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面间煤柱掘进系统截割与钻锚机器人协同控制参数优化方法
1
作者 毛清华 陈彦璋 +3 位作者 王川伟 马宏伟 张旭辉 薛旭升 《中国煤炭》 北大核心 2026年第1期92-102,共11页
针对面间煤柱巷道掘进系统截割与钻锚机器人协同控制参数优化难题,本文建立了截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型,并提出一种基于模拟退火粒子群(SA-PSO)算法的协同控制参数优化模型求解方法。通过分析面间煤柱掘进系统截割与钻锚机... 针对面间煤柱巷道掘进系统截割与钻锚机器人协同控制参数优化难题,本文建立了截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型,并提出一种基于模拟退火粒子群(SA-PSO)算法的协同控制参数优化模型求解方法。通过分析面间煤柱掘进系统截割与钻锚机器人协同控制需求,建立了截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型,该模型以截割机器人的摆动速度、钻锚机器人的钻进速度和钻杆转速作为优化变量,以截割比能耗、钻比能耗和理论生产率所计算的综合性能指标为目标优化函数。为了得出截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型的最优参数,提出一种基于模拟退火粒子群(SA-PSO)算法对该优化模型进行求解,得出全域截割阻抗下协同控制最优参数。为验证截割机器人和钻锚机器人协同控制参数优化效果,采用仿真软件EDEM、RecurDyn和Simulink构建多物理场联合仿真模型,在不同截割阻抗下进行对比验证,结果表明:优化后一个步距内“截割-钻锚”协同运行最大时间差为60 s,符合面间煤柱巷道掘进工艺要求;综合性能指标平均降低31.60%,提高了掘进效率并显著降低了掘进能耗。 展开更多
关键词 面间煤柱 截割与钻锚机器人 协同控制参数优化模型 模拟退火粒子群算法 截割阻抗
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低压磨料空气射流喷嘴磨损特性及影响因素
2
作者 张宏图 马欣悦 +3 位作者 魏建平 刘勇 叶红燕 李博涛 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1325-1341,共17页
低压磨料空气射流作为新型辅助破岩技术,在2 MPa压力下通过矩形截面喷嘴实现磨料的超声速喷射,提升破岩效率。但磨料与喷嘴内壁的碰撞磨损会影响射流稳定性及效率,为明确低压磨料空气射流中结构参数对喷嘴磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦... 低压磨料空气射流作为新型辅助破岩技术,在2 MPa压力下通过矩形截面喷嘴实现磨料的超声速喷射,提升破岩效率。但磨料与喷嘴内壁的碰撞磨损会影响射流稳定性及效率,为明确低压磨料空气射流中结构参数对喷嘴磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦合方法,结合Archard Wear模型,对不同结构参数的拉瓦尔(Laval)矩形截面喷嘴内流体进行数值模拟,研究收敛段长度、喉部尺寸和扩张段长度对喷嘴磨损的影响。基于Box-Behnken试验设计方法构建二阶响应面模型,量化各结构参数对喷嘴磨损的显著性影响,并提出优化喷嘴结构设计。