基于离散元法的综采工作面块煤率分析.pdf

第４５卷第２期２０１９年２月工矿自动化ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＶｏｌ．４５Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１９文章编号１６７１－２５１Ｘ（２０１９）０２－００５４－０６ＤＯＩ１０．１３２７２／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－２５１ｘ．２０１８０８００４３基于离散元法的综采工作面块煤率分析陈丽１，张艳２（１．江苏安全职业技术学院机械工程系，江苏徐州２２１０１１；２．湖南商学院会计学院，湖南长沙４１００００）摘要针对现有块煤率研究方法无法准确表达煤岩颗粒行为的问题，提出了基于离散元法的综采工作面块煤率分析方法。以ＭＧ４５０／１０８０－ＷＤ型采煤机为研究载体，对其采煤过程进行研究分析并建立煤岩颗粒的动力学模型；在此基础上，运用离散元软件ＥＤＥＭ作二次回归正交旋转组合试验，对综采工作面块煤率进行分析。分析结果表明，当ＭＧ４５０／１０８０－ＷＤ型采煤机滚筒转速为４８．７４ｒ／ｍｉｎ，筒毂直径为２３３．７９ｍｍ，叶片螺旋升角为１４．０９时，其性能最优，此时采煤机块煤率为３６．５２％。对比不同转速、叶片螺旋升角下块煤率的仿真与试验结果，得出块煤率变化趋势一致，证明了应用离散元法进行综采工作面块煤率分析的可行性。关键词综采工作面；块煤率；煤岩颗粒；离散元法；采煤机；二次回归正交旋转组合中图分类号ＴＤ４２１文献标志码Ａ网络出版地址ｈｔｔｐ／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１６２７．ＴＰ．２０１９０１２２．１１５３．００１．ｈｔｍｌ收稿日期２０１８－０８－２１；修回日期２０１９－０１－０８；责任编辑胡娴。基金项目湖南省自然科学基金面上项目（２０１８ＪＪ２２０７）。作者简介陈丽（１９６９－），女，江苏徐州人，副教授，硕士，研究方向为工程机械和矿山机械设计，Ｅ－ｍａｉｌ８０９９７６７５８＠ｑｑ．ｃｏｍ。引用格式陈丽，张艳．基于离散元法的综采工作面块煤率分析［Ｊ］．工矿自动化，２０１９，４５（２）５４－５９．ＣＨＥＮＬｉ，ＺＨＡＮＧＹａｎ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１９，４５（２）５４－５９．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄＣＨＥＮＬｉ１，ＺＨＡＮＧＹａｎ２（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＳａｆｅｔｙＣａｒｅｅｒＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１０１１，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｃｃｏｕｎｔｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｏｍｍｅｒｃｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００００，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｖｉｅｗｏｆｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｅｘｉｓｔｉｎｇｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｃａｎｎｏｔａｃｃｕｒａｔｅｌｙｅｘｐｒｅｓｓｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ａｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴａｋｉｎｇＭＧ４５０／１０８０－ＷＤｔｙｐｅｓｈｅａｒｅｒａｓｒｅｓｅａｒｃｈｃａｒｒｉｅｒ，ｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｃｏａｌｒｏｃｋｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＥＤＥＭｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｑｕａｄｒａｔｉｃｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｒｏｔａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ａｎｄｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｆｔｈｅｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｄｒｕｍｓｐｅｅｄｉｓ３８．７４ｒ／ｍｉｎ，ｈｕｂｄｉａｍｅｔｅｒｉｓ２３３．