基于金刚石串珠绳锯的急倾斜薄及中厚煤层无人工作面开采方法探索

为解决贵州省的“难以实现机械化开采的关键4%煤层”,主要是倾角大于60°的急倾斜薄及中厚煤层机械化开采的难题,首次提出了倾角大于60°的急倾斜薄及中厚煤层基于金刚石串珠绳锯的工作面无人化巷道放顶煤开采方法。系统阐述了改造广泛应用于地面采石场、桥梁工程等的金刚石串珠绳锯为液压动力的方法,以便满足煤矿井下瓦斯环境的使用要求;分析了基于金刚石串珠绳锯的无人工作面巷道布置系统及通风系统;详细介绍了应用于采煤工作面的金刚石串珠绳的结构特点、安装工艺、切割方法以及回采工艺;研究了金刚石串珠绳锯对倾角大于60°的急倾斜薄及中厚煤层巷道放顶煤工作面煤体与顶底板的分离切割、对煤体内部进行预切割、预破碎的方法,从而达到提高巷道放顶煤无人工作面的区段高度,提高采出率,降低含矸率的目的,进而实现急倾斜薄及中厚煤层的安全高效开采;研究了巷道放顶煤液压支架与金刚石串珠绳锯的工序配合关系以及巷道放顶煤液压支架沿走向布置时与刮板输送机的配合关系;通过与倾角大于60°的急倾斜薄及中厚煤层的其他开采方法的比较,论证了基于金刚石串珠绳锯的急倾斜薄及中厚煤层工作面无人化的高效、安全、机械化开采的可行性及优越性,为后续急倾斜薄及中厚煤层智能化开采方法的研究提供了机械化基础。

金刚石串珠绳锯制备技术和应用进展

金刚石串珠绳锯已经在石材切割加工、采矿和采石业、金属切割、建筑工程等领域得到了广泛的应用。在制备技术方面,随着技术的不断发展,新工艺和新方法开始应用于制作金刚石串珠;在综合应用方面,智能监测,机器人自动化等技术也应用到金刚石串珠绳锯切割场景中;在应用领域方面,金刚石串珠绳锯开始应用到盐溶矿开采、纯钢切割、核电、应急救援等新领域。该文综述了金刚石串珠绳锯的制备、理论研究和应用领域的最新研究进展,旨在提高金刚石串珠绳锯的切割技术,进一步扩展金刚石串珠绳锯的应用范围,为金刚石串珠绳锯的进一步研究提供参考。

金刚石串珠绳锯技术的研究

简要回顾了金刚石串珠绳锯技术的发展历程,详细介绍了金刚石串珠绳锯的制造及应用,分析了金刚石串珠绳锯研究的现状和亟待解决的问题,并对今后的发展趋势和研究重点进行了展望。

串珠绳锯切花岗石过程中锯切参数对锯切力和能耗的影响

在建立串珠绳锯切弧区内单颗磨粒平均切削深度与锯切参数间理论关系的基础上,采用单因素和正交法进行锯切参数对锯切力和锯切能耗影响的试验研究。结果表明,单颗磨粒平均切削深度与锯切长度无关,但随进给率的增大或线速度的减小而增大。进给率对锯切力和功率的影响比线速度和锯切长度都要明显。锯切过程中材料去除方式存在体积破碎,适当增大磨粒切削深度有利于提高体积破碎比例从而降低锯切比能;但增大磨粒切削深度直接缩小了介于工具—工件接触面间的动态容屑空间从而加剧岩屑摩阻效应,长弧区排屑困难对锯切力和能耗影响明显。正确选择锯切工艺参数尤其是进给率,对锯切力和能耗的控制及动态容屑空间的平衡至关重要。

金刚石串珠绳锯锯切技术研究现状与发展

简要回顾了金刚石串珠绳锯的发展。根据金刚石串珠锯加工原理及特点,总结金刚石串珠绳的制备工艺及分类,分析金刚石串珠锯锯切机理。分析了串珠的磨(破)损、锯切力与加工参数的关系,认为单载荷作用时串珠磨损取决于金刚石出刃、串珠组分与锯切参数;锯切力随着进给速度与锯切长度增大而增大,随着串珠绳线速度增加而降低。最后,指出金刚石串珠绳锯亟待解决的问题,并对该领域的发展提出自己的观点。

