煤炭科学技术

作者：李庆亮, 江宁, 于颖, 黄秋来, 徐卫鹏, 马子尧, 刘东昱,

关键词：装载性能, 腹板式结构, 采煤机滚筒, 数值模拟, 颗粒运动,

针对1.6 m采煤机滚筒在复杂煤层条件下存在的装载效率低问题，通过结构创新突破装载效率瓶颈，提出了一种基于曲率叶片和弧形导向板的腹板式滚筒结构优化方案。采用离散元仿真与工业性试验相结合的研究方法，系统分析了新型结构对煤粒运动轨迹、区域流动特性、煤流运动速度及质量流率的影响机制。结果表明：优化后的腹板式滚筒对比传统滚筒而言，通过煤流区域划分，在区域Ⅰ提高了4%的煤岩装载效率，在区域Ⅱ提高了8%的煤岩装载效率，在区域Ⅲ下降了27%的浮煤高度，以及在区域Ⅳ整体颗粒运动轨迹沿轴向向外；通过颗粒平均排出时间发现，1号、2号、3号和4号层煤粒的平均排料时间分别提前0.3、0.1、0.1、0.2 s；通过模拟转速为30 r/min、牵引速度为160 mm/s的工况发现，滚筒整体装载效率提升22.06%，Y轴轴向出渣速度提高16.80%，平均质量流率提高19.07%，以及最大质量流率提高13.26%；通过模拟24、30、36和42 r/min转速下滚筒的装载效率发现，滚筒转速与装载效率呈正相关，当滚筒转速为42 r/min时，装载效率提升40.34%，由此说明腹板式滚筒能有效改善煤流装载过程中的出渣速度与运动方向。该研究提出的“曲率叶片加弧形导向板”结构优化方法，为采煤机滚筒装备装载效率优化提供了新思路。现场应用数据显示，1.6 m直径滚筒一次性装载效率达到75%以上，直径大于13 mm的块煤率提升15%以上。

来源：2026年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

查看煤炭科学技术杂志2026年第3期