巷道掘进截割钻进先进技术研究现状及展望 被引量：12

1

作者 毛君 董钰峰 +7 位作者 卢进南 李玉岐 张鸿宇 谢苗 吴霞 刘治翔 王贺 田博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2084-2099,共16页

为响应智能化煤矿发展需要,同时为改善综掘工作面智能化无人化发展较综采工作面滞后现状,提出了掘进装备自主定型定向截割、掘进装备自主巡航、掘进机健康管理技术及多机多工序智能协同控制技术四大截割钻进装备先进技术并给出研究方向... 为响应智能化煤矿发展需要,同时为改善综掘工作面智能化无人化发展较综采工作面滞后现状,提出了掘进装备自主定型定向截割、掘进装备自主巡航、掘进机健康管理技术及多机多工序智能协同控制技术四大截割钻进装备先进技术并给出研究方向。针对掘进装备自主定形定向截割技术,通过研究不同掘进装备的截割轨迹规划、机身振动特征对截割头轨迹误差的影响规律及不同掘进速度下掘进巷道顶板稳定性分析方法进行掘进装备截割路径及截割速度规划研究;通过研究位姿监测技术、恒功率截割技术、记忆截割技术实现掘进装备自主定形定向截割控制;通过数字采集系统构建掘进巷道数字孪生虚拟模型,采用掘进机虚拟操纵平台实现掘进机远程自动截割控制。通过掘进巷道环境感知技术,构建掘进巷道的三维模型并标明巷道的安全情况;利用激光扫描及多种算法,形成巷道三维点云模型;对激光、通信、视觉及惯性等传感器等进行技术互补性融合,利用多种融合算法,实现高精度巷道感知;采用随钻测量系统进行瓦斯监测和超前探水作业;将视觉感知技术、激光测距技术、全站仪、超宽带定位技术等融入井下巷道的设备定位系统中,实时监测巷道内的掘进机位姿。通过结合掘进机健康管理技术发展现状,梳理出掘进机健康管理技术在故障预警技术、故障诊断技术、寿命评估技术3个方面存在的不足,并针对所面临的挑战提出了跨时空域度的监测信息多源数据融合技术、掘进机与断面岩层耦合作用机理、突发事件风险识别模型、自学习健康管理系统4项拟解决的科学问题。通过多传感器信息融合技术,研究掘进系统截割单元及临时支护单元的控制方法,分析多源信息分析处理及优化策略,以自动截割系统和超前临时支架移架系统为例,阐明了多传感器信息融合的运行机制,提出多工序协同控制技术难点及实现这一目标需要解决的2个关键点。 展开更多

关键词 巷道掘进 环境感知 定形定向截割 自主巡航 健康管理系统 多工序协同控制

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基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真研究 被引量：1

2

作者 沈佳兴 陈宇 +1 位作者 徐平 于英华 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期205-214,共10页

为准确计算钢-BFPC结合面的实际接触面积比进而建立基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真方法。通过对结合面接触拓片离散化处理建立钢-BFPC结合面实际接触面积比的计算方法,编制了相应的计算程序,分析不同结合面压力对实... 为准确计算钢-BFPC结合面的实际接触面积比进而建立基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真方法。通过对结合面接触拓片离散化处理建立钢-BFPC结合面实际接触面积比的计算方法,编制了相应的计算程序,分析不同结合面压力对实际接触面积比的影响规律。以计算的实际接触面积比为基础,建立了钢-BFPC结合面虚拟材料仿真分析模型。分别通过虚拟材料仿真和实验研究了钢-BFPC结合面试件模态特性并将两种方式结果对比分析,结果显示两者的固有频率最大相对误差为+6.48%且振型一致,证明了钢-BFPC结合面实际接触面积比的离散计算方法和虚拟材料仿真方法的准确性。 展开更多

关键词 离散方法 钢-BFPC结合面 实际接触面积比 接触性能 虚拟材料

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发动机缸孔椭圆开口偏置类抛物线微织构研究

3

作者 于英华 朱华杰 +2 位作者 阮文新 徐平 沈佳兴 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期100-106,共7页

