摘要：针对采掘装备设计存在过于依靠经验、人工计算偏差大而导致设计质量差、设计周期长等问题,以矿山采掘装备绿色设计为切入点,围绕需求分析、绿色设计、评价三大环节分析了采掘装备绿色设计总体方案,从设计绿色化、制造工艺绿色化、激光熔覆修复再制造技术、掘进系统智能化及状态监测与故障诊断五方面分析了采掘装备绿色设计关键技术。以采煤机为例,对其进行绿色设计分析,从资源、人机、能源、环境、经济、技术六大属性出发,构建了采煤机绿色设计评价指标体系,建立了采煤机绿色设计信息数据库。在设计阶段考虑采掘装备的绿色性,可提高采掘装备的生产质量,对推进煤炭行业绿色设计资源的共建共享及增强行业绿色化设计的示范作用具有重要意义。

摘要：随着采掘装备向超大型、高效率、多设备协同作业等方向发展,对装载机构形式、装载能力相应地也有了全新要求。基于大型、高效矿山对采掘装备装载机构的实际需求,总结了装载机构的几个发展方向,论述了关键结构的设计特点,并提出了一种较准确的装载功率计算方法。

摘要：针对采掘装备电控系统功能繁多、结构复杂的现状,设计开发了一种电控箱电控功能检验系统。该系统通过模拟控制指令和工况信号来检验电控箱输出响应,具有动作控制功能检验、故障诊断系统性能检验、保护性能检验、动作性能检验等功能。与手持式仪器逐项检验相比,该系统可实现多种输入信号组合输入和输出信号的监测功能,可模拟应用中更多因误操作而产生的控制结果。测试结果证明了该系统的有效性。

摘要：无人采掘装备是当前国际煤炭领域的发展前沿和久攻未破的难题。本项目围绕无人采掘装备的高效截割、可靠运行、智能测控等关键技术难题,围绕深部煤层机械-煤岩耦合作用及自适应控制、无人采掘装备可靠高效动力自适应传控方法、无人采掘装备状态在线精准测控原理及方法3个科学问题,开展了深部煤岩自适应高效截割原理与适用性评估,深部围岩自适应支护原理及系统创成理论,无人采掘装备动力传递部件渐变可靠性建模与设计理论,重载突变工况的高效动力传递原理及自适应控制方法,煤岩性状在线识别与采掘状态感知原理及实现方法,无人采掘装备的自主巡航原理及实现方法等研究,形成了一整套无人采掘装备设计制造新理论、新原理和新方法,取得了无人采掘装备高效自适应截割、动力可靠高效传递、作业状态精准测控等核心关键技术的创新,为我国亟需的深部危险煤层无人采掘装备设计制造提供了科学理论和关键技术支撑。

摘要：针对采掘装备在应用过程中存在的减速器元部件可靠性不足等问题,对国产减速器的可靠性进行了研究。介绍了目前减速器可靠性研究现状,通过与进口设备对比,分析了国产减速器平均无故障工作时间较短、故障严酷性较强、可靠性研究技术相对滞后等方面问题,从强化可靠性设计、提升制造质量检测能力、提升检测技术水平减小测试误差、加强可靠性数据治理、实施可靠性标准化战略5个方面提出提高减速器可靠性的具体举措。

摘要：针对目前煤矿采掘装备过程信息反馈少、运行状态数据单一分散、无法按装备类型进行有效整合,提出一种煤矿采掘装备数据系统分析预警方法。通过装备内有线、装备间无线的传输方式,依据不同装备数据特点建立特征值,并通过模糊C均值聚类进行风险判别。该方法建立的数据系统具有通用性和可扩展性,可按照当前装备类型选择配置并分析预警,利于生产设计人员实时掌握装备信息、预判装备存在问题、有效提高装备智能化水平。

