硬岩隧道掘进多臂协同钻孔技术研究

为实现硬岩隧道掘进机械化施工,提高三臂凿岩台车应用于硬岩隧道掘进时的施工效率,对三臂凿岩台车钻孔定位精度、多臂协同钻孔路径优化进行了研究分析。首先,基于D-H法建立三臂凿岩台车运动学模型,通过蒙特卡洛法得到三臂凿岩台车的有效工作空间,采用RBF神经网络算法实现钻臂钻孔的精确定位;其次,以钻臂末端移动距离最短和钻臂运动过程中各关节变量之和最小作为优化目标,提出一种改进遗传算法对三臂凿岩台车进行孔序优化,并与蚁群优化算法和自适应遗传算法两种现有孔序规划算法进行对比;最后,以两种不同方案钻孔顺序和所划分工作空间对多钻臂协同钻孔碰撞干涉进行仿真数值模拟分析。数值模拟结果表明：(1)3个钻臂的钻孔定位误差最大为2.94 mm,误差控制在3%以内;(2)与两种现有孔序规划算法相比,以钻臂末端移动距离最短作为优化目标时,3个钻臂末端行驶的总距离分别缩短了5.39 m和10.84 m,以关节变量之和最小作为优化目标时,3个钻臂的各关节变量之和分别减少了2.76 rad、5.34 rad;(3)以最短距离所得钻孔顺序进行钻孔作业时,中间钻臂与左右钻臂之间最短距离分别为984.6、580.8 mm,各钻臂...     

凿岩台车机械自平动钻臂机构的平行机理

采用新的方式提出了凿岩台车机械自平动钻臂机构的平行移动条件,并对凿岩台车机械自平动钻臂机构的平行机理进行了理论分析论证,给出了设计制造凿岩台车机械自平动钻臂机构的关键要素。     

简述国内外凿岩台车钻臂的几种液压平动机构

<正> 凿岩台车钻臂上的平动机构是为减少调整炮孔位置的辅助时间,提高炮眼利用率和掏槽炮孔的平行精度,增加爆破效果,从而提高凿岩劳动生产率而专门设置的。机械平动机构如平行四连杆虽简单,当支臂长度较大时,连杆的长粗比太大,     

支臂回转机构液压系统动态特性仿真与实验研究

管棚支护台车是一种专门用于隧道施工“超前支护”的专用设备，在国外属新型隧道施工机械，得到了非常广泛的应用。国内尚无类似设备，亟待开发。目前国内外相关的研究与资料不多，还存在许多亟待解决的问题。本文在对国外管棚支护台车研究的基础上，对支臂回转机构进行了研究。支臂回转机构采用何种结构形式，对管棚支护台车的使用性能、     

矿山锚杆新技术新设备

不久前瑞典阿特拉斯公司向世界市场推销一种新设备——锚杆台车,如图1所示。这种台车是在普通凿岩台车的基础上改进设计而成。例如从Boomer H170台车改装上BUT15E型支臂就变成BoltecH370型锚杆台车,它的行走方式是轮胎的。还有履带、轨轮等其它型号的锚杆台车如500型。支臂的结构     

基于RBF神经网络凿岩台车钻臂逆解分析

凿岩台车钻臂运动学逆解是钻臂轨迹规划的关键，采用人工神经网络是实现钻臂运动学逆解的有效途径。通过D-H法对钻臂进行正运动学分析，建立各级连杆坐标系，求解钻头位置相对于钻臂底座的位姿关系矩阵，基于蒙特卡洛法利用MATLAB计算出钻臂工作空间及掌子面覆盖范围，采用RBF神经网络逼近钻臂姿态与钻头位置的复杂映射关系，利用梯度下降法计算构建神经网络参数，完成钻臂逆解。结果表明：RBF神经网络计算转动关节角度最大误差为0.082°，误差均方根为0.007 2，最大误差占比为0.91%；伸缩关节位移最大误差为1.07 mm，误差均方根为0.083，最大误差占比为0.042%，能够较为精准地计算凿岩台车钻臂逆解，为规划钻臂轨迹实现自动化与智能化凿岩提供理论基础。     

