节理特征对截齿截割力影响的模拟研究

为探究节理参数对截齿截割力影响的变化规律,利用SolidWorks构建镐形截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS,建立截齿截割节理煤岩的有限元耦合模型,研究不同节理参数下截割力变化趋势。结果表明:随节理倾角增加,截割力均值、截割力峰值均值呈先增加后减小的趋势,其在节理倾角为30°时最小;随节理间距增加,截割力均值、截割力峰值均值呈增大的趋势。该研究可为复杂煤层工况下滚筒合理参数匹配奠定研究基础。

低瓦斯煤矿综采工作面采煤机综合控制研究

传统采煤机综合控制方法是直接建立综采滤波模型,未对采煤机综采参数进行提取,造成耗电量相对较高。提出对低瓦斯煤矿综采工作面采煤机综合控制进行研究。对采煤机综采参数进行提取,通过提取的采煤机综采参数建立综采滤波模型,确定获得的压力传感数据是否正确,最后利用该模型实现对低瓦斯煤矿综采工作面采煤机的综合控制,设计对比实验,证明该控制方法的控制效果更好,具有节能性。

智能化采煤工作面采煤机自动监控系统设计

从采煤机运行状态监测及自动控制出发,提出了一种采煤机智能监控系统设计方案。系统可对采煤机关键部位运行参数进行实时采集,并对采煤机位姿进行实时监测,通过以上监测数据反馈采用自整定PID控制算法实现对采煤机滚筒采高及牵引速度的智能控制,实现对采煤机监控系统的智能化设计。

基于DSP的采煤机智能监控技术应用

针对PLC采煤机监控系统存在的灵活性较差、数据处理能力不足等缺点,提出了一种基于DSP的采煤机监控系统设计方案。该监控系统依靠DSP高运算性能及丰富片内资源实现了采煤机动作智能控制、运行状态监测显示及通信功能,并利用参考电压对ADC模块误差进行修正,进一步提高了监测信号精度和监控水平。

基于记忆截割的采煤机自适应控制技术研究

随着煤炭行业发展,煤炭智能化开采技术已不断应用于实践中,采煤机作为煤矿主要开采设备,其智能化功能及控制方式成为目前主要研究方向。针对西铭矿现有采煤机在智能控制方面存在的不足,制定了具有智能化功能的电牵引采煤机分布式自适应控制方案,采用GIS系统对采煤机及煤层进行定位识别,并通过记忆截割模型与人工修正相结合的方式实现了根据煤层变化自动调节滚筒高度及摇臂角度,对于提高采煤机智能化水平具有实际应用价值。

采煤机截齿破坏分析及预防措施

分析表明,综采工作面采煤机截齿的破坏主要是由于不当的维护和检查、设计和制造质量差、截齿材料不合格和组成结构不合理、以及操作员的操作不当等原因造成的。为了预防采煤机截齿破坏,采取一些措施,如使用高质量的材料制作截齿、通过设计和制造方面的措施来防止截齿破坏、进行定期的视觉检查和测量截齿的磨损和变形、以及对操作员进行专业的培训等。

基于多目标优化的采煤机滚筒最优运动参数的动态匹配

为了实现滚筒采煤机无人自动化采煤时滚筒截割性能综合最优,分析研究了不同采煤性能指标随滚筒运动参数即牵引速度和滚筒转速的变化规律,建立了各性能指标的评价模型。选取运动参数为设计变量,建立了以不同性能指标为分目标的多目标优化模型,在约束条件下利用基于模拟退火的粒子群优化算法进行了优化计算,得到了不同煤层硬度下综合性能最优的运动参数,分析优化结果后得到了最优运动参数随煤层硬度的变化规律。最后比较了只调节牵引速度的传统采煤机滚筒运动参数和牵引速度、滚筒转速联合调速的综合性能最优的运动参数匹配下截割性能的优劣,结果表明,综合性能最优的运动参数随不同煤层硬度匹配下采煤机滚筒多方面的截割性能都优于只调节牵引速度的运动参数的匹配,联合调速优于单一的牵引速度调节,对采煤机滚筒运动参数的动态匹配、采煤机对煤层的适应性以及智能化、自动化可以提供参考。

滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟

为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matlab软件为平台,通过输入不同的滚筒及采煤机参数和煤岩的特性参数,可模拟采煤机截割各种对象、以各运动参数工作时滚筒的截割载荷,并能直观显示各载荷的图形、数据和统计结果。该系统具有数据与程序分离、操作简便、适应性强等特点,能快速、准确地获取滚筒的截割载荷。以国产某型薄煤层采煤机为例,对其滚筒截割载荷进行了模拟分析,得出了前、后滚筒三向载荷和负载扭矩曲线及统计结果,搞清了该采煤机截割载荷的大小、变化规律及其相关关系,为改进滚筒设计、研究、评价和改善采煤机的截割性能提供了参考。

基于位姿测量与煤层DEM的采煤机滚筒自动调高方法

针对现有滚筒调高方法存在的问题,提出了一种综合利用地球物理探测、地学信息建模和位姿测量技术的自动调高方法,通过震波CT(Computerized Tomography)探查工作面内各点煤厚变化,结合地质测量巷道钻孔探测的煤厚值,建立波速煤厚统计模型以准确计算工作面内煤厚值,而后利用地学信息建模构建煤层顶底板DEM(Digital Elevation Model),结合基于位姿传感系统测量的采煤机姿态,定位滚筒截割边界点,再采用空间分析函数对DEM和边界点进行叠置分析,计算滚筒调高量值,最后传输至采煤机控制系统,完成自动调高。以山西某煤矿为例进行了应用,结果表明,该调高方法具有简单、易行、稳定的优点,且实时性和精确度都能较好地满足现场需求。

采煤机截齿结构设计及性能分析

以MG850/2395型采煤机为研究对象,基于仿生学思想对截齿结构进行优化设计,利用EDEM模型对仿生凸包型截齿结构进行仿真分析,发现凸包型结构具有更小的工作阻力以及更大的自旋力矩,性能得以提升。将凸包型截齿结构应用到工程实践中,经过1个月时间的现场验证,发现效果很好,截齿结构寿命大幅提升,为企业创造了很好的经济效益。

采煤机不同齿形的齿轨轮对比仿真分析

针对采煤机行走机构齿轨轮在实际生产中由于恶劣生产工况所导致的磨损、断裂以及塑性变形等失效形式频繁出现的问题,在对齿轨轮啮合特性分析得出恶劣工况的基础上,基于Pro/E构建销轨-齿轨轮啮合模型,并结合工况完成了载荷和边界条件设置,重点对三种不同工况下国产和进口齿形齿轨轮接触应力和弯曲应力进行对比,得出进口齿形齿轨轮性能优于国产齿形的结论。

采煤机球形滚筒端盘结构的优化改进研究

在对采煤机滚筒端盘结构及其作用进行简要介绍的基础上,分析了球形滚筒端盘在实践应用中存在端盘与煤壁间隙较小的问题,加剧了端盘结构的磨损,缩短了其使用寿命。通过将蝶形端盘替代平端盘的方式对其进行结构优化,对蝶形端盘的整体结构及圆周上截齿的布置情况进行了详细设计,共设置有18个截齿,所有截齿分为五大类型,不同类型截齿的安装角度存在差异。将优化后的碟形端盘应用到球形滚筒实践中,经现场测试应用,发现取得了很好的效果,端盘使用寿命延长20%。

采煤机销排安装间隙对驱动轮接触性能的影响

以MG132/320-WD型采煤机驱动轮与销排为研究对象,分析了驱动轮与销排的啮合过程,结果表明,驱动轮轮齿的最大应力和最大变形均出现在参与啮合的齿根位置。分析了销排安装间隙对驱动轮接触应力的影响,结果表明,销排安装间隙越大,驱动轮与销排啮合时所受最大接触应力越大,为采煤机销排的现场安装提供了很好的技术支撑。

基于PSO-GACA的采煤机螺旋滚筒参数优化设计

为了改善滚筒采煤机的装煤性能、增加采煤机的块煤率、提高其产煤经济效益,以叶片外缘直径、内、外螺旋升角、滚筒转速和采煤机牵引速度为设计变量,选择装煤生产率最大和吨煤售价最高作为目标函数,建立了各种几何约束及性能约束,采用粒子群算法和蚁群算法的混合算法(PSO-GACA算法)对螺旋滚筒的参数进行优化设计。结果表明,在保证滚筒不发生堵塞、抛煤距离合理等条件下,优化后的采煤机装煤生产率提高14.5%,块煤率增加13.2%,吨煤售价可提高0.75%。