７９ｍｍ，ａｎｄｂｌａｄｅｓｐｉｒａｌａｎｇｌｅｉｓ１４．０９，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＧ４５０／１０８０－ＷＤｓｈｅａｒｅｒｉｓｏｐｔｉｍａｌ，ｔｈｅｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｉｓ３６．５２％．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｓａｎｄｂｌａｄｅｓｐｉｒａｌａｎｇｌｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｕｓｉｎｇｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｔｏａｎａｌｙｚｅｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｆｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ；ｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅ；ｃｏａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｓｈｅａｒｅｒ；ｑｕａｄｒａｔｉｃｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｒｏｔａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ０引言块煤率是指煤矿井下开采的煤炭中成块状煤炭所占的比例。块状煤在价格、运输和存储等方面较粉状煤炭具有很大优势。同时，块煤率的提高有利于降低工作面粉尘量，研究表明，当块煤率提高１０％左右时，工作面粉尘量可以降低２０％～３０％［１］。影响块煤率的主要因素包括地质条件、采煤机工作参数、几何参数等［２－３］。目前对块煤率的研究方法有多种。王启佳等［４］通过有限元法分析了截齿安装角度对块煤率的影响。邓广哲等［５］研究了水压致裂方法对块煤率的影响，并构建了通过脉冲水预裂技术提高厚硬煤层块煤率的方法。张少春［６］通过长期现场实验的方法，对综采工作面块煤率提高技术进行了深入研究。鉴于煤炭在开采过程中多以不同大小颗粒状的形态进行运动，目前大量的研究方法无法准确表达出煤岩颗粒的行为，而离散元法具有计算繁多颗粒在给定条件下如何运动的能力［７－９］。故本文以ＭＧ４５０／１０８０－ＷＤ型采煤机为研究载体，对其采煤过程进行研究分析并建立煤岩颗粒的动力学模型；在此基础上，运用离散元软件ＥＤＥＭ作二次正交旋转组合试验，对综采工作面块煤率进行分析；根据分析结果，得出综采工作面块煤率最高时采煤机的最优参数组合，为采煤机的优化设计提供理论依据。１模型的建立１．１离散元理论模型在离散元法的研究中，若颗粒间表面没有粘附作用，则设置颗粒与几何体、颗粒与颗粒之间的接触模型为Ｈｅｒｔｚ－Ｍｉｎｄｌｉｎ（ｎｏｓｌｉｐ）ｂｕｉｌｔ－ｉｎ［１０］。根据该模型，颗粒间法向力为Ｆｎ＝４３Ｅ＊（Ｒ＊）１／２ α ３／２（１）式中Ｅ＊为等效弹性模量；Ｒ＊为等效粒子半径； α为接触半径。Ｅ＊的计算公式为１Ｅ＊＝１－ ν ２１Ｅ１＋１－ ν ２２Ｅ２（２）式中Ｅ１， ν１分别为颗粒１的弹性模量和泊松比；Ｅ２，ν２分别为颗粒２的弹性模量和泊松比。颗粒间纵向力为Ｆｔ＝－８Ｇ＊Ｒ＊槡αδ （３）式中Ｇ＊为等效剪切模量；δ为切向重叠量。Ｇ＊的计算公式为Ｇ＊＝２－ ν ２１Ｇ１＋２－ ν ２２Ｇ２（４）式中Ｇ１和Ｇ２分别为颗粒１和颗粒２的剪切模量。１．２采煤过程模型忽略煤体自身重力，其在滚筒螺旋叶中的受力分析如图１所示。图１煤岩颗粒在叶片上的受力分析Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｂｌａｄｅｓ从图１可知，煤岩颗粒在轴向和切向的受力平衡方程分别为Ｆｘ＝ＦＮ（ｃｏｓβ－μｓｉｎβ）（５）Ｆｙ＝ＦＮ（ｃｏｓβ＋μｃｏｓβ）（６）式中Ｆｘ为抛煤轴向力，Ｎ；Ｆｙ为抛煤切向力，Ｎ；ＦＮ为叶片对煤岩颗粒的正压力，Ｎ； μ为摩擦因数； β为叶片螺旋升角，（）。由式（６）与落煤转速可以求得装煤功率Ｐｚ＝ＦＮｓｉｎβ＋μｃｏｓ（）βｖｑ１０００（７）式中ｖｑ为煤岩颗粒的切向速度，ｍ／ｓ。根据文献［１１］，滚筒装煤功率可表示为Ｐｚ＝０．１ｄｔｖｍＳｒｎ（８）式中ｄｔ为筒毂直径，ｍｍ；ｖｍ为截齿线速度，ｍ／ｓ；Ｓｒ为阻力系数，取３５０（有挡煤板）或１０００（无挡煤板），Ｎ／ｃｍ；ｎ为滚筒转速，ｒ／ｍｉｎ。由式（７）与式（８）相等可得ＦＮ＝１００ｃｏｓγｃｄｔｖｍＳｒ πｎ２ｄｌｓｉｎβｓｉｎ（ β＋γｃ）（ｓｉｎβ＋μｃｏｓβ）（９）式中 γｃ为摩擦角，（）；ｄｌ为煤岩颗粒处的旋转直径，ｍｍ。将式（９）代入式（５）、式（６）得到Ｆｘ＝１００ｃｏｓβ－μｓｉｎ（）βｃｏｓγｃｄｔｖｍＳｒ πｎ２ｄｌｓｉｎβｓｉｎ（ β＋γｃ）（ｓｉｎβ＋μｃｏｓβ）（１０）Ｆｙ＝１００ｃｏｓβｄｔｖｍＳｒ πｎ２ｄｌｓｉｎβｓｉｎ（ β＋γ ｃ）（１１）由式（１１）可知，块煤率影响因素较多，考虑实验条件限制，本文主要分析影响块煤率的主要因素，即叶片螺旋升角β 、筒毂直径ｄｔ和滚筒转速ｎ。