结果表明:矩形喷嘴的磨损主要集中于收敛段后端和扩张段前端,其中扩张段磨损区域呈U型分布;收敛段长度与最大磨损深度呈负相关,收敛段从10 mm增至30 mm时,磨损深度由1.25×10^(-5)mm降至2.82×10^(-6)mm,降幅达77.4%;喷嘴的最大磨损深度与喉部尺寸呈负相关,而随着喉部尺寸的增加,粒子最大射出速度先增大后减小;随着扩张段延长,喷嘴最大磨损深度先增大后缓慢减小,粒子最大射出速度逐渐增加;通过响应面分析可知,喷嘴的最大磨损深度对收敛段长度敏感度最高,扩张段长度对粒子最大射出速度影响最显著;优化后的喷嘴参数为收敛段30 mm、喉部3.12 mm×10.38 mm、扩张段157 mm,较标准喷嘴磨损深度降低68.87%,磨料粒子射出最大速度提升5.83%,实现了低磨损与高效率的平衡。 展开更多
关键词 磨料空气射流 矩形截面喷嘴 喷嘴结构 喷嘴磨损 响应面分析
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地理加权主成分分析与自适应α-shape的带式输送机堆煤智能识别方法
3
作者 毛清华 何君怡 +3 位作者 刘韩勇 翟姣 王荣泉 薛旭升 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第2期467-483,共17页
针对复杂工况下煤矿带式输送机传统堆煤识别方法准确性、稳定性不高和三维点云的煤堆表面三维重建完整性不足导致堆煤误判等问题,提出一种地理加权主成分分析(GWPCA)和自适应α-shape三维点云重建的堆煤智能识别方法。针对深度相机全视... 针对复杂工况下煤矿带式输送机传统堆煤识别方法准确性、稳定性不高和三维点云的煤堆表面三维重建完整性不足导致堆煤误判等问题,提出一种地理加权主成分分析(GWPCA)和自适应α-shape三维点云重建的堆煤智能识别方法。针对深度相机全视角采集点云数据量大导致处理速度慢、识别率低等问题,通过手动绘制ROI(Region of Interest)局部区域确定带式输送机表面目标点云数据,并采用直通滤波有效滤除冗余点和噪点、孤立数据,实现带式输送机表面煤堆点云数据快速、准确获取。针对煤堆侧表面点云缺失问题,构建基于地理加权主成分分析(GWPCA)的改进型泊松表面重建模型,通过输送带面与煤堆上表面的空间拓扑关系,结合法向约束机制实现点云数据补全,并采用最小凸包筛选算法消除伪平面干扰。针对不同形态煤堆与输送带表面分割问题,建立煤堆底部边界紧凑度和局部曲率标准差的函数关系,实现自适应α-shape算法的煤堆底部轮廓边界提取,准确分割煤堆点云数据并计算其等效宽度。针对采用单一参数的堆煤识别方法易受局部敏感值影响导致识别结果出现偏差的问题,提出一种基于煤堆宽/高最大值和等效值联合判别的堆煤识别方法,采用局部点云高度值的核密度函数期望值计算等效高度和最小包围盒计算最大宽、高值。搭建带式输送机堆煤智能识别试验平台,开展不同试验环境下的堆煤识别验证试验,结果表明:正常光照环境下,最大宽度和高度检测的平均误差分别为0.40 cm、0.35 cm,单帧宽/高等效值与最大值之间的相关系数为0.983,平均检测速度为每帧1.15 s,有效反映了真实的煤堆状态;粉尘环境下,最大宽度和高度检测的平均误差分别为0.46 cm、0.47 cm,单帧平均识别速度为1.23 s。等效值能准确反映煤堆整体形态变化,实现了堆煤状态的准确、可靠判别。 展开更多
关键词 带式输送机 堆煤 三维点云 GWPCA 泊松表面重建 智能识别
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基于改进鲸鱼算法的门式起重机主梁可靠度优化设计
4
作者 陈一馨 谭世界 +1 位作者 王玲 刘永生 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期66-77,共12页
