夹矸煤层斜切进刀：采煤机滚筒载荷特性深度探究

本篇论文主要探讨了夹矸煤层采煤机斜切进刀过程中的螺旋滚筒载荷特性。在研究中，作者采用了Pro/e软件来构建一个详细的煤壁落煤空间模型，这个模型是建立在实际煤样参数的基础上，来源于兖矿集团杨村矿的17层煤岩。通过将这个模型导入到离散元软件EDEM中，研究人员能够进行细致的仿真模拟，模拟过程中特别关注了含夹矸煤层与全煤工况下的滚筒载荷差异。 在斜切进刀过程中，研究发现滚筒所承受的合力呈现出逐渐增大的趋势，而且在含有夹矸的条件下，滚筒承受的载荷显著高于全煤层，大约是全煤工况的4倍。这表明夹矸的存在对滚筒性能有显著影响，需要额外的设计和考量以确保设备的稳定性和耐用性。同时，滚筒在斜切进刀中的牵引阻力和截割阻力也有所增加，其中牵引阻力约为截割阻力的2倍，这可能会影响滚筒的工作效率和能耗。 轴向力的动态变化表现为先增后减，这与滚筒切割过程中的力矩分布有关。当滚筒开始与煤壁接触时，单齿受力达到峰值，可以达到惊人的15,000N，显示出初始切割阶段的巨大压力。通过分段建立EDEM仿真模型，研究者成功地减少了仿真时间的90%，验证了这种方法的可行性和准确性，这对于优化采煤机设计和提升工作效率具有重要的参考价值。 这篇论文不仅关注了技术层面的具体细节，还与当前中国煤炭行业的智能化趋势紧密相连，如煤矿智能化分类、分级评价指标体系，煤矿智能化标准体系等。它提供了一种有效的方法来解决实际生产中遇到的问题，对于推动采煤机技术的发展和煤矿智能化进程具有积极的推动作用。未来的研究可能会进一步探索如何通过数据集成、智能控制和先进设备来改善滚筒在复杂煤层条件下的性能和安全性。