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基于TRIZ的锚固剂装填设备创新研究

煤矿机械 2024年第6期45卷 123-126页

作者：朱振天中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030002 山西天地煤机装备有限公司太原030032 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

针对当前人工装填锚固剂存在危险系数大、劳动强度高等问题,应用TRIZ理论的因果分析得出相应问题模型,分别采用技术矛盾和物-场模型对锚固剂装填自动化的关键技术进行分析。根据施工场所具备条件的不同,形成了2个创新设计方案,通过试验... 详细信息

针对当前人工装填锚固剂存在危险系数大、劳动强度高等问题,应用TRIZ理论的因果分析得出相应问题模型,分别采用技术矛盾和物-场模型对锚固剂装填自动化的关键技术进行分析。根据施工场所具备条件的不同,形成了2个创新设计方案,通过试验样机验证,均能实现自动化装填锚固剂。采用TRIZ理论对锚固剂装填自动化的研究,为推进矿山领域锚杆(索)支护的自动化、智能化创新发展开拓了思路。

关键词： TRIZ 锚杆支护锚索支护锚固剂装填

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掘锚一体机装载部的应用及优化

矿山机械 2024年第9期52卷 71-72页

作者：刘峰贾建伟中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西天地煤机装备有限公司煤矿采掘机械装备国家工程实验室

煤炭开采，掘进先行[1]。我国现有煤矿4 300余处，每年新掘巷道超过13 000 km，工程量巨大。“十四五”以来，国内大力推广掘锚一体化快速掘进技术及装备，以提高掘进效率、矿井安全和智能化水平。掘锚一体机在晋陕蒙等各大型煤企集团...

煤炭开采，掘进先行[1]。我国现有煤矿4 300余处，每年新掘巷道超过13 000 km，工程量巨大。“十四五”以来，国内大力推广掘锚一体化快速掘进技术及装备，以提高掘进效率、矿井安全和智能化水平。掘锚一体机在晋陕蒙等各大型煤企集团广泛推广应用，加速了煤矿智能化建设的进程[2]。装载部是掘锚一体机的主要执行机构，通过星轮旋转将滚筒截割的煤岩进行收集，转载至运输部。装载性能与截割、运输能力的匹配性直接影响着掘进速度，因此合理的结构及参数对于提高整机的综合性能至关重要。

关键词：

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IPv6在选煤工业互联网的应用研究

选煤技术 2024年第1期52卷 87-91页

作者：李文阁中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030032 山西天地煤机装备有限公司山西太原030032 煤矿采掘机械装备国家工程实验室山西太原030032

当前选煤生产网络主要使用基于IPv4协议的传统工业互联网,然而随着数字矿山、智慧矿山建设的大力推进,选煤厂生产规模不断扩大,使得智能化设备大量应用,对IP地址的需求越来越大,导致传统的选煤工业互联网IPv4资源逐渐耗尽,制约了选煤企... 详细信息

当前选煤生产网络主要使用基于IPv4协议的传统工业互联网,然而随着数字矿山、智慧矿山建设的大力推进,选煤厂生产规模不断扩大,使得智能化设备大量应用,对IP地址的需求越来越大,导致传统的选煤工业互联网IPv4资源逐渐耗尽,制约了选煤企业数字化基础设施的升级。文章介绍了IPv6的产生背景及发展前景,分析了选煤工业互联网应用现状,提出了IPv6在选煤企业的推广应用建议。分析认为:IPv6协议能解决IPv4协议地址空间耗尽的问题,IPv6技术在选煤工业互联网的应用可分为在选煤工业互联网子系统的应用、选煤工业互联网试用、选煤工业互联网大规模成熟应用三个阶段,可从开发出可覆盖选煤环境的IPv6矿用网络设备、适配IPv6协议的选煤应用系统以及适配IPv6协议的选煤设备硬件控制器三个方面进行推进。建议制定IPv6规模部署计划,为选煤企业数字化投资提供基础数据支撑、技术支持和保障;分IPv4单栈、IPv4/IPv6双栈、IPv6单栈三个阶段部署协议交换平台;部署统一访问及服务体系,提升选煤各网络域业务系统访问便利性;建立安全防护体系,强化网络基于VxLAN+EVPN、IPv6自组网技术的安全防护能力;建立统一的自动化、智能化运维支撑平台,实现全网部署、全栈监测、全程管控。选煤企业应积极推动IPv6在企业的深度应用,尽早实现数字化转型和智能化升级,为选煤行业的可持续发展提供支撑。

