反转旋耕刀作业功耗仿真分析及试验验证

针对油莎豆收获过程中功率消耗过高的问题,设计了一种反转旋耕挖掘装置,确定了主要工作部件旋耕刀的结构参数,并明确了旋耕装置的作业功率消耗主要组成。建立沙壤土土壤颗粒模型和油莎豆植株颗粒模型,最终建立土壤-植株-旋耕刀相互作用离散元仿真模型,并进行反转旋耕刀功耗仿真试验。采用正交试验设计,以刀辊转速、前进速度、作业深度为试验因素,以功率消耗为试验指标,通过Design-Expert 10.0.1进行数据分析,得出旋耕刀最佳工作参数,确定最优作业参数为刀轴转速233r/min、前进速度0.65m/s、工作深度138mm,此时功率消耗为30.49kW。经田间试验验证,理论值与试验值相对误差平均值为4.22%,表明功率消耗数学模型具有较高的适用性。研究中旋耕刀功率消耗仿真分析结果和最优作业参数可为旋耕挖掘、减阻降耗提供参考。

露天矿钻机电缆智能收放技术

针对钻机人工卷缆存在的工作量大、安全隐患与难以智能化控制的问题,对电缆智能收放设备工作方式与卷筒驱动方式进行了系统总结,对卷缆速度、卷缆张力/力矩与卷缆层数的关系进行了深入分析;根据现场的实际情况,采用后置式卷缆装置与变频控制驱动方式,设计与研制了相关设备。现场应用表明:卷筒收放缆智能自如,排线整齐,应用效果良好。

基于异质图卷积神经网络的论点对抽取模型

针对论点对抽取任务中存在着评审段和反驳段之间交互信息难以捕获以及忽略了对句子间的相对位置信息进行建模问题,提出基于异质图卷积神经网络的论点对抽取模型.该模型在评审段和反驳段中构建异质图,定义2种不同类型的节点及4种不同类型的边,通过关系图卷积神经网络来更新图中节点的表示.提出位置感知的句子对生成器,利用旋转位置编码来建模评审段和反驳段句子间的相对位置信息.在RR-passage和RR-submission-v2数据集上进行实验,实验结果表明,提出模型的性能均优于所有的基线模型.这表明通过构建异质图区分不同的节点类型和边的类型,设计位置感知的句子对生成器,能够提升论点对抽取模型的效果.

不规则采煤工作面旋转开采技术研究

本文以友众煤矿60108工作面为例,通过巷道围岩控制及采煤创新方法等多方面分析,得到适用于60108工作面的旋转开采技术,以期指导60108不规则采煤工作面进行有效开采,保证矿井生产的连续性和资源回收的最大化。通过旋转工作面的方式,可以灵活调整开采方向和方法,提高煤炭的回收率和开采效率。

An estimation of the penetration rate of rotary drills using the Specific Rock Mass Drillability index

The main purpose of the present study was to provide a practical,convenient drillability prediction model based on rock mass characteristics,geological sampling from blast holes,and drill operational factors.Empirical equations that predict drill penetration rate have been developed using statistical analyses of data from the Sarcheshmeh Copper Mine.Seven parameters of the rock or rock mass,including uniaxial compressive strength(UCS) of the rock,Schmidt hammer hardness value,quartz content,fragment size(d80),alteration,and joint dip,are included in the model along with two operational parameters of the rotary drill,bit rotational speed and thrust.These parameters were used to predict values of the newly developed Specific Rock Mass Drillability(SRMD) index.Comparing measured SRMD values to those predicted by the multi-parameter linear,or nonlinear,regression models showed good agreement.The correlation coefficients were 0.82 and 0.81,respectively.

