• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于红外热像的夹矸巷道断面记忆截割试验研究
  • 作者

    张德义刘送永贾新庆崔玉明姚健

  • 单位

    中国矿业大学机电工程学院江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心

  • 摘要

    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。研究成果为提高悬臂式掘进机截割稳定性及自动化程度提供理论与技术基础。

  • 关键词

    夹矸巷道截割平稳性红外热像记忆截割截割温度

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