薄煤层采煤机螺旋滚筒破煤过程的数值模拟

 摘 要：基于显式动力学软件模拟了薄煤层采煤机螺旋滚筒的动态破煤过程,获得了煤岩体塑性域的动态变化及螺旋滚筒上各截齿的载荷谱,避免了理论公式计算中参数取值的人为误差,为螺旋滚筒的设计、使用和维护提供了理论依据。研究结果表明：滚筒破煤行为并不是连续发生的,而是经历了损伤能量的积聚、煤岩体瞬间大量破碎的周期性交替过程;滚筒同一截线上截齿载荷相关性不大,工况恶劣的薄煤层采煤机螺旋滚筒宜采用一线一齿的小截距截齿排列方式。     

采煤机截齿可靠性分析

截齿是采掘机械的易损件 ,通过长期对截齿的分析与研究 ,从新型截齿的选用、截齿布置及截齿结构改进等几个方面对采煤机截齿的可靠性进行了简单分析。提高截齿的可靠性 ,降低齿耗占吨煤成本中的比例 ,提高采煤机有效工作时间。     

截齿排列方式对薄煤层采煤机载荷的影响

根据采煤机破煤理论的单齿受力模型,应用Matlab软件编制计算机程序来模拟薄煤层采煤机滚筒的瞬时负载,得到滚筒随时间变化的载荷谱。并利用此程序对薄煤层典型的4种工况,分别使用4种不同截齿排列方式的滚筒进行了模拟截割,通过分析比较4种排列方式在不同工况下的载荷谱,得出了各截齿排列方式适用的工况范围,为薄煤层采煤机滚筒的设计与选用提供了更为可靠的理论依据。研究结果表明：在一般工况下,为了提高块煤率,推荐采用混合1式和棋盘式的截齿排列方式;在工况恶劣、冲击较大时,推荐采用小截距排列的混合2式截齿排列方式,避免采用棋盘式的排列方式;在含有断层较多,不可避免的要大量截割顶底板岩石时,推荐采用顺序式截齿排列方式。     

钻头结构对截煤性能影响的研究

螺旋钻采煤机可以有效的对薄与极薄煤层进行开采。而螺旋钻采煤机的钻头作为采煤机的核心部分,对截煤性能有着极大的影响。主要对钻头载荷进行分析,建立钻头截齿的受力分析图,并且以钻头的不同结构对截煤性能的影响进行仿真试验,研究其对截煤性能的影响。     

含硬结核薄煤层综采面煤体水力致裂弱化技术

田庄煤矿属薄煤层矿井,所主采的17煤,煤层厚度平均0.95 m,煤层中富含坚硬的硫化铁结核石,严重制约着薄煤层综采的高效安全生产。介绍了在采煤机割煤时,提前对煤体进行湿润软化来降低煤层的整体力学性能,对硫化铁结核石预先松动,减少采煤机截齿消耗,提高煤层的可采效率,实现薄煤层综采工作面的高效安全生产。     

基于Pro/E和ADAMS的薄煤层采煤机新型截割部设计

针对在薄煤层复杂地质条件下,采煤机截割部的挡煤以及动态特性低等问题展开分析和研究,在现有采煤机截割部结构特点基础上进行改进和优化,提出了一种新型的薄煤层采煤机截割部。采用Pro/E和ADAMS工具对改进前后的截割部进行仿真对比,研究结果表明,新型截割部设计动态特性优于传统的截割部。     

MARK-22A型采煤机压力补偿流量阀

<正> 美国费尔查尔德公司MARK—22A型薄煤层连续采煤机的滚筒摆动液压系统中,采用了一种新型压力补偿流量阀,其液压系统如图1所示。按MARK—22A采煤机割煤方法,设在机器截割部的双滚筒需绕中心O相对机器行走部左右摆动,最大摆动角度为±45°。摆动由两个摆动油缸10和11的同时伸缩来实现。油缸活塞杆端部和油缸底部分别铰接在截割部和行走部上。为了达到采煤机最大合理生产能力;改善截齿受力状况,提高截齿工作寿命;降低割煤过程中滚筒与煤壁之间的摩擦损失,要求割煤切削厚度在切削过程中保持均匀,即滚筒的摆动速度应保持稳定,不受切削阻力的影响。因此在摆动油缸液压回路中设置了由压力补偿流量阀1、5,压力阀     

薄煤层采煤机参数对块煤率的影响分析

基于寺河煤矿94311工作面的生产条件,以提高工作面块煤率为目标,从截齿安装角度、布置方式、截割深度等结构参数以及采煤机运行速率等运动参数进行了分析。结果表明:薄煤层滚筒采煤机截齿的安装角度、布置方式、截齿的截割深度通过影响采煤机的功率消耗等影响薄煤层工作面块煤率;而采煤机运行速率等通过影响切削厚度来影响工作面的块煤率。     

基于应变传感器的采煤机截齿受力检测系统研究

针对采煤机截齿在割煤过程中,截齿由于受到大的压应力、剪切力和动载荷,无法实现采煤机高效割煤等问题,提出了一种基于应变传感器的采煤机截齿受力检测方法。该方法是通过截齿粘贴应变片的方式对采煤机割煤过程中截齿受力进行实时检测,实时显示截齿受力变化曲线,试验结果表明:在采煤机割煤时截齿受力变化曲线能够真实反应截齿受力,所选截齿1-1 X向力最大值为0.70 k N;Y向力最大值为1.72 k N;Z向力最大值为4.16 k N;截齿1力矩0.59 k N·m。考虑误差和相关随机因素的影响,试验结果接近相关理论计算值,能够实现截齿受力检测。该研究可对采煤机截齿磨损程度及失效状态能够实现预判断,及时发现和更换失效截齿、提高采煤机截割头的工作效率和使用寿命。     

