薄煤层滚筒式采煤机装煤性能的研究与应用

通过对薄煤层采煤机滚筒装煤性能的参数分析,并结合滚筒装煤的力学、运动学分析,得出了滚筒理论装煤量和装煤效率的表达式。在此基础上,分析了10902工作面装煤效率低的原因,并对采煤机滚筒参数进行成功改进,解决了采煤机滚筒装煤效率低的难题,提高了工作面的生产效益,为滚筒设计提供了可靠依据。     

基于计算机模拟技术的采煤机滚筒螺旋叶片布置对装煤效率影响分析

采煤机螺旋滚筒的装煤效率影响因素较多,采用理论解析法结合计算机模拟方法对影响螺旋滚筒截煤效率的因素进行了分析,最后得出采煤机的牵引速度、螺旋叶片的倾斜角度以及螺旋滚筒转数三因素对于采煤机滚筒的截煤效果影响较大,通过正交试验法得到三因素对截煤效果的影响程度并提出最佳参数组合策略。     

薄煤层采煤机鼓形滚筒装煤性能研究

为解决薄煤层采煤机装煤效果差的问题,对鼓形滚筒进行优化设计,提出将累积装煤率作为评价采煤机装煤能力的指标,采用离散元法对传统滚筒与鼓形滚筒进行装煤效果的仿真研究,分析了传统滚筒与鼓形滚筒的装煤效率,最后对2种滚筒装煤效率和块煤率进行试验研究。试验结果表明:随着鼓形滚筒筒毂锥顶半角β的增大,其装煤效率呈现出先增大后减小的趋势,且当筒毂锥顶半角β=10°时,鼓形滚筒的装煤效率最高;与普通形滚筒相比,所优化设计的鼓形滚筒的截割比能耗更小、块煤率更大、装煤效率更高。研究结果可为薄煤层采煤机滚筒的选择和设计提供参考依据。     

薄煤层采煤机高效弧形滚筒装煤研究

在综合机械化采煤中,采煤机的工况复杂,影响滚筒装煤效果的因素众多,尤其是薄煤层。传统改善装煤效果的做法是调整滚筒转速和叶片升角。为了更好地提升薄煤层滚筒的装煤效果,提出了优化滚筒叶片的解决方案。叶片靠近外缘的形状优化为弧形,并利用离散元方法对新型弧形滚筒进行了仿真,取得了良好的装煤效果。为改善薄煤层采煤机装煤效果、提高薄煤层工作面的生产效率提供了新的思路。     

采煤机异形滚筒与传统滚筒装载特性的比较和CAM

通过比较采煤机异形滚筒和传统滚筒因筒毂曲线几何特征不同而导致装煤效果的差异 ,在装载特性的比较实验基础上 ,得出指数曲线形采煤机滚筒的装煤性能最佳的结论 ,同时为生产、制造该种滚筒建立了CAM数学模型和展开算法。     

基于螺旋滚筒模型的采煤机装煤性能研究

为提高采煤机装煤效率，基于离散元数值模拟理论、螺旋滚筒模型，分析了螺旋升角、滚筒直径、筒毂直径、截割深度和滚筒转速对采煤机装煤率的影响程度。结果表明：随着螺旋升角的提高，装煤率随之上升，装煤率与螺旋升角呈现正相关关系。滚筒直径越大，装煤率越高，曲线斜率也是呈现出先增后减变化趋势。增加筒毂直径后，会导致采煤机的容量减小，筒毂直径与装煤率呈现负相关关系。增加滚筒转速，能使螺旋叶片排出煤颗粒速度加快，进而提高了装煤率。     

基于离散元法的螺旋滚筒装煤性能研究

为提高薄煤层采煤机的装煤性能,以离散元理论为基础,结合鄂尔多斯文玉煤矿的煤样性质测定结果,建立了螺旋滚筒与煤壁的离散元仿真模型。解决了离散元煤壁黏结参数的合理选择以及螺旋滚筒与煤壁之间的耦合等关键问题;通过对不同统计区域内煤炭颗粒质量以及速度的变化进行跟踪和统计,找出螺旋滚筒结构及运动学参数等因素对煤流运动规律的影响:随螺旋升角增加,滚筒装煤率呈现出先增大后降低的变化;滚筒装煤率随截割深度和牵引速度的增加大而逐渐降低;增大滚筒转速能够提高装煤效率,但装煤率提高的幅度随滚筒转速的增加逐渐趋于平缓。     