摘要：采掘装备在截割煤层过程中,不同性状的煤岩体会导致截齿温度发生变化。为了探究截齿温度场的变化特性,分析了截齿截割煤层过程的热源分布情况,利用热源法建立了截割煤层过程中截齿温度场的理论计算模型,并考虑到采掘装备的实际工况条件,推导了喷雾系统对流换热系数的计算过程。以MG2×55/250-BWD型采煤机为研究对象,基于ABAQUS有限元软件建立了截齿旋转截割煤岩模型,研究了不同工况下截齿温度场的分布情况与变化规律;接着,基于Fluent流体仿真软件建立了喷雾冷却模型,获取了不同喷雾压力下截齿的对流换热系数,进而将换热系数带入ABAQUS有限元模型来模拟水喷雾冷却下截齿截割煤岩过程的温度场;最后,搭建了滚筒截割煤岩温度采集实验台,设计了截齿温度采集系统,开展了不同工况下滚筒截割煤岩实验,分析了截齿温度场的变化规律,验证了理论计算与仿真模型的正确性。结果表明,不同工况下截齿的温度场具有不同的分布形态,且最高温度与滚筒转速、牵引速度、煤岩坚固性系数呈正相关性;水喷雾压力与截齿温度呈反比,与常规条件相比水喷雾冷却能使截割温度场温度降低20%以上。研究成果为基于截齿温度场的煤岩性状识别提供新的理论和方法。

摘要：伴随着近20年煤炭工业的快速发展以及近年来矿用采掘装备自动化、智能化水平要求的不断提高,"一点集中,多点分布"的设计已经成为煤矿采掘装备电控系统发展的趋势,然而众多的分布式电控单元、传感器与整机的控制器之间需要进行大量的数据及信息的交互,这些数据信息的交互如果采用线对线的连接,将大大增加系统线束的工作量同时增加设备电控系统的故障点,降低设备运行的可靠性。讨论了CAN总线的应用,为矿用采掘装备分布式系统的发展以及数据、信息的交互提供了有效解决方案,并随着CAN总线器件种类的不断增加,形成采掘装备独特的CAN总线网络。

摘要：针对采煤机需求量大,在加工制造过程中存在的耗能大和环境污染等问题,提出了一种基于生命周期评价的采煤机生命周期绿色评价方法,结合e Footprint软件分析,对采煤机加工制造过程进行量化评价。首先,以采煤机摇臂传动系统为研究对象,通过采用多目标分析理论对其进行稳健性优化设计分析,确定以质量作为绿色评价的重要影响因素;其次,以"从原材料开采到采煤机出厂"为系统边界,建立采煤机质量信息物料清单表,在e Footprint软件中对采煤机整机进行建模,并按照铸件、锻件、焊接件的分类方式进行清单分析,对采煤机各生产环节的能量消耗和环境影响进行定量分析;最后,以采煤机的摇臂、牵引部以及截割电机3个部分为目标,对比各零部件对不同影响指标的累积贡献。分析结果表明:摇臂过程中能源消耗与全球变暖了潜力的贡献率最大的是摇臂壳体,分别为49.50%和52.91%;牵引部过程中,机壳对能源消耗和全球暖化贡献率最大,分别为64.55%、63.95%;截割电机过程中对能源消耗和全球变暖潜力的贡献率最大的是冲片-硅钢片,分别为58.05%、63.27%。此方法可解决复杂机械产品绿色评价建模的问题,能识别出能源消耗最大的零部件以及对环境影响贡献最大者,可为企业提供绿色改进方向,同时为煤矿机械行业的绿色评价提供一定的借鉴与参考。

摘要：综采工作面设备主要由采煤机、刮板运输机,转载与破碎机和液压支架四大部分组成,俗称工作面的"三机一架",在设备选型中,三机一架的配套是一项十分重要且复杂的工作。文章介绍了我国的采掘装备制造企业存在的问题是:"三机一架"分散成各自独立的部分,不仅配套困难,而且使系统产生多样化。提出了重新定义"采煤系统",从源头上改变了工作面采煤装备的设计思路,通过将综采成套装备与新工艺方法和自动化技术相结合,形成一个完整的、低功耗、高自动化、高安全、高产高效的煤炭生产系统。