煤矿全断面矩形掘进机巷道掘进底煤控制方法及分析

煤矿全断面矩形掘进机掘进通过多个刀盘组合一次全断面截割形成巷道,一般截割部都占满了巷道断面,掘进机司机无法直接查看工作面地质情况,也无法通过截割粉尘推算地质情况,只能通过滞后探底煤的方式控制掘进机沿底掘进。通过理论及试验来探索研究如何有效精确推算掘进机底煤情况,指导全断面矩形掘进机控制底煤掘进。     

悬臂式掘进机自动截割控制系统研究

以煤矿 EBZ220 型悬臂式掘进机悬臂机构为研究对象,建立悬臂机构的截割运动在巷道断面的数学模 型,确定截割头在巷道断面投影的位置坐标与截割机构升降油缸、回转油缸伸缩长度及截割机构摆动角度之间的几 何关系。 经控制单元计算出掘进机截割头在巷道空间下的实时位置坐标,并与上位机设定的巷道边界参数进行比 较,提出具有反馈控制的巷道断面自动截割控制方案。 针对常见的矩形、梯形及半圆拱形 3 种巷道断面形状设计了控 制程序、截割工艺路径及人机交互界面功能。 以 EBZ220 型悬臂式掘进机为样机进行地面和井下试验,应用结果表 明,该控制系统可靠性高、实时性强,控制精度高,能满足巷道掘进工作面自动截割控制的要求,巷道断面自动成形控 制精度≤15 cm / 20 m,悬臂机构动态俯仰角和偏航角测量精度≤0. 1°,为实现煤矿掘进工作面智能化、无人化提供一 些技术研究基础。     

井下巷道机械掘进

联邦德国每年掘进巷道约500公里,总造价30亿西德马克。目前采用掘进机掘进的巷道比前20年大为增长。掘进机掘进效率高,速度快、经济效益好、安全可靠。掘进机的应用范围包括:全断面掘进机掘进岩石巷道,悬臂式掘进机(截割头掘进机)掘进煤层巷道(不含采区顺槽),悬臂式掘进机(冲击头掘进机)掘进采区顺槽。此外,许多煤矿仍用传统的钻眼爆破法掘进巷道,钻爆法在一定情况下仍是必须使用的。     

我国首台悬臂式撑靴掘进机在阳煤二矿投运

正EBZ85C型悬臂式撑靴掘进机日前在阳煤二矿投入试运行,这是我国首台投入运行的该类型掘进设备。传统的悬臂式掘进机仅能截割巷道部分断面,要破碎全断面岩石,需多次上下左右连续移动截割头。悬臂式撑靴掘进机是阳煤集团2017年重点科研项目之一,采用国际先进技术,将悬臂式掘进机与盾构机技术完美结合,由截割部、输送机、通风降尘系统等组成,可实现掘、     

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。     

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...     

硬岩掘进机截割部主轴承选型

掘进机是巷道掘进和隧道施工的主要设备,它具有截割、装载、装运、独立行走、喷雾降尘的功能。根据所掘断面的形状划分,可分为部分断面掘进机和全断面掘进机;根据截割对象的性质划分,可分为煤巷掘进机、半煤巷掘进机和岩巷掘进机三种;根据截割头的布置方式划分,部分端面掘进机可分为纵轴式和横轴式。掘进机主要由截割机构、装载机构、转运机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、冷却喷雾系统等部分组成。目前在国内,悬臂纵轴式掘进机在煤矿行业得到广泛的应用。其中,截割功率一般从200 k W到360 k W,硬岩掘进机得到了比较大的发展。国内如佳木斯煤机、三一重装、上海创力、林州重机及北方交通重工等一大批公司在硬岩掘进机方面都取得了比较大的成功。     

试论悬臂式掘进机的稳定性

<正> 一、概述七十年代以来,随着采煤机械化的发展,巷道掘进的机械化也有了较大发展,国内外研制和使用的巷道掘进机,类型很多。按照掘进机对于巷道断面的作用方式,可分为全断面巷道掘进机和部分断面巷道掘进机两大类。部分断面巷道掘进机,也称为循环作用式巷道掘进机。其工作机构仅能同时截割工作面煤岩断面的一部分,为了截割破落整个工作面的煤岩,必须在断面内多次连续地移动工作机构的截割头。不同形式的截割头安装在工作机构的悬臂上,悬臂又可沿工作面的水平或垂直方向作左右或上下的摆动,这种称为悬臂式工作机构,具有悬臂式工作机构的掘进机,通常     