提出了一种基于改进鲸鱼算法的门式起重机主梁可靠度优化设计方法.通过引入Sine混沌映射、非线性收敛因子及自适应惯性权重以提高基础鲸鱼算法的收敛速度和收敛精度.此外,改进随机概率p以提高全局搜索能力,防止陷入局部最优解.以刚度、... 提出了一种基于改进鲸鱼算法的门式起重机主梁可靠度优化设计方法.通过引入Sine混沌映射、非线性收敛因子及自适应惯性权重以提高基础鲸鱼算法的收敛速度和收敛精度.此外,改进随机概率p以提高全局搜索能力,防止陷入局部最优解.以刚度、强度、稳定性、几何尺寸及设定的可靠度指标为约束条件,建立了门式起重机主梁结构可靠度优化数学模型,分别采用改进的鲸鱼算法、蒙特卡罗模拟可靠度优化方法和结构体系模糊随机可靠度优化方法对主梁进行轻量化设计.研究结果表明,该结构在满足设定约束条件的前提下,采用蒙特卡罗模拟可靠度和结构体系模糊随机可靠度方法优化后的主梁体积分别减少了12.6%和12.33%,轻量化效果显著. 展开更多
关键词 门式起重机主梁 鲸鱼算法 结构体系模糊随机可靠度 优化设计
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煤体抗拉各向异性对掘锚机截割参数的影响规律
5
作者 杨森 许嘉伟 +2 位作者 郭玙博 韩江伟 马军强 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2026年第1期161-175,共15页
掘锚一体化施工是煤层巷道智能高效掘进的发展方向,滚筒截割参数是感知煤体性质变化的第一手数据,掌握其与煤体力学性质的关联规律是实现掘进智能感知的理论基础。抗拉各向异性是煤体的典型力学特征,对破岩与支护工艺设计有显著影响。... 掘锚一体化施工是煤层巷道智能高效掘进的发展方向,滚筒截割参数是感知煤体性质变化的第一手数据,掌握其与煤体力学性质的关联规律是实现掘进智能感知的理论基础。抗拉各向异性是煤体的典型力学特征,对破岩与支护工艺设计有显著影响。采用颗粒离散元法,通过“等效夹层”结构实现煤体模型的抗拉各向异性;耦合滚筒与煤体模型,实现滚筒截割方向上煤体抗拉各向异性的可控调节。通过5组不同截割角度的动态截割试验,分析滚筒扭矩与截割阻力信号的变化特征,得出煤体抗拉各向异性对掘锚机截割参数的影响规律。具体结论如下:①滚筒截割下拉方向与最小抗拉强度加载方向之间夹角减小过程中,滚筒扭矩呈现增大趋势,扭矩波动性逐渐被抑制,波动幅度从6209 N·m降低至5491 N·m;②截割阻力信号反映出煤体“压密”与滚筒降速现象呈现此消彼长态势,煤体呈现“整体扰动—扰动消散—局部破坏”3个阶段;③滚筒截割下拉方向与煤体最小抗拉强度加载方向重合度越高,煤体对截割的响应振动越大,局部破坏效应越强烈。 展开更多
关键词 掘锚一体机 抗拉各向异性 滚筒截割参数 煤层巷道掘进
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浅析扩孔式硬岩竖井掘进机刀盘刀具设计与分析
6
作者 许成发 周俊 江川 《新潮电子》 2026年第3期247-249,共3页
竖井掘进机是借鉴隧道掘进机(TBM)技术发展而来的定制化设备,通常采用V形刀盘进行开挖作业,其工作原理是利用前期反井施工形成的导井作为溜渣通道,实现岩渣的自重下排。针对硬岩地层掘进的竖井掘进机,需采用特殊的刀盘结构与刀具设计方... 竖井掘进机是借鉴隧道掘进机(TBM)技术发展而来的定制化设备,通常采用V形刀盘进行开挖作业,其工作原理是利用前期反井施工形成的导井作为溜渣通道,实现岩渣的自重下排。针对硬岩地层掘进的竖井掘进机,需采用特殊的刀盘结构与刀具设计方案。扩孔式硬岩竖井掘进机基于隧道掘进机技术进行定制化设计,其中刀盘设计是其整体设计中的关键环节。刀盘设计作为竖井掘进机整体设计的核心部分,其性能直接影响掘进效率乃至整个工程的成败。通过分析现有工程案例并结合同行业对比,文章对竖井掘进机刀盘的结构及刀具进行了深入分析与优化,以更好地满足国内外市场对工程应用的需求。 展开更多
关键词 刀盘 刀具 轴承 竖井掘进机 结构优化 ANSYS分析
