摩擦焊机压力控制系统模型辨识与PID参数整定

针对摩擦焊机顶锻压力超调和波动造成钻杆焊接质量不稳定的问题,进行了压力闭环系统模型辨识和控制参数优化研究。为精确获得压力系统数学模型,首先采用理论分析确定控制系统阶次,其次使用最小二乘法进行模型辨识获得准确系数,最后采用离线优化的方法得到新的控制参数并明确变化趋势。结果表明,采用优化后的控制参数顶锻压力超调量小于2%,响应时间小于1 s,焊接质量稳定可靠。将离线参数优化与在线控制系统相结合,能够减少设备停机时间,缩短系统参数调试周期。     

井下定向钻进随钻螺旋解卡工具的研制及应用

煤矿井下定向钻进施工中,钻遇破碎地层时,由于孔壁失稳坍塌造成孔内大量积渣进而发生卡钻事故。综合考虑钻进工艺特点、配套钻杆特点、地层适用性及孔内返渣情况等因素,研制出一种新型随钻螺旋解卡工具,该工具结构简单、安装便捷,可将孔内大颗粒钻渣重复破碎并靠螺旋槽辅助排渣作用排出孔外。现场试验表明,该工具设计合理,能够有效解决塌孔段积渣卡钻难题,取得了良好的效果。     

混凝沉淀处理高浊高铁锰矿井水试验研究

针对混凝沉淀工艺处理高浊高铁锰矿井水,开展混凝杯罐试验和G值逐级递减的连续试验,采用浊度仪和光度计监测了出水水质,利用显微镜研究了絮体的变化,分析了混凝剂、pH值和水力条件对矿井水处理的影响,探索了最佳的G值.研究表明:混凝剂采用FeCl3和聚合氯化铝(PAC)分别有利于浊度和铁锰离子的去除;升高pH值能提高铁锰离子去除率;浊度和铁离子去除率随G值升高先增加后降低.当矿井水浊度为159～168NTU、铁锰离子的质量浓度分别为29.6～32.1,2.2～2.4mg/L时,混凝沉淀在PAC为60mg/L、聚丙烯酸胺(PAM)为0.2mg/L、快速和慢速搅拌G值分别为39.8,5.4s-1时处理效果最好.G值逐级降低能加快胶体的脱稳,防止絮体的破碎.当G值依次为39.8,9.9和5.5s-1时,出水浊度、铁锰离子质量浓度分别为20.4～23.8NTU,0.67～1.08mg/L和0.96～1.04mg/L.混凝沉淀对浊度和铁锰离子具有良好的去除作用.     

回火温度对摩擦焊焊区力学性能的影响

地质钻杆管体和接头经过摩擦焊焊接后,焊区经常出现力学性能差、组织不稳定等缺陷.因此,需要对摩擦焊焊接后地质钻杆的摩擦焊区采用调质热处理(Quenching & Tempering,简称Q&T)处理.针对φb88.9 mm×9.35 mm的G105钢级地质钻杆摩擦焊区在不同温度下回火后的力学性能进行了研究分析.结果表明:对地质钻杆摩擦焊区淬火后进行高温回火处理,焊区的常规力学性能指标均高于SY/T 5561-2008《摩擦焊接钻杆》标准的规定.在试验温度范围内,抗拉强度随着回火温度的提高连续下降,屈服强度在660℃达到最高值,在630℃达到最低值;屈服强度和抗拉强度并未随着回火温度的不同呈现明显的改变.夏比冲击吸收能量在660℃达到最高值.     

高炉喷煤支管状态监测系统的数据处理

根据高炉喷煤支吹管的实际工况对支管监测系统的要求,介绍了利用BP神经网络提高系统测试精度、改善系统适应性及维护性中的方法,分析了传统数据处理方法在数据处理中的缺陷和人工神经网络方法在提高高炉喷煤支管状态监测系统的线性度方面的应用。同时,BP神经网络的极强的输入-输出非线性映射能力可以自动按非线性特性进行刻度转换输出系统的被测量值,为反非线性描述的问题提供了一种新的数据处理手段。     

基于工业现场总线的煤矿瓦斯环境监测系统设计

针对传统的井下瓦斯监测系统存在信号传输距离短、抗干扰能力弱、安装调试不便等问题,结合井下生产环境复杂、距离长、监测范围广的特点,以工业以太网、CANopen现场总线和单总线技术为基础,设计了具有三层网络结构的瓦斯环境监测系统。该系统主要以C8051040单片机为核心,研制基于CANopen现场总线的从站,并利用单总线及多传感器技术对井下温度、风速、瓦斯浓度等多种环境参数进行自动监测,通过CANopen现场总线和工业以太网对现场数据进行实时传输。实验结果表明,该系统具有较高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。     

瓦斯抽采用钻杆摩擦焊接自动化技术

针对煤矿井下瓦斯抽采钻杆需求量大、钻杆摩擦焊接加工自动化程度低、劳动强度大、工作效率低并存在一定的安全隐患问题,设计采用工业机器人及分料机构实现钻杆摩擦焊接自动化生产.结合生产现场已有布局,综合考虑工作空间、有效负载、运动精度等基本参数,选取了合适的工业机器人.根据钻杆的特点及存放方式,设计了三轴提升机构的硬件和软件系统,实现了对集中存放钻杆的分料功能,方便机器人夹取;并将摩擦焊机、工业机器人和三轴提升机构的控制系统进行了集成.     

钻机恒压变量泵控给进系统动态模拟与系统改造

 摘要:给进回路是钻机液压系统的重要回路，其直接决定了钻机的性能和钻进效率，目前常用的是恒压变量泵控给进系统。本文以AMESim工程软件为平台建立了恒压变量泵控制钻机给进系统的仿真模型。模拟钻进复杂地层，分析给进系统的压力流量特性。在分析恒压变量泵与减压阀钻机给进系统的优缺点的基础上，提出采用远控恒压变量泵加压力补偿阀组成的钻机给进节流调速回路的优越性。     

定向钻进套铣打捞钻杆的设计

通过对常用定向钻进配套钻具打捞工艺的对比分析,明确了采用套铣打捞工艺处理煤矿井下近水平定向钻进中出现的塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故的可行性与实用性。根据其工艺施工要求,结合煤矿井下近水平定向钻进系统配套钻具具体参数,研制了能够满足额定扭矩6000 N·m钻机使用要求的定向钻进套铣打捞钻杆。成庄矿的应用表明,采用套铣打捞工艺处理近水平定向钻进时孔内事故(塌孔、卡钻、埋钻等)可行性较强,且套铣打捞钻杆结构设计合理,能满足套铣打捞工艺的使用要求。     

C450型摩擦焊机液压系统改进分析

摩擦焊接式钻杆以焊缝强度高、生产效率高等优点逐渐成为煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工的主要钻具。C450型摩擦焊机是早年为生产摩擦焊接钻杆而定制的专用设备,随着生产强度的增加,焊机液压系统暴露出发热严重的问题。本文在分析焊机液压系统的基础上指出了系统发热原因,并提出了利用恒压变量泵改进系统的方案,最后利用AMESim软件对改进方案进行了对比分析。