不同倾角巷道下掘进机的防滑控制研究

为研究悬臂式掘进机在复杂底板行走时防滑控制的可靠性,基于综掘工作面巷道底板特性分析,得到不同情况下掘进机履带打滑率与牵引力的计算函数。掘进机牵引力因打滑率的增加而迅速减小,从而严重影响掘进机正常掘进,求取不同路况下的掘进机履带期望打滑率计算方法,并通过分析掘进机掘进阻力,建立了倾斜巷道中掘进机掘进动力学模型,提出了基于BP神经网络的PID掘进机履带防滑控制方法。通过Simulink与AMESim建立系统仿真模型与液压模型,基于Matlab得到控制算法,并模拟3种典型底板防滑控制情况。仿真结果表明,BP神经网络PID防滑控制系统具有较高的控制精度、响应速度与环境适应能力,保证掘进机在不同路况下的正常掘进。     

悬臂式掘进机俯仰角调控系统仿真研究

目前掘进机俯仰角检测误差主要通过人工控制掘进机前铲板、后支撑来补偿,补偿范围十分有限,且效率低下,控制精度与自动化程度较低。针对该问题,建立了悬臂式掘进机俯仰角与执行机构数学模型,确定了通过PID控制器控制掘进机前铲板与后支撑液压缸位移实现掘进机位姿调整的方法;利用AMESim建立掘进机执行机构的完整液压模型,仿真结果表明,俯仰角调控系统响应时间小于3s,液压缸位移控制误差小于2mm,验证了系统的基本性能;Simulink仿真结果验证了俯仰角调控系统响应时间短、跟踪误差小,且具有较好的动态跟踪性能。     

长距离煤泥输送管道压力冲击和振动试验研究

对长距离煤泥输送管道泵出口处压力和振动信号进行了工业现场测试,确定了S管阀换向是产生管道压力冲击和振动的直接原因。通过改变泵送量,进一步分析了S管阀换向前后管道压力和振动信号,得出结论:当泵送量小于75%时,管道压力冲击大小和振动强度均随泵送量的增大而增大,管道泵出口处的轴向振动强度大于其径向振动强度,且泵送量越小,轴向振动相比径向振动越强烈;当泵送量大于等于75%时,泵送量的变化对管道压力冲击和振动的影响较小。     

受限巷道空间区域栅格化掘进机自主纠偏研究

针对工况复杂且存在封闭边界的悬臂式掘进机在煤矿井下的受限巷道空间,为实现掘进机在工作空间内的自主纠偏并提高巷道断面截割质量,提出一种区域栅格化的掘进机自主纠偏方法。首先将综掘巷道环境自适应划分为区域栅格,并提出掘进机纠偏影响度作为模型降维与简化的指标,之后结合掘进机自身运动特点与实际工况,建立掘进机在栅格场景中的自主纠偏运动模型,并结合PID算法与神经网络的自主纠偏算法。基于EBZ-55掘进机与模拟巷道,与传统PID控制算法对比仿真结果验证了此种场景建模方法与纠偏算法的可行性与先进性。     

电导率对电磁流量计测试精度的影响

为了研究电磁流量计在浓密膏体管道输送应用时对其流量测试精度的影响因素,本文在循环管道试验台上对其进行测试实验,测量了不同浓度浓密膏体的管道输送流量,并与称重法测试结果进行对比以确定电磁流量计流量测试精度.同时利用参比电阻法测量不同质量浓度下煤泥的电导率,提出了电磁流量计用于煤泥管道流量测试可用精度所对应的电导率以及质量浓度阈值.结果表明,浓密膏体为煤泥时,推测当质量浓度不高于63%,电导率不低于0.035 mS/cm时,电磁流量计流量测试精度可靠;且浓度越低电导率越大时,电磁流量计测量效果越好.     

浓密膏体局部管件阻力损失试验研究

高浓度粘稠物料通过管道输送时会形成"浓密膏体",属于现代管道输送技术新领域。为研究膏体在局部管道内的阻力损失,文章基于Φ200mm循环管道输送试验系统,测量不同浓度的煤泥在不同流速下弯管以及垂直管压力损失与直管压降的变化规律,通过对实验数据进行分析,最终得到90°弯管每米压降是水平直管每米压降的1.27~1.74倍,垂直管每米压降是水平直管每米压降的1.10~1.90倍,对工业现场膏体煤泥管道输送摩阻损失的计算具有一定的参考价值。     

基于维纳过程截齿磨损退化预测研究

针对掘进机的截齿磨损状态问题,构建了基于灰色-马尔科夫链模型、Gamma过程预测模型以及维纳过程磨损状态预测模型。通过搭建试验台,提取振动及声发射数据样本,考虑试验环境对试验数据提取的影响,应用小波包分解方法,对数据进行降噪处理。定义6种截齿磨损程度状态,每种状态取50组数据样本,进行模型精度验证,均符合精度要求,进而应用模型进行数据预测研究,对比真实试验数据,结果表明：振动信号加速度能量和下灰色-马尔科夫模型相对误差为0.89%,Gamma模型相对误差为0.47%,维纳过程相对误差为0.39%;声发射信号加速度能量和下灰色-马尔科夫模型相对误差为1.02%,Gamma模型相对误差为0.84%,维纳过程相对误差为0.47%;三种模型预测精度都很好,其中维纳过程预测误差最小,为掘进机截齿磨损退化状态预测研究提供了新的方法。     

激光粒度法与筛分法测量洗煤泥粒度分布对比

为了寻找能恰当描述高浓度黏稠物料粒度分布的方法,以洗煤泥为代表物料,通过筛分法与激光粒度法对比实验,研究激光粒度分析技术法应用于浓密膏体的可行性。结果表明,激光粒度法对于小粒径范围的测量更敏感,较筛分法更适于洗煤泥的粒度分析,推测该方法也适于其他种类浓密膏体的粒度分布测量。