煤矿掘进机常见故障及处理方法

煤矿掘进机是煤矿开采过程中不可或缺的设备,然而,相关人员常常面临煤矿掘进机各种故障带来的生产中断和安全隐患。通过探讨煤矿掘进机的分类及特点,并详细分析其常见的电气、机械和液压系统故障,提出有效的故障处理方法,包括定期维护保养、故障诊断技术的应用和备用零部件的管理。通过深入研究和应用这些方法,可以提高煤矿掘进机的可靠性,减少生产中断,提升煤矿安全和生产效率。

基于SPC煤矿用全液压钻机动力头装配过程质量控制

动力头作为全液压钻机的核心部件,其装配质量直接影响钻机的整体性能。探讨了如何应用统计过程控制(SPC)方法来提高煤矿用全液压钻机动力头的装配质量,通过分析动力头装配过程中的关键质量控制点并结合SPC控制图,建立一套系统的质量控制流程。结果表明,运用SPC可以有效监控和控制装配过程,减少质量波动,确保产品满足设计要求。

锥体类截割头截齿座自动焊接技术

在煤矿掘进机生产过程中,截割头截齿座这种结构布局紧凑、焊接空间小、坡口渐变的焊接件大都只能采用人工焊接的模式生产,产品质量不稳定且效率不高。针对这一情况,本文依托自动焊接技术的发展,以EBZ160掘进机为例,研发了一种锥体类截割头截齿座自动焊接技术。通过制作旋转变位焊接工装、组对定位工装、焊接参数突变和渐变、拐角增设圆弧、建立参数偏移量选择性子程序等多方面技术手段,实现了截割头截齿座自动焊接。经过工业性试验,验证了自动焊接的截割头截齿座焊缝强度牢固可靠,使用寿命达标,提高了煤矿掘进机的生产效率。

石屏一矿掘进工作面煤层瓦斯参数反演模型研究及应用

为提升煤与瓦斯突出预测和防治的准确性、可靠性和效率,首先,基于煤层瓦斯赋存规律、吸附解吸特征及瓦斯运移规律相关理论构建掘进工作面瓦斯参数反演模型;其次,将瓦斯反演模型内嵌到煤与瓦斯突出实时监测预警系统软件中,对石屏一矿C19上煤层13019上机巷掘进工作面的瓦斯含量和瓦斯压力进行反演预测;最后,采用DGC瓦斯含量直接测定法实测现场数据对模型反演结果进行对比验证。反算数值与实测数值对比表明,煤体瓦斯含量和压力反演计算结果准确可靠。

输送带端部往复式采样机的设计与性能分析

针对煤炭生产矿井出矿原煤质量控制以及部分不具备带式输送机中部机械化采制样系统安装条件场合的需要,阐述研制输送带端部煤炭机械化采制样系统的意义。根据输送带端部的工况环境和安装条件,设计输送带端部往复式采样机,并介绍了端部往复式采样机的结构与组成。然后对输送带端部斜抛煤流进行分析,求解了采样机料斗开口安装位置、倾角等参数同带式输送机参数间的关系,并计算了煤流对料斗的冲击力。最后,推导了端部采样机所采初级子样质量的表达式。研究结果可为端部采样机的结构设计和在具体场合中的安装运用提供依据。

综采工作面回采巷道超前支护研究

为提高综采工作面回采巷道超前支护效果,依据21503综采工作面现场条件,提出采用单体式液压支架代替以往的单体+金属顶梁支护方式,并通过巷道内布置的单轨吊实现单体式支架快速移动。对现场支护用的单体式支架技术参数、布置方案、操作方式等进行分析。现场应用后,单体式支架可实现回风巷超前支护段顶板支护,在提高超前支护段顶板管理效果、降低劳动强度等方面显现出明显优势,现场取得较为显著的应用成果。

选煤厂轮式破碎机锤头的力学分析

以PLM2000型轮式破碎机为研究对象,介绍了一种基于有限元分析的选煤厂轮式破碎机锤头的力学分析。通过该方法对锤头力学进行分析时,利用锤头材料特性、规格尺寸等参数为主要依据,构建出锤头有限元模型,并以此为基础,结合锤头运行时的工作特性,向有限元模型施加约束条件与载荷,进而分别分析了锤头破碎过程中的应力分布情况与应变分析情况,寻找出其中存在的薄弱点,有利于破碎机锤头结构的优化,确认该力学分析方法具有良好的应用效果。

刮板输送机机头机尾垫架不同工况的结构设计

介绍了采煤工作面刮板输送机机头、机尾垫架在薄煤层、中厚煤层配套不同的刮板输送机的结构设计。该设备结构简单、强度高,清煤方便,总体尺寸小,适应性强,能有效解决刮板输送机机头、机尾因工作面起伏与两巷底板存在台阶或倾角悬空而容易损坏的问题,降低刮板输送机故障率,稳定采煤效率。

