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煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用 被引量:2
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作者 康红普 姜鹏飞 +11 位作者 王子越 张小峰 刘畅 罗超 韦尧中 郭吉昌 陈志良 王锐 韩存地 李发泉 何宗科 苏超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期131-151,共21页
分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系... 分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统树脂锚固锚杆安装6道工序简化为1道连续工序,实现了锚杆自动化“一键”打设,单根锚杆作业时间由原来5~6 min减少为3 min。研发出自动化喷涂支护技术与装备,包括高强、速凝、抗变形喷涂护表材料,抗拉强度超过9 MPa,断裂伸长率超过100%,黏结强度高于3 MPa;研发出6自由度喷涂系统,可实现随掘自动化快速喷涂作业。研发出巷道随掘变形动态监测技术与系统,实现随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面变形监测,监测精度能够满足围岩稳定性评价要求。提出煤巷掘支锚运分区并行协同快速掘进新模式,研制出钻锚一体化快速掘进成套装备。对试验矿井陕西陕煤曹家滩煤矿回采巷道掘进过程中围岩位移和稳定性进行了监测,在时间上,巷道掘出2~3 h后80%以上的围岩位移已经发生;在空间上,距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置,90%以上的围岩位移已经完成。快速掘进引起的巷道围岩位移在很短时间内就基本完成,要求支护必须及时且快速。在曹家滩煤矿10 m超大采高综采工作面特大断面回采巷道完成近6000 m的巷道掘进工程,打设钻锚一体化锚杆60000余根。锚杆施工时间、支护用工人数及作业人员劳动强度大幅降低,掘进速度、效率及自动化水平显著提高。试验巷道顶板位移量小、完整稳定,支护效果良好。煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备井下试验取得成功,具备了特大断面煤巷月掘进进尺1500~2000 m的能力。 展开更多
关键词 煤巷 快速掘进 钻锚一体化 喷涂支护 随掘变形监测 掘支并行协同
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铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析
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作者 李艳 向东 +1 位作者 韦尧中 王君英 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期351-356,360,共7页
针对某50/10t铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析案例,结合断口形貌分析、材料金相组织分析、加工过程分析,全面排查了卷筒轴断裂失效的原因,搭建了铸造桥式起重机的动力学分析模型,计算了传动链中卷筒及钢丝绳的动态载荷,并分析了动载... 针对某50/10t铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析案例,结合断口形貌分析、材料金相组织分析、加工过程分析,全面排查了卷筒轴断裂失效的原因,搭建了铸造桥式起重机的动力学分析模型,计算了传动链中卷筒及钢丝绳的动态载荷,并分析了动载作用下卷筒的结构强度及卷筒轴的疲劳寿命。结果表明,该起卷筒轴断裂失效事故中,卷筒轴的结构硬度、材料组织良好,卷筒轴过渡圆角处会产生明显应力集中,周期性动载产生的交变应力会导致桥式起重机卷筒轴疲劳寿命大大减小,属于高名义应力的旋转弯曲疲劳断裂。 展开更多
关键词 铸造桥式起重机 卷筒轴 断裂 失效分析
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钻锚一体化智能快速掘进成套装备 被引量:5
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作者 康红普 姜鹏飞 +24 位作者 宋德军 雷亚军 李增林 王子越 张小峰 李发泉 韩存地 王锐 郭吉昌 罗超 韦尧中 陈志良 曹晓明 刘畅 何宗科 杨建威 韩春福 任建超 张权 郭栋 丁维波 张虎 王威 徐志刚 杨勇 《智能矿山》 2023年第2期9-14,共6页
研究背景、意义煤炭是我国的主体能源,掘进与回采是煤炭生产2个基本环节,巷道是煤矿运输、通风、行人的必要通道。我国每年新掘进巷道1.2万km,相当于地球直径,规模巨大。目前,我国巷道掘进技术明显落后于采煤技术,已成为制约煤矿安全、... 研究背景、意义煤炭是我国的主体能源,掘进与回采是煤炭生产2个基本环节,巷道是煤矿运输、通风、行人的必要通道。我国每年新掘进巷道1.2万km,相当于地球直径,规模巨大。目前,我国巷道掘进技术明显落后于采煤技术,已成为制约煤矿安全、智能开采的瓶颈。我国现有巷道掘进工作面约1.6万个,巷道作业人员超70万人,是采煤工作面作业人员3倍多,且高度依赖人工。全国90%矿井仍需10多个工人在掘进工作面恶劣环境下高强度人工作业,严重影响煤矿安全生产和工人职业健康。 展开更多
关键词 掘进工作面 快速掘进 采煤技术 煤矿运输 煤矿安全 掘进巷道 智能开采 采煤工作面
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风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型 被引量:9
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作者 向东 蒋李 +1 位作者 沈银华 韦尧中 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期115-123,共9页
疲劳寿命是风电齿轮箱一个非常重要的性能。在风机整体分析、齿轮箱动力学分析和齿轮疲劳损伤分析的基础上提出了风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型,其中风机整体分析用于获取齿轮箱在随机风载下的输入扭矩和输出转速,齿轮箱动... 疲劳寿命是风电齿轮箱一个非常重要的性能。在风机整体分析、齿轮箱动力学分析和齿轮疲劳损伤分析的基础上提出了风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型,其中风机整体分析用于获取齿轮箱在随机风载下的输入扭矩和输出转速,齿轮箱动力学分析是根据输入扭矩和输出转速计算各个齿轮之间的动态啮合力以及转速,齿轮疲劳损伤分析是将齿轮动态啮合力转化为弯曲和接触应力载荷块,依据线性损伤累计理论计算各齿轮的弯曲和接触疲劳损伤。在讨论部分,利用提出的疲劳损伤计算模型计算了在平均风速为11.5 m/s和18 m/s,湍流密度为14%的风况下,各齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳损伤,找到了各级齿轮中最危险的齿轮,对风电齿轮箱排错具有指导意义。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 随机风载 疲劳损伤 线性损伤累积
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盘式刹车与齿轮耦合动力学模型及动力学行为
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作者 韦尧中 向东 沈银华 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第11期1-4,9,共5页
为研究盘式刹车装置对其固联齿轮的影响建立了二者耦合动力学模型,模型中考虑了对齿轮运行过程有较大影响的时变啮合刚度,齿侧间隙和摩擦力,轮齿拍击带来的刚度摩擦变化,并考虑盘式刹车装置的变摩擦系数。之后以某急刹工况进行仿真,仿... 为研究盘式刹车装置对其固联齿轮的影响建立了二者耦合动力学模型,模型中考虑了对齿轮运行过程有较大影响的时变啮合刚度,齿侧间隙和摩擦力,轮齿拍击带来的刚度摩擦变化,并考虑盘式刹车装置的变摩擦系数。之后以某急刹工况进行仿真,仿真结果显示,刹车过程中齿轮低速状态会出现非正常啮合状态,并会加剧轴端振动。之后使用与仿真模型参数相同的实验台进行同工况刹车实验,实验结果表明急刹过程低速状态时齿轮轴端振动加剧,盘式刹车系统会给齿轮带来影响。 展开更多
关键词 盘式刹车装置 齿轮 动力学模型 异常振动
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煤巷快速成巷技术现状及应用效果评价方法研究 被引量:29
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作者 刘畅 姜鹏飞 +3 位作者 王子越 韦尧中 罗超 郭吉昌 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期26-33,共8页
