含夹矸煤岩截齿安装角对截割力的影响研究

为研究含夹矸煤岩截齿安装角度对截割力影响,运用Pro/E构建镐型截齿和含夹矸煤岩的三维模型,采用ABAQUS有限元软件对截齿截割含夹矸煤岩动态过程进行数值模拟,分析不同截齿安装角度下的应力云图与载荷曲线。结果表明：截齿最大截割力出现在最大切削厚度处附近,改变截齿安装角度,对截齿截割力影响较小;随着截齿安装角的增大,截割力均值和截割力峰值均值呈现先减小后增大的趋势。随牵引速度增大,截齿截割力均值、截割力峰值均值呈增加趋势,该研究为调整截齿安装角来提高截齿破碎性能奠定基础。     

关于含夹矸煤岩采煤机螺旋滚筒截齿磨损问题分析研究

针对目前薄煤层夹矸煤岩采煤过程中采煤机螺旋滚筒磨损严重,造成人力物力浪费等问题,白龙矿建分公司牵头,以采煤机截齿为研究对象,通过三维软件对采煤机滚筒进行建模,按照实际工作状态进行约束设置,通过ADAMS进行前处理,使用EDEM仿真软件进行仿真分析,确定各因素对截齿磨损的影响程度,最后得出了采煤机最佳配合参数。     

不同工况对含夹矸煤岩截齿磨损深度影响模拟研究

为了研究不同工况对截齿截割含夹矸煤岩的磨损深度影响规律,建立截齿-夹矸煤岩耦合的有限元模型,模拟含夹矸煤岩截齿截割过程,探究截齿应力分布、温度分布与磨损深度的关联程度,采用正交试验法分析转速、牵引速度和安装角对截齿磨损深度的影响规律。研究结果表明：在模拟试验参数范围内,截齿应力分布和温度分布影响截齿磨损深度的大小,且截齿应力、温度与截齿磨损深度呈正相关性;相比于不含夹矸煤岩,含夹矸煤岩截齿应力、温度和磨损深度更大;随着截齿牵引速度的增加,截齿齿尖前刀面磨损深度呈增大趋势;随着截齿转速的增加,截齿齿尖前刀面磨损深度呈减小趋势;随着安装角的增大,磨损深度呈先减小后增大的趋势。研究结果可以有效提高采煤机截割性能及效率。     

不同运动参数对截齿截割含夹矸煤岩性能影响模拟研究

我国薄煤层资源储量丰富,但其煤层赋含夹矸,截齿截割含夹矸煤岩时载荷波动比较剧烈,夹矸的存在使煤矿开采难度增大,也很大程度上影响着截齿的截割性能。为研究截齿截割含夹矸煤岩的截割性能,利用Pro/E构建截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS确定含夹矸模拟煤岩,建立截齿截割含夹矸煤岩的有限元模型,采用单因素研究方法,研究不同牵引速度、滚筒转速对截齿截割力均值、截割力峰值均值、单位时间落煤质量、载荷波动系数和比能耗的影响规律,分析煤层破碎的动态过程,研究不同运动参数下截齿截割性能。研究结果表明：随着牵引速度的增大,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈增大趋势,比能耗呈减小趋势,载荷波动系数基本不变;随滚筒转速的增加,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈减小趋势,比能耗呈增大趋势,载荷波动系数基本不变。该研究为提高复杂条件下采煤机截割破碎性能和研制截割复杂煤层的强力滚筒奠定了基础。     

不同夹矸参数下滚筒载荷特性仿真研究

煤岩中夹矸的存在增大了采煤机开采难度,且夹矸的分布具有一定的随机性,为了研究不同夹矸参数下滚筒的载荷特性,利用Pro/E构建螺旋滚筒三维模型,导入EDEM离散元软件中建立滚筒截割煤岩的耦合模型,开展不同夹矸参数下滚筒载荷特性研究。结果表明：在数值模拟研究范围内,滚筒截割阻力均值和峰值均值随着夹矸厚度的增大而增大;滚筒截割阻力均值和峰值均值随着夹矸层数的增加而增大。该研究为复杂煤层工况下的滚筒截割提供参考。     

夹矸煤层下采煤机截割部行星架仿真分析

以MG300/700-WD型采煤机为例,对截割夹矸煤层时采煤机截割部行星架进行受力分析,建立行星架的三维模型,并利用ANSYS对行星架进行了应力分析和模态分析,找出行星架最薄弱的部位并提出了结构改进意见,确保采煤机在截割夹矸煤层时行星架能满足使用要求。     

煤层夹矸对采场应力分布的影响

煤层含矸率较高给煤矿正常生产造成了一定的影响。鉴于煤层含矸条件下工作面超前支承压力的研究相对较少,本文采用离散元数值模拟软件UDEC2D4.0,针对夹矸厚度和硬度不同的煤层进行数值计算,分析夹矸层对工作面支承压力的影响,得到含矸煤层的支承压力分布规律,为指导现场生产提供依据。     

