大采高工作面液压支架结构有限元仿真及强度优化研究

作者：姜守国

摘要：大采高工作面液压支架承受顶板强冲击载荷，顶梁、掩护梁、铰接部位容易出现应力集中，长期交变载荷作用下易发生开裂变形，影响工作面安全生产。本文以某型号大采高液压支架为研究对象，建立整机三维有限元模型，模拟顶板偏载、扭转、冲击等多种典型工况，得到支架关键构件应力、位移分布云图，识别应力集中危险区域。针对构件局部应力超标问题，优化筋板布置、加厚关键部位板材、改进铰接过渡结构，对比优化前后构件应力水平与整机刚度。仿真结果表明，优化方案有效降低关键位置峰值应力，提升液压支架整机结构强度与抗冲击性能，可为大采高液压支架结构改进与工程应用提供参考。

关键词：液压支架；有限元仿真；应力分析；结构优化；大采高工作面

中图分类号：TD355.4；TH122 文献标识码：A

掘进机截割部故障特征提取与振动监测诊断技术研究

作者：扈传勇

摘要：悬臂式掘进机截割部工作环境恶劣，冲击载荷大，减速器齿轮、轴承容易发生磨损、点蚀、断齿故障，井下噪声干扰大，传统故障识别方法准确率较低。本文采集掘进机截割部多组振动信号，采用小波包分解完成信号降噪处理，提取不同故障状态下时域、频域特征参数，构建故障特征样本集。结合故障模式完成状态识别，区分轴承损伤、齿轮磨损、断齿等典型故障类型。通过井下现场试验验证该监测诊断方法的识别效果。试验结果显示，该方法可有效抑制井下强噪声干扰，实现截割部早期故障识别，对掘进机预知性维护、减少井下停机事故具有实用价值。

关键词：掘进机；截割部；振动信号；特征提取；故障诊断

中图分类号：TD421.5；TH165.3 文献标识码：A

刮板输送机链条张力自适应控制系统仿真与参数调试

作者：于德水

摘要：刮板输送机在工作面推进过程中链条张力波动大，张力过小容易出现跳链、卡链，张力过大会加剧链条磨损、降低设备使用寿命。针对传统张紧装置响应滞后、张力控制精度不足的问题，建立刮板输送机机电液耦合仿真模型，分析负载突变、刮板弯曲等工况下链条张力变化规律，设计基于电液比例控制的自适应张紧控制系统。对PID控制参数开展仿真调试，优化控制策略，对比普通张紧方式与自适应控制系统的张力波动幅度。仿真与现场测试表明，自适应控制系统可以快速跟随负载变化，把链条张力稳定在合理区间，降低链条故障概率，提升刮板输送机运行稳定性。

关键词：刮板输送机；链条张力；电液控制；自适应张紧；系统仿真

中图分类号：TD528.3；TP273 文献标识码：A

煤矿井下防爆齿轮箱再制造修复工艺及性能试验研究

作者：孟昭军

摘要：煤矿井下采掘设备齿轮箱长期承受冲击、粉尘、潮湿环境，箱体容易出现磨损、裂纹、轴承座孔变形，直接报废成本高，再制造修复是降本增效的重要途径。以失效防爆齿轮箱为对象，分析箱体主要失效模式，采用激光熔覆工艺修复轴承座孔磨损部位，制定裂纹补焊、时效去应力、机加工整形整套再制造工艺流程。开展硬度测试、金相分析、密封与防爆性能检测，对比修复后箱体力学性能与防爆参数。试验证明，激光熔覆再制造修复后的箱体硬度、耐磨性满足井下防爆设备技术要求，可实现齿轮箱循环复用，为矿山设备再制造工程提供工艺依据。

关键词：防爆齿轮箱；再制造；激光熔覆；修复工艺；煤矿装备

中图分类号：TD407；TH17 文献标识码：A

煤矿智能化采掘装备技术现状与发展趋势综述

作者：戚广志

摘要：煤炭行业加快推进智能矿山建设，采掘装备向自动化、智能化、少人化方向升级。本文梳理采煤机、液压支架、掘进装备、运输系统的智能化技术研究及应用现状，总结采煤机记忆截割、支架跟机自动化、掘进机位姿感知、设备集群协同控制、设备状态在线监测等关键技术进展。分析国内智能采掘装备存在的井下感知器件可靠性不足、复杂地质条件适应性差、多设备协同控制算法有待完善、现场运维难度大等现实问题。从高可靠井下传感器、数字孪生仿真平台、装备集群协同控制、故障自诊断预测、设备轻量化防爆设计等方面展望技术发展方向，为煤矿智能成套装备研发与矿山智能化改造提供参考。

