运动学参数对滚筒截割夹矸煤岩应力影响规律

由于夹矸煤岩赋存条件的复杂性及滚筒截割煤岩过程载荷的非线性,得到滚筒截割煤岩的应力信息非常困难,因此很难从可靠性方面对运动学参数进行匹配。以煤岩截割机理和有限元理论为基础,利用LS-DYNA建立螺旋滚筒截割夹矸煤岩的耦合模型,分别对不同工况进行截割过程的动态模拟,以获取煤岩体、滚筒截齿相关组件的最大应力信息。采用曲面拟合技术分析滚筒转速及牵引速度对煤岩体、滚筒截齿相关组件最大应力的影响规律,建立了相关零件应力关于滚筒转速及牵引速度的规律方程。以采煤机生产率、截割比能耗为目标建立了采煤机滚筒运动学参数的优化方程,并得到了滚筒转速与牵引速度的最佳匹配值,研究表明:当滚筒转速为61. 63 r/min,牵引速度为4. 776 m/min时,采煤机生产率可达190. 64 t/h,截割比能耗仅为0. 868 9 kW·h/m3。截齿合金头、齿体、齿座、叶片的应力分别为:1 339. 4,887. 5,454. 7,105. 2 MPa,岩石和煤体最大应力分别为:59. 15,8. 799 MPa。     

纵轴式截割头截齿的运动学模型及仿真

为了分析纵轴式掘进机截割头截齿的运动学特征,建立了总体坐标系和局部坐标系,在此坐标系下建立了截割头纵向钻进、垂直摆动、横向摆动3种工况的截齿运动学数学模型,并进行了计算机仿真;由仿真可知,截齿在截割头上的回转半径对截齿运动学参数影响最大,回转半径越大截齿的速度和加速度越大并且变化率较大;其次,截割头转速对各运动学参数的大小和波动性也有明显的影响,随着截割臂摆动角速度的增大,截齿的速度会出现波动,并且加速度会出现较大的峰值。     

基于ANSYS的采煤机镐形截齿截割动态分析

主要借助ANSYS软件中的LS-DYNA模块,对采煤机截齿截割煤层作业过程构建三维有限元模型,通过对镐形截齿割煤过程的动态分析,得到截齿能量、速度等参数的时间历程曲线,并对截齿安装调度对割煤效率的影响进行分析,得到割煤效率最高的截齿安装角度,为优化采煤机截齿设计提供参考。     

截割参数对采煤机截齿受力影响研究

分析了采煤机截割实际情况，确定了截割半径、牵引速度、滚筒转速、煤层介质等截割影响参数；运用仿真和试验的方法研究了采煤机截齿在实际工况下作业时受力情况。仿真和试验结果表明：不同截割参数下，采煤机截齿截割力均呈现先增加后减小的趋势；不同截割参数下，截齿截割力峰值不同；采煤机截齿截割力试验值与仿真值基本一致，且最大相对误差为5%，试验验证仿真分析准确性，该研究为采煤机截齿受力特性的改善和疲劳寿命的提高提供借鉴。     

采煤机截齿截割破岩能力分析研究

采煤机在煤矿生产中应用广泛,采煤机割煤的过程实质上就是截齿截割煤岩的过程。以镐形截齿为例分析了截齿截割煤岩体的过程,以及截割过程中截齿的受力情况。从截齿的磨损、截齿安装角度、截割厚度和截割速度角度方面分析影响截割性能的因素,发现合适的截齿安装角度、合理的截割厚度和截割深度是影响破岩效率的关键因素,较大的截割速度虽然会提高生产效率,但会加大截割阻力,加快截齿磨损。     

采煤机截齿载荷及运动特性的研究与分析

以某型采煤机截齿为研究对象,分析了采煤机截齿工作原理,对采煤机截齿载荷和运行特性进行研究和分析。研究结果表明:采煤机截齿载荷呈现先增加后减小的趋势;截割阻力矩、截割深度、截齿X方向位移、截齿Y方向位移均呈现周期性变化的趋势,且截齿Y方向位移变化趋势较为复杂。该研究为采煤机截齿疲劳寿命的提高、开采和掘进效率的提升等方面提供理论依据及技术支持。     

