煤截割粒度分布规律的分形特征

为寻找煤粒度的分布规律,根据分形理论建立了煤粒度分布的分形表达式,以此为基础,在不同截割条件下进行试验研究,并与威布尔分布作比较,寻找煤破碎特性指数、破碎程度参数、分形维数与影响参数的关系.试验分为3部分：首先,对不同结构参数的截齿、滚筒进行截割试验,根据试验结果对比2种分布函数对煤粒度分布表达的合适性,并对参数间的关系进行探讨;其次,对不同抗压强度(1.43,1.97,2.48 MPa)的模拟煤进行截割试验,寻找2种分布函数与煤抗压强度的关系;最后,通过变化截割运动参数,研究切屑厚度对煤粒度分布的影响及各参数与切屑厚度的关系.研究结果表明：威布尔分布、分形分布均可表示煤粒度的分布规律,但威布尔分布中的煤破碎特性指数、破碎程度参数不能正确反应煤的破碎程度以及与各截割参数间的关系;而分形分布的分形维数可以正确表达煤的破碎程度,并与煤抗压强度、切屑厚度呈线性关系.     

基于GA-BP-Adaboost模型的掘进机截割部故障诊断研究

针对掘进机截割部故障预测问题,选取某煤矿井下掘进机截割部采集数据作为实例进行研究。先对BP神经网络和GA-BP神经网络进行预测对比分析。接着以GA-BP神经网络为基础,用Adaboost方法训练若干个弱分类器和弱预测器,将多个GA-BP分类器通过Adaboost算法组合成强分类器和强预测器。对采集到的掘进机截割部运行数据进行预处理,消除信号中干扰和漂移,提取多个时域特征参数。用MATLAB对GA-BP-Adaboost算法中的重要参数进行分析,得出结果:基于GA-BP-Adaboost算法的模型预测精度较高,说明GA-BP-Adaboost算法具有良好的预测性能和泛化性能,能够准确对掘进机截割部故障进行诊断。     

横摆截割工况掘进机履带接地比压分布规律

考虑到掘进机接地比压决定了掘进机通过性和工作稳定性,是确定掘进机与地面附着力矩的基础,研究了掘进机横摆截割工况下接地比压分布情况。首先对掘进机横摆工况进行分析,确定掘进机与巷道底板接触部件与载荷构成。使用SolidWorks建模确定不同工况下掘进机重心坐标,使用Cftool拟合工具对已有数据进行拟合,得到掘进机重心坐标随横摆角和纵向角度的拟合曲线(曲面)。推导考虑不同截割部横纵向角度、巷道倾角以及后支撑载荷情况下掘进机履带接地比压分布公式。以国产EBZ300型掘进机为研究对象进行实例数值计算。研究结果表明:实例中接地比压最大值为0.312 MPa,超过了EBZ300掘进机说明书中计算的平均接地比压0.198 MPa,验证了通常使用的平均接地比压计算方法无法真实体现接地比压分布情况;截割部横摆导致重心偏移,使得偏重一侧履带的接地比压大于另一侧。得到了不同参数影响下掘进机两侧履带接地比压分布规律。依据相似比例制作掘进机模型机,通过模型机进行截割部横摆角和纵摆角变化对履带接地比压分布影响的实验验证。实验测得这两种工况下掘进机履带接地比压分布情况和计算结果规律基本一致,误差不超过20%。通过实验验证了本文理论计算方法的可行性和有效性。     

灰色系统理论在采煤机记忆截割技术中的应用

为建立采煤机记忆截割技术中滚筒高度的三维空间分布模型,提高采煤机的记忆截割精度,在传统记忆截割技术的二维分布模型基础上,利用灰色系统理论和GM(1,1)模型,对采煤机滚筒在第三维(推进方向)上的高度进行动态预测,提出了一种灰色记忆截割技术.Matlab仿真结果表明,灰色记忆截割技术能大幅度提高采煤机记忆截割的精度和实用...     

连续采煤机截割、牵引参数的确定

通过系统地阐述连续采煤机的截割和牵引参数的意义和它们之间的相互关系,利用类比和试验的手段总结出了截割部主要参数,为连续采煤机截割部、行走部、整机的参数确定提供了完整的思路。     

硬岩悬臂式掘进机截割部摆动驱动力计算

根据截齿和截割头受力理论公式,应用Matlab软件编写截割头在截割过程中受各方向的载荷程序,模拟截割头受力。针对某型硬岩掘进机截割头模拟受力结果,并对截割部进行力学理论分析,计算得出截割部摆动需要最大驱动力,为截割部摆动驱动油缸设计提供了工况参数。     

