掘锚机结构类型及适用性分析

随着煤矿开采环境越发复杂多变,选择一款最适应巷道状况的掘锚机至关重要.通过对4种不同类型掘锚机的设计原理、施工工艺以及应用效果进行研究分析,总结得出:截割部外挂锚杆机和截割部锚护机构适用煤岩及半煤岩等小型断面巷道;行走部外挂龙门架锚护机构适用较大断面硬岩巷道;整体设计掘锚护一体机可适用于硬岩、半煤岩及煤岩等多种巷道形式...     

国外几种掘锚联合机组技术特点

1工作原理掘锚联合机组（Bolter—Miner）是80年代中、未期为适应综采工作面快速推进的要求研制的一种煤巷快速掘进和锚杆支护新型技术装备。其总体结构同悬臂式掘进机相似，是连续采煤机的一种改进和发展机型，通常由以下几部分组成：①主体机架;②履带行走装置；③截割头及其传动装置；④截割部导向和滑移装置；⑤机载锚杆钻机；⑥顶板临时支护装置；⑦装载和运输装置；⑧液压传动和执行装置；⑨电控装置。见附图。掘锚机组结构图机组采用横向宽体截割头工作机构，截割臂不作左右摆动可从上到下或从下到上切出巷道全部断面，有的宽体截割…     

大断面煤巷快速掘进技术的应用

为提高大断面煤巷掘进速度,同时保证施工质量,提出了掘锚一体化的施工方案,并在2-504运输巷进行了应用.通过固化综掘机截割路径并优化施工工序,提高了巷道掘进速度.通过现场监测,采用该方案后顶底板最大移进量为75 mm,两帮最大移进量为100 mm,巷道变形较小,能够满足支护要求.实践证实:通过优化施工工艺,采用掘锚一体...     

双臂截割机构掘锚一体机

综合现有掘锚产品类型,研究开发的掘锚一体机集全断面双臂截割、全断面装载、临时支护、锚杆支护、负压湿式除尘、自动截割等功能于一体,可实现掘进与锚杆支护交叉作业,满足煤及半煤岩、顶板破碎的中小断面巷道快速掘进。     

矿用EBZ160S型掘锚一体机改进及应用

针对当前长平矿掘进工作面存在生产时间过长、掘进效率低,因机组频繁进退增加了机电事故发生率,而且每次截割完毕后需进钻车架设临时支护,不能及时控制空顶,存在安全隐患;钻车使用事故较多,生产成本较高等问题,结合长平矿掘进工作面的工况,制定了改进思路和要求。重点对EBZ160S型综掘机结构特点进行分析,采用将掘进机原有的截割部进行变形改进后叠加上临时支护和锚固的功能,在机组左右平台上增加可滑动的钻臂装置,在机组截割部的上方布置摆动平台及前部支撑,同时对原有的油箱、泵站部、电控箱以及操作台进行优化改进来升级,通过升级改进成EBZ160M-4型掘锚一体机。经过试用采掘应用测试,EBZ160M-4型掘锚一体机拓展了原综掘机的功能,提升了掘进效率,降低了工人劳动强度,同时又集截割、装载、运输、支护一体,实现了一机多能等多项预期目标。     

悬臂式掘进机空间位姿的运动学模型与仿真

为实现掘进断面自动截割成形控制,达到无人采掘装备自主巡航目标,研究了悬臂式掘进机空间位姿运动学模型并进行了仿真。将悬臂式掘进机的机械机构简化为一系列平移或旋转关节串联而成的运动链,建立了掘进机空间位姿坐标体系;利用齐次坐标变换和机器人运动学相关理论建立了掘进机机身位姿和截割头相对于大地坐标系的空间位姿矩阵。采用D-H法求解了正向运动学问题即截割头空间位姿精确定位;采用代数法分析研究了逆向运动学问题即截割头轨迹规划及控制的数学模型。以EBZ200机型为例,实验仿真了类S形自下而上矩形截割断面工艺路径,并进行了现场多组试验。试验结果表明：设定巷道断面4 500 mm×4 000 mm,两帮综合最大误差为65 mm,相对控制最大误差为1.4%,达到煤巷断面质量精度要求,且重复精度高、无累计偏差。     

特厚煤层巷道快速掘进与支护技术应用

为保障2404皮带顺槽围岩稳定的基础上提升巷道的掘进速度,通过分析支护参数的选取原则,确定巷道采用高强高预应力的支护方案,并根据MB670掘锚一体机的特征,进行割煤支护工序和截割循环方式的设计;并采用数值模拟进行了掘进工艺中支护方式的优化,确定采用2个循环进尺不退机组的顶帮不成排支护方式。实际应用效果表明,巷道掘进采用调整后的掘锚工艺时巷道掘进循环周期减少35 min,最大月进尺508 m,掘进效率大幅提高;顶底板和两帮最大移近量分别为120 mm和69 mm,围岩变形稳定。     