煤层夹矸赋存区应力分布特征及微震活动规律

夹矸赋存破坏了煤层的连续性,不仅影响了工作面的采出率,而且在采动压力作用下夹矸较易发生滑移失稳.为了保证采煤工作的安全高效,以运河煤矿C5301含厚层夹矸工作面为例,分析了动-静载条件下煤层夹矸赋存区围岩应力分布特征及微震活动规律.研究表明:含夹矸工作面煤壁前方会形成"双峰值"应力区,即超前支承压力区与夹矸厚度变化形成的低支承压力区,通过分析不同条件下煤壁前方"双峰值"支承压力不均匀叠加前后应力增幅趋势,从而预测工作面回采过程中应力集中情况,同时分析了坚硬顶板破断产生的冲击动载对夹矸厚度变化区剪切应力的影响,根据现场微震事件时域分布及动力响应特征验证了研究内容的合理性.通过对含夹矸煤层的应力分布特征规律进行深入研究,为含夹矸工作面冲击地压防治提供了参考.     

不透气夹矸层对煤层瓦斯运移特性影响研究

为探究不透气夹矸层对煤层瓦斯运移特性的影响,利用自主研发的"一种恒压式煤岩体瓦斯渗流装置"对不同大小和位置形态的不透气夹矸层对煤层瓦斯运移特性的影响进行了系统研究,并对其影响机理进行了深入分析,最后提出了含夹矸煤层瓦斯运移的等效表征。研究表明:全煤试样、含夹矸试样的渗透因子随瓦斯吸附平衡压力的增加呈现"V"字形变化规律,存在一个渗透因子最低时的临界瓦斯压力点;随夹矸层面积的增加,煤层内有效渗流面积不断减小,导致其渗透系数呈负函数降低;夹矸层的位置直接影响着煤层内瓦斯压力分布规律,根据瓦斯压力分布特征可大致分为膨胀影响区、稳定渗流区和上下有效渗流区4个影响区域,且夹矸层越靠近瓦斯源位置,膨胀影响区越小,对瓦斯运移的抑制作用越大。     

基于红外热像的夹矸巷道断面记忆截割试验研究

夹矸煤巷掘进过程中,截割夹矸会引起载荷突变,导致截齿严重磨损与机体剧烈振动,进而增加悬臂式掘进机的故障率,降低其使用寿命。为保证夹矸巷道断面截割平稳性,提高掘进设备服役可靠性,提出“红外热像+记忆截割”的掘进机避矸截割策略。考虑截齿磨损特征,分别对未磨损及存在磨损截齿截割热封闭系统进行解析,建立截割产热与煤岩强度数学关系模型,证明采用非连续截割温升判断煤岩强度合理性;对不同配比岩样进行摆进截割试验并获取截割红外热像及温度信号,分析稳定阶段截割温度随煤岩强度的变化规律,验证基于截割温升区分巷道断面的夹矸的可行性;以掘进机截割试验台为基础,以上一轮截割获取的红外热像及截割温度信号为依据,以避开大块矸石为目标,研究基于红外热像的夹矸断面记忆截割过程。研究结果表明:与未磨损截齿相比,存在磨损截齿截割产热包含煤岩受截齿挤压剪切产热、煤岩与截齿前刀面的摩擦产热、煤岩与截齿后刀面的摩擦产热,截割温升总量与煤岩强度成呈正相关关系;随着岩样强度的增大,平均截割温度,最高截割温度及平均截割温度变化幅值均呈现增大趋势,证明了采用红外热像识别巷道断面夹矸可行性;截割头截割夹矸位置时,红外热像特征及截割温度变化非常显著,基于红外热像的记忆截割策略使截割夹矸产生最高截割热量降低60%左右,最大机体振动加速度降低90%左右,有效地提高夹矸巷道断面截割平稳性。     

煤矸石磨矿最佳工艺参数的确定

为提高煤矸石的磨碎效果,通过试验对煤矸石及低灰中煤制备水煤浆时煤矸石的磨矿最佳工艺参数进行了研究。试验结果表明,试验范围内,煤矸石的最佳磨矿工艺参数为磨机工作转速100.9 r/min,介质充填率45%。     

采煤机滚筒运动参数的分析研究

根据采煤机截割理论,建立了滚筒截割比能耗与滚筒运动参数(滚筒转速、牵引速度)间关系的数学模型;同时,以畸变1式截齿排列的切屑图为基础,建立了块煤率与滚筒运动参数关系的数学模型.并以截割比能耗和块煤率的模型为基础,研究了滚筒运动参数的变化对截割比能耗和块煤率的影响,分析了不同形式的截齿排列与滚筒截割比能的关系.研究结果表明,采用畸变1式或畸变2式的截齿排列形式的滚筒,其截割比能耗最小;同时,截割比能耗和块煤率与滚筒转速成反比,与牵引速度成正比.     

