“煤机装备理论与技术”专题（《煤炭学报》）

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“煤机装备理论与技术”专题（《煤炭学报》）

来源：煤炭学报

专题整理于2021年5月，为2018—2021年《煤炭学报》刊登的“煤机装备理论与技术”主题论文。

行业视野: 智能化
类别; 125个
关键词; 90位
专家; 30篇
论文; 35459IP
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不同截割工况下变速截割采煤机截割性能多目标优化

作者(Author)：葛帅帅, 秦大同, 胡明辉, 刘永刚

摘要：为了在不同截割工况下实现采煤机安全运行和高效生产,以牵引速度、滚筒转速为优化变量,以齿轮动载荷、采煤生产率、块煤率以及截割比能耗为子目标,建立了采煤机截割性能多目标优化模型;提出了基于权重系数轮换的各性能子目标权重系数的寻优方法,以确定适应不同截割工况的最优权重组合。利用遗传算法优化得到正常煤层、夹矸煤层和岩石断层工况下随截割阻抗变化的最优牵引-截割运动参数,并对比分析最优运动参数控制和传统牵引调速控制下采煤机的截割性能。结果表明,与传统牵引调速控制相比,采用最优运动参数控制不但明显提高了正常煤层和夹矸工况下的采煤经济性能,而且可安全快速通过断层区;此外,滚筒转速在24 r/min附近时截割传动系统出现局部共振,因此滚筒变速截割时应避免在共振转速下运行。所得结果为采煤机自适应变速截割的实施提供参考。

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煤炭学报

2018年第08期

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卡链工况下刮板输送机扭摆振动特性分析

作者(Author)：谢春雪, 刘治翔, 毛君, 谢苗, 卢进南

摘要：考虑到常规研究刮板输送机卡链工况时仅考虑双侧同样载荷卡链工况,主要研究单侧卡链工况及其对刮板链条体系扭摆振动特性的影响。对卡链故障的产生原因以及卡链载荷的模拟施加方式进行了分析。研究了刮板输送机卡链工况的力学模型,选用Voigt模型建立刮板输送机扭摆振动动力学模型,使用Matlab软件建立动力学方程和状态方程,对建立的动力学方程构造出函数子程序,实现动力分析的前处理。通过仿真分析得到卡链位置前后物料不同的4种工况下刮板链条体系扭摆振动速度、加速度以及张力情况,并进行了实验验证。研究结果可知,卡链过程会引起刮板链条体系强烈的扭摆振动,并且初始时候无物料情况下,扭摆振动更明显。前后方均有物料情况下,扭摆振动稍有减弱。

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煤炭学报

2018年第08期

853

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采煤机概念设计生态学模型构建与实现

作者(Author)：丁华, 邓金涛, 王义亮, 杨兆建

摘要：为提高采煤机概念设计和综采工作面三机协同设计的效率和质量,面向采煤机概念设计中内部结构之间以及综采三机之间协同配合过程,将生态学理论引入到采煤机概念设计中,构建基于生态学的采煤机概念设计模型。在对比综采工作面与生态学相似性的基础上,提出综采工作面生态学模型和采煤机个体生物学模型。研究了采煤机与刮板输送机和液压支架多种群之间的参数耦合关系以及采煤机内部部件之间的协同配合关系,通过同质种群的竞争与异质种群的协同合作筛选出优势功能结构基因解,并根据三机的参数耦合关系运用公式计算与模型推理相结合的方法,实现了采煤机功能结构的设计和总体技术参数的求解。在上述理论研究基础上,基于web平台开发出具有友好交互界面的采煤机多种群协同概念设计系统,实现了该方法的应用。最后以大采高工作面采煤机的协同设计实例验证了该方法的有效性。

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煤炭学报

2018年第07期

909

372
大倾角煤层综采工作面液压支架失稳机理与控制

作者(Author)：杨科, 池小楼, 刘帅

摘要：针对大倾角旋转俯伪斜大采高综采面液压支架稳定性控制特点,结合潘二矿12124综采工作面地质与工程条件,开展了破碎顶板和软煤条件液压支架与刮板输送机稳定性控制机理与方法研究。基于现场观测数据分析,构建了大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑两种失稳模式,对比分析了支架受力特征,揭示了支架失稳与煤层倾角、支架顶梁和直接顶的摩擦因数之间的关系。推导了液压支架带压移架的"带压临界值",提出了铺金属网带压擦顶追机移架方法。综合分析设计了旋采段回采调斜比例为1∶3,并确定了俯伪斜回采段输送机下滑量不应大于304 mm,并通过设置了防倒、防滑千斤顶的"三机"联合防倒滑措施,有效控制"三机"稳定性及片帮、冒顶,实现了大倾角厚煤层安全高效开采。