纵轴式掘进机截割机构仿真系统开发设计

根据纵轴式巷道掘进机截割头空间位置参数与巷道断面自动成形控制参数之间数学模型的空间运动分析,开发仿真系统进行仿真。获得纵轴式掘进机截割头轨迹与油缸伸缩量之间的对应关系,得到纵轴式巷道掘进机截割机构仿真结果的空间运动轨迹图和轨迹数据,对解决掘进机截割机构自动截割成形控制的关键问题具有很好的辅助作用。     

纵轴式掘进机截割机构运动学研究

为了实现掘进机全断面自动成形截割,对纵轴式掘进机截割机构进行结构简化分析,建立截割头空间位置参数与巷道断面自动成形控制参数之间的数学模型,并对其进行空间运动学分析,利用Matlab仿真获得了纵轴式掘进机截割头轨迹与液压缸伸缩量之间的对应关系,得到了截割机构的运动规律,可为解决掘进机自动截割成形控制的关键问题提供理论依据。     

掘锚一体机滑移架结构设计与分析

针对国内掘锚一体机在煤巷工作时掘进和锚护分离作业、掘进效率低的问题,提出了掘锚平行作业、同步施工的工作要求,设计一种能够实现机身相对巷道静止而截割部能正常工作的滑移机构,实现掘进和锚护的同步、独立工作,提高煤巷的掘进速度。根据实际的工况对其进行结构设计和模型建立,利用ANSYS Workbench有限元软件对其进行静力学分析,保证其结构的强度和刚度均能满足实际的生产需求。     

煤矿掘进机自动截割成形控制方法研究

针对目前煤矿井下综掘自动化控制存在的不足,提出了掘进自动截割成形控制方法。分析了掘进机截割头巷道断面截割工况,研究了截割头工作阻力与截割电机电流之间的关系,在此基础上,提出了一种综合慢开慢停与加减速控制及截割摆速分级自动调控的模型,研究结果表明,该模型能够在保证巷道断面成形质量的条件下,快速区分煤岩过渡区,自动调整截割臂摆速,提高截割臂摆动速度的利用率,且延长了截割电机、截割头及液压系统等元部件的使用寿命,确保了掘进机的安全、高效、可靠工作。     

基于磁流变的巷道掘进机高效运行分析探讨

为了减少掘进巷道超挖欠挖现象,降低施工强度和成本,提高巷道掘进效率,采用一种基于磁流变截割环境感知与控制协同的巷道掘进机高效运行方法,依据掘进机截割环境感知数据,基于识别出的不同煤岩截割特性,针对巷道不同区域施工要求,采取相应的巷道掘进机多运动机构协同控制(行走速度,姿态,截割头摆动速度等参数),既能保证掘进机截割部处于恒功率高效运行,又能克服掘进机截割臂的惯性对截割成形质量影响,以高效的截割工艺路径控制掘进机完成断面自动截割作业,实现巷道掘进机精准、高效运行,改变采掘比例失调局面,满足煤矿集约化生产需求。     

基于截齿轨迹确定掘进机截割头运动速度研究

为确定纵轴式掘进机截割头移动速度与转速的最佳匹配关系,对不带伸缩机构截割头截齿的运动规律进行分析,提出了相关截齿轨迹、半相关截齿轨迹和不关截齿轨迹3种轨迹形式,并利用SolidWorks的VBA语言开发出截齿轨迹相关性分析软件LCkam。对不带伸缩机构的截割头上所有截齿轨迹的模拟结果表明：通过分析截割头上各截齿的运动轨迹,可以计算并绘制出该种截割头移动速度v与转速的n匹配关系图,利用v-n图能够确定处于不同转速条件下截割头移动速度的合理范围。     

神华物资集团与山特维克集团签订掘锚机采购合同

<正>《煤炭信息》周刊2014年第28期报道,神华物资集团与山特维克集团日前签订了掘锚机采购合同,合同金额逾2 400万元。该设备是供神东煤炭集团生产使用,是井工煤矿重点设备。掘锚机是在连采机宽滚筒截割的基础上发展起来的掘锚一体化设备,真正实现了截割、装载、运输和锚杆支护同步进行,全断面截割,一次成巷,从而可显著提高开拓效率,并可确保操作人员安全。     