科技文苑窗

高产高效工作面采煤机截齿可靠性研究——李贵轩等 .《辽宁工程技术大学学报》,2 0 0 0 ( 1 )高产高效工作面生产方式及其所用采煤机皆有其特殊性 ,基于这些特殊性采取相应的措施 ,提高截齿的可靠性 ,降低齿耗 ,提高采煤机的有效工作时间。采煤机截齿的可靠性与截齿本身、采煤机、煤层赋存条件以及采煤机司机等多种因素有关。过去对截齿可靠性的研究是基于一井多面、采煤机牵引速度 Vq为 2～ 4 m/ min、滚筒截深 B为 6 0 0～ 70 0 mm以及工作面日产 10 0 0～ 30 0 0 t为条件的。近年来 ,新建矿井和老井改造是一井一面 ,Vq为 7～ 9m/ min,B…     

采煤机截割部截齿的有限元分析

主要利用有限元分析软件ANSYS Workbench对采煤机截割部截齿进行分析,得出采煤机截割部单个截齿的应力和位移分布图,解释了采煤机截割部截齿在截割煤层时,截齿的受力情况,为后续截割部截齿的设计奠定一定基础。通过对截齿的失效分析,提出一些改进方案,为截割理论的完善提供一些依据。     

用水防止采煤机截齿引起的瓦斯燃烧

<正> 英国煤矿中大多数瓦斯燃烧发生在采煤机截齿切割着石英岩时。保健和安全局矿山安全研究委员会用了大规模的实验室设备从事研究实际生产中截齿的速度问题。在截齿速度不低于1.25米/秒左右时,截齿速度的降低对沼气与空气混合物的引燃概率影响不大,而水的使用却明显有效地延长由于截齿速度引起燃烧的截割时间。研究喷     

基于EDEM的截齿载荷及滚筒扭矩的研究与分析

为了提高采煤机效率,通过地面试验、离散元法仿真以及理论计算对采煤机截齿的载荷及滚筒扭矩开展分析。研究结果显示:采煤机在不同牵引速度下,单个截齿所受载荷为周期性变化;地面试验、离散元法仿真、数学模型所得不同牵引速度下采煤机滚动扭矩变化为不规则波动,且随着牵引速度加快,采煤机滚动扭矩明显增大。研究工作证明了离散元法仿真以及数学模型对滚动扭矩进行研究以及预测的可行性,同时为采用离散元法对采煤机滚筒扭矩进行研究提供了一种新的方法与思路。     

采煤机滚筒与块煤率的关系分析

根据采煤机截煤理论,采煤机截煤块度的大小与截齿的截割厚度、截齿的排列方式、滚筒转速等有很大关系。通过对块煤率的数学描述,找出了影响块煤率的主要因素,并研究了采煤机滚筒的结构,分析了其各参数对块煤率的影响,得出了提高块煤率的方法。     

基于多信息融合的采煤机采运参数协同优化研究

以煤岩的相关材料理论为基础,建立煤岩截割三维模型,利用有限元分软件ANSYS对该模型进行仿真。研究了转速和牵引速度与载荷波动系数、截割比能耗、截齿安全系数的关系,得到载荷波动系数、截割比能耗、截齿安全系数的关系式,通过fmincon函数得出结果:当转速为86.2 r/min、牵引速度为3.85 m/min时,采煤机运动参数达到最佳,此时载荷波动系数为0.271,截能比耗为0.785 kW·h/m³,截齿安全系数为2.4。     

