석탄암 직접 임펄스를 사용했으며, 이는 동굴 탐험 메커니즘의 동적 제어를 위한 기준 수량을 제공했습니다. Li Qiang et al.13은 기둥 리프팅 과정, 기둥 하강 과정 및 충격 하중 동안 유압 지지대의 기둥 유압 시스템 특성을 시뮬레이션하고 분석했습니다. 또한 컬럼의 각 실린더 압력, 컬럼 상승 공정 시 안전 밸브의 압력 및 유량, 컬럼 하강 공정 및 충격 하중에 대한 동적 응답 곡선을 얻었습니다. Zeng Qingliang et al.14은 ABAQUS를 기반으로 한 상부 석탄 동굴 채광 과정에서 석탄 맥석 입자가 수력 지지체에 충격을 가할 때 지지체 힌지의 충격 반응을 연구하고 지지체 힌지에서의 응력 차이를 조사했습니다. Xie Yunyue 등15은 깊은 우물 충격 하중 하에서 수력 지지체 바닥판의 비압 분포 법칙을 연구했습니다. Hu Xiangxun et al.16은 수치계산을 이용하여 지지체의 정적 안정성과 동적 안정성에 영향을 미치는 요인을 분석하고 지지체의 안정성을 높이기 위한 방안을 제시하였다. Liu Wei 등17은 석탄 맥석 낙하 충격 강판의 진동 특성을 이용하여 석탄 맥석 경계면을 검출하는 방법을 제안하였다. Zhang Ningbo et al.18은 석탄 맥석의 자연광선을 이용하여 상부 석탄 굴착 과정에서 석탄 굴착구에서 혼합 맥석을 측정하고 식별하는 방법을 제안했다. Jiang Lei et al.19은 테일빔의 진동 신호를 이용한 석탄 맥석 인식 방법을 제안했는데, 기존 네트워크 모델보다 인식 성능이 더 좋았다. Shan Pengfei et al.20은 개선된 Faster R-CNN 알고리즘을 기반으로 한 이미지 인식 방법을 사용하여 석탄 맥석 방출 상태를 식별했으며, 이는 석탄 동굴 탐험의 정확한 인식에 대한 이론적 근거를 제공했습니다.