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     

悬臂式掘进机摆动机构分析与研究

根据悬臂式掘进机摆动机构的几种液压回转装置 ,导出了截割头纵向与横向牵引速度和牵引力的表达式。分析了采用不同液压回转装置时 ,截割头纵向与横向牵引速度和牵引力的变化规律 ,为悬臂式掘进机摆动机构的设计提供了理论依据     

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。     

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。     

国外几种掘锚联合机组技术特点

1工作原理掘锚联合机组（Bolter—Miner）是80年代中、未期为适应综采工作面快速推进的要求研制的一种煤巷快速掘进和锚杆支护新型技术装备。其总体结构同悬臂式掘进机相似，是连续采煤机的一种改进和发展机型，通常由以下几部分组成：①主体机架;②履带行走装置；③截割头及其传动装置；④截割部导向和滑移装置；⑤机载锚杆钻机；⑥顶板临时支护装置；⑦装载和运输装置；⑧液压传动和执行装置；⑨电控装置。见附图。掘锚机组结构图机组采用横向宽体截割头工作机构，截割臂不作左右摆动可从上到下或从下到上切出巷道全部断面，有的宽体截割…     

基于磁流变的巷道掘进机高效运行分析探讨

为了减少掘进巷道超挖欠挖现象,降低施工强度和成本,提高巷道掘进效率,采用一种基于磁流变截割环境感知与控制协同的巷道掘进机高效运行方法,依据掘进机截割环境感知数据,基于识别出的不同煤岩截割特性,针对巷道不同区域施工要求,采取相应的巷道掘进机多运动机构协同控制(行走速度,姿态,截割头摆动速度等参数),既能保证掘进机截割部处于恒功率高效运行,又能克服掘进机截割臂的惯性对截割成形质量影响,以高效的截割工艺路径控制掘进机完成断面自动截割作业,实现巷道掘进机精准、高效运行,改变采掘比例失调局面,满足煤矿集约化生产需求。     

大断面厚煤层综放面切眼掘进一次成巷施工技术

对大断面厚煤层综放工作面切眼掘进一次成巷施工技术进行了探索,并在东易煤矿90101综采工作面应用,采用EBZ160悬臂式综掘机掘进割煤,配合掘进机二运转载机、40 t溜子出煤,全断面掘进分两次施工,掘进机割煤先施工老塘侧部分,再掘进剩余部分断面,如此往复,直至巷道贯通。实践证明:厚煤层大断面综放工作面切眼施工技术减少了准备工序所用工时,优化了施工工艺,提高了大断面切眼掘进单进水平,实现了安全快速掘进。     

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。     

悬臂掘进机巷道断面自动成形控制运动学分析

煤巷悬臂掘进机正向大型化,智能化方向发展。断面自动成形控制是在截割过程中控制掘进机悬臂带动截割头运动,按设定的工艺流程切割出规整断面,减少无用掘进量和充填量。以EBZ -150型悬臂掘进机为例,主要进行巷道断面自动成形控制的运动学分析,通过截割头空间位置及其机构实现的几何分析,建立截割头空间位置坐标与油缸伸缩量之间的关系;简要阐述通过可编程控制器实现断面自动成形控制的思路,为巷道断面自动成形控制的进一步研究奠定基础。     

悬臂式掘进机远端监控系统设计

煤矿井巷道悬臂式掘进机广泛应用于煤、软岩巷道及中等硬度的半煤岩巷道中,掘进工作面现场环境异常恶劣,操作人员不宜在掘进工作面工作,设计一种掘进机远端操作台,该远端操作台能显示掘进各项参数和各种故障报警信息,实现掘进机履带行走、截割头升降回转伸缩、星轮正反转、一运正反转、后支撑升降、油泵电机启停、截割电机启停等所有动作的控制。同时在巷道掘进工作面处安装防爆摄像头,画面信号通过同轴视频电缆传输至远端操作台上的显示屏,实现掘进机的远端监控。     

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     

纵轴式掘进机巷道断面自动截割成形控制方法

为减少无用掘进量和充填量,提高掘进效率,提出了巷道断面自动截割成形控制方法.首先根据煤矿实际工况制定了巷道断面自动截割工艺流程;然后对断面自动截割成形控制进行运动学分析,进行截割头空间位置及其机构实现的几何分析,得出截割头空间位置坐标与油缸伸缩量及截割臂摆动角之间的几何关系式.研究结果表明,直接测量控制截割头摆角更简单有效.该方法在EBZ160和EBZ200机型上得到实施,试验效果较好,为进一步研究掘进机位姿检测及定向纠偏奠定了基础.     