基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法

为解决现有研究中难以通过随钻获取孔底钻进参数,仅利用孔口数据进行回转钻进操作参数优化准确性不高、提升效果不足的问题,通过构造孔内状态观测器估计孔底钻进参数信息,提出基于钻柱状态的坑道近水平回转钻进智能优化方法。首先分析煤矿井下坑道回转钻进特性,考虑实钻约束条件,提出机械钻速和钻头磨损的优化目标评价方法;随后建立轴向和扭转维度的集中质量钻柱动力学模型,构建基于该模型的钻柱状态空间方程,得到了孔口-孔底钻柱运动状态映射关系;基于此设计了状态观测器,利用李雅普诺夫稳定性分析方法,得到反馈增益矩阵L,以估计孔底钻头的运动状态,并进行仿真分析评价;最后综合孔口采集的数据和孔底状态估计,运用NSGA-Ⅱ多目标优化算法实现了动力头转速和给进压力的优化,并利用安徽淮南某煤矿实钻数据进行了验证。结果表明,基于钻柱状态估计孔底信息进行优化后的钻速和司钻操作相比预计提升32.47%,仅利用孔口实测数据优化后的钻速仅预计提升15.04%,基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法更具优势,孔底估计钻进信息对提升钻进水平具有关键作用,研究对煤矿坑道回转钻孔实现高效、智能钻进具有重要理论与实际意义。

基于EDEM的油莎豆旋耕装置分析与试验

针对油莎豆收获过程中含土量大、根—块茎—土壤分离困难等问题造成的工作阻力大及土壤破碎率低等技术难题,通过建立油莎豆根系—块茎—土壤离散元模型,进行EDEM仿真试验,研究分析旋耕刀在不同工作参数组合下对油莎豆团聚体破坏状况。以旋耕刀旋转速度、前进速度、工作深度为试验因素,以旋耕刀挖掘阻力和刀轴扭矩为试验指标,进行正交试验,并通过Design-Expert 8.0.6进行数据分析,得出旋耕刀最佳工作参数,即刀轴转速为250r/min、前进速度为0.8m/s、工作深度为118mm。根据优化的结果进行虚拟仿真验证试验,得出最优结果:工作阻力为3478.05N、刀轴扭矩为32.638N·m,研究可为实际油莎豆收获机田间试验提供理论基础。

露天矿牙轮钻机智能清灰除渣技术与装备

针对钻机钻后人工清理岩渣存在的工作量大、劳动强度大、粉尘危害大等问题,本文提出了六爪式、独立小车式、倒渣桶式三种清灰除渣技术,分别论述了三种方式的总体技术方案、系统组成、工作原理与优缺点,研发了相关设备,进行了实验室试验与现场实验,通过优化对比最终采用倒渣桶方案。经现场使用证明效果良好,对提高钻孔作业的智能化技术水平与工作效率,具有重要意义。

煤矿井下智能化钻探配套钻具研究进展

作为智能化钻探的重要组成部分,钻具系统的智能化对煤矿井下钻探的智能化发展起着至关重要的作用。为深入探究智能化钻具的发展方向,结合石油天然气行业发展经验,从定向钻具、随钻测量系统以及智能化钻杆、钻头等方面系统梳理了煤矿井下智能化钻探配套钻具的研究成果与技术特点,总结了存在的不足。指出目前煤矿井下智能化钻探定向钻具多以螺杆马达为主,主要研究集中于螺杆马达的线形设计、定子橡胶抗疲劳研究与不同工艺个性化定制,旋转导向钻具的开发与石油天然气行业存在较大差距,仅处于起步阶段;随钻测量系统可监测参数较少,监测的数据以轨迹参数为主,逐步加入了伽马地层识别,数据传输以有线与泥浆脉冲方式为主,存在数据容量小、传输效率低的问题,无线电磁波方式传输距离较短,仅能满足500m以内钻孔;智能化钻杆研究主要为通缆钻杆的优化与改进,智能化钻头的研究尚未开展。为实现煤矿井下智能化钻探,提出开展以旋转导向为主,多种定向钻具综合运用的钻具定向系统研究;随钻监测系统应集成瓦斯监测、地下水探测及地应力感知煤矿钻进特种需求的功能,并配合多种传输方式并存的随钻测量系统研究以适配不同钻进工艺,同时提升传输速率,实现信息高速双向传输;开展载荷自监测的智能化钻杆与破岩参数自监测的智能化钻头研究。通过钻具系统的优化组合,形成集高效破岩钻进、钻孔轨迹动态调整、钻具自身状态监测以及瓦斯与地下水、地应力实时监测功能于一体,具备双向通信、自适应调控的智能化钻具系统。上述研究成果将丰富对煤矿井下智能化钻探配套钻具系统的全面认识,为智能化钻探配套钻具系统的后续开发提供依据与指导。