综放端头支架与后部输送机配套形式及空间探讨

智能化无人开采是实现煤矿安全高效开采的技术途径,各种设备的自动化及相互间的配套影响着工作面的智能化程度,合理的配套形式及空间是提高开采自动化率的保障。随着工作面开采设备能力的提高,相关配套设备特别是刮板输送机两端的驱动部体积和占用空间不断增大,受设备配套和设备尺寸制约,给工作面的自动化运行与控制带来挑战。对于综放工作面,两端头的端头支架与后部输送机的配套非常关键。为了解决端头支架尾柱与后部输送机电动机间相对位置观察不便、难于控制、发生碰撞损坏电动机、需要人工干预的痛点,通过端头支架底座与后部输送机间限位装置的研究和毫米波雷达的应用,从机械、控制、监测等方面形成了综放工作面两端头后部狭窄空间的设备安全解决方案,此方案的实施,取得了较好的应用效果。

煤巷掘进工作面声发射监测传感器超前布设工艺研究

为实现对煤巷掘进工作面掘进过程声发射监测信号的有效采集,确保监测效果真实可靠,对煤巷掘进过程声发射监测传感器超前布设工艺进行了研究。在掘进工作面本煤层顺层钻孔与底板巷穿层钻孔安装传感器,考察监测工艺可行性以及监测信号的有效性与真实性。研究结果表明:可伸缩式弹性倒爪机构可实现传感器在顺层与穿层钻孔内的有效安装,但基于工程现实客观条件,底板巷穿层钻孔安装传感器更具可行性;同时通过该传感器所采集的监测信号更接近煤岩体内产生的真实信号,从而确立了煤巷掘进工作面声发射监测传感器宜采用底板巷穿层钻孔布设的安装工艺,该工艺可有效提升监测信号真实性与可靠性,并进一步完善了煤巷掘进工作面声发射监测技术体系。

基于人机关系的煤巷掘进作业优化

目前针对煤巷掘进效率提升的研究大多从改进掘进设备的角度出发,对煤巷掘进作业工序及人员配置的考虑较少,而保持和谐稳定的人机关系是保障煤巷掘进效率的关键。以马道头煤矿8404工作面2404进风巷为工程背景,在考虑人机匹配关系的基础上,提出了煤巷掘进作业优化方案。对掘锚机割煤支护工序进行了优化,提出了顶部和帮部锚杆空间不成排的掘进巷道支护体系,即在连续作业2个循环进尺后不退掘锚机组,使顶部锚杆领先帮部锚杆300 mm,以节约巷道支护时间。数值模拟结果表明,顶部和帮部锚杆空间不成排支护的应力场与顶部和帮部锚杆空间对齐成排支护的应力场相差不大,验证了顶部和帮部锚杆空间不成排支护体系的可靠性。通过多工序并行作业优化了煤巷掘进作业流程,进而计算各工序任务量,优化各工序相关的人员配置。工程应用结果表明,基于人机关系对煤巷掘进作业进行优化后,日循环数由10次增加到15次,月进尺由300 m增加到450 m,工人效率从0.1 m/工提升到0.14 m/工,循环周期由80 min缩减到44.6 min,明显提升了煤巷掘进效率。

大采高大断面迎采沿空巷道窄煤柱宽度研究

根据山西马堡煤矿地质条件,通过极限平衡理论、内外应力场理论计算出迎采巷道煤柱宽度范围为6.48~8.97 m.采用FLAC3D数值模拟软件,分别模拟了煤柱宽度为5~9 m时,在15202运输顺槽掘进过程中,煤柱应力分布、塑性区分布及迎采沿空巷道围岩变形规律,结果表明:随着煤柱宽度的增加,煤柱峰值应力及塑性区范围不断减小,煤柱宽度为7 m以后,峰值应力减小趋势和塑性区变化均不明显,围岩变形逐渐趋于稳定,综合考虑安全开采和资源高效利用,最终确定煤柱宽度为7 m.通过模拟煤柱不同位置在采掘过程中的应力变化,确定采掘应力叠加影响范围为采掘间距30~-30 m,并结合15202运输顺槽不同位置的围岩变形情况,给出了合理的支护建议。

CM420可逆破碎机在盐湖镁业选煤厂的应用剖析

通过剖析CM420可逆破碎机在盐湖镁业选煤厂的应用案例,阐述了CM420可逆破碎机的结构特点、主要技术参数和工作原理,解析其应用场景与限制性环节。结合该机在实际生产中的应用情况,对该机的锤头磨损、出料粒度不合格等典型问题进行分析,依据工作原理与应用场景提出了具体的解决措施,对同类型破碎机的锤头磨损和粒度不达标问题的解决具有借鉴和指导意义。

煤巷掘进工作面突出预测敏感指标及临界值确定

为防止煤巷掘进工作面发生突出现象,以某矿盆底区南翼煤层掘进工作面为工程实例,综合运用数理统计和模糊聚类方法对“三指标”(钻屑瓦斯解吸指标Δh2、钻孔瓦斯涌出初速度q及其钻屑量指标S)进行了预测,并确定了突出敏感指标。基于室内试验测试,Δh2与吸附平衡瓦斯压力p的关系呈幂函数拟合,并利用瓦斯压力临界值确定了Δh2的临界值,同时采用“三率”法确定了S的临界值。结果表明:M(S)>M(Δh2)>M(q),钻屑量S作为预测指标最为敏感,其次为Δh2,Δh2和S的临界值分别为195 Pa和6.0 kg/m,完全符合《防治煤与瓦斯突出规定》相关要求。该结果为其他类似矿井进行突出预测敏感性指标研究提供了宝贵的借鉴意义。

