特殊工况下采煤机截割稳态特性的研究

郑艳栋

（大同煤炭集团有限公司安全监管五人小组管理部， 山西 大同 037003）

引言

采煤机是煤矿井下重要的综采设备，作为煤矿“三机”之一，其工作时的稳定性和可靠性直接关系到井下综采作业效率和经济性。煤矿井下的综采作业环境相对恶劣，采煤机在综采作业时需要承受极大的振动、冲击。采煤机在特殊工况过程中其传动系统将承受较大的震荡，给采煤机的稳定工作造成了较大的隐患。大同煤炭集团有限公司针对MG100 型采煤机在特殊工况下振动冲击大、稳定性差的问题，成立了专门的技术攻关小组，利用MATLAB 仿真分析软件对其工作过程中的稳态特性进行分析，为优化采煤机传动系统结构、提升其工作稳定性奠定基础。

1 采煤机传动系统结构模型及分析工况

MG100 型采煤机传动系统结构模型见图1[1]。

图1 采煤机传动系统结构示意图

在进行仿真分析时，项目组根据采煤机在井下实际工作时的工作参数，同时对影响其稳态特性的因素进行分析，最终确定电机在启动工况下煤层的截割阻力为零，驱动电机工作时的转速的最大变化率为250 r/min，采煤机稳定工作时的进给速度为4.5 m/min，该采煤机在工作时采用了直接启动的方式，在截割作业过程中的转速的变化通过变频器进行调节。

当采煤机在井下发生堵转时，根据监测结果，其发生堵转时井下综采面作用在采煤机截割机构上的截割阻抗将在1.9 s 内由正常的200 kN/m 增加到约600 kN/m，作用在截割滚筒上的负载转矩在瞬间增加三倍以上。……