川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻施工技术

川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻位于青藏高原中北部的松潘甘孜造山带,采用绳索取心钻进和绳索取心液动冲击回转钻进、硬岩地层金刚石钻头优选、加长型内涂层内管和改进型打捞器、环保型无固相聚合物冲洗液技术等关键技术,终孔孔深3211.21 m,创造了高原地区小口径固体矿产勘查孔深新纪录和当时全国同类型钻孔施工效率纪录。对甲基卡伟晶岩锂矿成矿模式、成矿机制的理论创新,具有重要的科学意义,也为高原地区深部钻探施工提供了借鉴。

高压旋喷技术在穿越松散表土层立井中的应用

井筒是联系地面工业广场和地下固体能源的主要通道,井筒围岩稳定性对保证矿井安全运营至关重要。为解决马钢集团姑山矿露转井工程立井过松散层井壁变形控制难题,借鉴岩土工程软土地基处理技术,提出采用高压旋喷技术处理浅部松散层,并在现场成功应用。结果表明:采用高压旋喷技术对松散层进行处理后,能够有效降低因地层疏水沉降对井壁造成的“负摩阻力”,避免井壁发生剪切破坏;井壁竖向应力和水平位移随着埋深增加而增加,采取加固措施后,井筒围岩承载能力增加,变形量明显减少;在开挖过程中发现松散层被胶结成完整块体,松散层渗透系数明显降低,施工条件得到明显改善。该技术方案可为类似工程设计提供参考。

旋转回采工艺在缓倾斜综采工作面中的应用

针对倾斜综采工作面开采难度大,特别是在进行液压支架设备以及回采机械的布置和安装时,会受到工作面倾斜角度的影响,对液压支架装置的稳定性带来一定威胁的问题,分析缓倾斜综采工作面的特点采取旋转回采工艺。通过采取合理的工艺布置方式增强边角煤的回收率,促进煤矿产量的提升。

掘进机回转台功能分析及绞耳优化设计研究

基于掘进机在运行过程中回转台机构容易出现失效问题,通过研究ZBZ160型号掘进机回转台机构组成特点,并结合ABAQUS仿真软件对其运行过程中的结构特征进行分析发现,在回转台前部和液压油缸连接部位也就是绞耳处最容易出现应力集中现象,而且位移变形量最大,回转台结构容易在运行中出现失效故障。因此从结构及选材上对绞耳进行了优化设计,增强其强度及安全性能。

复杂条件工作面旋转开采方案设计及应用

为解决复杂条件影响下工作面旋转开采问题,以东滩煤矿14320综放工作面为工程背景,基于现场复杂工程条件及设备条件,综合考虑旋转开采方式、进刀方式、支架及运输机控制等方面,设计制定了合理的大角度定点旋转开采方案,并成功应用于现场,有效地保障了工作面正常回采,提高了煤炭资源回收率。

综放工作面旋转开采期间防灭火设计及应用

为解决综放工作面旋转开采期间防灭火问题,以东滩煤矿14320综放工作面旋转开采为工程背景,基于现场复杂工程条件及自然条件,综合考虑监测监控方式、地质及防灭火系统管理措施、端头防灭火措施、丢煤区防灭火措施等方面,设计制定了合理的大角度定点旋转开采期间防灭火方案,并成功应用于现场,有效的消除了定点旋转开采期间煤炭自燃隐患,保障了工作面正常回采。