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硬岩非爆机械化破岩技术发展现状与展望
7
作者 王少锋 石建龙 +2 位作者 周子龙 石鑫垒 聂唯 《有色金属(矿山部分)》 2026年第2期1-21,共21页
地下资源开采和空间开发规模不断增大,促使机械刀具破岩技术得到了长足发展。本文从机械刀具类型、机械设备破岩方式两个方面对机械刀具破岩技术的发展现状进行了论述。针对当前机械刀具破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战,对机械刀具、机... 地下资源开采和空间开发规模不断增大,促使机械刀具破岩技术得到了长足发展。本文从机械刀具类型、机械设备破岩方式两个方面对机械刀具破岩技术的发展现状进行了论述。针对当前机械刀具破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战,对机械刀具、机械破岩方式、破岩装备发展方向进行了展望。为满足重大需求,机械刀具破岩亟需完成破岩刀具性能提升、破岩方式变革、破岩设备集成化智能化无人化升级,以实现复杂地质环境下坚硬岩石的安全、高效、经济、智能及绿色破碎。 展开更多
关键词 硬岩非爆破碎 机械破岩 机械刀具 辅助破岩
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基于钎杆应力波分析的凿岩机辐射噪声产生机制与估测方法
8
作者 高波 吴腾飞 朱高 《凿岩机械气动工具》 2026年第3期4-7,共4页
为揭示凿岩机辐射噪声的产生机制并开发一种便捷的现场噪声评估方法,聚焦钎杆弯曲应力波的传播特性及其与噪声的关联机制,阐明弯曲波的激发条件与传播规律;利用实验系统同步测量了YT24型与YO18型凿岩机钎杆的纵波与弯曲波应力。研究结... 为揭示凿岩机辐射噪声的产生机制并开发一种便捷的现场噪声评估方法,聚焦钎杆弯曲应力波的传播特性及其与噪声的关联机制,阐明弯曲波的激发条件与传播规律;利用实验系统同步测量了YT24型与YO18型凿岩机钎杆的纵波与弯曲波应力。研究结果表明,弯曲波主要由活塞撞击的偏心分量激发,其幅值与撞击速度及偏心距成正比;辐射噪声声压与弯曲波应力幅值存在显著的正相关关系。基于此,提出一种通过钎杆应力波检测间接估算凿岩机噪声级的方法,即基于已知型号凿岩机的噪声标定值及应力波幅值比,成功估算出另一型号凿岩机的噪声级。该方法将复杂的声学测量转化为易实施的力学信号测量,为现场快速评估凿岩机噪声提供了创新途径。 展开更多
关键词 凿岩机 辐射噪声 钎杆 弯曲波 应力波 噪声估测 冲击速度 载荷谱
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柳巷煤矿智能掘进系统研究与平台设计
9
作者 贺建华 王胜利 +1 位作者 张珣 刘洋 《煤矿机械》 2026年第3期230-238,共9页
为解决煤矿巷道掘进中超前探测距离短、掘进支护效率低、劳动强度大等问题,以柳巷煤矿智能掘进工作面技术升级项目为研究载体,开展智能掘进系统架构设计与建设研究。在分析矿井地质条件、现有智能化基础及掘进工作面现状的基础上,构建感... 为解决煤矿巷道掘进中超前探测距离短、掘进支护效率低、劳动强度大等问题,以柳巷煤矿智能掘进工作面技术升级项目为研究载体,开展智能掘进系统架构设计与建设研究。在分析矿井地质条件、现有智能化基础及掘进工作面现状的基础上,构建感知-网络-控制-协同-运维五级智能掘进系统架构,重点突破集中控制及多机协同、工况监测及故障诊断、自动截割、智能导向等核心技术,形成涵盖掘锚一体机智能化改造、多设备协同控制、远程集控中心建设、安全防护保障等全流程的建设方案。该系统的目标是月进尺1200 m、迎头100 m范围内作业人员不超过6人,巷道随钻探测半径不小于15 m,掘进装备定位精度不大于5 cm,为煤巷智能掘进提供可复制、可推广的技术模式与工程范例,对推动煤矿行业智能化转型、提升新质生产力具有重要意义。 展开更多