全断面矩形快速掘进机小刀盘截割假煤壁试验

全断面矩形快速掘进机是一种新型的煤巷快速掘进设备,截割形成矩形断面的关键部件是设计独特的4个小刀盘。为验证小刀盘的截割和装载性能以及设计的合理性,在地面特别设计制作小刀盘专用试验台,浇筑假煤壁,进行不同工况的小刀盘截割假煤壁(模拟煤壁)试验。通过试验数据的采集分析,验证了4个小刀盘的设计合理性,同时对全断面矩形快速掘进机的推进阻力和装载效果进行了技术验证,为掘进机整机和小刀盘的改进设计及性能提高提供了理论依据。     

悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统研究

悬臂式掘进机的自动化、智能化程度低严重制约着煤矿巷道施工技术的发展,智能掘进技术成为目前国内外研究的热点.针对煤矿悬臂式掘进机自动截割控制问题,将视觉测量传感器应用于悬臂式掘进机截割头的控制系统中,提出了悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统.根据悬臂式掘进机的运动学,利用视觉测量系统有效实时反馈截割头位姿,融合惯性导航系统...     

悬臂式掘进机可视化辅助截割系统研制

文章针对煤矿井下巷道掘进产生大量粉尘影响司机视线的问题,提出了悬臂式掘进机可视化辅助截割系统设计方案,对断面形成与截割头运动轨迹分析,并给出可视化辅助截割系统软件流程.解决了井下巷道掘进作业中司机视线不良的问题,对可视化辅助截割的进一步发展有重要意义.     

国内外煤炭开发信息

多用途的新型连续掘进机德国维尔特公司和加拿大HDRK采矿研究公司开发了一种多用途的新型连续掘进机,这种悬臂式全断面巷道掘进机只用少量刀具就可以掘进圆形、马蹄形、矩形巷道断面,而且效率高,尤其是在硬岩掘进中.效果更突出.其主要技术特征如下.全长20m,全宽(最大)3.8m,运输时宽度3.05m,高4.2m,质量150t.有四个悬臂,每个悬臂头上装一把盘形滚刀,每把刀的推力250kN,截割头速度3.5～21r/min,扭矩 480kNm,装机总功率 700kw,截割头功率525kw.     

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。     

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。     

多型断面掘进机

前苏联《煤》1991年第4期报道基洛夫凿井机械制造厂生产出带悬臂式钻机的ГПКСА型掘进机。该机可掘进除圆形断面之外的、面积为9.5～17m~2的任意形状断面的巷道。悬臂式钻机固定在ГПКСА掘进机上,钻机可向不同方向钻锚杆眼。掘进机所掘巷道倾角可达10°,截割的岩石单向抗压强度不大于70MPa、研磨性为15mg;钻机可钻岩石单向抗压强度不大于     

悬臂式掘进机截割减速器的设计难点及优化

随着煤矿机械化的发展,悬臂式掘进切割机应用到了很多大型煤矿的井下开采中。由于巷道施工的特殊性,使得掘进机截割减速器不仅要体积小、重量轻,而且还要有更突出的机械性能。文章利用粒子群优化算法得出了截割减速器的最优化参数,为悬臂式掘进机截割减速器的优化设计提供了科学依据。     

悬臂掘进机截割头功率和运动参数的分析

<正> 掘进机是实现巷道掘进机械化的主要设备。近年来,在煤和半煤岩巷道中,各国均在大力研制和推广使用各种类型的巷道掘进机,其中以部分断面型的悬臂式掘进机应用最多。悬臂式掘进机工作机构的破煤装置是截割头。使用和研究表明,截割头所具有的力参数、运动参数、几何参数和截齿结构与强度,直接决定了掘进机对煤岩的适应性和掘进速度。因此,合理地选择截割头的有关参数,是悬臂式掘进机工作机构设计中的一个重要问题。但由于煤岩性质的复杂多变,以     

在硬岩中开掘斜井与巷道的掘进机

国外井下水平岩巷和10～20°斜井广泛采用悬臂式掘进机,即掘进机的钻头可指向掘进面上任何一点进行钻进,这对非单一岩层巷道掘进时特别有利。 这种掘进机是配有截割部和装载部的强力自行式机组,通常有履带式底座。目前在欧州和美国使用的悬臂式掘进机超过2800台,每年开掘的巷道超过1500km。1981年法国煤矿40％的巷道是用这种掘进机掘成的。平均掘进速度达9.5m/d,比打眼放炮掘进速度高一倍,其掘进巷道的生产费用却比打     

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。     

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。