煤矿雾化除尘系统关键技术研究

为解决煤矿井下粉尘较大、现有除尘系统效果不稳定等问题,本文通过分析煤矿井下除尘系统,提出了一种螺旋式雾化除尘技术方案,运用流体力学和雾化学机理,设计了雾化除尘专用旋芯式喷嘴,整体结构简单。利用ANSYS workbench有限元分析软件搭建流固耦合仿真模型,研究不同孔径和压力下雾化喷嘴的模拟雾化效果,仿真结果表明,随着喷嘴孔径的增大,速度呈先提高后降低的趋势,并且随着压力的增大,颗粒的直径和数量呈一定的分布规律,当压力值为0.5 MPa、孔径为Φ1.0 mm时,雾化效果最好。

叶顶间隙对矿用对旋风机性能的影响

对旋轴流风机属于两级轴流通风机,为研究对旋轴流风机两级叶轮间的叶顶间隙对性能的影响,本文首先介绍了对旋轴流风机结构组成及工作原理,搭建了对旋轴流风机数学模型和物理模型,随后以Fluent软件作为求解工具,仿真研究了建立好的FBD.No8.0对旋轴流风机物理模型,并探究了叶顶间隙对叶轮轴功率、湍流动能以及泄露涡的影响。仿真结果表明,在设定的流量作用下,对旋轴流风机的压升和效率随着叶顶间隙的增大而降低,此外,叶顶间隙对第二级叶轮的轴功率和湍流动能影响较大,随着叶顶间隙的不断增大,对应的轴功率会减小,效率会降低。

大倾角三软厚煤层综采工作面旋转开采技术

为减少煤炭资源损失,对潘北煤矿在大倾角(30°)三软厚煤层工作面进行旋转开采技术,设计了进刀比为1∶3的旋采方法及旋采关键技术方案,即对运输巷和回风巷进行超前刷扩和单体挑棚支护,以便调整转载机与带式输送机方向,保持工作面等长;在液压支架与刮板输送机间连接防滑千斤顶和锚链,以减少刮板输送机下滑量,保持综采机组整体稳定性;采用顶板铺链网并在架头连接工字钢,加强顶板管理,防止片帮、冒顶发生。实践结果表明,旋转开采技术的实施保证了大倾角三软厚煤层工作面的安全高效开采。旋采期间日产量达正常综采期间的93.1%,旋转开采经济效果良好。

大角度旋转开采技术在晓南矿的应用

为解决晓南煤矿西三采区北部的备采区域原设计布置的4个工作面造成的回采巷道布置困难,搬家倒面频繁,综采效率低下的问题,根据工作面开采煤层赋存特点,在理论分析的基础上,将原设计的4个工作面简化为一个工作面(W3707),实行了大角度旋转联合开采。为确保该技术成功实施,将75°开采弧线被改造成6道短弦,经过2次确定旋转中心,实行机头多进,机尾割通不进的调采原则,采用长、短刀穿插割煤的工艺解决了综采工作面3次搬家倒面等技术难题,提高了工作面采出率5%左右。

基于GNSS的露天矿牙轮钻机钻孔导航定位模型与系统研究

从提高露天矿穿孔工艺质量角度出发,采用GNSS卫星导航定位方法,设计并开发出用于支持牙轮钻机钻孔作业的导航定位系统。介绍了系统的组成结构,重点阐述了支持钻头实时导航的平面定位模型和孔深定位模型,并讨论其具备的图形显示、信息管理、导航定位和质量评估四个核心功能。该系统可以为司机实时提供牙轮机钻头的三维空间位置,指导其钻孔作业全过程,不仅保证了爆破孔网参数的准确性和爆破效果,而且减轻人员工作强度,提高露天矿穿孔工作效率,提升数字矿山的信息化建设水平。