关键词 煤矿智能掘进 系统架构 多机协同 自动截割 远程控制
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基于SYSWELD的采煤机截齿座焊接仿真
10
作者 尹中会 王宇碟 王国清 《煤矿机械》 2026年第2期121-125,共5页
针对采煤机滚筒截齿座焊接易发生变形、脱落等问题,以采煤机截齿座焊接处为研究对象,采用SYSWELD构建多层多道焊数值模型,分析截齿座焊缝失效原因,进行不同焊接速度下的应力、应变研究。结果表明:截齿座焊接处最大残余应力与焊接速度正... 针对采煤机滚筒截齿座焊接易发生变形、脱落等问题,以采煤机截齿座焊接处为研究对象,采用SYSWELD构建多层多道焊数值模型,分析截齿座焊缝失效原因,进行不同焊接速度下的应力、应变研究。结果表明:截齿座焊接处最大残余应力与焊接速度正相关,纵向残余应力主要集中在焊缝区且增长速率快于横向残余应力;焊缝焊后变形以横向收缩为主导,变形量随速度增加呈下降趋势;焊接速度降低可有效控制残余应力,但需权衡焊接效率与质量。该研究为提高截齿座焊接质量及快速修复提供了理论依据。 展开更多
关键词 截齿座 SYSWELD 焊接仿真 残余应力
原文传递
基于DE-ABC算法的八自由度凿岩机械臂轨迹规划
11
作者 董克俭 高腾 李旭阳 《制造业自动化》 2026年第1期155-163,共9页
针对台车隧道凿岩作业情况中钻臂到达目标炮孔运行时间过长的问题,通过差分进化-人工蜂群(DE-ABC)算法优化轨迹曲线,增强机械臂运动稳定性,减少运动时间,提高作业效率。首先建立八自由度机械臂运动模型,通过自由度分解的方式计算目标点... 针对台车隧道凿岩作业情况中钻臂到达目标炮孔运行时间过长的问题,通过差分进化-人工蜂群(DE-ABC)算法优化轨迹曲线,增强机械臂运动稳定性,减少运动时间,提高作业效率。首先建立八自由度机械臂运动模型,通过自由度分解的方式计算目标点从笛卡尔空间到关节空间的逆解,在关节空间中利用“五次-五次-五次”三段多项式曲线对所求逆解进行轨迹规划,以轨迹运动时间和运动稳定性为优化目标,利用柯西扰动操作的DE-ABC算法对轨迹曲线进行优化,DE-ABC算法与传统人工蜂群(MABC)算法进行对比,结果表明DE-ABC算法改善了MABC算法易陷入局部最优的问题,适应度更好。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹规划 DE-ABC算法 柯西扰动
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悬臂式掘进机回转台疲劳寿命分析与优化设计研究
12
作者 李宁 《机械管理开发》 2026年第1期183-184,234,共3页
针对掘进机回转台经常出现疲劳裂纹或破坏的问题,开展了回转台疲劳寿命分析工作。结果显示,回转台俯仰油缸连接销轴和回转油缸连接销轴位置疲劳寿命较低是其使用过程中经常出现疲劳裂纹或破坏问题的主要原因。之后通过将回转台中俯仰油... 针对掘进机回转台经常出现疲劳裂纹或破坏的问题,开展了回转台疲劳寿命分析工作。结果显示,回转台俯仰油缸连接销轴和回转油缸连接销轴位置疲劳寿命较低是其使用过程中经常出现疲劳裂纹或破坏问题的主要原因。之后通过将回转台中俯仰油缸连接销轴和回转油缸连接销轴直接增大的方法完成了回转台结构的优化设计,结果表明,优化之后的回转台相较于优化之前疲劳寿命提高了22 930次,工作寿命提高了6.26年。 展开更多
关键词 掘进机 回转台 疲劳寿命 有限元分析 优化设计
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煤矿采煤机的常见故障与维修措施
