全站搜索
资讯搜索
新闻详情
文章正文
薄煤层滚筒式采煤机装煤性能的研究与应用
作者:管理员    发布于:2017-10-26 08:50:36    文字:【】【】【

  煤矿机械薄煤层滚筒式采煤机装煤性能的研究与应用陈崇1,高争1,姚恩广2(1.平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467001;2.平顶山天安煤业股份有限公司四矿,河南平顶山467000):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。

  工况点(即最低稳定转速1000r/min,100%负何时),NOx排放由降幅高达39.9%;在第7工况点(即扭矩点转速1700r/min,100%负荷时),NOx排放由905降幅为24.9%;在标定点转速2300r/min,100%负荷时(即第8点工况)时,NOx排放由514ppm降为张福祥,贾二虎。尾气净化技术在煤矿防爆柴油机上的应用。

  魏勇刚,赵明岗,孟国营。煤矿井下防爆柴油机尾气控制技术探讨宗大勇。应用EGR和电控技术降低柴油机NOx的排放。上海:上海海事大学,2006.王大书。EGR技术在特种柴油机上的应用探讨。煤矿机械,2013,34加装EGR前后防爆柴油机11种工况下NOx排放对比机液压方面科研工作,电子信箱:yaningwork126.com.责任编辑:庞振峰:2014-12-10 0前言f―螺旋叶片与煤的摩擦系数,取f=0.29;滚筒式采煤机是综采工作面的主要设备,在生a――滚筒螺旋叶片升角,(。);产中完成落煤和装煤两项工序。落煤性能随采煤机T、F―正压力的分力,N.功率的增大而提高,而装煤性能因受到各种因素的影响并没有相应提高,特别是薄煤层采煤机,往往因滚筒直径小、滚筒参数和转速不合理等因素造成装煤效率低,影响了工作面的高产高效。本文从滚筒装煤的力学、运动学、装煤能力等方面进行分析,对10902工作面采煤机滚筒进行成功改进,解决了薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的难题。

  装煤是滚筒式采煤机的主要工序,对薄煤层而言,装煤性能的好坏直接影响采煤机的生产能力。

  由于薄煤层采高的限制,滚筒和筒毂直径受限,螺旋升角减小,滚筒转速与牵引速度不匹配,装煤通道受限,造成了薄煤层采煤机不像中厚煤层采煤机能把煤顺利装入刮板输送机。为此,研究薄煤层滚筒装煤参数,提高装煤性能显得尤为重要。

  1采煤机滚筒装煤性能的力学分析滚筒装煤的基本过程是螺旋叶片将煤沿轴向推至输送机旁,煤块落到底板上堆积起来是靠叶片推至输送机,而高处的煤主要是靠旋转的叶片抛入输送机内,靠叶片抛煤产生的轴向力和滚筒叶片与溜槽铲煤板间低处的煤被挤压过程中产生的推挤力来完成。

  (1)叶片抛煤的轴向力计算滚筒装煤功率根据抛煤圆周阻力和旋转线速度求得装煤功率根据以上整理得从而得抛煤轴向力挡煤板时-1000;vq米煤机的工作牵引速度,m/min;V――滚筒齿尖截割线速度,m/s;n滚筒转速,r/min. a、n与关系图由式(6)可知,螺旋叶片的抛煤轴向力S1主要与a、n和Vq有关。由可知:当Vq和kz为一定值时,滚筒转速n―定时,S1与a成反比例关系,a值较大时,S1较小趋于较平缓;当a―定时,n越大,S1越小;所以较低转速n和较小螺旋升角a可增大抛煤轴向力S1,有利于输煤。

  (2)滚筒下部堆积煤的推挤力计算滚筒下部被推挤的煤体受力如所示,薄煤层装煤效果差时,三角煤体受到推挤所产生的推挤力S2.由可得三角煤体的力平衡方程忽略煤块的自重和转动时的离心力,煤块在叶片上的受力如所示。

  叶片与煤体作用力图。铲煤板对煤体的正压力,N;煤体与铲煤板间滑移角度,(°);被推挤煤的重力,可等效为滚筒内含煤体积的1/2,kg -滚筒截深,m;。煤体容重,t/m3.由三角煤体被挤压过程中产生的推挤力抛煤轴向力抛煤圆周阻力三角煤被推挤受力简图(3)装煤引起的轴向力装煤引起的轴向力为叶片抛煤轴向力与滚筒下部堆积煤的推挤力之和,即S=Sl+S2由式(9)可以得出,滚筒装煤的轴向力大小与滚筒齿尖截割线速度、滚筒转速、叶片螺旋升角和滚筒截深有关。因此,改变装煤轴向力可以从增大滚筒直径、改变螺旋升角,减小筒毂尺寸等方面进行考虑。

