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巷道修复机试用中的改进及创新作者：刘宝来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第03期摘要：我队负责北翼采区失修巷道维修，由于失修巷道多、距离长，人工风镐开挖结合耙矸机出矸使职工劳动强度大，因此巷修任务比较重，巷修效率低。
4月份，矿引进试用了巷道修复机，并在我队26回风大巷巷修点进行试用。
通过对巷道修复机的观察试用和现场实践总结，我队发现巷道修复机存在一些不足之处阻碍生产及影响职工人身健康。
关键词：巷道；修复机；改进及创新1 巷道修复机在试用中的不足之处巷道修复机在26回风大巷使试用，由于回风巷粉尘较大、风速高，操作室前方无挡风防尘设施，司机在操作时受环境影响，看不清前方具体施工点，造成开挖后巷道不符合标准或者开挖时破坏到巷道内其它管路或设备等。
此外，出矸系统无降尘设施，不符合国家相关规定，未做好职业病防治工作，对作业人员造成伤害。
设备在出厂时，破碎锤上配置的破碎钎杆是700mm长钎杆，而在扩刷时，由于挖斗的阻挡，钎杆扩刷长度只能达到300mm，与棚距700mm不相适应，还需在出矸、再进行扩刷，浪费工时。
巷道修复机挖斗与破岩钎杆在同一摇臂上，落底或者装矸时，由于钎杆过长影响挖斗出矸，需将钎杆去掉，而钎杆去掉之后，在挖斗装矸时，碎矸块会进入钎杆孔内，使钎杆孔堵塞、污染，影响钎杆的安装。
巷道修复机进行出矸作业时，需人工推车出矸，而在人工推车时，矿车不能及时停止而到达最佳位置，以致矿车撞到巷道修复机尾部，因而降低了出矸效率，还损坏了新设备。
巷道修复机在破碎岩石时，由于破碎锤油缸接头高出油缸护板40mm，而造成油缸接头碰到顶板后损坏，不能正常作业。
另外，破碎锤油缸销子，由于在生产中油缸冲击频繁、冲击力大，易造成损坏，而且备用少，成本高。
2 巷道修复机试用中的改进及创新2.1 增加挡风尘塑料隔板及防尘喷雾为了克服恶劣环境的影响，使操作司机作业视线清晰，我队在操作室前方安装挡风尘塑料隔板，让操作司机在良好环境下操作，提高了作业标准。
煤矿巷道双臂探放水钻机阚志涛;邬迪;张幼振;邵俊杰;李旺年【摘要】为提高掘进工作面探放水孔作业的施工效率,研发一款具备2个工作臂、机身窄、移动灵活、稳固调角速度快、可与掘进机交替进行施工的快速成孔钻机;并对钻机的回转器、给进机构及变幅机构3个关键部分的设计进行了研究.试验表明,钻机结构设计合理,能满足掘进工作面探放水快速成孔施工要求,为煤矿巷道安全高效掘进提供了可靠的装备保障.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】3页(P102-104)【关键词】掘进工作面;探放水;快速成孔;双臂钻机;变幅机构【作者】阚志涛;邬迪;张幼振;邵俊杰;李旺年【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TD41近年来，随着煤炭开采深度和强度的加大，重特大透水事故时有发生，特别是在资源整合矿井内部及其周边废弃小煤窑繁多，在煤矿开采过程中，极易沟通采空区积水，造成矿井透水事故[1]。
而掘进工作面又是发生重大以上透水事故的主要地点[2]，因此，国家《煤矿防治水规定》明确指出“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，确保煤矿安全生产。
目前我国大多数煤矿采用常规分体式钻机进行掘进工作面探水孔施工，通常的做法是在掘进巷道侧帮用掘进机施工1个钻窝，然后用钻机进行钻孔施工，而非直接在掘进工作面进行探放水施工，主要原因是常规分体式钻机，主机及泵站的质量大，搬迁移位困难，且每次只能进行1个钻孔施工，不能在短时间施工多个不同方位、角度的钻孔，施工效率无法满足巷道快速掘进的要求[3-11]。
因此，一款可直接在掘进工作面进行多个探水孔施工的高效钻探装备已是当务之急。