金刚石串珠绳锯水下切割海底输油钢管试验研究

采用金刚石串珠绳锯在水下进行了海底输油钢管的切割实验研究。搭建了金刚石串珠绳锯水下切割试验系统，设置了初始试验参数，分析了管道不同部位切割时，切割面积和切口宽度与绳锯进给速度的关系。测量了金刚石串珠的磨损，得出了绳锯磨削比与径向进给速度之间的关系曲线。调整部分参数后，再次进行了验证试验，得出了最佳的工艺与参数，为：采用绳锯进给速度1．7mm/min切割管道壁厚，切透后换用进给速度4～5．7mm／min进行切割，以获得较快的切割速度，当绳锯张力超过设定值时，再将进给速度切换到1．7mm／min。本研究结果为金刚石串珠绳锯进行海底管道切割的工程作业提供了合理可靠的技术参数。

金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的内因分析

金刚石串珠绳锯逐渐成为未来的主流切割工具,在矿山开采等领域具有广泛的应用。在大理石矿山切割中,橡胶保护套的工作寿命成为制约金刚石串珠绳锯寿命的重要因素。我们通过模型计算及实际生产,探讨了金刚石串珠与钢丝绳之间的粘接力及保护套的曲挠性能对金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的影响。研究结果表明,提高金刚石串珠与钢丝绳的粘接力可以有效解决金刚石串珠脱落的问题,而改善橡胶的曲挠性能可防止串珠后端橡胶开裂的发生。

低渗透煤层金刚石串珠绳锯切割卸压增透机理及应用

为探求金刚石串珠绳锯煤层割缝卸压增透机理,结合开滦矿区某矿煤层绳锯割缝的工程背景,采用相似模拟试验研究了绳锯煤层割缝缝槽上下方煤岩层裂隙、应力、位移分布特征,建立了煤样3次等压循环加卸载应力-渗透率公式,基于FLAC^(3D)开发了煤层瓦斯渗透率计算程序,通过数值模拟分析了绳锯切割过程中缝槽上方煤层渗透率分布特征及演化规律,研发了金刚石串珠绳锯煤层割缝系统及工艺,开展了大范围连续煤层割缝试验。研究表明:金刚石串珠绳锯切割煤层形成缝槽后,在上方形成较小范围的断裂带和弯曲下沉带,在缝槽上下方煤体中形成了应力降低区,该区内随着远离缝槽其应力变化幅度减小;金刚石串珠绳锯割缝缝槽上方形成了一定范围的增透区,其分布特征是起割位置附近和收割位置附近渗透率提高幅度大,中间部分由于应力恢复的影响煤体渗透率提高幅度较小;缝槽上方区域的渗透率随着至缝槽距离的增加而逐渐降低,达到某一阈值后,割缝对提高煤体渗透率将失去作用;金刚石串珠绳锯煤层割缝效率约80 m^(2)/h,工作效率和连续割缝范围均大于水力化割缝措施。

金刚石串珠绳锯切缝煤层实验装置的研制

为解决传统绳锯实验机具与采矿相似模拟台架难匹配的问题,研制一种金刚石串珠绳锯切缝煤层的实验装置,用于绳锯连续割缝煤层卸压机理的研究.根据绳锯切缝煤层现场布置方式及结构特点,设计并改装绳锯切缝煤层相似模拟实验装置,经多次实验证明,该装置结构简单、绕绳方式灵活、操控方便,可实现煤层水平连续切缝.基于该实验装置的绕绳方式和串珠绳的线弹性,分析实验中绳锯进给状态时串珠绳受拉后弹性形变的总长,据此给出串珠绳张紧力的计算方法.研究结果表明:该装置选用初始总长6000 mm直径2 mm的串珠绳进行实验,弓角18°时串珠绳总长6014 mm,张紧力为0.197 kN,可以满足绳锯连续切缝煤层相似模拟实验的要求.