关键词：智能矿山；采掘装备；自动化控制；状态监测；技术综述

中图分类号：TD42‑1；TD67 文献标识码：A

专题·综述

国内外梭车技术发展与应用现状桑盛远;1-5

综掘超前临时支架初撑力智能调控方法研究刘坦;6-11

设计·计算

煤矿单体液压支柱创新设计研究刘辉;霍尚;刘鑫哲;12-17

综采工作面炮眼施工履带式钻机电液控制系统设计吴智峰;18-21

煤矿GIS设备位移在线监测装置设计郑豪;郑景鸿;22-28

“ia”级矿用本安型电池箱设计研究陈敬川;林引;任高建;29-35

负载变化下的带式输送机速度Fuzzy-PID控制岳宗敏;黄金波;36-41

基于多传感器融合的钻杆自动上卸控制方法关志阳;42-46

液压支架四连杆运动学分析及参数影响规律李吉堂;郭炎明;郭丹丹;杨洋;郭军杰;胡洪平;47-52

试验·研究

基于响应面法的阶梯式气孔排布对气垫带式输送机影响陈廷官;谭晶亮;秦萌萌;王大硕;万腾锋;尉维洁;杨来顺;53-57

双齿辊破碎机辊隙调控对破碎粒度的影响研究田涛;李朋;张明远;徐嘉;李小刚;58-63

基于曲面拟合的矿用光纤风速传感器温湿度补偿研究丰颖;64-68

多参数随钻探测技术与智能钻进分析研究陈翔;陈刚;69-73

基于负载反馈的掘锚机截割转速-转矩协同控制研究马凤苹;74-79

煤矿掘进机随掘动态探测与电阻率成像方法研究吴访;郝英豪;周新河;姜坤;80-85

问题探讨

煤矿斜井TBM掘进轨迹规划与位姿精度仿真分析崔永光;86-92

10 m超大采高液压支架立柱井下拆装技术方案探究于飞;李宗杰;王龙;张正卫;93-97

采煤机截齿截割煤岩热-机械耦合研究鄢耀;赵晓举;武国胜;李亚杰;蒋军明;刘盼星;98-102

基于有限状态机的掘进工作面直流供电控制研究田克君;103-107

微震-电阻率耦合监测矿井防治水技术研究庞小宇;108-114

掘进机随掘地震探测系统关键技术与实例分析贺建龙;韩宗会;高国宏;李传奎;115-119

工艺·装备

低渗煤层超高压水力割缝瓦斯治理装备与工程应用张锋;120-124

液压支架装配线工位平衡优化与仿真李凤铭;马恒波;付照明;刘佩情;柴世涛;125-130

液压支架油缸外表面镀层脱落研究刘超;冯军伟;程相榜;张自强;131-135

产品·结构

煤矿远距离供液系统截止卸压保护装置设计与分析卢海承;康岩;136-141

选煤厂带式输送机巡检机器人结构设计及力学性能分析杨彦斌;谭丽;142-146

煤矿钻机动力头减速箱体静力学与模态分析孟祥辉;147-151

整体式防冲吸能巷道超前支架研究辛同帅;张翔;张正卫;张伟胜;张健强;152-156

革新·改造

煤泥螺旋输送机输送方向优化设计宋万军;李震宇;周建国;张志鸿;157-162

深部开采高应力区瓦斯赋存规律分析及区域性卸压抽采技术优化张玉柱;163-168

使用·维修

煤矿井下缓冲煤仓煤量平衡控制系统研究与应用吴永强;169-173

基于光纤光栅传感技术的围岩多点位移监测系统及其应用王健达;秦凯;王宏伟;莫云龙;韩琳;174-178

掘进机横轴减速器油液在线检测系统的应用研究刘子靖;179-183

煤矿井下膏体泵送系统的研究与应用胡言凤;刘甜;刘小龙;184-188

矿用带式输送机全场景监测系统研究及应用曲涛;马启明;朱睿;宋胜伟;189-194

多源信息融合技术在破碎机齿板磨损状态监测与寿命预测中的应用宋英杰;卢建平;195-199

故障·诊断

基于声发射技术与改进SVM模型的煤矿转载机轴承故障诊断张晓东;邵津津;贺海波;张文瑞;张峰;200-205

基于连续谱分割的MIDgram及其滚动轴承故障诊断应用贺伟;206-213

基于卷积神经网络的刮板输送机故障诊断研究黄实批;214-217

计算机应用

基于ALD-YOLO的采煤机作业液压支架防护板姿态智能识别方法陈忠鑫;唐勇伟;吴翔宇;任维波;218-222

热红外可见光视频帧融合下无人综采工作面异常环境智能识别高强;223-228

矿用5G通信系统方案设计贺奎;229-232

基于时间敏感网络的采煤机控制系统研究董家浩;233-237

综放工作面智能远程集控模式研究王统诚;刘晓鹏;王际欣;韩磊;贾文德;叶壮;238-243