  2螺旋滚筒装煤的运动学分析为分析小直径滚筒采煤机的装煤能力,取煤流中的一质点作为运动学研究对象,如所示。当滚筒以转速n旋转时(忽略煤自重和叶片与煤块间的摩擦力),煤流在叶片作用下获得圆周速度巧和沿叶片的速度,两速度合成使煤块以vn的绝对速度沿叶片的法向方向运动,即VW+Wu由于煤块和叶片间的摩擦力作用,使v减小为Wl2,这时其绝对速度偏离一个法相摩擦角  3滚筒装煤效率的确定滚筒装煤效率一般按照滚筒的理论装煤量和滚筒的生产能力进行确定,一般与滚筒直径、牵引速度、滚筒转速和螺旋升角等参数相关。

  滚筒装煤能力的确定螺旋滚筒理论装煤量3――螺旋滚筒的名义升角,rad;N―叶片头数;pz――充满系数,无挡煤板时,pz=0.2~0.25,有挡煤板时,pz=0.3~0.4. a、D与关系图将沿滚筒的轴向分解为p――煤与叶片的摩擦角;D――叶片中径。

  滚筒叶片中径处的抛煤速度Va是影响滚筒输煤的关键参数,Va越大,输煤时间越短,螺旋滚筒的输煤能力越强,效率就越高。由式(11)和可知:在转速n―定的情况下,对于不同直径的小滚筒,随滚筒的装煤量Q是决定采煤机采煤效率的关键因素,Qz越大,表明采煤机的装煤能力越好。由式(12)可以看出,影响滚筒装煤量的主要因素为n、Dy、Dg和a等,其中Dy、Dg主要与滚筒直径有关。由可得,在滚筒转速n―定情况下,对于不同直径的螺旋滚筒,随着叶片螺旋升角a的增大,滚筒的装煤量Qz呈抛物线形状变化,并在32°左右达到最大值。

  在螺旋升角a―定情况下,D越大,Qz也越大。

  滚筒的装煤能力是按照采煤机在一定牵引速度的情况下的生产能力,即M采煤平均割煤高度,m;B――滚筒截深,m;k――煤体的松散系数,一般k=1.5~1.7.(3)装煤效率表达式的确定由式(12)和式(13)可知,螺旋滚筒的装煤效率煤矿机械多电平逆变器在PMSM矢量控制系统应用满凯凯(河北工业大学电气工程学院,天津300131)平逆变器中的二极管钳位三电平逆变器进行了详细分析,在Matlab/SIMULINK环境对基于两电平与三电平逆变器的PMSM系统性能进行了比较。表明:多电平逆变器输出电流波形接近正弦波,谐波成分小,转矩脉动小,多电平逆变器优于两个多电平逆变器。

  由此可知,对滚筒装煤效率影响较大的因素有:滚筒转速、充满系数、装机功率、滚筒直径和螺旋升角等,对于薄煤层而言,优化这些参数来获得较好的装煤效果。

  4王河煤矿10902工作面应用实例采煤,由于为薄煤层开采,在工作面生产初期出现了采煤机滚筒装煤效率低的问题,据工作面实测计算,滚筒的装煤效率只有大约30%,大量的煤炭滞留在刮板输送机前方与煤壁之间,致使推溜困难,严重影响了工作面的高产高效。

  针对工作面滚筒装煤效率低的问题,经过认真分析,对滚筒进行了改进:在采煤机摇臂上增加类似于挡煤板的导流板,提高装煤能力;将滚筒旋转方向由外旋转改为内旋转;采煤机滚筒直径由900mm增大到1叶片外缘直径由766mm增大到876mm;滚筒筒毂直径由400mm缩小到370mm,导程由560mm增大到620mm;采煤机滚筒的叶片螺旋升角由14.4°增大到滚筒叶片沿轴向的横断面向装载侧倾斜8°左右。

  通过采取以上措施,滚筒参数改进后,滚筒装煤的轴向力由原来的5 383.55N,叶片中径处煤流的轴向速度由0.79m/s增大到0.99m/s,滚筒的理论装煤率由42.58%提高到85.15%.根据滚筒改造后现场实测,滚筒的装煤率由30%提高到了80%以上,成功解决了薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的难题,工作面生产能力3万t/a以上。

  5结语对于薄煤层采煤机而言,应在螺旋滚筒装煤性能理论基础上,对滚筒进行力学和运动学方面的分析,并在综合考虑采煤机截割和装煤性能的基础上对其参数进行优化,以获得较好的工作性能。

  对滚筒装煤性能的改进,可为以后的滚筒设计与研究提供依据,尤其对于薄煤层采煤机滚筒设计更有价值。

脚注信息
版权所有 Copyright(C)2012-2013 淄博电动滚筒-淄博奥耐尔机械制造有限公司 技术支持:淄博电动滚筒
友情链接: