FMEA在煤矿悬臂式掘进机截割系统可靠性分析中的应用

由于煤矿生产中悬臂式掘进机工作环境复杂和工作任务多样,掘进机截割系统容易发生各种类型故障。采用FMEA对截割系统可靠性进行评价分析,结果表明,截割臂升降故障模式中油泵故障危害最严重,截割臂运行故障模式中截割头故障危害最严重,液压系统故障模式中润滑液污染风险度比较高。该方法可对悬臂式掘进机截割系统可靠性进行综合分析,结果客观准确,可用于确定设备的日常检查重点,为生产现场设备的稳定可靠运行提供保证。     

悬臂式掘进机电控系统的自动化升级研究与设计

文章通过对EBZ260型悬臂式掘进机电控系统进行硬件系统和软件系统的升级设计,实现了掘进机全遥控操作、截割头定位及截割断面监视、截割电机恒功率工值,自动截割等功能。对自动化升级设计的悬臂式掘进机进行模拟试验,确定升级设计后悬臂式掘进机升级后能够有效提高矿井工作面掘进自动化水平,降低人工作业误差,提高巷道断面掘进质量,为矿井安全高效生产奠定基础。     

纵轴式悬臂掘进机截割部动态特性分析

针对掘进机截割部易损坏的问题,分析了纵轴式悬臂掘进机截割部的构造,对截割头进行了运动学分析,简化了其运动轨迹,另外对悬臂摆动机构进行了运动分析。对截割头在工作状态时进行了动态特性分析,特别分析了摆动力和截割力之间的关系,推算出了它们之间的匹配系数。以上研究有助于改进纵轴式悬臂掘进机截割部结构。     

悬臂式掘进机岩巷截割头特征分析

分析了悬臂式掘进机岩巷截割特殊工况,从岩巷截割头的外形特征、截齿选用以及耐磨设计等方面,对岩巷截割头特征进行了简要分析,为悬臂式掘进机岩巷截割头设计提供参考。     

试论两种悬臂式掘进机截割机构──悬臂式掘进机截割机构

试论两种悬臂式掘进机截割机构──悬臂式掘进机截割机构煤科总院太原分院常琏悬臂式掘进机是部分断面掘进机的一种。在煤矿井下采准巷道的开拓掘进工作中已获广泛应用。悬臂式掘进机（以下简称掘进机）的截割机构当今主要有纵轴式和横轴式两种型式。１截割机构功率和机器...     

悬臂掘进机截割智能控制的Matlab仿真

建立了悬臂式掘进机自动成形截割的数学模型,运用Matlab软件对悬臂式掘进机成形截割运动进行了三维动态仿真.验证了自动成形截割运动建模的正确性,为悬臂式掘进机自动成形截割的智能控制奠定了基础.     

煤矿悬臂式掘进机多信息监测系统设计与研究

针对目前悬臂式掘进机作业数据可视化差、可靠性低的问题，提出了一种基于多传感分布的多信息监测系统，设计了系统整体框架，实现了监测程序的可靠运行。首先，分析了悬臂式掘进机远程监测的工作特性，采用降噪去雾算法对现场图片进行增亮与清晰化处理，提升图像质量，达到远程实时视频监测水平，结合瓦斯与温湿度传感器实现了掘进环境监测；其次，以掘进机截割头位置作为其作业空间边界，建立掘进机截割头位姿与运行轨迹方程，采用油缸位移信号与倾角信号冗余算法，实时监测掘进机截割空间位置，实现截割头空间位置在线监测；然后，基于朗伯-比尔定律，采用透射法，设计了油液污染度实测系统，结合温度、液位与流量传感器，实现了掘进机油液状态的在线监测；进而，基于指数退化方法建立截割部轴承的剩余使用寿命预测模型，嵌入到监测系统中，实时显示掘进机各关键部件的性能曲线，实现了关键部件的寿命监测；最后，利用多传感分布方法采集信号，采用多信息融合方法，通过TCP协议，结合PLC网口通讯，远程采集温度、压力、振动等信号，进行实时可视化及故障趋势分析，形成掘进机工作环境状况、截割状态、油液状态、寿命预测等方面的多信息监测系统，为实现掘进机的智能化...     