矿用履带式管道清洁机器人的改进与运动学仿真李怡伸【摘要】通风管道的通畅直接关系到煤矿的正常生产.现有大多数矿用履带式管道清洁机器人方案的承重轮固连在车体上,在行走过程中容易引起较大的振动和冲击,与管壁的接触面积也较小,履带磨损较大.针对此缺陷设计了一种改进型履带机器人,对承重轮的连接形式进行了改进.通过分析固定型和改进型矿用履带式管道机器人的爬坡过程,并利用RecurDyn对二者的爬坡过程进行运动学仿真,经过比较,验证了改进型机器人的优越性.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P86-87,90)【关键词】矿用管道清洁;履带机器人;爬坡性能;运动学仿真【作者】李怡伸【作者单位】华晋焦煤有限责任公司沙曲煤矿,山西吕梁033300【正文语种】中文【中图分类】TH693.90 引言煤矿中使用的通风管道会因灰尘堆积造成管道不畅，送风不清洁，增加风机负载，缩短风机使用寿命，因此需要采用管道清洁机器人清理管道［1］。
现有的固定式履带机器人的行走机构较为简易，主动轮、诱导轮和负重轮的转动轴均固定在车体上，爬坡性能较差，引起的振动和冲击也较大。
因此，对这种行走机构进行了改进设计，并用动力学仿真软件RecurDyn 对爬坡过程进行运动学仿真，验证了改进型履带式管道机器人爬坡性能的优越性。
1 两种履带机器人爬坡过程分析1.1 固定式履带机器人爬坡过程分析固定式履带机器人爬坡过程，如图1 所示。
图1 固定式履带机器人爬坡过程示意图第一阶段，履带车处于静平衡位置。
第二阶段，前履带的前负重轮与斜面接触，而后负重轮悬空，后履带的前负重轮也翘起悬空。
第三阶段，前履带的前负重轮爬上斜坡，着地前行，前履带的后负重轮和后履带的前负重轮仍处于悬空状态，车体质心水平移动，直到前履带的后负重轮爬上斜坡，使车体质心升高。
第四阶段，前履带已完全爬上斜坡，后履带开始与斜面接触，前履带的前负重轮和后履带的后负重轮处于悬空位置，车体质心逐渐升高直至整车爬上斜坡。
巷道修复机工作机构工作空间及运动轨迹分析
张幼振
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2015(043)007
【摘要】为研究巷道修复机工作机构在工作过程中的运动特性,解决在实际操作中易发生工作臂与铲运装置的运动干涉问题,基于旋量运动学理论建立了巷道修复机工作机构的正、逆解运动学模型,应用Matlab软件计算出该工作机构的工作空间,得出工作臂提臂动作时对应油缸的2次阶跃变化是产生运动干涉的直接原因.并进一步对巷道修复机工作机构的运动轨迹和工作臂各油缸伸长量进行分析,提出工作臂斜面扒渣运动方式解决运动干涉的方案.井下现场试验结果表明,该解决方案有效提高了巷道修复机的操控性,降低了运动干涉的概率.研究结果为巷道修复机工作机构的优化设计和智能控制提供了依据.
【总页数】6页(P97-101,88)
【作者】张幼振
【作者单位】中国煤炭科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077
【正文语种】中文
【中图分类】TD421
【相关文献】
1.棉花移栽机的结构设计与运动轨迹分析 [J], 余东满;户燕会;郭成献;李晓静
2.巷道修复机工作机构LUDV液压系统特性研究 [J], 张宁;张幼振;邵俊杰;李旺年
3.煤矿用履带式巷道修复机工作机构的仿真分析 [J], 阚志涛;张幼振;邵俊杰
4.煤矿巷道修复机工作机构的改进及应用 [J], 阚志涛
5.圆盘式割草机割刀运动轨迹分析 [J], 赵研科;郭庆新;张鸿涛;王永兵;田淼
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科技成果——煤矿用巷道修复机技术开发单位石家庄煤矿机械有限责任公司适用范围该机可应用于煤巷、半煤岩巷和全岩巷，可以对巷道顶板、底板及侧帮进行破碎、挖装、侧掏、装运等日常维护作业，也可以对大块的岩石、煤块进行破碎，以便装运，可满足煤矿井下使用条件和要求，实现了地面用工程机械中的挖掘、破碎、清理、平整、吊装、出矸等施工作业。
