车载钻机全环节故障诊断软件开发

针对电控化车载钻机故障发生具有多样性、隐蔽性,难以快速、精准定位的问题,开发一种车载钻机全环节故障诊断软件。从控制流程出发,将故障分为输入端、控制端、通信端和输出端等环节,涵盖故障全周期过程,其中输入端通过标定和采集端口电压值进行故障定位,控制端利用特征值排列组合变化LED灯颜色进行故障定位,通信端利用ID标识和数据时效进行故障定位,输出端通过标定和采集端口电流值进行故障定位。通过实验验证和应用,各环节故障可以快速、精准定位,有效保护人机安全,大大减少设备维修时间,提高工作效率。同时该软件具有一定的可移植性,可以应用于其他工程设备。     

基于双PLC协同作用的煤层气车载钻机控制系统设计

针对煤层气车载钻机传统液压控制不能满足市场需求,考虑钻机结构复杂、外形尺寸大、布线困难、控制I/O多等问题,设计研发一种基于双PLC协同作用的煤层气车载钻机控制系统,系统采用双PLC控制,主控PLC负责指令输入,副控PLC负责指令输出和检测反馈,解决I/O控制端口不够问题;设备钻杆拧卸扣和平台调平功能采用一键自动完成,避免人为单动操作衔接不畅和误操作危险;利用CAN总线进行通信,实现设备之间的数据共享,解决物理布线难、信息实时性差问题。工业性试验结果表明,该控制系统可靠性高、可操控性强、保护机制完善。     

急倾斜煤层工作面应力分布与破坏特征数值模拟

根据新铁煤矿49#下右六片急倾斜煤层走向长壁综采工作面煤岩赋存条件以及回采工作面采空区冒落矸石的充填特征,应用FLAC3D软件模拟在采空区中下部矸石自溜充填后工作面采动煤岩应力分布规律及顶底板破坏特征。研究结果表明:急倾斜煤层开采过后,工作面上下端部垂直应力集中系数最大,应力集中现象非常严重且在采空区后方距工作面煤壁15 m附近上下端部垂直应力达到最大值;在采空区后方随着距工作面煤壁距离的增加,剪切应力先减小,然后增加,最后趋于稳定,在采空区后方距工作面煤壁34～38 m区域剪切应力最小;工作面顶板塑性破坏剧烈,塑性破坏形式多样,工作面底板破坏较小,破坏形式简单,顶板上端部破坏高度小,顶板下端部破坏高度大。     

采煤机摇臂齿轮传动系统振源定位分析方法

为了研究采煤机摇臂传动齿轮的振动分析方法并进行实机振源定位验证,首先,采用小波分析对采煤机摇臂振动信号进行降噪处理和频谱分析,依据特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的啮合频率;然后,通过Morlet小波包络解调分析获取边频带信号频谱特征,依据边频带特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的转动频率;最后,对频谱分析和Morlet小波包络解调分析的结果进行综合分析,锁定故障齿轮的准确位置。对一台国产采煤机摇臂齿轮传动系统进行了振动测试与信号分析,结果表明,基于小波分析、频谱分析和Morlet小波包络解调分析相结合的振动分析方法可以实现对采煤机摇臂故障齿轮的准确定位,为强噪声环境下复杂齿轮传动系统的故障快速定位和现场定点维修提供了方法支持。     

急倾斜工作面顶板变形特征及其影响因素分析

利用材料力学等相关理论,结合龙煤集团新铁煤矿某工作面的实际煤岩赋存条件,根据急倾斜煤层赋存的非对称性以及工作面下部冒落矸石的充填特征,将上覆岩层作用载荷和充填矸石支撑力进行简化,建立了急倾斜工作面顶板弯曲变形力学模型,给出了急倾斜工作面顶板的挠曲线方程,分析了不同煤层采高、不同工作面长度条件下顶板最大挠度点位置的变化关系。     

矿用电磁起动器智能保护平台硬件设计

针对矿用电磁起动器供电系统的过压、过载、三相不平衡、短路和漏电等故障智能保护问题,设计了以可编程控制器LM3108K为核心的矿用电磁起动器智能保护实验平台硬件系统。实验平台硬件系统的开发为矿用电磁起动器过压、过载、三相不平衡、漏电和短路等故障的智能保护软件开发奠定了良好的实验基础。     

矿用电磁起动器智能保护实验平台软件开发

运用已设计的以可编程控制器LM3108K为核心的矿用电磁起动器智能保护实验平台,在Powerpro编译软件平台上开发了其智能保护软件。LM3108K内部具有计算三相交流电压有效值、三相交流电流有效值、零序功率方向角和功率因数等参数的功能模块,较大地降低了软件开发难度和开发周期。     

煤矿坑道钻机电液控制方法综述

结合钻机机械、液压、控制发展历程，开展了钻机电液控制方法综述研究。首先介绍了钻机发展的4个阶段，即全液压分体式钻机、全液压履带式钻机、全液压定向钻机和电液控制钻机的特点。其次归纳总结了开环单动电液控制方法、闭环联动电液控制方法和闭环自动电液控制方法的优势与不足。最后基于复杂瓦斯工艺需求和智能化矿井建设要求，提出未来钻机发展趋势将走向多机协同控制和智能控制，最终实现瓦斯抽采无人化、钻机自主决策施工的目标。     

煤矿井下钻机关键控制方法优化与应用

针对现有电液控钻机上卸钻杆采用接近开关或时间延迟及拧卸扣采用压力传感器进行控制存在动作之间衔接不畅、误动作多、拧扣不紧导致泥浆压力建立不起来等问题,对钻机关键控制方法进行优化。机械臂组件和夹持器组件采用接近开关、位移传感器、旋转编码器和压力传感器协同控制方法,钻杆拧扣采用速度匹配方法,卸扣采用缓起浮动定距方法。通过工业性试验,钻机在钻孔过程中动作之间衔接流畅无卡顿,夹持器无空夹现象,机械臂组件移动准确到位,无拉、挤扣现象,提高了施工效率,有效延长了设备使用寿命。     

车载钻机电液控制系统优化设计

针对煤层气车载钻机电液控方式布线乱、故障多、控制执行偏差大、误动作、操控失灵等问题，进行车载钻机电液控制系统优化设计。系统从两方面出发：一是优化系统通信方式，控制端与控制箱采用无线通信，控制箱与机身传感器、电磁阀采用CAN总线通信，解决布线乱、故障多问题；二是优化控制方法，传感器信号采集方面运用控制器端口滤波方法，钻进控制方面运用比例时线法，解决控制执行偏差大、误动作、操控失灵问题。通过工业性试验，系统安全、高效、稳定运行累计时间2 236 h，表明该控制系统可靠性高、实用性强。