掘进机截割硬度参数的确定及其影响因素

介绍现行横、纵轴系列掘进机截割部截割头的结构及其工作原理,对截割头的截割能力起重要因素的参数—截割硬度进行分析,探讨了掘进机截割部分设计时,理论影响截割硬度的几项参数及其他因素。     

中厚煤层采煤机截割部设计

介绍了中厚煤层采煤机截割部的设计，着重介绍了截割部电机功率的计算和选择、截割部结构和特点、截割部基本设计参数和整体参数的确定、关键零件材料的选择，并对截割部各个零部件创建三维实体模型。     

悬臂式掘进机截割头姿态视觉检测系统

针对悬臂式掘进机截割头姿态检测难题,提出一种利用视觉传感器识别红外标靶特征的截割头姿态测量方法,并构建了测量系统。该系统以掘进机截割部所安装标识板上的红外LED作为信息来源,通过对红外LED特征点成像特征的分析,建立掘进机截割头姿态空间解算模型。通过防爆工业相机采集布置于掘进机截割部标识板的红外LED特征点图像,利用高斯曲面拟合算法对特征点进行中心定位;采用P4P方法对特征点的空间三维坐标进行求解;并且建立了基于误差模型的对偶四元数截割头位姿最优解算模型,完成掘进机截割头姿态角解算。最终,在实验室条件下,搭建了掘进机截割部姿态视觉测量平台,模拟截割部实际工况姿态。试验结果表明,该方法的角度测量误差在0.5°范围以内,可以满足掘进机截割过程中截割头姿态角自动、准确、实时测量的要求。     

灰色系统理论在采煤机记忆截割技术中的应用

为建立采煤机记忆截割技术中滚筒高度的三维空间分布模型,提高采煤机的记忆截割精度,在传统记忆截割技术的二维分布模型基础上,利用灰色系统理论和GM(1,1)模型,对采煤机滚筒在第三维(采煤机推进方向)上的高度进行动态预测,提出了一种灰色记忆截割技术。Matlab仿真结果表明:在相同的误差要求下,对比传统记忆截割算法,灰色记忆截割算法演算出的采高曲线更接近于理论采高曲线,同时灰色记忆截割技术使得调高次数减少了32.8%,因此灰色记忆截割技术能大幅度提高采煤机记忆截割的精度和实用性。     

回转油缸载荷谱的编制

为得到掘进机回转油缸的疲劳载荷谱,利用大容量数据记录仪(黑匣子)对回转油缸工作载荷进行测取,采用幅值门限法去除载荷数据中的异常峰值点,对测取的载荷进行预处理,得到经载荷平稳性和各态历经性检验的回转油缸拉动载荷样本数据。采用雨流计数法对回转油缸载荷样本数据进行统计处理,结合大量统计分析经验,对幅值和均值概率分布分别作威布尔分布和正态分布的假设,并对其幅值与均值的分布规律进行了研究,利用卡方检验,对幅值和均值的独立性进行检验,针对均值提出了三模态正态概率分布模型。结果表明:在检验水平0. 05的条件下,回转油缸拉动载荷的幅值和均值相互独立;幅值服从形状参数为1. 156、尺度参数为3. 345的威布尔分布;提出的三模态正态概率分布模型,真实反映出均值的统计特征,实现回转油缸载荷信息的准确识别。为保留回转油缸全寿命周期内的工作载荷特征以反映工程实际,根据回转油缸推拉工况作业时间比例,将回转油缸样本拉动载荷数据的累积频次扩展到5×105次循环,基于二维概率分布函数,建立了回转油缸拉动载荷数据8×8级幅均值二维载荷谱。根据疲劳累积损伤理论,应用Goodman方法将幅均值二维载荷谱转化为回转油缸拉动载荷数据8级一维载荷谱,可为回转油缸疲劳寿命预测及疲劳寿命试验提供理论基础。     

基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计

为了探讨采矿过程中受时间和空间影响的地表移动变形的发生发展机理,提出了一种基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计方法。该方法以研究描述地表沉陷区观测点下沉变化过程的Weibull时间序列函数为基础,认为Weibull时间序列函数在描述地表观测点沉陷的动态过程时,不仅能较好地拟合下沉-时间（w-t）曲线,而且由此推出的速度-时间（v-t）曲线和加速度-时间（a-t）曲线也能够很好地符合地表沉陷随时间变化的物理过程。基于实测资料确定的负指数法在描述地表移动盆地时具有实践应用性强、预计精度高等特点,给出了走向主断面半无限开采负指数法的下沉预计公式及参数求取方法。根据主断面动态沉陷模型的一般形式,将Weibull时间序列函数与负指数预计函数相结合,建立了充分采动条件下沉陷盆地走向主断面的动态地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形模型,并对某煤矿的地表动态沉陷进行了预计,结果表明,预计结果与实测结果具有很好的一致性,可为实现矿区地表动态沉陷预计提供参考。     