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。     

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。     

掘进机煤岩识别技术研究与应用

随着王庄矿大采高综合自动化工作面的实施,矿井采掘衔接矛盾更加突出,这就要求我们必须寻找掘进先进技术。通过巷道煤岩识别技术,来控制掘进机按规定巷道断面截割,并且可以有效区分煤、岩,可以杜绝掘进机割破底板或(顶板),保证掘进机按规定线路截割,从而真正实现掘进自动化截割、机械化打设锚杆,减轻工人的劳动强度,提高掘进效率。     

石煤机公司螺旋叶片式自动阻料装置获专利

正由冀中装备集团石煤机公司自主研制的用于掘进机上的螺旋叶片式自动阻料装置获得了国家专利。此项发明有效阻挡了煤渣对掘进机截割臂造成的磨损,提高了掘进机使用寿命和工作效率。掘进机在进行巷道掘进过程中,截割下来的煤岩碎块及煤尘极易进入截割头与截割臂之间的空腔内,从而对截割臂造成严重磨损。为解决这一问题,公司研     

悬臂式掘进机的改型设计

在截割过程中,横轴式可以进行上下左右摇摆截割,方便灵活。可伸缩的截割臂,在解决掘进机掘进面窄的问题上发挥了很大作用。掘进机截割部可伸缩,加大了截割部的长度,从而加大了截割头所经过的截割面,提高了掘进效率。     

悬臂式掘进机的改型设计

在截割过程中,横轴式可以进行上下左右摇摆截割,方便灵活。可伸缩的截割臂,在解决掘进机掘进面窄的问题上发挥了很大作用,掘进机截割部可伸缩,加大了截割部的长度,从而加大了截割头经过的截割面,提高了掘进效率。     

基于微分几何的掘进机工作机构运动学分析

为提高掘进机截割断面成形质量,减小不确定因素对掘进工艺自动化控制的影响,探究掘进机主要工作机构间的运动学关系。以EBZ160型掘进机为例,基于微分几何理论建立了该机型工作机构在巷道空间的运动学模型,利用牛顿迭代法数值求解出运动学方程,并应用Matlab对各个构件的运动响应进行仿真分析。结果表明:空间微分几何法可避免多次运算三角函数和逆矩阵,简化推导过程并降低计算难度。横摆时截齿的模拟运动轨迹与实际截割路径相符,验证了微分几何法用于研究掘进机运动规律的可靠性。在多个驱动作用下,截割头回转中心z向速度与回转台转动角速度相关性较强,截齿加速度响应幅值仅在x方向存在明显变化。     

基于数字孪生技术的煤矿掘进机自动截割方法研究

为了解决目前掘进工作面设备自动化控制存在的缺乏可视化人机交互控制、缺乏掘进工作面数字孪生动态建模、缺乏巷道模型与掘进机定位导航系统融合的问题,提出一种基于三维数字孪生技术的煤矿掘进机自动截割方法;该方法利用三维数字孪生技术的巷道模型生成截割模板,实现掘进机对预设截割断面的自动化截割,可达到人工远距离、可视化控制掘进机安全自动作业的目的。介绍了数字化巷道和掘进机模型的构建方法以及数据驱动逻辑,并对掘进机自动截割控制方法进行了详细阐述。结果表明,该方法避免了粉尘等对掘进机自动化截割的影响,降低了人员现场作业风险和劳动强度,解决了掘进机远程截割精确度低、巷道断面成型质量差等问题。