镐型截齿截割煤岩过程的截割力研究

为探究镐型截齿截割煤岩过程中截割力的变化及其影响因素,以Evans镐型截齿直线截割力模型为基础,提出了镐型截齿旋转截割力模型;利用滚筒采煤机镐型截齿截割煤岩轨迹表达式,推导了镐型截齿截割过程中,截割角及截割厚度变化的表达式;在截割参数范围内,计算出镐型截齿截割角在截割过程中最大变化可达±4°;根据镐型截齿旋转截割力模型,在截割厚度一定的条件下,计算并分析截割力与截割角及半锥角的关系,得出当镐型截齿半锥角为36°时,截割力在截割过程中最大截割厚度前后能够保持平稳变化;将截割角及截割厚度变化计入截割过程中计算截割力,发现影响截割厚度主要因素的牵引速度对截割力影响最大,而角速度与截割半径对截割力的影响依次减小。所得公式与结论可为镐型截齿及采煤机的设计提供理论参考。     

采煤机螺旋滚筒急速滚转控制稳定性分析

采煤机螺旋滚筒急速滚转控制稳定性直接影响采煤机的截割性能和作业效率。为此,以某类型采煤机为研究对象,导入采煤机螺旋滚筒基础信息,运算采煤机螺旋滚筒急速滚转控制条件下的载荷信息、截割比能耗、载荷波动系数、受载信息、截割功率。以A1类、A2类两种截齿分布不同的螺旋滚筒为例,计算两种螺旋滚筒的载荷信息、截割功率。研究结果表明,A2类螺旋滚筒急速滚转控制下稳定性最优;A2类螺旋滚筒在多个固有频率阶数下截齿稳定性最差;在多个情景中,A2类型螺旋滚筒在急速滚转控制时,夹矸坚固性系数、牵引速度对其稳定性存在直接影响,螺旋升角对其稳定性不存在直接影响。     

采煤机运动参数对块煤产量的影响

为了增加粉煤灰的反应活性,将原料粉煤灰（RFA）进行超细球磨得到超细粉煤灰(UFA),将超细粉煤灰与NaOH溶液反应后挤出成型烘干,得到超细粉煤灰基成型吸附剂(UFFA),通过XRD和SEM对其进行表征.研究了RFA,UFA和UFFA对Cr⁶⁺的吸附性能.结果表明：UFFA的吸附性能优于UFA,RFA最差; UFFA对Cr⁶⁺的吸附过程符合二级吸附动力学模型,吸附过程由颗粒内扩散过程控制.热力学研究表明：UFFA对Cr⁶⁺的吸附符合Langmuir吸附等温式;UFFA对Cr⁶⁺吸附热力学参数ΔG＜0,ΔH=－5.391 kJ/mol,表明吸附是自发放热过程.     

滚筒采煤机截齿安装角的角位特性分析

截齿截割安装角直接影响着滚筒采煤机工作时的截割阻力,因此准确安装截齿方位非常重要。介绍了该安装角在滚筒上的空间位置,建立了安装角与滚筒以及截齿空间参数之间的数学模型,分析了截齿安装时的几何约束特性。     

采煤机滚筒截齿失效工况的影响分析及对策

通过生产实例分析了采煤机滚筒及截齿磨损后引起的性能参数变化及其效应,过载或冲击载荷下的瞬时负载变化对采煤机的刚度及平稳性的影响,以及传动系统磨损的宏微观特征。分析结果表明,采煤机在滚筒截齿失效条件下工作时,落煤、装煤能力下降,瞬时负载明显增大,截割机构、牵引机构传动系统加剧磨损,引发工作机构连锁故障。同时针对以上安全隐患,提出了相关的改进措施及建议。     

基于单齿截割试验条件的截割阻力数学模型

根据单齿截割阻力谱隐含着煤岩破碎性信息以及截齿与煤岩作用的机理,辨识出采煤机滚筒破碎煤岩的截割阻力,提出了基于单截齿截割阻力试验谱、截齿截割规律及工作参数来确定滚筒瞬时截割阻力的新方法,建立滚筒截割阻力试验-理论综合模型,给出了截割阻力模型的3种算法。模拟结果表明：截割阻力的特征和量值均有很好的复合度,反映出了煤岩破碎内在的规律。