关键词：选煤工业互联网 IPv6 协议交换平台选煤企业数字化

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边帮煤开采装备用袋式除尘装置的设计研究

矿山机械 2024年第5期52卷 1-4页

作者：张学瑞郑吉中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 山西天地煤机装备有限公司山西太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室山西太原030006

为解决开采过程中采硐瓦斯煤尘抑爆、图像信息采集的问题,通过对国内外边帮煤开采设备及通风除尘系统发展现状、特点进行对比分析,利用袋式除尘器的工作原理,设计了边帮煤开采装备用袋式除尘系统,对除尘系统的设计方案进行了详细说明,... 详细信息

为解决开采过程中采硐瓦斯煤尘抑爆、图像信息采集的问题,通过对国内外边帮煤开采设备及通风除尘系统发展现状、特点进行对比分析,利用袋式除尘器的工作原理,设计了边帮煤开采装备用袋式除尘系统,对除尘系统的设计方案进行了详细说明,并通过工业性试验,对设计可行性进行了验证。

关键词：露天煤矿边帮煤开采袋式除尘器连采机风筒

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镐形截齿截割煤岩过程的数值模拟分析

煤矿机械 2024年第9期45卷 80-84页

作者：黄万慧赵肖敏煤炭科学研究总院有限公司智能矿山研究院北京100013 天地科技股份有限公司北京技术研究分公司北京100013 山西天地煤机装备有限公司太原030006 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

截齿是煤矿采掘机械的关键截割部件,为了研究截齿合适的截割参数,提高煤岩截割的效率,利用Drucker-Prager塑性本构模型与Shear Damage损伤模型建立了镐形截齿截割煤岩的三维有限元模型,分析了不同截割角度、截割深度及相邻截齿间距下,... 详细信息

截齿是煤矿采掘机械的关键截割部件,为了研究截齿合适的截割参数,提高煤岩截割的效率,利用Drucker-Prager塑性本构模型与Shear Damage损伤模型建立了镐形截齿截割煤岩的三维有限元模型,分析了不同截割角度、截割深度及相邻截齿间距下,截齿受到的平均切向力、比能耗和煤岩体上的应力分布特征。为镐形截齿的截割工艺优化提供了理论参考,有利于缩短截齿优化设计周期。

关键词：镐形截齿截割机理有限元方法数值模拟

回火温度对40CrNi2Mo钢力学性能和干摩擦性能的影响

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材料热处理学报 2020年第4期41卷 75-82页

作者：王成林王勇澎牛志强胡国杰周文龙陈国清付雪松大连理工大学材料科学与工程学院凝固控制与数字化重点实验室辽宁大连116023 太原重型机械集团有限公司矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室山西太原030024

对40CrNi2Mo钢进行200~575℃回火处理,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜、维氏硬度计、万能试验机和磨损试验机等研究了回火处理后40CrNi2Mo钢微观组织演化对其力学性能和干摩擦性能的影响。结果表明:随着回... 详细信息

对40CrNi2Mo钢进行200~575℃回火处理,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜、维氏硬度计、万能试验机和磨损试验机等研究了回火处理后40CrNi2Mo钢微观组织演化对其力学性能和干摩擦性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,40CrNi2Mo钢板条马氏体中固溶的过饱和C原子逐渐析出,微观组织逐渐向粗大的铁素体、球化渗碳体和粗化的碳化物转变;压缩屈服强度、弯曲强度和硬度降低;325℃和425℃回火处理后析出层状渗碳体导致40CrNi2Mo钢的加工硬化能力和冲击韧性先下降后升高;硬度降低导致耐磨性降低,磨损机制由磨粒磨损逐渐向氧化剥层磨损转变。

关键词： 40CrNi2Mo钢回火温度微观组织力学性能干摩擦性能

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基于分形理论的疏水功能表面润湿性分析

中国表面工程 2018年第2期31卷 1-7页

作者：李陵汉张东光吴亚丽杜佩瑾孙桓五太原理工大学机械工程学院太原030024 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130025 太原重型机械集团有限公司矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室太原030024 太原理工大学力学学院太原030024

为分析疏水功能表面的形貌参数对其润湿性的影响,以1060铝合金为基体材料,通过化学刻蚀预处理,电解刻蚀和硬脂酸修饰相结合的方法,制备疏水功能表面。通过调控化学刻蚀时间,使表面具有不同的微观形貌,进而改变其润湿性。利用扫描电子显... 详细信息