悬臂式掘进机转向半径的分析研究

基于现有的履带转向半径计算公式,综合考虑了悬臂式掘进机外形尺寸、截割臂水平摆动、履带转向半径对悬臂式掘进机转向半径的影响,提出了新型悬臂式掘进机转向半径计算模型,并进行了履带转向半径以及截割臂水平摆角对悬臂式掘进机转向半径的影响分析,得出履带转向半径以及截割臂水平摆角对悬臂式掘进机转向半径影响规律,从而为悬臂式掘进机设计及转向性能评价提供了参考依据。     

基于悬臂式掘进机的采矿方法研究

随着悬臂式掘进机重型化的发展,掘进机在硬岩开挖中的应用技术日渐成熟,硬岩开挖的连续性也得到很大提高。研究表明悬臂式掘进机进行巷道掘进时具有很大的自由性,可以根据需要实现截割要求,大大降低了截割过程中的矿石损失与贫化,进而为掘进机在非煤矿山机械化连续开采中的应用提供了有益的参考。基于悬臂式掘进机的截割特点,讨论了不同倾角下掘进机回采断面的选择,以矿石损失量最少为依据对各倾角矿体进行了分类,并讨论了各分类情况下的矿石适宜回采技术。     

悬臂式掘进机姿态检测及记忆截割控制系统研究

为实现悬臂式掘进机定向截割和断面截割自动控制,进一步提高自动截割成形控制精度,提出了悬臂式掘进机机身的姿态检测技术和记忆自动截割技术。通过对悬臂式掘进机机身位姿进行自动检测,提高了截割精度,并结合可编程计算机控制器PCC设计了记忆自动截割控制系统,提高了掘进机的自动化控制精度。通过井下工业性试验结果表明,该系统运行稳定可靠,控制精度较高。     

EBZ132伸缩型掘进机的研制

介绍了目前不伸缩EBZ132型掘进机在煤矿开采中存在的不足,阐述了研制出截割头可伸缩掘进机的必要性,在现有的EBZ132型掘进机的基础上对部分元部件进行了改进设计,设计了伸缩型截割机构,并介绍其主要改进原则及工作原理。     

矿用掘进机自动截割控制系统及工程应用研究

以矿用EBZ200C型掘进机为研究对象,结合工程实践情况对自动截割控制系统进行了设计。系统可以分为下位机部分和上位机部分,前者主要是对掘进机截割头的位置及工作电流进行检测,后者主要是运行系统中内置的程序,两者结合可以实现掘进机的综合控制。以上2个部分的控制器分别为S7-200型PLC控制器和PP480型智能控制面板。系统基于PID技术实现闭环控制,可以保障控制过程的精度和稳定性。将控制系统应用到工程实践中,对其应用效果进行现场测试发现,各项功能都达到了预期效果,整体运行良好。     

基于模糊PID的掘进机恒功率控制系统设计

掘进机是煤矿开采的关键设备,其高效、平稳的工作有利于提高采煤效率。针对煤层特性复杂多变,悬臂式掘进机截割负载扰动变化剧烈这一问题,提出了一种基于STM32F103ZET6单片机的模糊自适应掘进机恒功率控制系统。该系统采用模糊自适应算法对水平油缸线速度进行调节,并通过SIMULINK进行仿真验证,仿真实验结果表明：该控制系统能根据煤层特性自适应调整悬臂的摆动速度,提高了掘进机的工作效率。     