为探究更有利于提高汽车发动机活塞环/缸套摩擦副性能的微织构,在某发动机活塞环/缸套摩擦副设计椭圆开口偏置类抛物线微织构,综合运用CCD实验设计和响应面优化理论,采用CFD方法研究该微织构特征参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数和承载... 为探究更有利于提高汽车发动机活塞环/缸套摩擦副性能的微织构,在某发动机活塞环/缸套摩擦副设计椭圆开口偏置类抛物线微织构,综合运用CCD实验设计和响应面优化理论,采用CFD方法研究该微织构特征参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数和承载压力的影响规律;建立相应的数学模型,并运用鲸鱼优化算法对微织构参数进行多目标优化设计。结果表明:微织构参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数程度由大到小依次为密度、长半轴、深度、偏置量、短半轴,对承载压力的影响程度由大到小依次为密度、深度、偏置量、长半轴、短半轴;所建相应数学模型具有足够的精度,可用于依据微织构特征参数对摩擦副相关性能的准确预测。得出的微织构最优参数为:椭圆长半轴390μm,短半轴108μm,偏置量139μm,深度42μm,织构密度0.69。与未织构摩擦副相比,按照最优微织构参数织构化的活塞环/缸套摩擦副的承载压力提升了2.67%,摩擦因数降低了32.1%。 展开更多

关键词 活塞环/缸套 摩擦因数 承载压力 抛物线微织构 优化设计

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煤矿井下迈步自移式超前支护装备转弯特性分析 被引量：1

4

作者 刘少杰 郭俊生 +4 位作者 刘治翔 王振福 李玉岐 谢苗 王帅 《煤炭工程》 北大核心 2023年第1期168-174,共7页

为避免超前支护装备移动时与巷道两帮碰撞,分析了超前支护装备“推移—转向—拉架—推移”和“转向—推移—拉架—转向”两种转弯工况,根据两种转弯模式的几何关系,建立了转弯工况超前支护装备外轮廓运动轨迹数学模型,推导了转弯半径计... 为避免超前支护装备移动时与巷道两帮碰撞,分析了超前支护装备“推移—转向—拉架—推移”和“转向—推移—拉架—转向”两种转弯工况,根据两种转弯模式的几何关系,建立了转弯工况超前支护装备外轮廓运动轨迹数学模型,推导了转弯半径计算方法。以转弯半径和外轮廓宽度为评价指标,分别研究推移步长、转动角度步长、转动中心位置以及设备长度和设备宽度等不同参数以及两种转弯模式对转弯特性的影响规律。研究表明:推移步长越大、转动角度步长越小、转动中心距离越小、设备越长、设备宽度越宽,其转弯半径越大。同时推移步长越小、转动角度步长越大、转动中心距离越小、设备越长、设备宽度越宽,其外轮廓宽度越大。为进一步综合分析多个因素对超前支护装备的转弯特性的影响,采用正交试验方法分析各因素对转弯特性的影响程度,实现对超前支护装备参数的优化。 展开更多

关键词 超前支护装备 迈步自移 转弯特性 正交试验

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基于UDF技术的线性压缩机吸气装置双向流固耦合仿真分析

5

作者 梁晓瑜 毛君 王鑫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期937-944,共8页

以线性压缩机吸气装置为研究对象,针对线性压缩机吸气阀片横向弯曲问题,依据弹性力学、板壳力学构建吸气阀片结构控制方程;利用流固耦合的基本理论,建立流体控制方程、结构控制方程和流固耦合方程;基于三维动网格与UDF(User-Defined Fun... 以线性压缩机吸气装置为研究对象,针对线性压缩机吸气阀片横向弯曲问题,依据弹性力学、板壳力学构建吸气阀片结构控制方程;利用流固耦合的基本理论,建立流体控制方程、结构控制方程和流固耦合方程;基于三维动网格与UDF(User-Defined Function)技术,建立线性压缩机吸气装置双向流固耦合仿真模型,进行了线性压缩机性能测试实验,以得到的最优入口温度、入口压力为仿真条件,研究了单、双流固耦合下吸气装置流场特性及力学行为,仿真结果表明:单向流固耦合与双向流固耦合有本质区别,在单向流固耦合流场仿真中阀片不会开启,而双向流固耦合中会开启,双向流固耦合中阀道与活塞腔间存在压力梯度,而单向流固耦合这没有压力梯度,双向流固耦合仿真更贴近实际情况,其结果可为阀片及吸气装置的结构设计以及拓扑优化提供理论指导。 展开更多

关键词 双向流固耦合 UDF技术 动态响应 吸气装置

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基于激光扫描和三维栅格地图的掘进巷道空间建模方法研究 被引量：1