成果简介1、采用新型工作臂旋转机构，并申请国家发明专利，使工作臂沿轴线旋转±180°，传动扭矩大，可实现多向灵活作业，不仅可以进行垂直的挖掘操作，而且还可以水平状态对设备的底部进行清扫；2、实现铲斗、冲击锤互换设计，可对坚硬岩石或大块矸石进行破碎，实现一机多用功能；3、集成了液压锚杆机，对巷道进行修复的同时进行锚护作业；4、自带输送机，可将修复后的矸石直接转载到皮带机或矿车，不必再配备专门的出矸设备。
关键技术1、修复工艺简单，小型巷道修复机装机采用旋转油缸，一个工作臂可实现修复作业；2、在煤矿用扒装机基础上，增加了工作臂旋转功能，并增加了可自动切换挖斗及破碎锤的机构，省去人工更换，使挖掘臂升级为修复臂；3、其自带的输送功能，大大提高了出矸量，提高了修复效率。
应用情况许疃矿自2016年3月1日开始使用WPZ-55/400型巷道修复机以来，修复巷道断面为3m×3m（高×宽），目前单班进尺已超过原两班进尺。
系统性能稳定，质量可靠，可实现挖掘毛水沟、卧底、破岩、清理浮煤、运输、平整巷道及小型配件吊装等多种功能，巷道修复机具有断面成形质量好、修复效率高等突出优势，能有效减轻工人劳动强度，延长设备使用寿命。
煤矿用巷道修复机的研制成功，促进了煤矿机械化的发展，为煤矿巷道修复提供了新技术装备，进一步加快了煤矿建设“机械化减人”进程；改善了巷修作业工作环境，替代人工挖掘底鼓的底板，清理巷道浮煤，挖掘顺槽毛水沟等工作，减轻职工的重体力劳动，提高劳动效率和安全可靠性。
矿用履带式管道清洁机器人的改进与运动学仿真摘要：本文讨论了矿用履带式管道清洁机器人的改进及其运动学仿真。
首先概述了该种机器人的基本构造，并详细介绍了改进思路，其中包括使用传感器优化机器人的操作，以及动力学分析、物理模型和控制设计。
然后结合专业软件对机器人进行了运动学仿真，具体参数如下：垂直旋转半径1.5m，水平旋转半径2.0m，螺距6mm，步进角0.1 度，外部电源电压12V。
最后，以实验数据为基础，检验了最终设计的有效性。
关键词：机器人，改进，运动学仿真，传感器，动力学分析，物理模型，控制设计正文：1. 绪论由于管道系统的复杂性和深度，传统的入侵检查和清洁方法存在一定的局限性。
为了加快清洁速度，提高清洗效率，我们设计了一种基于履带的管道清洁机器人，用于清洁大型铁路隧道。
2. 改进思路本研究着重改进该履带清洁机器人：（1）传感器优化：配备激光传感器进行定位，高精度惯性测量单元（IMU）用于检测机器人的姿态，摄像头用以实时观察机器人的运动情况。
（2）动力学分析：考虑机器人的物理参数（质量，惯性，摩擦等），建立完整的动力学模型，以便提供准确的操控系统。
（3）物理模型：使用多体系统模型（MBS）对机器人的运动特性进行分析，建立完整的模型，使用多种材料来设计具有耐久性的机器人。
（4）控制设计：根据上述物理模型和动力学分析，提出了一种可行的控制设计方法。
它涉及到两个步骤：首先是定义机器人的运动学结构及其相关参数，然后确定控制方法及其所需的参数。
3. 运动学仿真将所有物理参数整合到一起，使用专业软件对改进的机器人进行了运动学仿真。
实验中，垂直旋转半径为1.5m，水平旋转半径为2.0m，螺距6mm，步进角0.1 度，外部电源电压12V。
4. 结论使用传感器优化机器人的操作、动力学分析和物理模型，以及控制设计，本文设计并实现了一种矿用履带式管道清洁机器人，并且在运动学仿真方面取得了良好的效果。
实验结果表明，改进后的机器人较传统的清洗机器人具有较高的清洗效率，能够满足大型铁路管道的清洗需求。