开切眼掏矸助采过断层技术

为了解决湘桥煤矿综采工作面开切眼遇到断层的技术难题,在调研现有采煤工作面过断层技术的基础上,结合实际地质情况,从经济性方面考虑,经过多次会诊讨论,最终确定综采工作面过断层预掘巷道掏矸助采的方案。通过对断层上下两盘的岩性、硬度、节理发育、断层破碎程度等观察并取样分析,确定预掘巷道的断面参数;采用数值模拟方法分析了不同留设尺寸岩柱的应力变化情况及塑性区分布情况。确定合理留设岩柱尺寸为2 m。预掘巷道支护方式采用双工字钢+锚索梁+单体支护方式。现场矿压观测站测试结果表明,预掘巷道最大累计顶底板移近量为103 mm,预掘巷道断面能够满足采煤机对预掘巷道的要求。该方案避免了工作面设备搬运、撤出以及设备上井检修费用,有效解决了遇到断层时接续紧张局面。与此同时,过断层期间未对原煤回收率和煤质产生负面影响,积累了过断层的经验,对今后综采工作面过断层具有很好的借鉴作用。     

液压驱动的悬臂式掘进机截割回路参数确定

通过对悬臂式掘进机的工作机构进行受力分析,得出工作压力与牵引力,油缸流量与牵引速度这2对参数的对应关系,为确定液压驱动的掘进机截割回路的工作压力和流量提供了依据。     

悬臂式掘进机截割头摆动力与截割力的匹配关系

根据悬臂式掘进机截割头在不同工况下截齿的受力状况,研究了截割头摆动力与截割力的匹配关系及其一般取值范围,以此为掘进机悬臂回转机构的设计提供理论依据。     

悬臂式掘进机远端监控系统设计

煤矿井巷道悬臂式掘进机广泛应用于煤、软岩巷道及中等硬度的半煤岩巷道中,掘进工作面现场环境异常恶劣,操作人员不宜在掘进工作面工作,设计一种掘进机远端操作台,该远端操作台能显示掘进各项参数和各种故障报警信息,实现掘进机履带行走、截割头升降回转伸缩、星轮正反转、一运正反转、后支撑升降、油泵电机启停、截割电机启停等所有动作的控制。同时在巷道掘进工作面处安装防爆摄像头,画面信号通过同轴视频电缆传输至远端操作台上的显示屏,实现掘进机的远端监控。     

燕子山矿大断面压力区切眼巷道支护设计研究

随着煤矿开采深度的加大,侏罗纪煤层向石炭纪煤层倾斜,运输巷道和回风巷道也在逐渐的变长,保证回采设备的的安全稳装,切眼工作面的开口、贯通、二次开口扩帮的巷道支护设计显得尤为重要。对燕子山矿C3煤层8212工作面开切眼巷道支护设计进行研究,考虑在遇到断层、上覆采空区及过25 m的煤柱压力区时,出现钢带断裂的情况,对专用锚杆轴力动态监测,通过ABAQUS数值模拟软件对切眼工作面在第1次掘进贯通时无支护条件下和有支护条件下的围岩应力、应变分析,之后在进行切眼工作面在第2次扩帮时以相同的方法进行分析比较。通过现场实测结果分析,与支护条件下数值模拟变形量的结果基本相似,及时调整锚索网的支护设计方案,保证了开切眼的稳定,可为相同地质条件下的切眼巷道提供参考。     

边界综采工作面布置方式及刀把状综采工作面快速对接技术的研究

随着矿井开采程度的加深、矿井服务时间的延长,所面临的地质条件越来越复杂,当综采工作面布置在断层边界附近或者布置在井田边界附近,受断层和保护煤柱的影响,边界附近的煤炭资源将会无法回采造成资源浪费,为提高煤炭资源回采率,就要优化传统的综采工作面布置方式,把综采工作面布置成刀把状,工作面推进到刀把位置时再进行对接,以提高资源回采率。通过对边界综采工作面布置方式进行改进,研究了刀把状综采工作面快速对接技术,提高了煤矿资源回采率和刀把状综采工作面对接效率,实现了安全高效对接。     

掘进机机械故障监测诊断系统设计

掘进机是煤矿采掘机械化过程中的一种关键机械,亦是工作环境恶劣,故障多发的环节。因此,开展掘进机机械系统故障诊断关键技术研究具有重要意义。搭建基于现代信号分析处理方法和网络的故障监测诊断系统,拾取掘进机关键部件故障信号,采用现代谱分析方法提取故障特征,达到故障诊断的目的,可用于掘进机故障预知和智能维修。