6

作者 刘少杰 李志海 +1 位作者 刘治翔 邹康 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期306-314,共9页

采用常规煤矿巷道三维点云信息地图建模方法得到的点云数据庞大而繁杂,运算量很大,因此提出了基于激光扫描和三维栅格地图的掘进机截割成形三维扫描系统和掘进巷道空间建模方法。将点云数据与三维栅格进行映射,将巷道空间划分为有限个栅... 采用常规煤矿巷道三维点云信息地图建模方法得到的点云数据庞大而繁杂,运算量很大,因此提出了基于激光扫描和三维栅格地图的掘进机截割成形三维扫描系统和掘进巷道空间建模方法。将点云数据与三维栅格进行映射,将巷道空间划分为有限个栅格,构成巷道空间三维栅格地图,并将三维栅格地图划分为多个功能区域。通过三维扫描激光雷达坐标系与巷道坐标系的转换,实现了将激光雷达获取的点云数据转换为巷道外轮廓数据,来分析掘进机截割的超挖和欠挖误差。实验表明,当三维栅格边长设定为10 cm时,采用由截割成形巷道三维栅格地图建模方法得到的栅格地图指导掘进机自主截割作业,相比采用常规点云地图可减少84.7%的数据处理量,极大减轻了截割控制系统处理器的负担。研究结果为基于激光雷达三维扫描的掘进机自主截割作业系统的设计及应用提供了依据。 展开更多

关键词 掘进机 激光扫描 三维栅格 空间建模 掘进巷道

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弛张筛筛分效率与筛面磨损的匹配优化研究

7

作者 周永利 毛君 +3 位作者 谢苗 毋龙飞 朱昀 孟庆爽 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期202-213,共12页

为提高煤炭分选过程的生产效率,增加分选设备的使用寿命,最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力,提高筛分工艺的合理性,以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率,提出通过调节弛张筛性能参数的措施,使筛分效率达到最优... 为提高煤炭分选过程的生产效率,增加分选设备的使用寿命,最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力,提高筛分工艺的合理性,以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率,提出通过调节弛张筛性能参数的措施,使筛分效率达到最优,同时减小筛面的磨损。将柔性筛板离散化处理以降低柔性筛板仿真过程的复杂性,采用多体动力学仿真和离散元法耦合的方式,对筛面的筛分过程进行数值模拟,获得了弛张筛性能参数:弛张频率、筛面倾角、弛张量对筛分效率的影响规律,并综合考虑相关系数法和显著性检验方法,确定了弛张量为影响筛分效率的非关键因素。在总结了弛张筛筛分过程的磨损规律的基础上,通过Relative Wear和Archard Wear模型获得了仿真过程中筛面弛张量对磨损深度的影响规律。基于弛张量对筛分效率与磨损深度的双重影响,选用线性加权法进行筛面性能的多目标优化,获得了保证筛分效率最高磨损深度最小的筛面性能参数,并进行仿真验证。研究结果表明:筛分效率随筛面倾角的增大而减小,弛张量与弛张频率越大呈现先增大后减小的变化规律;筛面磨损与筛面弛张量同样呈先增大后减少趋势,综合考虑筛分效率与筛面磨损,获得了最优的筛面性能参数,即当筛面弛张量选择5 mm时,筛分效率可达到80.85%,而筛面磨损深度仅为0.0516 mm,相较于最优筛分效率时筛面磨损量减少了26.5%,而筛分效率仅降低0.48%,能够在对筛分效率影响较小的条件下显著降低筛面磨损程度。表明经过优化后的弛张筛筛分性能具有了明显的改善。采用上述技术方案能够有效提高分选过程中筛分环节的性能参数,提升设备生产能力,同时为选煤厂分选系统的智能化提供了技术支撑。 展开更多

关键词 煤炭分选 弛张筛 离散元仿真 筛分效率 筛面磨损

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低应力下原煤各向异性渗透特性试验研究

8

作者 贾立锋 孙维吉 +1 位作者 董擎 石占山 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第8期12-17,共6页