不同齿身锥度和合金头直径截齿的截割试验

为研究不同截齿的截割性能,研制了5种不同形状的截齿;并在自制的截割试验台上对5种截齿进行试验,分析了不同截齿截割产生的采煤机滚筒扭矩的最大值、最小值、均值、方差等参数;对截落煤岩的块度进行分级处理,研究不同截齿截割块煤率的大小以及截落煤岩的块度分布规律.分析结果表明:不同形状的截齿,随着截齿合金头直径、齿身锥度的变化,其截割力、块煤率的变化是不同的.阶梯型截齿随着齿尖合金头直径减小、齿身锥度增大,其截割力减小、载荷波动增大、块煤率下降;齿身锥度、合金头大小与截齿截割力的关系服从指数分布,截割煤岩的块度也服从指数分布.对于锥型截齿,当齿身锥度较大、合金头较小时,其截割力较小、载荷波动较小、块煤率较大.

基于离散单元法的截齿截割参数优化研究

为确定采煤机截割参数的交互影响,以截割速度、切削厚度和截齿安装倾角为影响因素,截齿平均受力和截割比能耗为响应指标,通过EDEM进行煤岩截割模拟分析,采用二次响应面试验设计,得出响应指标与各影响因素之间的回归数学模型,并进行了实际验证,可为工程应用提供参考。

关于采煤机螺旋滚筒的改进设计及其性能分析

螺旋滚筒是采煤机的重要工作部件,利用Pro/E和EDEM软件建立了MG2×80(55)/360(260)-WDK型采煤机螺旋滚筒截割煤壁的有限元模型。结果发现,螺旋滚筒的截割扭矩为14634 N·m、生产率为58.1 kg/s、截割比能耗为0.7707 kW·h/m^(3)。在螺旋滚筒端盘部位增加4个均匀分布的0.7倍的截齿,以提升螺旋滚筒的综合性能。对改进后的螺旋滚筒性能进行分析,发现截割扭矩、生产率、截割比能耗3个技术指标数值分别为15384 N·m、66 kg/s、0.6549 kW·h/m^(3)。将改进设计后的螺旋滚筒应用到采煤机中,累计使用时间6个月,发现滚筒具有良好的应用效果,经济效益显著。

不同工作参数对滚筒截割工作性能影响研究

为进一步探究采煤机截割滚筒工作性能的优化策略,以MG500/1180-WD型采煤机滚筒为研究对象,通过对其进行三维建模与仿真分析后,明确了不同工作参数(包括煤体节理角度、滚筒转速和牵引速度)对滚筒截割工作性能的影响,在进行单因素分析和多因素分析后,最终确定适合该采煤机滚筒截割运行的合理参数组合为煤体节理角度30°、滚筒转速40 r/min、牵引速度6.5 m/min,以此作为后续采煤机滚筒截割运行的参考。

综采面双滚筒采煤机的常见故障及其处理措施

结合某矿工作面的回采看,所应用的MG300/700-WD采煤机经常出现运转故障问题,主要涉及到液压系统调高失灵、截割部油温过高、采煤机牵引力不足、采煤机摇臂升降失效和采煤机变频器故障等方面,使回采面作业质量受到影响。为此,先阐述回采工程案例,然后分析MG300/700型采煤机的结构及原理,最后基于常见问题进行针对性的故障处理,以期望可以有效控制采煤机的故障率,提高采煤机的运转质量。

斜切进刀工况下大直径滚筒破岩参数优化研究

为确定大直径滚筒斜切进刀时的最佳截割角度,使得滚筒破岩参数处于最佳值,采用EDEM进行滚筒煤岩截割模拟试验。以滚筒转速、牵引速度和进刀角度为试验影响因素,滚筒受载均值和截割比能耗为响应指标,采用二次响应面试验设计,建立响应指标与各影响因素之间的回归数学模型,并分析滚筒整体受载规律,利用响应面优化设计,得出滚筒最佳斜切进刀参数,为类似工程提供一定的理论指导。