为进一步提升综采工作面自动化、智能化生产水平,在对综采工作面设备构成研究的基础上,设计了“三机”联动控制工艺;基于PLC控制器和液压支架控制器等完成“三机”联动控制系统,包括地面管理层、巷道监控层和设备层,并完成各类传感器的选型。对所设计系统的“三机”联动控制功能进行验证,取得理想结果。

针对带式输送机需要满载启动时运转功率远远超过额定功率,使得带式输送机在长距离输送时造成人力、物力资源消耗的问题,提出了一种新型的带式输送机双合成动力系统。该系统实际上是将一个液压马达并联到主驱动电动机上,以辅助主电机进行驱动,使得装机的功率有效降低,实用性较高。

传统的急倾斜煤矿采煤方法为炮采加单体支柱铰接顶梁进行工作面支护,不仅煤炭产量较低,而且工人的劳动强度大,生命安全也难以得到保障。基于此,对某矿采用综合机械化开采急倾斜煤层进行分析研究。经实践应用,整体机械化综采设备的配套使用,使工作面开采作业变得更加安全可靠,避免了顶板的不稳定破断现象,极大地降低了煤矿工作面的生产成本,提高了煤炭产量,为急倾斜煤矿机械化开采提供了宝贵的经验。

为响应采矿机械智能化保障矿井安全高效开采的目标,实现“机械化换人、自动化减人、智能化作业”。斜沟矿针对18503工作面开采的薄煤层的围岩特征及煤层赋存条件,确定合理的工作面开采工艺与参数,并对综采工作面机电设备的配套选型进行优化研究,配备远程自动化控制操作系统,大幅提升了工作面单产,减轻了工人劳动强度,取得了良好应用成效。

为解决传统钻探机钻探速度慢、精度低且钻进参数无法存储和实时动态监测的问题,在对大功率钻探机实际工作需求分析的基础上,提出了钻探机的功能要求,并针对性地完成钻探机各个功能模块的设计。通过室内和现场工业性试验对大功率钻探机的性能进行验证,达到理想结果。

针对某煤炭企业带式输送机液压张紧装置存在的漏油问题,开展了变频自动张紧装置设计,完成了总体结构、关键部件选型等工作。应用结果表明,变频张紧装置结构合理,实现了启动、满速运行和停车工况下的自动张紧功能;相较于液压张紧装置,变频张紧装置响应时间缩短了约12%,振幅降低了近20%,张紧力达到稳定状态的时间减少了近15%,应用效果良好。

为解决胶带机传动驱动控制系统在满载、超载工况下的启动延时、冲击大等问题,在对胶带机双动力合成系统基本原理分析的基础上,分别设计了基于恒压频比调速原理的电机变频调速系统和液压驱动系统,并完成了双动力合成装置的设计,并基于AMESim软件对胶带机双动力合成系统的动力输出性能进行仿真分析,得出可观的控制效果。

为了进一步提升煤矿井下综采作业效率和经济性,提出了一种新的煤矿井下自动化联采关键技术,对采煤机自动化综采技术方案、应用支架自动控制技术方案以及刮板输送机自动控制方案进行了研究,实现了井下综采作业时采煤机、液压支架、刮板输送机的联动运行控制。根据实际应用表明,这项新的联采技术能够将井下综采作业效率提升9.76%,对优化井下人员结构,提高综采作业安全性和经济性具有较大的意义。

为解决当前水泥厂破碎机振动严重、噪声大以及关键零部件强度不足的问题,基于UG构建破碎机定锥衬板三维模型,并导入ANSYS软件对定锥衬板的模态和疲劳寿命进行仿真分析,根据仿真结果针对性提出结构优化措施消除定锥衬板应力集中的问题,极大提升了破碎机使用寿命和安全性。

为提高煤矿主要综采设备的协同作业能力,提出了一种可以智能化联动控制的采煤机、液压支架以及刮板输送机综采技术并进行了应用。结果表明,综采工作面主要综采设备实现了跟机自动智能联动控制,可使井下作业人员数量减少70%左右,综采作业效率提升23%左右,促进矿井综采作业实现自动化无人化。