为了探究低应力下原煤的各向异性渗透特性,以漳村煤矿、亭南煤矿、新景煤矿煤样为研究对象,利用改进的三轴渗流试验装置,开展了沿同一试样面割理、端割理和垂直层理方向,恒围压轴压、变孔隙压力下的渗透试验。结果表明:在恒围压轴压下,... 为了探究低应力下原煤的各向异性渗透特性,以漳村煤矿、亭南煤矿、新景煤矿煤样为研究对象,利用改进的三轴渗流试验装置,开展了沿同一试样面割理、端割理和垂直层理方向,恒围压轴压、变孔隙压力下的渗透试验。结果表明:在恒围压轴压下,通过煤样的流量随着渗透压差的增大而增大,在相同的渗透压差下,流量大小与渗流的方向紧密相关;在相同平均孔隙压力下,面割理方向渗透率略大于端割理方向而远大于垂直层理方向;低应力下面割理、端割理方向的渗透率相差不大,平行层理面内渗透率相近并非偶然,煤的渗透具有横观各向同性特征;煤体应力增大是导致端割理和面割理方向渗透率产生差异的主要原因。 展开更多

关键词 低应力 渗透率 各向异性 割理 层理 孔隙压力

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油缸位移传感器精度对掘进机截割成形误差影响规律研究 被引量：10

9

作者 刘治翔 王帅 +2 位作者 谢春雪 谢苗 毛君 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期99-109,共11页

考虑到掘进机截割部油缸内位移传感器的检测误差会影响到掘进机截割成形精度,运用机器人运动学分析方法,建立考虑油缸位移传感器误差的截割头在巷道断面坐标系中的运动学方程,然后利用蒙特卡洛模拟方法模拟分析不同油缸位移传感器误差... 考虑到掘进机截割部油缸内位移传感器的检测误差会影响到掘进机截割成形精度,运用机器人运动学分析方法,建立考虑油缸位移传感器误差的截割头在巷道断面坐标系中的运动学方程,然后利用蒙特卡洛模拟方法模拟分析不同油缸位移传感器误差等级对截割头在巷道空间内定位偏差精度影响规律。基于巷道外轮廓的创成机理,构建截割头截割巷道外轮廓的数学模型,通过数值计算分析油缸位移传感器误差对截割表面形貌特征的影响规律。研究结果表明,截割头坐标误差概率密度分布呈细长型的椭圆空间区域,水平回转油缸传感器的误差,主要影响截割头在X轴上的偏差;升降油缸传感器的误差,主要影响截割头在Y轴上的偏差。截割后在煤岩上形成"凹坑"和隆起"峰脊"之差的最大值是主要取决于截割头形状,外轮廓平均值会受油缸传感器误差影响。当升降油缸传感器误差超过±10‰FS时,巷道成形轮廓偏差超过了掘进机自动成形的要求。 展开更多

关键词 纵轴掘进机 截割头 巷道成形精度 位移传感器精度 运动学分析

原文传递

掘锚机探放水钻机固定支架强度分析

10

作者 杨木林 谷树伟 +4 位作者 陈凯 贺艳军 刘龙 刘治翔 孙战 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-62,共8页

针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷... 针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷均是随着俯仰转角的增大,先增大后减小,在俯仰转角为0°时转矩最大。有限元计算结果显示关键部件伸缩轨道的和伸缩滑套的最大应力远小于所用材料Q345B的屈服强度,满足使用要求。钻机固定支架应力最大值仅为37.096 MPa,变形量为2.006 mm,说明钻机在最大载荷工况下,钻机固定支架能够满足强度要求。通过厂内和煤矿井下的工业性试验验证了设计的探放水钻机结构的有效性,具有较好的应用和推广价值。 展开更多

关键词 探放水钻机 机载钻机 力学特性 有限元分析

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滑动轴承表面椭圆偏置类抛物线微织构研究 被引量：3

11

作者 于英华 杨帅彬 +2 位作者 曹茂林 沈佳兴 阮文新 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期131-140,167,共11页