煤矸石资源化的研究进展

在分析了煤矸石化学成分与矿物组成的基础上,综述了煤矸石资源化的最新研究进展,比较了煤矸石各种资源化技术途径的合理性,分析指出了大量、充分且简便的利用煤矸石技术途径,是将其制备为火山灰活性材料,表明了将煤矸石进行煅烧是该技术途径的必要条件。     

煤矿井下矸石置换煤炭清洁生产技术

在对煤矿井下矸石来源进行分析的基础上,建立了井下煤矸分选系统,主要包括筛选、分选和回煤等工序流程,增加了综采放顶煤采出率,解决了提升运输系统的卡仓问题,同时完善了井下煤质控制流程。在“三下”压煤区中实施巷道矸石充填,并开发出以矸石为主料的“预构人造墙体,矸石置换窄煤柱”沿空掘巷技术,形成了一套矸石置换煤炭清洁生产技术。     

井下煤和矸石选择性破碎研究

为了解决不同物料的选择性破碎问题,以井下煤和矸石破碎分离机为例,采用液压式选择性破碎的方法,结合对辊破碎机的结构,从破碎辊筒运动与液压缸受力的角度进行分析,确定了选择性破碎的条件,并导出了液压缸推力与物料抗压强度、物料粒度、物料与辊筒接触状况以及辊筒结构之间的数学表达式,为后续设计高效率选择性破碎机提供了理论依据。     

煤矸石侧限加载-浸水-卸载实验研究

采用不同含水状态破碎矸石分别进行侧限压密、蠕变观测、慢速浸水、卸载实验。实验发现,矸石轴向压缩时,应力-压缩率曲线是一条非线性曲线,可用指数函数拟合;矸石在经过实验后,发生明显的颗粒破碎,不均匀系数增大,有效粒度减小,并且浸水试样破碎程度明显大于干燥及天然状态矸石;矸石在经过浸水后,发生明显的轴向附加压缩,浸水过程中压缩率增长了9.68%,占试样压缩过程变形的37%,产生“湿陷”现象。分析认为,矸石发生浸水湿陷的机制为水对矸石颗粒的软化及水的润滑作用使得颗粒重新破碎及位置再次调整,导致矸石整体被再次压密。     

太原选煤厂煤矸石烧结砖可行性研究

介绍了太原选煤厂煤矸石烧结砖项目的情况,主要包括产品品种、产品质量、工艺流程、工艺技术方案的选择与说明,并通过项目的效益分析探讨了建设煤矸石烧结砖生产线的可行性.     

新疆煤矸石的综合利用

从可燃煤矸石的利用、矸石在建材工业的利用、矸石生产化工产品、煤矸石在农业上的应用等方面介绍了新疆地区各矿区煤矸石综合利用的有效途径,可为其它矿区煤矸石综合利用提供借鉴参考.     

面向煤矸分拣机器人的煤矸识别定位系统研究

随着煤炭分选行业对智能化干分选煤技术需求和煤矸图像识别方法需求的增长,研究煤矿复杂分选条件下煤矸混合特征图像的识别方法显得愈发重要.依据深度学习、图像识别和无线通信等理论,设计基于卷积神经网络的煤矸识别定位系统.根据煤矿分选过程的复杂条件,分析煤矸表面特征的5种状态类别,构建煤矸数据集.基于迁移学习的改进AlexNet...     

木霉菌对煤矸石分解和绿化效果的影响

为了探究木霉菌对煤矸石分解和绿化的影响效果,将低(0.03%)、中(0.15%)、高(0.30%)不同剂量的木霉菌施用于煤矸石中,进行煤矸石分解实验,同时进行紫花苜蓿盆栽实验,测定煤矸石分解率、紫花苜蓿鲜重和根系特征,以及煤矸石基质的理化性质和微生物学性质。结果表明,木霉菌能够增加紫花苜蓿根长、根冠比、根体积和侧根数量;显著改变了煤矸石的机械组成,细砾是风化物的主要组成成分,随着木霉菌剂量增加,细砾有进一步分解为粗砂及中砂的趋势;促进煤矸石微观结构变好;提高了煤矸石基质碱解氮、有效磷、速效钾含量;促进了基质微生物量碳氮磷含量和过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性,进而促进了煤矸石的分解和绿化效果。总体而言,低剂量木霉菌促进煤矸石绿化效果不明显,而中等和高剂量的木霉菌效果显著,分别将煤矸石分解率和紫花苜蓿鲜重提高了44.24%,38-86%和31.33%,22.04%,中等剂量木霉菌效果最好。因此,中等剂量的木霉菌可用于煤矸石山的绿化,具有良好的效果。