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煤炭学报

2018年第07期

877

442
工作面支架液压系统仿真与稳压供液技术

作者(Author)：付翔, 王然风, 赵阳升

摘要：为提高工作面支架对采煤机的跟随特性,以支架运行过程不同动作供液需求特征为研究起点,基于工作面支架系统的液压原理,利用AMESim建立了支架液压系统的数学仿真模型。通过仿真液压支架动作的供液过程,分析总结了供液流量对支架动作速度和过程压力的作用规律,并提出了适应支架动作的稳压供液理念。通过理论分析稳压供液过程特性,推导出适应支架动作的稳压供液流量的数学计算公式,该公式表明:同一支架液压系统下,稳压供液流量主要由支架动作类型、动作行程、动作数量、卸载阀压力设定等因素决定。最后,在仿真模型中验证稳压供液技术,对比液压支架运行过程的额定供液与稳压供液方案效果,结果表明:稳压供液技术不仅保证了支架动作快速执行,同时减少了系统压力波动,减缓了支架液压系统的压力冲击。

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煤炭学报

2018年第05期

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掩护式液压支架顶梁承载特性及其适应性研究

作者(Author)：孟昭胜, 曾庆良, 万丽荣, 王成龙

摘要：为研究掩护式液压支架顶梁承载特性及其对顶板载荷的适应性,基于空间载荷对称假设构建了单区承载条件下液压支架全高度范围载荷平衡区力学模型,分析了液压支架顶梁载荷平衡区分布特征及其影响因素。随后结合液压支架实际工况,分析了双区承载条件下液压支架顶梁极限平衡条件,进一步拓展了平衡区理论。最后运用ADAMS构建了液压支架的多体动力学模型,分别对液压支架单区、双区承载工况进行了模拟。通过与理论的对比分析表明,改善液压支架承载条件、合理优化平衡千斤顶及立柱参数等均可有效提高掩护式支架顶梁对顶板的适应性。

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煤炭学报

2018年第04期

1116

388
基于物料分布特征的刮板输送机运行阻力分析

作者(Author)：刘治翔, 谢春雪, 毛君, 谢苗, 卢进南

摘要：考虑到常规的链条安全系数是按照两个链条共同承受外界载荷来计算的,而实际情况是两根链条载荷是不均匀的,因此研究了基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法。对煤块物料与中部槽底板的摩擦阻力、煤块物料与挡煤板摩擦阻力以及移动的煤块物料与煤壁侧静止物料的摩擦阻力进行理论推导。得到刮板和链条在运行时,不同负载情况下的运行阻力计算公式。依托国家能源局研发(实验)中心建设的综采成套装备模拟实验台对基于物料分布特征的运行阻力计算方法进行实验研究。研究结果表明:本计算方法与实验数据误差在允许范围内。基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法可为后续进行偏置载荷影响下的链条寿命预测、安全系数计算等提供依据。

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煤炭学报

2018年第04期

941

355
煤炭安全高效综采理论、技术与装备的创新和实践

作者(Author)：王国法, 庞义辉, 任怀伟, 马英

摘要：2030年之前我国以煤为主的能源格局难以改变,煤炭资源安全高效开采仍然面临一系列技术挑战。基于不同层位围岩破断的应力路径效应研究成果,研究了液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合作用原理,提出了液压支架适应围岩失稳的“三耦合”动态优化设计方法;针对厚煤层超大采高综采,建立了顶板岩层断裂失稳的“悬臂梁+砌体梁”力学模型,分析了“悬臂梁”破坏失稳的空间条件与力学条件。通过数值模拟方法分析了煤壁破坏的主要影响因素,得出了各影响因素对煤壁破坏的敏感度排序。研发了增容缓冲抗冲击立柱、液压支架群组协同控制系统及“大梯度+小台阶”配套方式,实现了金鸡滩煤矿8.0 m超大采高工作面安全高效开采;针对特厚煤层大采高放顶煤开采,研发了三级强扰动高效放煤机构与尾梁冲击破碎装置;针对薄煤层研发了调高范围为0.5~1.4 m的超大伸缩比液压支架,在黄陵一号煤矿实现了常态化远程监控、工作面无人操作的智能化开采。对未来需要突破的安全高效开采关键技术进行了展望,提出了稳定割煤与连续推进、高可靠性设计、综采设备机器人化及透明开采4个技术方向。

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煤炭学报

2018年第04期

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