履带式天井一次成井凿岩台车

我矿技术攻关组同志在北京矿冶研究院的帮助下,1976年试验成功了深孔一次爆破成井新工艺。在此基础上,又自力更生,修旧利废,利用一台闲置多年的露天台车,改造了车架,新作了支臂、滑架,装上了YQ-100A潜孔钻,制成一台履带式天井一次成井凿岩台车,使我矿从工艺到设备,初步解决了无底柱分段崩落法一次成井的切割难关。经过生产使用证明,该台车操作灵活、易于调整,对孔迅速准确,能保证垂直平行孔质量,可以满足切割天井的工艺要求。该凿岩台车由底盘行走机构、工作支臂摆动机构、凿岩、导向滑架机构组成。行走部分是     

计算机控制的凿岩台车

随着塔姆鲁克公司Datamatic系列计算机控制的凿岩台车的推出,隧道工作面终于实现了计算机化。头两台设备已出售给用户。微型机是这种新型凿岩台车的核心部件,微型机与台车的定位调节、支臂移动和凿岩等各种功能的控制结合了起来。这标志着计算机化凿岩将与10年前液压凿岩机的推出具有同等意义。这种台车有三级自动控制。一级控制是由操作者完成支臂和凿岩等各种功能的控制;二级控制是由操作者控制支臂的移动,     

凿岩台车有误差液压平动机构的优化设计

液压凿岩台车现已被认为是一种较为成熟的、先进的采掘机械化配套设备。凿岩台车通过支臂变幅机构和推进器变幅机构能满足掘进工作面钻凿不同部位、不同倾斜度炮眼的要求。为满足直线掏槽爆破、光面爆破对掏槽眼彼此之间、周边眼彼此之间的平行度有较高的要求,凿岩台车上都配有平动机构,现常     

5种工况下AXERA T10型凿岩台车大臂疲劳寿命仿真

凿岩台车大臂在凿岩台车工作过程中受多种交变载荷作用,易造成大臂出现裂纹甚至断裂。以汤姆洛克AXERA T10型凿岩台车为研究对象,建立其钻臂三维模型以及钻臂刚柔耦合模型;在选定的5种极限位置工况下仿真得到大臂薄弱节点;对薄弱节点进行疲劳寿命分析,发现疲劳循环次数最小的节点出现在工况4下大臂支撑推进梁的俯仰液压缸铰孔边缘处,并计算得到疲劳寿命为3 067 h。该仿真分析为同类型凿岩台车的大臂设计提供了参考。     

LYZ－XD12型单臂液压凿岩钻车的研制

介绍了ＬＹＺ－ＸＤ１２型单臂液压钻车的主要构造，阐述了该钻车工作机构“双三角”变幅钻臂和双层伸缩式推进器的原理和结构，以及该钻车的液压系统。     

盘区上向凿岩机械化采矿的实践

为改变传统的风钻凿岩和水平落矿的回采工艺,在凡口铅锌矿采用上向接杆凿岩台车,水平凿岩台车、井下装药车、撬毛车、铲运机、液压碎石机、服务车等组成的机械化作业线进行采矿作业,使采场综合生产能力达到158.5t/d,与传统工艺相比,具有明显的优越性。     

凿岩台车在大型基建期矿山的应用展望

为了加快推进田兴铁矿在基建期的施工进度,如期完成项目建设,计划采用高效率的凿岩台车进行平巷的掘进施工。此外,凿岩台车还可以在很大程度上解决施工人员的安全问题,降低工作面对通风的要求。目前国外矿山应用凿岩台车的技术已趋成熟,田兴铁矿采用凿岩台车进行掘进施工,符合大型矿山未来安全高效环保的发展趋势。     

全液压凿岩台车在焦家金矿的应用

本文详细阐述了ＭＥＲＣＵＲＹ－１４型全液压凿岩台车的结构特点、工作原理及在焦家金矿的使用情况。实践证明，该机性能稳定，穿孔速度快，结构紧凑，行走灵活，工作安全可靠，具有一机多用的功能。它可凿任意方向的炮孔，又可安装锚村。在地质条件复杂台车不能充分利用的情况下，取得了台班效率５０ｍ、平均凿岩速度１．８ｍ／ｍｉｎ的成绩。由此可以认为该台车是一咱凿岩效率高、功能全、操作简单方便、效益好的凿岩设备。     