煤矿用多功能巷道修复机挖斗的优化设计马联伟【摘要】基于SolidWorks三维建模Part模块以及Simulation仿真分析模块,结合工程实际建立了煤矿用多功能巷道修复机(以下简称巷道修复机)挖斗仿真分析模型,通过挖斗仿真分析与结构优化确定了挖斗最大挖掘力载荷.针对不同工况,对柔性化处理的挖斗进行了加载与仿真,找出了挖斗的薄弱环节.仿真分析发现,适当增加挖斗侧刃板长度、减小底板弧形角、在侧刃板与底板间增加U型筋板以提高焊接强度对挖斗整体强度和刚度的提高十分有益,同时在巷道修复机刷帮前进行充分的破碎作业有助于提高挖斗的使用寿命.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2018(044)011【总页数】5页(P81-85)【关键词】巷道修复机;挖斗;挖掘力;仿真分析;优化设计【作者】马联伟【作者单位】中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西省太原市,030006【正文语种】中文【中图分类】TD421.6巷道修复机是一种用于煤矿井下变形巷道修复的专用设备，具有行走、破碎、挖掘、装载、输送及锚杆支护等功能。
挖斗作为巷修机的主要工作装置，在进行巷道刷帮、卧底、挑顶及装载过程中承载着巨大的冲击载荷并遭受剧烈的磨损，其结构的可靠性直接影响着煤矿巷道修复的生产效率与企业的经济效益。
淮南矿业集团朱集东矿-906 m东翼南回风巷由于受到综采工作面回采后应力的扰动影响，巷道出现不同程度的顶板下沉、巷道底鼓、U型棚梁弯曲以及断裂变形等情况，该综采工作面采用某型号巷道修复机进行巷道卧底、刷帮作业，该型号巷道修复机在作业过程中发生了挖斗失效的情况，失效挖斗如图1所示，为了避免再次出现类似的情况而影响巷道修复进度，亟需找出挖斗失效的原因，并设计新型挖斗以满足此工况下巷道修复的需要。
图1 失效挖斗1 载荷计算与挖斗模型的建立1.1 载荷计算挖斗受力示意图如图2所示。
图2 挖斗受力示意图在巷道修复机工作过程中，挖斗对岩石的挖掘力由挖斗油缸推力提供，挖斗油缸推力Ft见式(1)：(1)式中： Ft——油缸推力，kN；D——挖斗油缸缸筒直径，mm；P——为挖斗油缸工作压力，MPa。
浅谈煤矿巷道修护机摘要：介绍了什么是煤矿巷道修护机，煤矿巷道修护机的技术背景，煤矿巷道修护机的基本工作原理，并结合实际的施工过程简单的诉述一下煤矿巷道修护机的施工方式和施工工序以及配置的设备，将煤矿巷道修护机与传统巷道修路工序进行比较。
总结出煤矿巷道修护机的具体优势。
关键词：煤矿巷道修护机；基本工作原理；施工方式；优势随着我国煤矿井下高产高效技术的全面推广，井下辅助运输机械的应用越来越多，机械化程度越来越高，很多井下辅助运输机械需要借助导轨进行运动，故对井巷底面的平整度的检验也成为矿山井巷验收标准及检验评定的一项重要指标，井巷底面的平整度一般要求小于等于50mm。
但是初期，掘进机工作后的底板难以达到要求，另外对于长期使用的矿（巷）道，由于设备碾压，地层应力释放，很多矿道会出现鼓包，塌陷等状况，所以矿道初期建设时需要对底板进行修建，对于已经使用的煤矿矿下地面也需要经常派出人员进行维护。
现在的建设维修工作多以人工用锤子凿平地面作业为主，这种方法费时费力，劳动量大，严重影响煤矿井下高产高效技术的推广。
煤矿巷道修护机设备就是为了解决这种传统低效的工作方式，以达到煤矿作业高效高机械化目标而研发出来的。
煤矿巷道修护机的铣刨技术主要目的是：通过带有刀头的铣刨鼓高速旋转对地面进行切削作业（铣刨作业）来达到平整地面的目的，通过对矿下施工环境的调研，针对井巷的初期建设与日常维护，开发设计一种的煤矿巷道修护机，这一设备若投入使用可大大缩短井巷修建与维护的时间，大大的减轻了矿下工人的作业、维护负担。
由于该产品是专门用于井巷作业，所以安全性也必须全部合乎有关标准。
下面我就在煤矿巷道修护机的基本结构、基本工作原理、施工方式和煤矿巷道修护机的优越性等几个方面来介绍一下煤矿巷道修护机，也希望能够给工作在煤矿机械相关岗位的朋友一些帮助。
1、煤矿巷道修护机的基本结构煤矿巷道修护机主要有：机架、动力装置、前桥、后桥、铣刨装置、液压系统、电气系统、防爆系统、消尘冷却系统等组成。