基于有限元分析的煤矿掘进机截割头优化设计研究

根据煤矿掘进机截割头的工程问题,研究了掘进机截割头的优化设计。以旋转角速度、摆动速度、截齿切削角、截齿倾角作为优化变量,选择合力平均值和切削载荷变化系数作为优化目标。通过正交试验和有限元分析,研究了这些参数对评价指标的影响,并且分析了评价指标随试验因素的变化趋势。将新截割头设计方案与原设计方案相比,优化设计后合力平均值和切削载荷变化系数分别降低了18.3%、5.5%,有效地提高了掘进机截割头的切割性能。研究成果可为掘进机截割头的结构优化设计研究提供依据。

三次风量调节对窑内温度及煤耗的影响

Ф4.8 m回转窑,窑尾烟室缩口Ф2.4 m,窑头燃烧器采用BF-50大推力燃烧器,选取三次风位于大窑头罩和小窑头罩两种情况,利用CFD研究三次风管有效内径分别为2 400 mm、2 800 mm和3 200 mm时窑内的温度和窑头的用煤量。分析表明,当篦冷机供风量不变,窑头煤量一定的情况下,三次风量越大,二次风温度越高,窑内温度越高;当维持一定的窑内温度,二次风温度越高,窑头用煤量越少;相对于大窑头罩,小窑头罩的二次风温度约高100℃,获得相同的窑内温度,窑头用煤量相应减少。

原尺度煤矿掘进工作面瓦斯爆炸仿真研究

为研究真实尺度下煤矿掘进工作面瓦斯爆炸冲击波和火焰的传播规律,利用气体爆炸数值仿真软件建立了不同尺度的掘进巷道模型,研究预混瓦斯体积分数、预混瓦斯长度和巷道空间特征对掘进工作面瓦斯爆炸冲击波超压和火焰传播的影响规律。研究表明:原尺度下掘进工作面瓦斯爆炸的最大超压可达180~630 kPa,巷道截面约束度和预混瓦斯量是掘进工作面瓦斯爆炸压力和火焰作用范围的重要控制因素,火焰高速传播的阻力会导致火焰扩散变慢,并最终使火焰膨胀比趋于定值。

基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方法研究

在研究采煤机端头姿势形态的基础上,对扩展截割路径记忆截割方式进行了系统性分析,并收集到采煤机各个部位的工作状态信息,作了归一化处理;之后通过追踪研究了采煤机的扩展截割路线,将各个离散型点使用特殊的插值计算加以模型化拟合处理,获得了立体的三维拟合值曲线模型,以期增长采煤机运行时的平稳度,提高工作面的生产效率。

钢丝绳芯输送带剥头机结构的设计与研究

针对传统输送带剥胶过程工人劳动强度大、效率低、安全隐患大以及成本较高等问题,本文分析了钢丝绳芯输送带结构的组成和剥头工艺,设计了一种用于输送带更换的剥头机,利用切割装置旋进将输送带分股并采用圆形刀头逐根剥离,大大加快了剥胶速度,还介绍了剥头机硬件结构组成和关键部件,利用ABAQUS对其切割装置进行了动力学分析。结果表明,圆刀片在切割过程中,切割力随时间的延长会呈现先增大后减小的趋势,输送带的断切面平整度好,剥胶过程速度快且表面质量稳定,大大提高了剥胶速度,取得了满意的仿真结果。

碎软煤层双管定向钻具自动加卸系统关键技术与应用

为提高双管定向钻进钻孔施工时钻具加装和拆卸的自动化水平,提高装卸效率,开发一种双管自动加卸装置,实现不同工况下钻具的全自动装卸,解决双管定向钻进过程中钻杆和套管的同时加装和拆卸的技术难题,完成装置结构和控制系统的设计,运用末端柔顺技术,限制施工过程中装置承受的载荷,明确控制程序关键边界条件,制定不同工况下钻具自动装卸施工工艺流程。在安徽淮北矿业祁南煤矿展开工业性试验,试验顺利完成4个钻孔的施工,共进尺1170 m。试验过程中双管自动加卸装置运行平稳,能够满足不同工况下钻具组合的加装和拆卸需求。将原本需要2~3人密切配合才能完成的钻具组合自动装卸工作,变为依靠程序控制自动完成,钻杆和套管同时装卸和单独装卸平均效率较人工装卸分别提高了350%和110%,保证了双管定向钻进综合施工效率,减少了作业工人数量,降低了工人劳动强度,保障了施工安全。试验结果表明:双管自动加卸装置运行稳定可靠,施工工艺流程合理,装置各项性能满足双管定向钻进需求。研究成果为双管定向钻孔施工钻具的自动装卸提供了技术和装备支撑,为双管定向钻进技术在煤层气开采相关领域的推广应用奠定了基础。