薄煤层采煤机摇臂的设计研发改进

从实际出发，归纳了薄煤层采煤机摇臂研发过程中传动链的几种布置方法：全直齿传动和直齿传动+NGW型行星齿轮传动机构传动。薄煤层采煤机摇臂在结构上可分为传统窄摇臂和C形摇臂2种。通过对薄煤层采煤机摇臂齿轮传动链和结构进行优化，使摇臂能够适应各种工作面不同的设计要求，更好地完成截煤和辅助装煤的工作。     

基于瓦斯浓度监测反馈的采煤机截割速度自适应调节技术

在高瓦斯薄煤层工作面实施自动化开采期间,对于工作面瓦斯浓度超限所造成的采煤机停机,开机率下降等技术难题,在现场实测薄煤层综采工作面瓦斯浓度的基础上,对工作面瓦斯浓度分布规律进行了理论分析,探讨了采煤机割煤速度对工作面瓦斯浓度的影响机制,结果表明:①上隅角及采煤机位置为采煤机割煤期间工作面瓦斯浓度监测的关键位置,且以监测上隅角瓦斯浓度为主;②上隅角瓦斯浓度与采煤机割煤速度基本成正相关关系、与煤机距上隅角距离基本成负相关关系。通过实时监测工作面的瓦斯浓度,调节工作面采煤机截割速度以达到降低工作面瓦斯浓度是可行的,现场工业性试验了采煤机截割速度的自适应调节技术,结果表明:经由瓦斯浓度实时监测来反馈调节工作面采煤机截割速度降低了高瓦斯薄煤层工作面瓦斯浓度超限概率,为实现高瓦斯薄煤层工作面的自动化开采提供了技术借鉴。     

薄煤层采煤机装煤性能研究

为了提高薄煤层采煤机的装煤性能及工作效率,运用理论分析与离散元数值模拟的方法对其进行了研究。针对理论落煤量及理论装煤量与牵引速度、滚筒截深、滚筒转速、螺旋升角的关系进行了理论分析;基于PRO/E与EDEM建立了采煤机截割部的离散元仿真模型及煤壁模型,模拟了采煤机截割、破碎煤岩的复杂过程,并获得了相应的装煤率;基于正交试验法分析了牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角、滚筒截深对采煤机装煤性能的影响规律及显著程度。基于实际工况,得到了新型薄煤层采煤机的最优设计参数,为采煤机滚筒装煤性能的研究及优化提供了一种新方法。     

新型MG100/145-BFD极薄煤层采煤机

根据极薄煤层的特点,开发设计出一种新型链牵引采煤机,该采煤机滚筒轴线与工作面的夹角为35°,左右截割部与电机机壳刚性连接,采用1个截割电机拖动2个截割滚筒,有效缩短机身长度;采用特殊调高装置实现采煤机的调高功能;此采煤机在极薄煤层工作面使用性较强。     

哈焊170-1采煤机截齿使用情况

<正> 我矿现有高档普采工作面使用MLS_3-170采煤机及1MGD—200型采煤机使用的截齿均为170截齿。170截齿在截割煤过程中,使用寿命短,磨损严重,尤其是端盘齿,磨损比较快。而且材料成本费用也比较大。     

镐形截齿与刀型截齿的数值模拟比较研究

采煤机的镐形截齿和刀型截齿是采煤机截割过程中的重要组成部分,是研究截割煤岩体的过程中的重要依据。为了比较两种刀具的截割性能,使用颗粒流软件PFC~(3D)对镐形截齿和刀型截齿截割煤岩体的过程进行了数值模拟仿真分析。实际分析结果表明,软件PFC~(3D)能够更为直观地观察煤岩体破碎过程中的微观过程,有利于研究煤岩体破碎的微观过程。本次数值模拟仿真对比了两种刀具的优劣,对后续的采煤机安装截齿有一定的指导意义。     

薄煤层采煤机新型截割部及其动态仿真

为解决薄煤层采煤机截割部挡煤和动态特性低的问题,在分析现有截割部结构形式的基础上,提出一种新型薄煤层采煤机截割部。该截割部将行星机构外置,放置于滚筒外侧,降低了滚筒筒毂直径,增大了叶片直径,提高了装煤效果。为保证截割部的动态特性,利用Pro/E和ADAMS对常用和该截割部进行仿真对比分析,并以行星架的输出扭转振动角加速度幅值为标准。研究结果表明,该截割部行星架输出扭转振动加速度小于常用截割部,波动较小,表明该截割部的动态特性较优。     

降低硫化铁结核剥离难度的薄煤层矿压助采技术研究

兖州煤业股份有限北宿煤矿为兖矿集团唯一的薄煤层矿井,煤层平均厚度0.9m,煤层内赋含坚硬的硫化铁结核,普氏系数高达11。通过实测了解17煤工作面煤壁在支承压力作用下的破坏和裂隙发育程度,为采煤机截割深度、滚筒直径、截齿分布等截割参数设计提供依据。     

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。     

镐刀形齿破煤效果的分析

滚筒采煤机虽已在我国得到了广泛使用,但大家对工作机构的截煤原理,如何减小截割阻力和降低单位能耗有不同看法。本文结合晋城王台铺矿使用MLQ_1-80型采煤机截割坚硬无烟煤的试验,对镐形、刀形齿和不同截齿排列的破煤效果作如下的粗浅分析。     

外设动力截盘式滚筒采煤机的研究

通过对刨煤机和滚筒式采煤机的适应性分析 ,对薄煤层的开采提出了一种新型的外设动力截盘式滚筒采煤机 ,研究分析表明 ,作为薄煤层采煤设备具有明显的特点 ,对研制新型薄煤层采煤机有着实际参考价值。