巷道修复机的研究及应用分析现有煤矿巷道掘进、修复施工类设备行走机构的工作特点，研究开发一种适应多功能工具部的煤矿用巷道修复机行走机构，满足修复机快速调车、大力铲装推进、大坡度行驶工作、底盘空间狭小、结构紧凑、底部具备运输通道等具体工况要求。
标签：修复机；行走机构；多功能；驱动装置一、巷道概况受深部地压和采动压力的影响，华丰煤矿-1100m大巷（矸石井下车场进车线以西）U型棚变形，背板断裂，底板底鼓量较大；巷道下帮岩石破碎，支护失效。
现局部净宽在3.2-4.0m，净高在3.2-3.6m，为确保支护质量，保证运输及管线敷设的需要，由我单位对该段巷道扩修。
二、巷道布置及支护说明我单位施工的-1100m大巷扩修荒断面为17.31㎡，支棚后断面为14.2㎡，采用直墙半圆拱断面，锚网喷支护后打设注浆锚索并支设U型棚作加强支护。
永久支护：采用锚网喷支护作为永久支护，顶部另打7根五花锚杆作为加强支护。
一次支护顶部打7根锚杆使用MSGLD-600（X）等强螺纹钢树脂锚杆，其余位置锚杆使用MSGLD-335等强螺纹钢树脂锚杆，使用8#铁丝编织而成的经纬网，喷射C18混凝土（水泥、石子、砂子），喷体总厚度不低于100mm。
加强支护：巷道顶部按照1200×2000mm的间排距打设注浆锚索，打锚索后集中复棚作加强支护。
U棚为三节对称式直腿半圆拱U29可缩支架，棚距中～中为1000mm。
三、巷道岩层情况该巷道位于煤8（2）上部的细砂岩，岩石性脆波状交错斜层理发育，且受压后易冒落，属Ⅲa类。
四、巷道施工情况该巷道前37米施工时由西向东扩修，前15米施工时使用打眼爆破的方式，然后使用巷道修复机配合扒装机施工。
施工至矸石井车场进车线三岔口后，采用巷道修复机由原扩修位置由东向西使用巷道修复机施工。
五、使用巷道修复机及打眼爆破工序情况六、使用巷道修复机及打眼爆破对比优点：1、使用巷道修复机破岩时施工人员不用进入迎头，防止了顶板掉矸砸伤人员的情况，彻底消除了顶板事故，确保了无人则安，做到了本质安全。
新型全液压煤矿用巷道修复机研制与应用李旭涛【摘要】针对煤矿井下低矮变形巷道围岩修复治理施工困难、施工机具不专业等问题,并结合煤矿井下围岩修复治理施工需要,研制了WPZ-55/50L型煤矿用巷道修复机.现场工业性试验结果表明:修复机参数设计合理,具有机身窄、解体性好、自动化程度高、便于井下搬迁运输及施工安全性高等特点,该修复机的成功研制为煤矿井下低矮变形巷道围岩修复治理的快速可靠施工提供了装备保障.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)004【总页数】4页(P120-123)【关键词】巷道修复机;工作机构;刮板运输装置;负载独立流量分配;底板修复【作者】李旭涛【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TD42近年来，国外相关企业已经开展了巷道修复设备的技术研究，主要以德国哈泽玛格公司（HAZEMAG）和德国戴尔曼哈尼尔矿业系统有限公司（DH MINING SYETEMS）研制的巷道修复机或卧底机为典型代表。
发达国家对于巷道修复治理设备进行了比较系统全面的研究，研制的巷道修复治理设备，在减小结构尺寸、提高生产能力的同时，使设备的功能更加完善和集成，工人劳动强度大大降低，具有良好的巷道修复效果。
但是，国外煤矿埋藏深度小，地质条件简单，与我国煤矿巷道地质条件具有极大的差别，而且国外设备售价高、配件供应跟不上，导致无法大规模推广使用。
针对这种情况，2013年，为适应我国煤矿巷道围岩修复治理的特殊要求，中煤科工集团西安研究院有限公司自筹资金科技创新项目“多功能煤矿巷道修复机研制”，开发出了WPZ-55/50L型煤矿用巷道修复机，主要用于煤矿井下低矮变形巷道围岩修复治理施工。
1 总体方案设计1.1 施工方法的选择煤矿巷道作为煤矿井下生产系统最基本单元，其安全可靠性是确保矿井正常生产的基础，但是随着我国煤炭开采强度和深度的不断增加，导致巷道应力集中出现并叠加，巷道围岩变形日益突出[1-2]。