刮板输送机链条可靠性分析方法研究

对国产SGB764/264WA型刮板输送机34次断链事故故障采用无拼接数学模型法、拼接威布尔分布概率纸法、拼接数学模型法、图示法进行可靠性研究,研究结果表明拼接威布尔分布概率纸法同实际使用情况较吻合。     

露天矿抛掷爆破工艺爆堆形态的数据融合估值算法

针对露天矿抛掷爆破工艺中的爆堆形态估算问题,提出了一种便捷的爆堆形态估值算法,仅利用采集到的同类多源数据即可得到精确的预测结果。提出了爆堆形态估值算法的计算步骤为“数据采样—融合精度判别—数据融合最优权值计算—获得数据融合结果”,并制定了数据采样规则、推导了精度判别方法与最优权值确定方法。以黑岱沟露天矿某次抛掷爆破工程为研究案例,分别利用爆堆形态数据融合估值算法与Weibull分布预测方法,在拉斗铲作业平盘高度为11~13m的情况下,对拉斗铲倒堆系统各工艺作业量进行了计算,结果显示：采用数据融合算法的误差可控制在5%以内,更优于Weibull分布预测方法,可以满足满足现场算量精度要求。     

用实验的方法确定机械零部件的P-S-N曲线

现代机械设计技术正在由传统的以安全系数为特征的经验法向以可靠度为特征的概率法转变。机械零部件的P-S-N曲线，又被称为疲劳性能曲线。表征了机械零部件的疲劳特性，为机械零部件抗疲劳设计提供重要依据。机械零部件的P-S-N，曲线是通过对机械零部件进行疲劳实验，然后对实验数据进行统计分析后得到的。     

Research on software development of air temperature prediction in coal face

With ever-increasing depth of coal mine and the continuous improvement of mechanization, heat damage has become one of the major disasters in coal mine exploitation. Established the temperature prediction models suitable for different kinds of tunnels through analysis of the heat of shafts, roadways and working faces. The average annual air temperature prediction equation from the inlets of shafts to the working faces was derived. The formula was deduced using combine method of iteration and direct calculation. The method can improve the precision of air temperature prediction, so we could establish the whole pathway air temperature prediction model with high precision. Emphasizing on the effects of leakage air to air temperature of working face and using the ideology of the finite difference method and considering the differential equation of inlet and outlet at different stages, this method can significantly improve the accuracy of temperature prediction. Program development uses Visual Basic 6.0 Language, and the Origin software was used to fit the relevant data. The predicted results shows that the air temperature generally tends to rapidly increase in the air inlet, then changes slowly on working face, and finally increases sharply in air outlet in the condition of goaf air leakage. The condition is in general consistent with the air temperature change tendency of working face with U-type ventilation system. The software can provide reliable scientific basis for reasonable ventilation, cooling measures and management of coal mine thermal hazards.     

基于GIS的开采沉陷预测系统构架研究

为了提高开采沉陷预测精度及其可视化程度，对基于GIS的开采沉陷预测系统构架进行了研究。通过对常用开采沉陷预测模型及集成方式的对比研究，选用基于碎块体理论的威布尔分布法的标准形式作为预测模型，利用基于组件对象模型技术的集成方式进行系统构架。给出了开采沉陷预测系统整体构架框图，并利用栅格技术，通过对地表网格点的计算实现了GIS环境下的开采沉陷预测。通过GIS强大的空间迭加分析功能对预测结果进行深入的分析，为研究开采沉陷规律以及对周围环境的影响提供科学依据。     

Reliability modeling of hydraulic system of drum shearer machine

The hydraulic system plays an important role in supplying power and its transition to other working parts of a coal shearer machine. In this paper, the reliability of the hydraulic system of a drum shearer was analyzed. A case study was done in the Tabas Coal Mine in Iran for failure data collection. The results of the statistical analysis show that the time between failures (TBF) data of this system followed the 3-parameters Weibull distribution. There is about a 54% chance that the hydraulic system of the drum shearer will not fail for the first 50 h of operation. The developed model shows that the reliability of the hydraulic system reduces to a zero value after approximately 1 650 hours of operation. The failure rate of this system decreases when time increases. Therefore, corrective maintenance (run-to-failure) was selected as the best maintenance strategy for it.     

分源法瓦斯预测原理的运用

分源法是一种较为可靠的瓦斯涌出量预测方法,利用分源预测法对矿井综采工作面涌出的瓦斯建立了瓦斯涌出预测模型并进行了预测,结合实际生产数据对该模型进行了计算验证,模拟结果较符合实际情况,从而进一步证实了分源预测法的科学性和可行性。