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课题一:深部煤岩自适应高效截割原理与适用性评估
时间:2014-03-17 01:39          来源:未知         点击:
课题1:深部煤岩自适应高效截割原理与适用性评估 
研究目标:
分析深部煤岩硬度、裂隙、节理等微观力学特征及其对外力冲击的碎裂敏感性,提出非均质裂隙煤岩的多尺度碎裂模型,建立精准的截割载荷预测方法,创新设计高效能截割机具,提出适应复杂煤岩条件的无人化自适应截割控制方法,在煤矿现场对采煤机的无人化自适应截割进行适用性试验和考核。 
主要研究内容:
(1)深部煤岩碎裂机理与低能耗截割原理 
开展深部煤岩不同硬度、机具参数、截割条件的煤岩截割模拟实验,从宏观和微观尺度分析煤岩破碎与截割效能的多尺度特征,建立破碎煤岩的分形生成元模型,揭示煤岩截割能耗与碎裂形态、截割载荷的动态关联规律,提出针对不同煤岩性状的高效截割参数优化的理论依据。 
(2)深部煤岩高效截割机具创新设计 
建立煤岩高效截割机具组排拓扑模型,采用离散元法模拟不同机具拓扑形态的截割力学特性及能量耗散规律,提出基于能量消耗、截割载荷、破岩效率综合优化的截割机具设计模型,并通过模型试验和数值模拟进行验证,建立适应复杂煤岩条件的高效截割机具拓扑、截齿形状、组排方式的参数设计方法。 
(3)深部复杂煤岩截割的自适应调控方法 
研究深部复杂煤岩性状对截割负载及调控的敏感性,建立煤岩截割负载突变的在线检测及截割状态判别准则,研究煤岩截割的动态自适应调控理论,提出截割转速与进给速度相结合的自适应截割自主控制方法,研究井下恶劣环境下精准、稳定、防爆的自适性截割控制系统。 
(4)无人化自适应高效截割的适用性评估与考核 
在深部煤层模拟环境下,针对无人采掘装备的煤岩截割任务,研究分析无人采掘装备自适应截割任务适用性的功能和性能要求,确定可靠性试验项目、程序和准则;开展在重载、强振、冲击工况下无人化自适应截割作业的原型机模拟试验,评估并确定无人采掘装备对复杂煤岩的截割自适应能力,为无人采掘装备的实际应用提供可靠保障。 

承担单位: 中国矿业大学、中国煤矿机械装备有限责任公司 
课题负责人: 葛世荣 
参加人员: 万志军、蒋斌松、宋秋爽、王忠宾
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