采煤机综采时的截割深度对整机综合性能影响的研究

为了明确采煤机综采作业时的截割深度对整机综合性能的影响,采用离散元分析的方法对不同截深情况下采煤机的装煤性能、截割比能耗等方面进行研究。结果表明:当采煤机的截割深度为1000mm时,采煤机的装煤效率最高,同时降低综采作业时的截割深度有利于减少截齿磨损、减小损耗,提高截割效率。

截割间距对镐型截齿破岩特性影响的试验研究

镐型截齿是掘进机、采煤机等矿山机械上应用最广泛的截齿类型。在实际截割过程中,镐型截齿主要工作于多齿耦合截割工况下,截割间距是该工况下的重要参数。针对截割间距对破岩过程影响的研究未考虑干涉截割的弱化作用的问题,提出一种多齿耦合截割时截割力的计算方法。针对石灰岩、红砂岩和2种模拟岩样开展了全尺寸单齿截割试验,对比分析自由截割和干涉截割的破岩过程。试验采集了截割力数据并进行了降噪处理,同时收集了截割碎屑,分析了截割间距对截割载荷、截割碎屑粒度、截割能耗、截割沟槽的影响规律。试验结果表明:(1)截齿截割力随截割间距增加而增大,并逐渐接近自由截割状态,且干涉截割与自由截割条件下的截割力比值与截割间距/截割深度之间存在较好的线性关系,相关系数均大于0.95。说明干涉截割条件下截齿的截割载荷可利用自由截割载荷进行估算,进而得到了基于已有峰值截割力模型的干涉截割条件下的截割力估算方程。(2)分别采用碎屑粒度指数(CI)和截割比能耗(SE)评价截割试验的碎屑粒度分布和截割能耗。随截割间距增大,CI呈先增大后减小的趋势,而SE呈先减小后增大的趋势。(3)当截割间距较小时,截割沟槽干涉显著,截割沟槽间残余岩脊较小,截割载荷较小,但由于截割沟槽干涉会产生较多细小碎屑,消耗较多能量,所以能耗升高;随着截割间距增大,残余岩脊增大,截割力增大,但由于已有截割沟槽对岩石的弱化作用且截割沟槽间干涉较少,形成的大块碎屑占比增大,所以截割能耗降低;随着截割间距进一步增大,截割沟槽间无干涉,且已有截割沟槽对岩石的弱化作用降低,截割力增大,碎屑粒度减小,截割能耗上升,截割状态逐渐趋近于自由截割。

采煤机截割煤岩石的数值模拟研究

针对采煤机在实际生产过程中截割部所承受的载荷为交变状态,再加上环境的恶劣性导致截齿的性能受到影响。以截割部截齿为研究对象,基于计算机分析软件建立截齿和煤岩层的装配模型,并结合现场参数完成模型中参数设置;开展截割速度、截割深度和截割角度对截割煤岩层时截齿的应力场合温度场数值模拟研究,为确定最佳截割工艺参数,提升装备的使用性能奠定基础。

截齿旋转破碎板状岩体性能研究

截齿是掘进机的关键刀具,截齿的破岩性能影响掘进机的破岩效率。通过建立截齿旋转破碎板状岩体数值模型,研究截齿不同截割深度和旋转速度对板状岩体裂纹、截齿峰值截割力和截割比能耗的影响。结果表明:随着截割深度的增大,截齿峰值截割力和截割比能耗逐渐增大,当截割深度为18~28 mm时,板状岩体横向裂纹扩展范围不断增大,当截割深度为30 mm时,板状岩体横向裂纹扩展范围相对较小,碎裂效果较差;随着旋转速度的增大,板状岩体横向裂纹扩展范围不断增大,峰值截割力和截割比能耗逐渐增大但截割比能耗增长速度减慢。研究通过优化截割参数,提高截齿破岩性能,得到更好的岩板碎裂效果。

截齿截割的能耗与块度问题实验研究

煤岩截割是煤炭生产中最重要的一个过程。为了降低吨煤电耗,降低粉尘量,增加块度,须研究截齿截割过程吨煤电耗、块度变化规律,文中采用实验的方法对采煤机刀形、镐形截齿截割过程进行了模拟,并采用MATLAB对其结果进行了数据处理。得 到截割过程的切深与吨煤电耗及块度间的关系。

截割参数对截割头磨损程度影响的研究

为了分析截割头在复杂工况下的磨损情况,利用ABAQUS数值模拟软件对截割头齿尖锥角、截割速度和截割深度对截割头的磨损情况进行分析,给出了不同齿尖锥角、截割速度和截割深度对截割头的磨损机理,为提高截割头的使用寿命和截割头强度提供了方法。

截割参数对采煤机生产率的影响研究

为提高采煤机螺旋滚筒的截割效率和截割性能,对截割参数进行研究,主要分析不同煤层倾角、牵引速度、截割深度参数下,采煤机截割落煤岩质量和生产率指标,结果表明,采煤机截割落煤岩质量和生产率指标,随牵引速度、截割深度的增大而增大;随煤层倾角的增大而减小,且在不同煤层倾角下,采煤机生产率之间存在一定的差别。

截割参数对采煤机截割比能耗的影响研究

为提高矿用采煤机滚筒截割煤岩的工作效率,针对影响采煤机截割性能的煤层倾角、采煤机牵引速度、截割深度3个参数进行分析研究,得出:随着煤层倾角、截割深度的增大,采煤机截割比能耗也同步增大;而随着牵引速度的增大,采煤机截割比能耗逐渐减小,且牵引速度与采煤机截割比能耗的变化关系是幂函数。综合可以得出,牵引速度对采煤机截割比能耗影响最大,截割深度影响相比较小,而煤层倾角影响最小。

掘进机截割中截齿磨损影响因素数值模拟分析

采用有限元仿真分析的方式,分别对不同截割速度与截割深度下的截齿应力进行分析。结果表明,截割深度增加,截齿的应力区域明显增加,截齿的合金头齿体连接位置处是受到应力最大的位置,且容易与煤岩产生接触,而造成磨损。在实际应用过程中,应避免合金头齿体连接位置处与煤岩产生接触,避免造成接触磨损,从而提高掘进作业的效率。

采煤机多参数耦合匹配优化智能降尘控制研究

为实现对采煤机截割煤岩过程中粉尘质量浓度的最优控制,开发一种基于多参数耦合匹配优化的采煤机智能降尘控制方法。以最低粉尘质量浓度为目标,以牵引速度、滚筒转速以及截割深度为变量,建立采煤机最优降尘控制的多参数耦合优化匹配模型;采用迭代优化方法,结合优化终止判定条件,得到最低产尘量时的采煤机多工作参数优化结果。采用综采面3机配套模型进行截割控制与测试试验。结果表明,在采煤机多参数迭代优化过程中,粉尘质量浓度快速下降收敛,优化前后粉尘质量浓度分别为632和158 mg/m3,降尘效率达到75%。