我国地下矿山凿岩装备应用现状与凿岩智能化发展方向

数字化、智能化是凿岩台车等大型设备未来的发展趋势。为明晰国产凿岩台车的研究方向,结合我国 地下矿山钻爆施工中凿岩台车的应用现状,定量对比评价了现场使用凿岩台车在钻孔精确度、钻孔效率、人员安全 性、环保指标等方面的技术优势及问题。结果表明：使用凿岩台车钻孔,一般单孔凿岩时间为2~3 min,凿岩效率为 同等条件下使用气动凿岩机钻孔的2~4 倍;配合合理的爆破手段,月进尺能提高50%~70%;现场使用凿岩台车时,面 临机械性能和钻爆工艺不匹配、较气动凿岩机开挖超挖量大以及人员培训落后于实际需要等问题。在此基础上,总 结了现阶段凿岩台车智能化发展进展。研究表明：通过补偿技术,国内一些钻孔定位平均定位精度在5 cm 以下,可 满足施工要求;借助视觉辅助定位与导航方法、5G 技术及物联网等先进技术,能够实现少人化、无人化的作业目标。 最后进一步分析了研发、推广国产凿岩台车面临的不足与挑战,总结并展望了国产凿岩台车的发展路线。     

Simba M4C型凿岩台车在梅山铁矿的应用

某矿原采矿中深孔凿岩设备老化严重，随着分段高度的增加，炮孔深度相应增加。为满足采矿中深孔凿岩施工需求，引进了Simba M4C型凿岩台车。针对凿岩台车使用中存在的问题，提出相应的解决措施，确保设备能够正常投入使用。通过对比分析新老设备凿岩效率和采矿中深孔施工质量，证明Simba M4C型凿岩台车性能良好，自动化程度高，钻孔精度高，凿岩效率正常，完全满足矿山大结构参数下采矿中深孔凿岩需求。     

加长钻杆长度增大台车巷道掘进循环进尺试验与应用

赞比亚谦比希铜矿使用大型无轨设备开采,巷道和进路式采场断面大。为发挥大型无轨设备的高效优势,客观要求增大巷道掘进循环进尺。通过改造凿岩台车推进梁、配套加长钻杆,增加了钻孔深度,经过钻爆参数优化试验,增加了掘进循环进尺。介绍了台车推进梁延长钻杆改造,钻爆参数优化试验及在井下巷道掘进中的应用情况,分析了增加巷道掘进循环进尺产生的经济和社会效益,可为其它类似矿山巷道掘进提供借鉴。     

地下铲运机铲斗斗刃运动轨迹方程的中间参变量推导及分析验证

本文以KCY-2地下铲运机正转六杆工作机构为研究对象,通过多刚体系统运动学分析方法,获得了铲运机斗刃的运动轨迹方程。针对运动轨迹方程中所涉及到的三个中间参变量,进行了中间参变量关于动臂油缸和举升油缸行程的数学模型的推导,并通过对实车数据进行测量和模型仿真数据对比进行了误差分析。结果表明,数学模型可以准确描述中间参变量关于动臂油缸和举升油缸行程变化的变化,可以完全替代通过数据拟合进行中间参变量求解的方法,具有更小的计算误差,使铲运机斗刃的运动轨迹方程可以更为准确的描述动臂油缸和举升油缸行程在变化过程中的铲运机斗刃的位置,对地下铲运机真正实现自主铲装具有重要的应用价值。     

基于模糊PID控制理论的地下铲运机工作机构运动轨迹研究

本文以KCY-2地下铲运机正转六杆工作机构为研究对象,对铲装工作机构进行建模分析,获得了铲斗斗刃位置与动臂油缸和转斗油缸行程之间的运动关系;对铲装工作机构液压系统进行分析,获得了工作油缸的液压控制模型,基于模糊PID控制理论,设计了动臂油缸和转斗油缸的模糊PID控制器,并对转斗油缸运动轨迹进行仿真分析。仿真结果表明：工作油缸基本能按照设计轨迹运动,误差在合理范围内,铲装工作机构的模糊PID控制器设计合理可靠。     

优化分段Knothe时间函数求参方法

针对优化分段Knothe时间函数的参数求取问题,给出了2种求参方法:① 以本矿区,或地质、采矿条件相似矿区的地表监测资料为基础,提出了“反算时间函数对比求参法”,给出了详细的参数求取流程,该法直观、易操作,且具有通用性,可用于其他时间函数的参数求取;② 以采空区达到充分采动尺寸时的地表沉陷规律,及相应概率积分参数为基础,推导了时间参数的“直接计算法”公式,该方法参数意义明确,求参过程简便,能直接应用于编程计算。预计实践表明,采用本文方法求参,动态预测最大相对误差可控制在9%以内,随着开采时间的增加,动态预测精度将会逐渐提高,最终维持在5%左右;根据统计,地表最大下沉值预测相对误差则可维持在6%左右。应用实践证明了论文所给出的求参方法的实用性与可靠性。