金刚石串珠绳锯的受力分析

文中简述了金刚石串珠绳锯的特点及在我国的应用前景。探讨了绳锯在锯切时的受力情况及锯切轨迹,并侧重分析了承载钢丝绳的应力组成,及钢丝绳作业时的曲率对寿命的影响。

串珠绳结构对金刚石串珠绳固有频率影响的仿真研究

利用有限元建立了金刚石串珠绳的简化模型,分析了金刚石串珠绳的固有频率,并通过实验,对所建立的串珠绳有限元进行了验证。在此基础上仿真分析了串珠绳结构对金刚石串珠绳固有频率的影响。实验结果表明,所建立的串珠绳有限元模型与实验结果有很好的吻合。增加串珠绳的长度,串珠绳的固有频率会随之减小;而减少每米串珠的个数,固有频率会随之增加;随着串珠外径的增加,串珠绳的固有频率会有所减小;另外,随着串珠绳内部钢丝绳变粗,其固有频率也会略有降低。

金刚石串珠绳锯的冷却技术

我们知道,金刚石串珠绳锯切割石材、砼等材料时,绳锯与被切割部位会因摩擦热产生高温.因此,需直接以0.2MPa水压供水进行冷却,并除去切屑,使绳锯尽量在无切屑状态下顺利完成切割作业.但切割面积大或切割深度深时,往往不能充分冷却绳锯和除去切屑.

石材行业推广使用金刚石串珠绳锯的有关问题

阐述最近国际金刚石串珠绳锯的发展趋势。对我国石材行业推广使用金刚石串珠绳锯提出了应重视的有关问题,包括在石材矿山开采中金刚石串珠绳锯应与其它开采方法配合使用,以及充分发挥与利用金刚石串珠绳锯优越性应采取的若干技术措施。

金刚石串珠绳锯的评鉴

目前金刚石串珠绳锯已广泛用于石材开采、荒料整形、异型石材锯切以及建筑物改造施工等。要正确选用金刚石串珠绳锯，提高其工作效率和使用寿命，对金刚石串珠绳锯进行现场使用评鉴是必要的。

金刚石串珠绳设计的若干问题

论述金刚石串珠绳的设计问题，对组成金刚石串珠绳的绳芯，绳芯的连接，金刚石串珠和间隔套的有关参数选择和结构作了详细论述。

金刚石串珠绳锯研究现状综述

金刚石串珠绳作为新型的石材加工工具,相比砂锯和圆盘锯,有着低污染、低功耗等优点,被应用在石材整形、桥梁拆除等各个工业中。本文在详述了国内外金刚石串珠绳锯的研究后,分别探讨了金刚石串珠绳锯理论研究与实验研究,最后浅谈了金刚石串珠绳锯的发展趋势。

金刚石串珠绳耐用度经验公式的实验研究

为了实现海底石油管道切割作业,采用均匀设计方法对水下金刚石绳锯串珠绳的耐用度进行了试验研究。使用MINITAB软件,建立了主要工艺参数对耐磨损率的多元线性回归方程,进行了回归分析,求得了绳锯耐磨损率较为精确的经验公式。进一步探讨了水下金刚石绳锯耐磨损率的工艺规律,为满足绳锯机设计要求,优化工艺参数提供了理论依据。

烧结金刚石串珠绳锯切花岗石的锯切力研究

本文对烧结金刚石串珠绳在锯切花岗石过程中,锯切力及锯切后工件表面的轮廓进行了跟踪检测,研究了锯切过程中,锯切力随锯切参数的变化,以及锯切力与工件表面轮廓的相互关系。实验结果表明:锯切过程中,工件上所承受的锯切力Fh和Fv随着线速度Vs的提高而减低,随着进给速度Vf的提高而增加。垂直力与水平力之间存在着良好的对应关系,垂直力与水平力比约为4.18。加工后工件轮廓偏差量随着工件所承受的垂直力的增加而增加,两者之间呈指数关系。

金刚石串珠绳锯切温度的理论研究

针对金刚石绳锯的长锯切弧区及大断续比的加工特点,参考已有的大切深断续磨削温度模型的研究成果,利用移动热源法,建立了金刚石绳锯加工弧区的温度场理论模型。推导出在均布热源和三角形热源作用下的绳锯加工弧区理论温度场。研究结果表明:金刚石绳锯加工弧区内温度呈波动上升趋势;随绳锯转速和进给速度增大,锯切弧区的温度呈上升趋势;断续比值增大,锯切弧区温度随之上升。

锯切参数对串珠绳振动特性的影响

利用六个激光位移传感器对锯切加工花岗石过程中串珠绳的振动进行跟踪,利用MATLAB软件分析采集来的振动信号,从频率和幅值两个方面来研究锯切过程对串珠绳振动的影响。试验结果表明,串珠绳在非切削过程中的振动信号含有多个主频率,但是进入切削过程后,其主要振动频率为串珠的冲击频率。切削过程的振动信号幅值比非切削过程中振动信号的振动幅值要小,随着进给速度和线速度的增加,串珠绳的振动幅度减小。