目的 充分发掘微织构对于提高滑动轴承的承载性能和抗摩擦磨损性能的潜力。方法 选取某系列汽车发动机活塞连杆组件中的滑动轴承为原型,采用CFD方法对该轴承的承载性能和摩擦性能进行分析。综合运用正交试验和灰色关联分析理论,通过有... 目的 充分发掘微织构对于提高滑动轴承的承载性能和抗摩擦磨损性能的潜力。方法 选取某系列汽车发动机活塞连杆组件中的滑动轴承为原型,采用CFD方法对该轴承的承载性能和摩擦性能进行分析。综合运用正交试验和灰色关联分析理论,通过有限元仿真分析方法研究椭圆开口偏置类抛物线微织构结构参数对织构轴承承载力和摩擦因数的影响规律,对其进行多目标优化设计。在此基础上,基于响应面优化设计理论,运用有限元仿真分析方法研究微织构分布参数对织构轴承承载力和摩擦因数的影响规律,建立相应的数学模型并对其进行多目标优化设计。将具有最优参数微织构的滑动轴承的承载性能和摩擦因数与原型轴承进行对比。结果 微织构的最优参数为椭圆长、短半轴长分别为200μm和110μm,深度和对称轴的偏移量分别为60μm和30μm,起始角和包角分别为4.65°和116.75°,间距为2.79 mm。在滑动轴承表面加工椭圆偏置类抛物线微织构后,其承载力相较于原型滑动轴承增加了21.05%,摩擦因数降低了27.93%。结论 在滑动轴承表面加工出具有最优参数的椭圆偏置类抛物线微织构可以极大地提高滑动轴承的承载性能和摩擦性能。 展开更多

关键词 滑动轴承 承载性 摩擦因数 椭圆偏置类抛物线 微织构 灰色关联 响应面分析 优化设计

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基于弹-塑-断裂理论的镐型截齿截割机理研究与实验验证 被引量：5

12

作者 王鑫 徐兰欣 +2 位作者 陈洪月 白杨溪 陈洪岩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期165-171,194,共8页

为研究镐型截齿在截割煤岩过程中的截割机理,建立镐型截齿外轮廓的数学模型,基于弹性力学、塑性力学和断裂力学等理论,提出了煤岩截齿截割力作用下发生弹-塑-断裂失稳理论模型,以此来描述截齿截割煤岩机理,并依据理论模型分别推导出煤... 为研究镐型截齿在截割煤岩过程中的截割机理,建立镐型截齿外轮廓的数学模型,基于弹性力学、塑性力学和断裂力学等理论,提出了煤岩截齿截割力作用下发生弹-塑-断裂失稳理论模型,以此来描述截齿截割煤岩机理,并依据理论模型分别推导出煤岩在弹性变形、塑性变形和断裂失稳状态下截齿截割力以及煤岩应力表达式。最后采用自主搭建实验设备进行不同截割倾角的镐型截齿截割煤岩实验,实验结果表明:煤岩在截齿截割力作用过程中,随着截齿截割深度的增加,截齿与煤岩的接触面积逐步增大,煤岩存在弹性变形阶段、塑性变形阶段以及断裂失稳阶段并与理论模型相符;截割倾角为90°、75°、60°时,截齿截割阻力理论值与实验值的均方根误差分别为0.082 kN、0.199 kN、0.204 kN,理论值与实验值相差较小,验证理论模型的正确性。 展开更多

关键词 截齿 截割机理 弹塑性力学 断裂力学

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钢玄武岩纤维树脂混凝土结合面法向接触刚度数值计算研究 被引量：1

13

作者 徐平 徐戍廷 +1 位作者 沈佳兴 于英华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期818-824,共7页

为解决分形接触理论中最大接触面积难以准确计算导致结合面实际接触面积难以有效获取的问题,基于离散化数值计算方法建立了一种结合面实际接触面积的计算方法,并将该方法与结合面接触刚度理论模型相结合,建立了一种新的钢玄武岩纤维树... 为解决分形接触理论中最大接触面积难以准确计算导致结合面实际接触面积难以有效获取的问题,基于离散化数值计算方法建立了一种结合面实际接触面积的计算方法,并将该方法与结合面接触刚度理论模型相结合,建立了一种新的钢玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)结合面接触刚度计算方法。通过模态实验对五种预载荷下的钢BFPC结合面组件的接触刚度进行了测量,将实验结果与理论计算结果对比分析,确定了二者的相对误差均小于6.0%。 展开更多

