煤炭科学技术

作者：李东辉, 李东印, 王伸, 黄志增, 刘清, 张学亮, 郑立军, 张旭和, 朱时廷,

关键词：液压支架, 放煤机构, 智能放煤, 放煤口开口度, 临界准则, 精准控制,

综采放顶煤技术已成为我国特厚煤层高产高效开采的主流方式，放煤机构的精准控制是实现放顶煤开采自动化与智能化的重要基础，掌握放煤机构的空间运动规律是实现对其精准控制的前提。液压支架放煤机构的即时形态受支架支撑高度、支架姿态、插板伸出长度、后部刮板机相对位置共同控制，对放煤机构安全过煤高度和放煤口开口度有重要影响。以ZF15000/27.5/42型支架为研究对象，采用有限元分析软件ABAQUS建立了三维四柱式放顶煤液压支架多体动力学仿真模型，分别采用Hinge,Translator连接器模拟支架各铰接点的旋转行为及支架立柱、插板的伸缩行为。以支架支撑高度H、尾梁摆动角度α、插板伸出长度l为控制变量，开展了三因素多状态数值模拟试验，研究了掩护梁–尾梁铰接点、插板末端的空间运动规律，运用Levenberg-Marquardt拟合迭代法得出了放煤机构安全过煤临界准则，建立了插板末端坐标、放煤口开口度与H、α、l的标定关系数据库。推荐了用于感知与控制放煤机构姿态的传感器类型及安装位置，推导了基于行程传感器的尾梁角度计算方法，提出了放煤口开口度精准控制方法。通过现场验证对比放煤机构开口度计算值与现场放煤口实测值，得出两者相对误差符合现场精度要求。该控制方法为智能决策与控制系统(软件)研发提供了理论支持，在现场得到成功应用。

来源：2023年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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