基于EDEM的薄煤层采煤机滚筒旋向对装煤效率的影响

使用离散元仿真软件EDEM在相同材料条件和运动条件下对薄煤层采煤机小直径滚筒两种转向进行仿真,探究滚筒转向对装煤效果的影响,并通过分析装煤过程中煤炭颗粒的运动轨迹研究装煤性能存在差异的原因。仿真试验得出：采煤机滚筒逆转装煤率为41.37%,采煤机滚筒顺转装煤率为27.51%,导致这一差异的主要原因是由于采煤机滚筒逆转对煤炭颗粒的作用更有利于装煤,分析结果可为薄煤层采煤机滚筒工作旋向选择提供理论依据。     

滚筒结构对装煤效率的影响及煤流运动轨迹研究

通过离散元仿真分析,对采用变升角螺旋滚筒的木瓜煤矿MG-500/1200-WD型采煤机进行了模拟研究,从煤流轨迹以及其与叶片作用关系角度进行分析,结果显示:在逆转滚筒时,变升角和叶片轴向倾斜的螺旋滚筒能够提升装煤效率;而顺转滚筒时,叶片凹凸面相互影响使得变升角螺旋滚筒装煤效率低。在仿真的基础上,对滚筒结构的叶片摩擦阻力、煤流运动时间以及煤流加速度进行了改进,提高了采煤机的装煤效率。     

采煤机振动冲击截割臂结构设计

为提高螺旋滚筒切削煤岩装煤率，将振动冲击技术应用于采煤机截割臂，应用TRIZ理论设计出一种以双排五星液压马达为主要驱动装置的轻量化振动冲击截割臂，应用离散单元法对螺旋滚筒轴向振动频率进行单因素数值模拟试验，确定该因素在正交试验中的水平范围|对滚筒转速、轴向振动频率以及工作振幅三种因素进行正交试验，得到其对装煤性能的影响规律。结果表明：螺旋滚筒装煤率呈现随转速增加而降低的趋势，并得到装煤性能优选方案的装煤率为54.56%。     

基于偏最小二乘方法的采煤机螺旋滚筒装煤效果研究

通过对采煤机滚筒装煤能力分析,选取影响滚筒装煤性能的关键因素。基于相似理论设计微缩采煤机沙盘模型进行装煤效果对比试验,对滚筒转速、牵引速度与轮毂外形角度3个不同条件下的采煤机装煤效果进行实验,采用正交设计方法获得实验数据。利用偏最小二乘回归方法PLSR在模型参数辨识中的优势,辨识出装煤效果模型。仿真结果表明该方法不但可以准确地建立适用于不同条件下的滚筒装煤效果评估模型,同时具有实验简单,次数少,模型预测能力强,模型参数物理意义明显等特点。     

螺旋滚筒装煤效果的探讨

<正> 目前,滚筒式采煤机已广泛使用于机采工作面,本文通过模拟的装煤实验,对几种缩小比例的滚筒在不同转速和牵引速度下进行了实验。根据实验结果,对螺旋滚筒的装煤过程、结构、转速和牵引速度对装煤效果的影响,进行了初步的分析。     

采煤机新型螺旋滚筒装煤性能最优参数的选择

通过分析新型螺旋滚筒的装煤特点，建立了以其装煤生产率为目标函数的优化数学模型，并通过具体实例的计算对实验结果加以验证。     

端面截割小直径滚筒装煤效率的研究

我国极薄煤层的开采机械化问题,比较突出,主要设备为采煤机。文中对极薄煤层用爬底板端面截割采煤机小直径滚筒的装煤效率,通过参数分析及一系列的实验研究,根据其有关参数对装煤量、装煤效率及比能耗的相应有利关系,提出小直径滚筒设计应该是:适宜的滚筒和筒毂直径;2～3头的光滑叶片且升角在30～35°;转速在120～130r/min的逆向旋转滚筒以及与转速相匹配的1.2～2m/min的牵引速度。     