13
作者 刘晋伟 《能源与节能》 2026年第1期118-121,共4页
采煤机是煤矿生产中的核心设备,其运行状态直接关系到煤矿的生产效率与安全性。然而,由于工作环境恶劣,采煤机常出现各种故障,影响正常生产。主要分析了煤矿采煤机的组成系统,列举了常见故障及其原因,并提出了针对性的维修措施,旨在为... 采煤机是煤矿生产中的核心设备,其运行状态直接关系到煤矿的生产效率与安全性。然而,由于工作环境恶劣,采煤机常出现各种故障,影响正常生产。主要分析了煤矿采煤机的组成系统,列举了常见故障及其原因,并提出了针对性的维修措施,旨在为提高采煤机运行稳定性与使用寿命提供参考。 展开更多
关键词 煤矿采煤机 常见故障 维修措施 液压系统
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窄机身液压锚杆钻车在煤矿岩巷快速掘进中的应用
14
作者 康杰 《江西煤炭科技》 2026年第1期114-116,120,共4页
针对煤矿井下巷道掘进支护过程中采用人工+气动锚杆钻机施工效率不高、安全系数低、人工投入大等问题,结合矿井井下实际情况,提出在煤矿岩巷掘进中使用CMM2-18Y型窄机身矿用液压锚杆钻车进行巷道支护作业。分析了该钻车的结构特点和性... 针对煤矿井下巷道掘进支护过程中采用人工+气动锚杆钻机施工效率不高、安全系数低、人工投入大等问题,结合矿井井下实际情况,提出在煤矿岩巷掘进中使用CMM2-18Y型窄机身矿用液压锚杆钻车进行巷道支护作业。分析了该钻车的结构特点和性能及技术参数,并在新景煤矿井下现场15304低位抽采巷进行了试用,通过对现场应用情况进行对比分析发现,该钻车的投入使用有效解决了人工+气动锚杆钻机施工工艺存在的问题,巷道掘进日进尺提升了50%,人员投入每班减少3人,大幅度降低了人员劳动强度,提高了工效和安全作业系数,具有推广应用价值。 展开更多
关键词 煤矿 窄机身液压锚杆钻车 技术参数 支护效率
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采煤机滚筒截割煤岩载荷谱综合与幅值序列数字化方法
15
作者 刘春生 程硕 +4 位作者 任春平 王磊 刘若涵 刘延婷 李德根 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期841-856,共16页
采煤机工作条件存在强随机复杂多变因素,其全寿命周期历程的随机性载荷谱获取与离散序列处理,以及全域载荷谱综合数字化是高端装备可靠性设计分析及其疲劳寿命预测的关键基础工程技术共性问题。构建采煤机传感器与检测量、检测量与特征... 采煤机工作条件存在强随机复杂多变因素,其全寿命周期历程的随机性载荷谱获取与离散序列处理,以及全域载荷谱综合数字化是高端装备可靠性设计分析及其疲劳寿命预测的关键基础工程技术共性问题。构建采煤机传感器与检测量、检测量与特征量的关联度矩阵,采用综合关联度矩阵行列系数叠加处理,给出传感器与特征量的综合关联度和重要度,提出了多传感器信息检测过程中特征量关联度定量评价方法;综合考虑滚筒参数、采煤机工作参数、煤岩性质及分布参数,提出载荷谱纵向幅值和横向时程累计归一化算法与滚筒截割煤岩分段和全域载荷谱比例综合方法,给出截割电机电流、摇臂振动和调高液压缸压力信息融合算法与近似估算比例系数算法等;建立滚筒截割煤岩的瞬时载荷模型与载荷谱随机分布叠加算法,将单截齿截割煤岩实验载荷谱与理论模型相结合,获取滚筒截割煤岩分段理论载荷谱,并通过自适应权重EMD-IECM载荷谱最优降噪光滑算法处理含噪声信息的数值模拟和实验载荷谱,给出滚筒截割煤岩分段载荷谱幅值分级累计时程占比统计算法,提出了全域载荷谱综合数字化方法。结果表明:截割载荷和煤岩强度与各传感器检测信息关联度较显著,振动传感器、电流传感器和压力传感器检测信息更能反映出截割特征量和截割状态;自适应权重EMD-IECM载荷谱最优降噪光滑算法,可依据数据本身自动调整指标权重,获得相似性与光滑性达到均衡状态的重构载荷谱;通过实例应用获知全域载荷谱的幅值分级累计时程占比呈现正态分布规律,符合工程实际情况,验证了滚筒截割煤岩全域载荷谱综合与数字化方法的有效性和完整性。 展开更多