当前我国煤巷整体成巷速度慢,造成采掘失调。针对煤巷快速成巷,国内外在掘进装备、临时支护、永久支护等方面研发了多种形式的掘支装备。现有煤巷掘支装备主要包括:悬臂式掘进机、连采机、掘锚机及全断面掘进机;临时支护主要包括:自移... 当前我国煤巷整体成巷速度慢,造成采掘失调。针对煤巷快速成巷,国内外在掘进装备、临时支护、永久支护等方面研发了多种形式的掘支装备。现有煤巷掘支装备主要包括:悬臂式掘进机、连采机、掘锚机及全断面掘进机;临时支护主要包括:自移式支架、掘进机液压顶棚、护盾式临时支护机构等,永久支护包括:钻锚一体化锚杆、掘锚一体机、锚杆钻车及其他集成化液压锚杆支护装备。现场实践发现,现有技术中掘进装备较为成熟,能够基本满足煤巷截割破岩的需求,但临时支护强度不足、不能顶帮全覆盖及时支护,难以满足我国大多数煤巷临时支护的要求。永久支护工艺复杂,提速效果有限。整体上看,现有装备尚难满足我国一般及复杂地质条件下煤巷快速成巷的需求,且在短期内难以实现较大突破。实现我国煤巷快速成巷除了需要针对我国煤矿具体的条件开展针对性研发外,还应建立针对我国各类围岩条件的快速成巷技术评价方法,最大程度利用现有装备提升煤巷成巷速度。影响煤巷快速掘进的主要因素包括:围岩地质力学条件、工程条件、掘进与支护装备条件等。快掘系统的效果评价应在确定影响巷道快速成巷主要因素的基础上,分析各因素对巷道掘进的影响程度并按影响程度排序,进而对比确定适用于相应条件的巷道快速成巷装备,为快速成巷装备的选型提供依据。 展开更多
关键词 快速成巷 临时支护 永久支护 钻锚一体化锚杆 支护工艺
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基于PCA和SPC-动态神经网络的风电机组齿轮箱油温趋势预测 被引量:23
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作者 黄忠山 田凌 +1 位作者 向东 韦尧中 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期539-546,共8页
针对风电机组齿轮箱油温趋势预测中存在的信号非线性、多变量相关、各相关变量之间存在数据冗余等问题,同时为了克服人工神经网络离线训练的不足,该文提出了一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和动态神经网络的齿... 针对风电机组齿轮箱油温趋势预测中存在的信号非线性、多变量相关、各相关变量之间存在数据冗余等问题,同时为了克服人工神经网络离线训练的不足,该文提出了一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和动态神经网络的齿轮箱油温趋势预测模型,并结合统计过程控制(statistical process control,SPC)实现该模型在线学习能力。确定影响油温变化的相关变量集,利用PCA消除相关变量间的数据冗余,采用有外部输入的非线性自回归动态神经网络(nonlinear autoregressive with external input,NARX)对油温和相关变量集进行建模,采用考虑残差分布规律的SPC方法控制模型在线学习行为。实际应用结果表明:该方法具有较高的稳定性和准确度,能够有效实现油温趋势预测。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮箱油温 主成分分析 动态神经网络 统计过程控制
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面向风电齿轮箱油温超限故障的热网络模型及其节点温度计算方法研究 被引量:4
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作者 向东 韦尧中 +1 位作者 沈银华 孙欣宇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期119-135,共17页
风电齿轮箱油温超限是风力发电场中发生频率较高的故障。针对该问题,在分析风电齿轮箱结构、运行控制策略的基础上,研究了风电齿轮箱内部及其外循环冷却系统的热力学行为,构建了风电齿轮箱热网络模型。该模型中,各节点温度由所建立的瞬... 风电齿轮箱油温超限是风力发电场中发生频率较高的故障。针对该问题,在分析风电齿轮箱结构、运行控制策略的基础上,研究了风电齿轮箱内部及其外循环冷却系统的热力学行为,构建了风电齿轮箱热网络模型。该模型中,各节点温度由所建立的瞬态温度和稳态温度热力学方程组计算确定。结合风电齿轮箱的热力学行为,研究了热力学方程组中热量计算模型和热交换中节点间的热阻计算方法,形成了风电齿轮箱热网络模型计算流程。应用热网络模型及其计算流程,仿真计算了某1.5 MW风电齿轮箱实际工况下的齿轮箱油温、高速级HSS-A B C轴承温度和齿轮箱入口油温。对比了仿真计算值和实测值,结果表明热网络模型应用于风电齿轮箱油温超限具有有效性。计算值和实测值的误差分析也为进一步精细建模提供了方向。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 油温超限 热网络法 故障诊断
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