两种掘锚机组截割机构的比较

文章主要从截割方式、截割部传动布置、截割滚筒形式三方面对奥钢联公司ABM20S和JOY公司12CM15-15DDVG两种掘锚机的截割机构进行比较。     

基于PCC的任意巷道断面自动截割成形控制系统

为进一步提高自动截割成形控制精度,提出任意巷道断面自动截割成形控制方法。基于PCC（可编程计算机控制器）,提出断面轮廓概念,设计了系统控制功能、截割工艺路径及人机交互功能。研究结果表明：截割头空间位置检测装置精度高,对于巷道两帮的截割精度来说,其测量误差可忽略不计,控制方法的合理设计是巷道两帮截割精度的决定性因素;在自动截割过程中,慢停功能的设计可很大程度上减小截割臂惯性误差;垂直截割时回转与升降液压缸的联动可保证截割头沿断面边界运动;自动刷帮功能可取代人工修整断面边界,消除截割步距过大引起的表面粗糙度误差,提高断面成形质量。以EBZ200型掘进机为试验机型进行了地面性能试验与井下工业性试验,结果证明系统运行稳定可靠,控制精度较高,可保证所截割巷道两帮误差小于5 cm。     

望云煤矿15101运输顺槽掘锚一体化全断面一次成型技术研究

为提升15101运输顺槽掘进工作面的掘进效率,根据MB670掘锚一体机特征及巷道支护方案,通过分析确定掘进作业方式为连续作业2个循环进尺不退机组支护方案,顶部锚杆领先帮部锚杆300 mm;结合巷道地质条件,进行掘进截割方案和施工工艺的确定,在支护方案实施后进行围岩变形和掘进效率的分析。结果表明:快速掘进工艺实施后,巷道顶底板及两帮最大移近量分别为60mm和49 mm,巷道掘进最大月进尺508 m,每个工人效率提高0.14 m,循环周期降低35 min,掘进效率提升显著。     

煤矿悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法

针对煤矿悬臂式掘进机截割断面自动成形控制问题,建立了截割头控制系统传递函数模型,并提出了一种基于PID控制的悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法。根据悬臂式掘进机截割部结构及其运动学分析,建立了掘进机截割头控制系统传递函数模型。为了验证建立的截割头控制系统传递函数模型的正确性和PID控制方法的效果,进行了仿真实验分析和在悬臂式掘进机实验平台上进行加入PID与否的对比实验验证。实验结果表明:在加入PID反馈控制后,截割头位置控制精度大大提高,竖直截割实验最大误差约为1%,水平截割最大误差约为1.7%,矩形断面截割高度和宽度最大误差均约为1%。因此,根据建立的控制系统传递函数模型和基于PID的控制方法实现了煤矿悬臂式掘进截割头位置的精确控制,对于实现掘进机的智能化和确保煤矿安全高效生产具有重要意义。     

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与工程实践

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与装备是煤矿安全高效开采以及智能化建设的迫切需求。以具备膨胀性、节理化等软岩特征的煤矿回采巷道工程为背景,梳理了国内外掘锚一体机快速掘进技术发展现状,剖析了软弱围岩条件下掘锚一体机快速掘进面临3个方面的难题,包括全宽截割对围岩的扰动控制,软弱围岩及时高效永久支护,软弱围岩快速掘进煤帮临时支护。提出了软弱围岩掘锚一体化快速掘进的5项关键技术,包括：(1)低扰动截割技术。主要包括椭型全宽截割滚筒、截齿排布优化、截割动力学优化等。(2)减小空顶空帮距的及时支护技术。该技术是在掘锚一体化技术基础上,研制了集双圆柱导向、多连杆升降、支护油缸撑顶撑底、随动挡矸帘防护于一体的多钻机整体滑移平台,将掘锚一体机作业空顶距由2.5 m降至1 m,作业空帮距由3.5 m降至1 m。(3)软弱围岩多维度协同支护技术。综合考虑锚杆锚索支护参数间的时空协同效应和支护体与围岩的协同效应,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护。(4)钻锚一体化技术。主要包括锚杆结构和力学特性、锚固剂材料及泵注技术等。(5)煤帮喷涂临时支护技术。主要包括快反应高延伸率喷涂材...     

JM340型掘锚机的研制及应用

为适应国内高效长壁开采工艺的需要和加快巷道掘进的速度,设计研制了掘锚一体化的JM340型掘锚机。它具有大功率的宽截割滚筒、独特的水喷雾系统和较低的接地比压等特点,能够实现同时割煤和打锚杆。通过在阳煤二矿的实际应用表明,该掘锚机能快速掘进,增大设备利用率,降低劳动强度,提高安全性。