综采工作面刮板输送机煤流时空分布研究

作     者：陈书航 王世博 葛世荣 王赟 马广军 CHEN Shuhang;WANG Shibo;GE Shirong;WANG Yun;MA Guangjun

作者机构：中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院北京100083 中煤科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 山西中阳华润联盛南山煤业有限公司山西吕梁033400 

出 版 物：《工矿自动化》 (Journal Of Mine Automation)

年 卷 期：2024年第50卷第9期

页      面：98-107页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51874279) 工信部产业基础再造和制造业高质量发展专项项目(TC220A04W-1/167) 

主　　题：综采工作面 刮板输送机 煤流时空分布 煤流预测 装载体积 装载截面积 

摘      要：基于传感器的煤流特征研究受传感器监测范围有限的影响,无法对刮板输送机整机煤流特征进行研究;基于模型仿真的煤流特征研究缺乏对开采工艺的考虑,不能预测刮板输送机整机的煤流时空分布。针对综采工作面刮板输送机整机运载煤流特征难以监测的问题,结合综采工作面开采工艺,通过分析采煤机截割装载和刮板输送机运载煤流过程,建立了各工艺段下不同装载方式的刮板输送机瞬时装载体积、截面积的数学模型;将刮板输送机运载煤流过程划分为煤流平移和装载煤流叠加,基于有限元方法构建了综采工作面刮板输送机煤流时空分布预测模型。利用该模型仿真分析了开采工艺周期内刮板输送机的煤流时空分布特征:相比于中部正常截割阶段,端头截割阶段的煤流时空分布较为复杂;中部槽装载煤流的最大截面积出现在调换滚筒位置阶段;刮板输送机运载煤流体积在采煤机上行和下行过程中变化趋势相反,变化趋势由采煤机牵引方向决定。利用某矿工作面采煤机和刮板输送机实际运行数据作为模型的输入参数,根据预测的煤流时空分布计算过煤量,结果表明:过煤量预测结果与现场实测的变化趋势一致,累计过煤量预测误差为9.24%,在采煤机进刀过程和上行阶段的固定时间段内过煤量预测误差分别为13.19%和13.78%,证明了煤流时空分布预测模型的正确性。