关键词 采煤机滚筒 截割煤岩 载荷谱综合 载荷谱数字化 自适应权重EMD-IECM
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碟盘刀具倾斜姿态复合轴向振动破岩特性试验研究
16
作者 刘春生 程硕 +2 位作者 刘延婷 刘若涵 徐鹏 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期138-149,共12页
针对现有采掘机械截割硬岩效率低、破碎效果差,为探寻高效、低能耗破碎硬岩技术,探究在不同截割姿态下碟盘刀具复合轴向振动截割方法的破岩特性。研制了可改变碟盘刀具截割姿态的振动截割试验台,进行了刀具截割姿态倾角为变量的振动截... 针对现有采掘机械截割硬岩效率低、破碎效果差,为探寻高效、低能耗破碎硬岩技术,探究在不同截割姿态下碟盘刀具复合轴向振动截割方法的破岩特性。研制了可改变碟盘刀具截割姿态的振动截割试验台,进行了刀具截割姿态倾角为变量的振动截割煤岩试验,基于试验获得了刀具截割载荷谱与轴向振动幅值,采用经验模态分解对载荷谱进行分解,获取载荷谱各分量及其频率、相关系数和能量占比等特征信息;运用ABAQUS有限元软件模拟碟盘刀具振动截割煤岩过程,获取了煤岩崩落破坏时应力云分布特征规律。结果表明:碟盘刀具倾斜姿态振动截割煤岩有利于煤岩产生大块片状崩落破坏;综合载荷谱分量特征信息分析可得,刀具破岩效果最优、载荷最小时姿态倾角约为5°~10°,且刀具楔面角度增大,姿态倾角应适当减小;刀具轴向向上振动时,刀具楔面对煤岩产生挤压作用,煤岩沿截割方向依次受压-拉-压应力,近刀具楔面处煤岩为拉破坏,同时由齿刃向煤岩自由面以剪破坏产生断裂面,形成大块片状崩落煤岩;姿态倾角过小和过大时,刀具楔面煤岩挤压作用范围较小,煤岩大块片状崩落破坏概率较低;试验煤壁崩落破坏产生的圆弧形痕迹分布规律与截割载荷谱本征模态函数分量、数值模拟应力云图所得刀具振动破岩特征规律具有一致性。 展开更多
关键词 轴向振动 碟盘刀具 截割姿态 经验模态分解(EMD) 破岩特性
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基于大数据的采煤机能效优化技术研究
17
作者 苏亚峰 谢梁 +1 位作者 张宗臣 牛飞 《装备制造技术》 2026年第1期78-80,共3页
针对采煤机滚筒结构参数影响采煤机滚筒能量消耗的问题,提出基于大数据的采煤机能效优化方案,以提高采煤工作的科学性,从而实现低成本、高效率的清洁开采。优化设计采煤机滚筒总体方案,包括滚筒方案、螺旋叶片方案和截齿方案,建立采煤... 针对采煤机滚筒结构参数影响采煤机滚筒能量消耗的问题,提出基于大数据的采煤机能效优化方案,以提高采煤工作的科学性,从而实现低成本、高效率的清洁开采。优化设计采煤机滚筒总体方案,包括滚筒方案、螺旋叶片方案和截齿方案,建立采煤机滚筒截割能效优化模型,并通过遗传算法进行模型求解。结果表明,该模型得出采煤机滚筒旋转速度的取值为20~100 r/min,采煤机牵引速度的取值为2~15 m/min,采煤机滚筒截割比能耗的最大值为16.22 kW·h/min,最小值为1.00 kW·h/min。 展开更多
关键词 大数据 采煤机 能效优化 遗传算法
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煤矿智能开采设备信息交互延迟的成因及对策
18
作者 聂彦喜 《凿岩机械气动工具》 2026年第1期169-171,共3页
井下狭长巷道存在设备状态数据卡顿、控制指令响应滞后等问题,不仅会降低综采效率,还会使远程集控操作存在安全隐患。分析煤矿智能开采设备信息交互延迟问题的成因,提出构建第五代移动通信技术(5th generation mobile communication tec... 井下狭长巷道存在设备状态数据卡顿、控制指令响应滞后等问题,不仅会降低综采效率,还会使远程集控操作存在安全隐患。分析煤矿智能开采设备信息交互延迟问题的成因,提出构建第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology,5G)光纤融合通信网络、制定统一通信协议标准等对策,旨在构建低时延传输体系,为设备协同与无人化开采提供技术支撑。 展开更多
关键词 煤矿 智能开采设备 信息交互延迟
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EBZ160TY掘进机截割减速器行星架力学分析
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作者 麻昊 杨晓鹏 +1 位作者 杨兴虎 薛俊超 《机械管理开发》 2026年第2期56-57,96,共3页
为提升EBZ160TY掘进机截割减速器行星架性能,从模型建构、力学数值计算及优化、有限元优化结果、设备应用效果等方面进行论述。通过软件对行星架非线性接触分析,采用粒子群算法优化设计参数,利用ABAQUS进行模态分析。优化后行星架力学... 为提升EBZ160TY掘进机截割减速器行星架性能,从模型建构、力学数值计算及优化、有限元优化结果、设备应用效果等方面进行论述。通过软件对行星架非线性接触分析,采用粒子群算法优化设计参数,利用ABAQUS进行模态分析。优化后行星架力学性能改善,设备运行效率提高且可靠性增强,达到了优化行星架结构、提高掘进机运行稳定性的效果。 展开更多
关键词 掘进机 减速器 力学分析
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全断面矩形掘进机刀盘设计及其稳定截割岩样截割特性试验研究
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作者 李强 刘送永 王焱 《中国机械工程》 北大核心 2026年第2期487-497,共11页
针对现有煤矿巷道全断面矩形掘进机刀盘形式复杂、全断面一次掘进成形困难等问题,提出了一种基于勒洛三角形运动原理实现矩形截割的方法,设计了一种基于所提方法的偏心轴行星齿轮驱动勒洛三角形单刀盘,进行了运动轨迹仿真,搭建了全断面... 针对现有煤矿巷道全断面矩形掘进机刀盘形式复杂、全断面一次掘进成形困难等问题,提出了一种基于勒洛三角形运动原理实现矩形截割的方法,设计了一种基于所提方法的偏心轴行星齿轮驱动勒洛三角形单刀盘,进行了运动轨迹仿真,搭建了全断面矩形刀盘截割试验台,进行了稳定截割状态下的多组试验。试验结果表明:中心鱼尾刀能增加截割过程的稳定性,较大程度地减小了X、Y、Z方向的振动,减小幅度最小达42.107%,最大达51.753%;进行了11组不同截割参数下的稳定截割岩样试验,得到了扭矩、油压与截割参数的变化关系,提出了设备经济截割参数区域的概念,确定了在试验岩样下所设计的刀盘经济截割参数区域为:转速n(N-p)min=[6.6,9.8]r/min,掘进速度v(N-p)min=[14.25,18.3]mm/min;对截割后的岩样断面轮廓进行三维扫描、重构和比对,得到理论断面、仿真断面、试验断面与标准正方形之间的图形差异率依次为3.18%、5.09%、6.64%,验证了该刀盘实现矩形截割的可行性。 展开更多
关键词 全断面 矩形 掘进机 截割特性 图形差异率 经济截割区域
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