Разница виброчувствительности механизма обрушения при ударе угольной породы на основе механического

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13794 (2023) Цитировать эту статью

197 Доступов

Подробности о метриках

Обрушение верхней части угля при полностью механизированной добыче обрушений приведет к неравномерному воздействию на обрушительный механизм гидроподдержки. Вибрационная реакция механизма обрушения варьируется при различных формах воздействия. Эта разница в реакции является предпосылкой для новой технологии идентификации угольной породы в интеллектуальной добыче полезных ископаемых. Поэтому в данной работе изучается различие вибрационной реакции механизма обрушения при различных формах воздействия. Создана инновационная модель системы механико-гидравлической связи воздействия механизма обрушения угольной породой. Испытание на удар металлической пластины показало существенную разницу в вибрационной реакции механизма обрушения при ударе угольной породы из разных материалов. После этого более усовершенствованная механо-гидравлическая модель совместного моделирования проанализировала разницу в вибрационной реакции механизма обрушения при различных материалах породы, объемах, скоростях и положениях удара. Результаты показывают, что вибрационная реакция более интенсивна при ударе камня, чем при ударе угля. Более низкое положение, более высокая скорость и больший объем соответствуют более заметной разнице в реакции механизма обрушения. Определены вибро- и дефекточувствительные участки обрушительного механизма. Данное исследование имеет справочное значение для совершенствования конструкции обрушивающего механизма и предотвращения отказов. Выводы служат руководством для новой интеллектуальной технологии идентификации угольной породы, основанной на вибрационных сигналах.

Полностью механизированная добыча угля сверху развивается в направлении высокой эффективности, безопасности, защиты окружающей среды и интеллекта. Оптимизация горнодобывающего оборудования является важнейшим звеном в содействии прогрессу интеллектуальных технологий1. Гидравлическая опора верхнего обрушения угля является наиболее важным вспомогательным оборудованием в горнодобывающей промышленности, а механизм обрушения является ее важным компонентом управления, который играет решающую роль в эффекте обрушения. Поэтому улучшение конструкции механизма обрушения и предотвращение отказов имеет важное значение.

Верхняя гидравлическая опора обрушения угля разработана на основе традиционной гидравлической опоры. Он выполняет основные функции управления основной крышей, обслуживания непосредственной крыши и перемещения конвейера. Кроме того, он дробит и обрушивает верхнюю часть угля. В последние годы многие ученые провели инновационные исследования, оптимизацию и усовершенствование гидравлической поддержки верхних обрушений угля. Арасте и др.2 изучили нагрузку на обрушение крыши подэтажной гидравлической крепи на основе дискретной сети трещин и модели связных частиц и оптимизировали несущую способность гидравлической крепи. Чжан и др.3 представили в CDEM конститутивную модель гидравлической поддержки обрушения верхней части угольного пласта для анализа механизма обрушения угля. Джи и др.4 проанализировали свойства опоры против опрокидывания, скольжения и вращения и улучшили противоскользящие характеристики опоры. С помощью многопластовой модели UDEC Чжан и др.5 изучили влияние расположения критического слоя на рабочее сопротивление гидравлической крепи верхней части обрушения угля и вывели формулу для расчета максимального рабочего сопротивления крепи. Кроме того, ученые исследовали гидравлические опоры в сложных угольных пластах, такие как гидравлические опоры с большим наклоном, легкие гидравлические опоры для тонких пластов и гидравлические опоры большой высоты для толстых пластов6,7,8,9.

Падение угольной кровли вызовет ударную нагрузку на обрушительный механизм. Когда он превысит предел, механизм обрушения будет поврежден и станет неработоспособным, как показано на рис. 1. Отказ механизма влияет на эффект обрушения верхней части угля и даже угрожает безопасности рабочих. Многие ученые провели инновационные и оптимизированные исследования механизма обрушения. Баласубрахманьям и др.10 разработали и проверили первую дистанцию ​​обрушения верхнего слоя угля, применимую к геологическим и горнодобывающим условиям Индии. Чжан и др.3 проанализировали механизм обрушения верхних угольных пластов и предложили улучшенную четырехэтапную технологию обрушения. Ян и др.11 разработали метод машинного обучения с глубокими нейронными сетями для эффективного управления окном обрушения угля. Чжан и др.12 установили радиолокационное сканирующее устройство на вершине гидравлической опоры для мониторинга толщины верхнего слоя угля в режиме реального времени и передали сигнал в электрогидравлическую систему управления, которая реализовала интеллектуальное управление механизмом обрушения. Кроме того, ученые внесли множество инновационных усовершенствований в соответствующие аксессуары механизма обрушения, такие как высокоточное оборудование для определения ориентации, лазерные сканеры для угольных обрушений и сетевые интеллектуальные компоненты управления индукцией13,14,15.