为分析疏水功能表面的形貌参数对其润湿性的影响,以1060铝合金为基体材料,通过化学刻蚀预处理,电解刻蚀和硬脂酸修饰相结合的方法,制备疏水功能表面。通过调控化学刻蚀时间,使表面具有不同的微观形貌,进而改变其润湿性。利用扫描电子显微镜对疏水功能表面的微观形貌进行表征,利用接触角测量仪对其润湿性进行测定。基于图像处理技术,对疏水功能表面的微观形貌特征信息进行提取与分析。结果表明,同一表面在不同的放大倍数下,其灰度值分布统计具有相似的规律,说明所制备的疏水功能表面具备分形特征;利用差分盒子维数算法对表面维数进行计算,不同化学刻蚀时间所对应的表面维数与其润湿性的变化规律相吻合,说明维数是疏水功能表面的润湿性调控参数之一。

关键词：化学刻蚀疏水表面形貌图像处理分形理论

超疏水/超亲油铜网表面的一步法制备及其油水分离应用

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中国表面工程 2019年第1期32卷 31-37页

作者：张东光李陵汉吴亚丽王佳鹏李冰孙桓五太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原重型机械集团有限公司矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室太原030024 太原理工大学应用力学研究所太原030024 大同煤矿集团有限公司同家梁矿业有限责任公司大同037025 煤炭资源开采利用与装备工程国家级实验教学示范中心太原030024

以紫铜网为基体材料,通过阳极氧化一步法,制备了超疏水/超亲油铜网表面,利用热场发射电子显微镜、X射线光电子能谱分析仪、接触角测量仪和万能力学测试机对表面的微观结构,化学成分,润湿性和剥离强度进行表征。结果表明:当阳极氧化电压... 详细信息

以紫铜网为基体材料,通过阳极氧化一步法,制备了超疏水/超亲油铜网表面,利用热场发射电子显微镜、X射线光电子能谱分析仪、接触角测量仪和万能力学测试机对表面的微观结构,化学成分,润湿性和剥离强度进行表征。结果表明:当阳极氧化电压为10 V时,表面具有明显的微/纳二元粗糙结构,化学成分为豆蔻酸铜;表面上水滴接触角为153°±2.3°,且水滴在表面上的受到的粘附力极低,滚动角为7.5°,油滴接触角为0°;豆蔻酸铜牢固地附着在铜网上,表面具有良好的机械稳定性。油水分离试验表明,制备的超疏水/超亲油铜网对不同种类的油水混合液具有很好的分离效果,分离效率均达到96%以上;经过10次循环试验后,对煤油/水混合液的分离效率仍可达到90%以上,具有良好的可循环使用性。

关键词：一步法超疏水超亲油油水分离

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煤与矸石图像特征分析及试验研究

煤炭科学技术 2022年第8期50卷 236-246页

作者：李博王学文庞尚钟高新宇王璐瑶丁恩发暴庆保太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024 大同煤矿集团机电装备约翰芬雷洗选技术设备有限公司山西大同037300 矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室山西太原030024

为实现基于机器视觉的绿色高效、高智能化的煤矸分选。探讨了煤和矸石共420张图像的2个灰度特征和4个纹理特征的分布情况,并分别模拟生产中的光照、淋水、粉尘环境对煤和矸石进行了图像采集,研究其对煤矸图像特征的影响;此外,针对光照... 详细信息

为实现基于机器视觉的绿色高效、高智能化的煤矸分选。探讨了煤和矸石共420张图像的2个灰度特征和4个纹理特征的分布情况,并分别模拟生产中的光照、淋水、粉尘环境对煤和矸石进行了图像采集,研究其对煤矸图像特征的影响;此外,针对光照强弱、湿度、煤粉沾染程度和样品种类4个试验因素,对影响因素进行了量化处理,应用Box-Benhnken Design(BBD)试验设计理论设计四因素三水平试验,以样本灰度均值为响应指标,研究各因素对煤矸图像灰度值影响的显著性及其交互作用,从而得到区分煤和矸石的最明显特征。特征分析表明,煤和矸石的灰度特征比纹理特征具有更好的区分度,从灰度均值和峰值来看,6~36 W的光照条件对灰度均值影响有限,却使灰度峰值波动严重;样本表面喷雾量的增加使灰度均值和峰值大幅下降,以0.08 g的喷雾量为转折点,灰度均值呈现出先急后缓的对数曲线下降趋势;煤粉量与灰度均值呈一次线性反比关系,灰矸的线性比例约为块煤和黑矸的4~5倍;单因素试验表明灰度峰值对环境变化较为敏感,而响应面试验表明煤和矸石的灰度均值在同一水平下区分度明显。研究结果有利于推进机器视觉煤矸分选技术的应用,实现井下煤矸分选,亦对煤岩界面识别技术具有参考意义。

关键词：井下煤矸分选煤矸识别图像特征灰度纹理响应面法