关键词 钢玄武岩纤维树脂混凝土结合面 离散法 实际接触面积 接触刚度 分形接触理论

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基于气流动力学的溜槽粉尘逸散规律研究 被引量：3

14

作者 贾兰 曹兰柱 《露天采矿技术》 CAS 2020年第1期15-18,共4页

为解决露天矿大高差溜槽系统粉尘污染问题,基于气流动力学理论,揭示大高差溜槽系统运输过程中粉尘的产生机理和运移规律;根据相似理论,建立溜槽相似实验模型;通过单因素实验,分别研究物料粉岩质量分数、物料含水率、溜槽溜放高度和物料... 为解决露天矿大高差溜槽系统粉尘污染问题,基于气流动力学理论,揭示大高差溜槽系统运输过程中粉尘的产生机理和运移规律;根据相似理论,建立溜槽相似实验模型;通过单因素实验,分别研究物料粉岩质量分数、物料含水率、溜槽溜放高度和物料质量流量对溜槽运行过程中产生的诱导气流及粉尘浓度的影响。实验结果表明:随着物料粉岩分数、溜槽溜放高度、物料质量流量的增大诱导气流逐渐增大;随着含水率的增大,诱导气流逐渐减小后趋于平稳;溜槽产生粉尘浓度随诱导气流成指数变化,诱导气流是产生粉尘的主导因素;因而,通过控制诱导气流的大小能大幅度降低溜槽系统的粉尘浓度。 展开更多

关键词 露天矿 大高差溜槽 粉尘 逸散规律 气流动力学 相似实验

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线性压缩机的变速趋近律滑模控制方法研究 被引量：1

15

作者 梁晓瑜 毛君 王鑫 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期1754-1759,共6页

将线性压缩机的机械和电磁两部分分别构建了物理模型。在物理模型基础上以驱动电压为输入、活塞位移为输出构建了线性压缩机状态方程;采用变速趋近律滑模控制算法设计线性压缩机控制器,并在Simulink中搭建线性压缩机控制系统;通过数值... 将线性压缩机的机械和电磁两部分分别构建了物理模型。在物理模型基础上以驱动电压为输入、活塞位移为输出构建了线性压缩机状态方程;采用变速趋近律滑模控制算法设计线性压缩机控制器,并在Simulink中搭建线性压缩机控制系统;通过数值仿真方法与传统指数趋近律控制器进行对比,结果表明:变速趋近律滑模控制器在到达稳态时间、抖振程度上均优于传统指数趋近律控制器,并且在控制精度上提升了约20%,同时α=1.346、k=13.499时变速趋近律滑模控制器取得最优控制效果,通过试验测试得到控制误差在4%~7.8%之间,验证了控制器的控制精度及有效性。 展开更多

关键词 线性压缩机 滑模控制算法 变速趋近律 物理建模

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双重上保护层叠加开采应力分布规律 被引量：1

16

作者 秦冰 叶栋林 +3 位作者 石占山 孙维吉 李刚 张晋京 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期43-56,共14页

为获取双重上保护层重叠采动作用下的煤层卸压规律及保护层间的相互影响,以平煤八矿一采区为原型,采用FLAC3D软件模拟了丁、戊组煤层多工作面重叠开采过程。研究结果表明,仅丁组煤层开采时,采区边界煤柱对应范围出现应力集中现象,最大... 为获取双重上保护层重叠采动作用下的煤层卸压规律及保护层间的相互影响,以平煤八矿一采区为原型,采用FLAC3D软件模拟了丁、戊组煤层多工作面重叠开采过程。研究结果表明,仅丁组煤层开采时,采区边界煤柱对应范围出现应力集中现象,最大应力值达到19 MPa,影响范围达到下方80 m,不利于被保护层卸压。工作面间区段煤柱最大应力值达39 MPa,但向底板传递范围较小。丁组单独开展卸压区域能够影响至己组,己组煤层应力卸压值约为1 MPa;丁组、戊组煤层重叠开采,当戊组工作面位于丁组煤层区段煤柱下方,同时丁组工作面位于戊组工作面区段煤柱上方,使丁组煤层工作面间区段煤柱应力集中减弱利于卸压,丁组煤层区段煤柱应力值由39 MPa卸载至7.5~10 MPa之间;同时当己组煤层位于戊组单独保护范围时,垂直应力卸压值为2~3 MPa,当己组煤层位于丁戊共同保护范围时,垂直应力卸压值为4~6.5 MPa。 展开更多

关键词 双重保护层 采动应力 叠加开采 数值模拟 煤柱集中应力

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防冲液压支架点阵吸能结构设计及其性能分析 被引量：1

17

作者 沈佳兴 徐平 +1 位作者 范中海 于英华 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期99-105,共7页