大倾角综采面采煤机装煤效果分析

装煤为综采工作面五道工序之一,装煤效果直接决定刮板输送机的推移量和综采面生产效率。大倾角煤层走向长壁综采生产实践表明,随着工作面倾角的增大,装煤效果急剧变差。基于滚筒装煤原理和工作面倾角,分析了影响大倾角煤层走向长壁综采工作面采煤机装煤效果的主要因素。指出在未采用弧形挡煤板时,采煤机下行割煤的滚筒装煤效果远比上行割煤要好。而加装弧形挡煤板后,上、下行割煤均可获得最佳装煤效果。建议采取加装弧形挡煤板、优化滚筒参数和降低溜槽高度措施改善大倾角煤层走向长壁工作面采煤机装煤效果。     

工作面倾角对采煤机滚筒装煤效果影响研究

综采工作面上滚筒采煤机的工作状况十分复杂,影响滚筒装煤效果的因素众多。为了更准确地了解滚筒的装煤规律,选取工作面倾角为研究对象,定义了滚筒出煤口的方向,建立采煤机滚筒工作的三维模型,通过离散元仿真的方法,探究滚筒装煤效果与工作面倾角之间的关系,并将该规律定量化。该结果为处理综采工作面倾角与滚筒装煤效果之间的关系提供了依据,同时为滚筒的研究提供新的思路。     

螺旋滚筒输送能力与装煤效果的探讨

<正> 本文希望通过采煤机螺旋滚筒输送能力及装煤效果的探讨,使得螺旋滚筒的设计既满足装煤要求,又达到使用中的能耗低、煤尘小、寿命长。一、螺旋滚筒的输送能力与效率为使螺旋滚筒的设计既满足装煤要求又达到低能耗,则必须探讨其输送能力与效率。     

螺旋角对采煤机滚筒装煤能力的影响

<正> 螺旋角对滚筒装煤能力有着一定的影响,因此,在设计制造滚筒时,应严格控制螺旋角,使螺旋滚筒达到最佳装煤效果。一、影响螺旋滚筒装煤能力的诸因素当螺旋滚筒以每分钟转速n旋转时,煤在叶片的作用下,其运动规律如图1所示。     

离散元技术在螺旋滚筒装煤性能研究中的应用

为研究复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒的装煤性能,根据内蒙古鄂尔多斯某矿煤样性质测试结果,结合DEM(离散元技术)方法,建立薄煤层采煤机螺旋滚筒与煤壁的离散元耦合模型。解决了螺旋滚筒与煤壁的耦合以及离散元仿真中各参数的合理选择等关键问题;通过跟踪和统计装煤过程中颗粒速度、质量,获取螺旋滚筒装煤过程中煤流的运动形态,以及滚筒包络区域内颗粒的速度分布,根据不同区域的颗粒质量统计计算出螺旋滚筒的装煤效率。通过对采煤机工业性试验中一次截割工作面长度的落煤量和刮板输送机运煤量的统计,发现利用DEM模拟得到螺旋滚筒装煤率与试验数据基本一致。此研究结果为螺旋滚筒装煤性能的改善提供了一种新的方法。     

滚筒逆转装煤过程的颗粒运动行为研究

针对薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的问题,以某型号薄煤层采煤机为研究对象,以叶片螺旋升角、滚筒转速、牵引速度为主要设计变量,采用离散元研究方法对采煤机滚筒的逆转装煤过程进行分析。利用三维离散元软件PFC,建立滚筒、煤壁、刮板输送机中部槽联合仿真模型,仿真过程中统计滚筒装煤效率以及滚筒叶片包络范围内颗粒速度、颗粒数。结果表明:该型号采煤机滚筒宜采用叶片螺旋升角21°,在牵引速度1.5 m/min,转速45r/min或牵引速度2m/min,转速50r/min时,均能获得较高的装煤效率;叶片包络范围内颗粒三个方向的速度随着滚筒转速的增大而增大,且Y方向速度的增大幅度小于转速的增大幅度,X、Z方向速度的增大幅度大于转速的增大幅度。