为提高防冲液压支架的让位吸能大小,提高防冲液压支架的安全性,设计一种点阵让位吸能装置。采用有限元仿真的方式分别研究3种典型点阵胞体的比吸能及单位质量支撑力,确定金字塔结构为最佳拓扑胞体结构。采用三因素五水平的正交实验分析... 为提高防冲液压支架的让位吸能大小,提高防冲液压支架的安全性,设计一种点阵让位吸能装置。采用有限元仿真的方式分别研究3种典型点阵胞体的比吸能及单位质量支撑力,确定金字塔结构为最佳拓扑胞体结构。采用三因素五水平的正交实验分析胞体高度,胞体立足倾斜宽度及胞体立足直径对点阵芯体的吸能大小及支撑力的影响规律,确定最佳的胞体结构参数。通过仿真分析得到最佳结构参数的金字塔点阵吸能装置的总吸能为1470 kJ,支撑力为4679.76 kN,且支撑力较平稳。证明金字塔结构点阵吸能装置具有优越的吸能性,能够提高防冲液压支架的安全性。 展开更多

关键词 防冲液压支架 安全性 点阵结构 正交实验

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BFPC机床钢-BFPC结合部动参数识别及仿真方法

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作者 沈佳兴 潘子豪 徐平 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 北大核心 2023年第5期579-586,共8页

为解决钢-BFPC机床结合部动态性能分析困难的问题,采用建立钢-BFPC结合部的动态性能仿真模型的方法,进行钢-BFPC结合部动态性能参数识别方法的研究,分析了粗糙度和面压对其动态性能的影响规律并建立神经网络预测模型,利用等效弹簧-阻尼... 为解决钢-BFPC机床结合部动态性能分析困难的问题,采用建立钢-BFPC结合部的动态性能仿真模型的方法,进行钢-BFPC结合部动态性能参数识别方法的研究,分析了粗糙度和面压对其动态性能的影响规律并建立神经网络预测模型,利用等效弹簧-阻尼单元结合有限元仿真软件建立其仿真分析方法。为检验参数识别及仿真分析方法准确性,设计一种BFPC机床床身,先通过实验测得其动态性能,再采用有限元仿真方法研究不同弹簧-阻尼单元布局的BFPC床身模态性能,并确定其最佳布局进而确定最佳弹簧阻尼单元布局的BFPC床身频响仿真性能。将仿真结果与实验结果对比,两者的固有频率最大相对误差为5.17%,加速度频响曲线振幅的最大相对误差为8.96%。研究结果表明:钢-BFPC结合部动态性能参数识别方法及其仿真分析方法具有有效性和准确性。研究结论为钢-BFPC结合部性能分析及其虚拟仿真提供理论依据。 展开更多

关键词 钢-BFPC结合部 弹簧-阻尼单元 模态性能 频响特性

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基于煤体正交各向异性特征的气固耦合模型及应用

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作者 贾立锋 孙维吉 +2 位作者 董擎 石占山 刘占宁 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第6期11-17,共7页

为了描述各向异性煤层与瓦斯耦合过程中的渗透演化规律,在煤体结构为正交各向异性假设的基础上,利用吸附作用下煤体变形叠加关系,建立正交各向异性渗透率方程,进一步推导出考虑煤体正交各向异性特征的气固耦合模型,利用该模型分析了九... 为了描述各向异性煤层与瓦斯耦合过程中的渗透演化规律,在煤体结构为正交各向异性假设的基础上,利用吸附作用下煤体变形叠加关系,建立正交各向异性渗透率方程,进一步推导出考虑煤体正交各向异性特征的气固耦合模型,利用该模型分析了九里山矿二1煤不同吸附压力下渗透率变化规律和亭南矿4#煤层钻孔倾角对抽采效果的影响。结果表明:在相同的围压下,面割理、端割理、垂直层理方向渗透率模拟结果随着瓦斯压力的增大而减小,规律与实验结果一致;渗透率模拟结果和实验结果在面割理、端割理、垂直层理方向的平均相对误差分别是2.55%、14.19%、4.26%,误差分析表明气固耦合模型合理;瓦斯抽采量随着钻孔倾角的增大而增加,在钻孔抽采设计时,增大钻孔与煤层层理面之间角度可以提高瓦斯抽采量。 展开更多

关键词 正交各向异性 结构异性比 渗透率方程 气固耦合 瓦斯抽采

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卡链工况下刮板输送机扭摆振动特性分析 被引量：8

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作者 谢春雪 刘治翔 +2 位作者 毛君 谢苗 卢进南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2348-2354,共7页

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V... 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。 展开更多

关键词 刮板输送机 扭摆振动 卡链工况 单侧卡链 偏置载荷

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