５５２０１９年第２期陈丽等基于离散元法的综采工作面块煤率分析２基于ＥＤＥＭ的块煤率仿真分析采用二次回归正交旋转组合设计方法设计采煤机割煤仿真模型［１２－１３］，对叶片螺旋升角、筒毂直径及滚筒转速３个因素进行仿真试验。２．１煤灰样本及采煤机模型由于试验次数多，考虑经济成本，选用煤灰样本代替煤岩，并按一定比例配置，煤灰∶水泥∶水＝７ ∶ １ ∶ ２。煤灰样本如图２所示。图２煤灰样本Ｆｉｇ．２Ｃｏａｌａｓｈｓａｍｐｌｅ将采煤机模型简化，用三维软件ＵＧ对与煤岩接触的几何部件进行建模，如图３所示。（ａ）主视图（ｂ）俯视图图３采煤机简化仿真模型Ｆｉｇ．３Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｓｈｅａｒｅｒ２．２ＥＤＥＭ软件仿真根据测试结果及文献，煤岩颗粒和采煤机（设定材料为钢）的物理特性和相互间的力学特性见表１［１４－１６］。设置生成的煤岩颗粒数目为４．２１０４，平均半径为３４ｍｍ，颗粒尺寸呈正态分布，标准差为０．０８６，设置固定时间步长为Ｒａｙｌｅｉｇｔｈ时间步长（１６％），仿真时间为２０ｓ。在刮板输送机上部建立ＧｒｉｄＢｉｎＧｒｏｕｐ，以便计算块煤率等相关指标［１７］。表１煤岩颗粒和采煤机的物理特性和相互间的力学特性Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｓｈｅａｒｅｒ材料密度／（ｋｇｍ－３）泊松比剪切模量／Ｐａ碰撞恢复系数静摩擦因数动摩擦因数煤岩颗粒１３２５０．２４５１．７２１０７０．５０．７５０．４钢７８０００．３７１０１００．５０．８５０．３５由于生成的颗粒数目庞大，所以将中部槽的下部删除，颗粒到此部分时自动消失。采煤机割煤仿真模型如图４所示，其中红色颗粒为要被截割的煤岩颗粒。（ａ）正视图（ｂ）侧视图图４采煤机割煤仿真模型Ｆｉｇ．４Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｃｏａｌｃｕｔｔｉｎｇｂｙｓｈｅａｒｅｒ２．３仿真方案及结果块煤率η ｋｍ计算公式为［１８］ ηｋｍ＝ｍｋｍＭ（１２）式中ｍｋｍ为最大尺寸大于１５ｍｍ的煤岩颗粒的总质量，ｋｇ；Ｍ为所截割煤岩颗粒的总质量，ｋｇ。根据理论分析及实际采煤机作业要求，合理控制试验因素变化范围，对每个编号重复仿真７次，取平均值作为仿真结果，因素水平编码见表２，仿真方案与结果见表３，其中Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３为因素编码值。２．４结果分析运用ＳＰＳＳ数据分析软件对块煤率仿真结果进行回归分析，其回归方程检验数据见表４。６５工矿自动化２０１９年第４５卷表２因素水平编码Ｔａｂｌｅ２Ｆａｃｔｏｒｌｅｖｅｌｃｏｄｉｎｇ编码因素滚筒转速／（ｒｍｉｎ－１）筒毂直径／ｍｍ叶片螺旋升角／（）１．６８２６２２８０２７１５７２５５２４０５０２２０２０－１４３１８５１６－１．６８２３８１６０１３表３块煤率仿真方案与结果Ｔａｂｌｅ３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅ序号滚筒转速Ｘ１筒毂直径Ｘ２叶片螺旋升角Ｘ３块煤率／％１１１１２５．４０２１１－１２６．８４３１－１１２８．５４４１－１－１２６．９７５－１１１２８．４０６－１１－１２９．０４７－１－１１２６．３６８－１－１－１２６．３９９１．６８２００２５．２９１０－１．６８２００２６．８１１１０１．６８２０２５．９３１２０－１．６８２０２４．６０１３００１．６８２３１．６０１４００－１．６８２３１．４９１５０００３１．２８１６０００３１．５４１７０００３１．７１１８０００３０．５５１９０００３１．４０２００００３０．７４２１０００３１．６０２２０００３１．７０２３０００３１．１３表４块煤率回归方程检验数据Ｔａｂｌｅ４Ｔｅｓｔｄａｔａｏｆｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅ来源平方和自由度均方Ｆ值回归４４５２０．６９１０４４５２．０７２０２３６．６８残差２．９２１３０．２２修正前４４５２３．６１２３修正后１４５．０８２２查Ｆ表得Ｆ０．０１（１０，１３）＝４．１０，Ｆ＝２０２３６．６８＞Ｆ０．０１（１０，１３），因此回归方程高度显著，块煤率二次回归方程模型为Ｄ＝－１８１．８９７＋４．５６３Ｘ１＋１．０１１Ｘ２＋０．３６１Ｘ３－０．０３８Ｘ１－０．００２Ｘ２－０．００４Ｘ１Ｘ２＋０．００２Ｘ１Ｘ３－０．００２Ｘ２Ｘ３（１３）根据仿真结果，运用Ｍａｔｌａｂ绘制三维等值线图，如图５所示。（ａ）等值线１（ｂ）等值线２（ｃ）等值线３图５块煤率等值线Ｆｉｇ．５Ｃｏｎｔｏｕｒｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅ分析图５可知，随着滚筒转速的增大，块煤率呈现先上升后下降的趋势；将滚筒转速固定在零水平时，随着的筒毂直径的增加，块煤率呈现出先上升后下降的趋势；而叶片螺旋升角的增加对块煤率的影响不大。将筒毂直径固定在零水平时，叶片螺旋升角的增加对块煤率的影响同样不大。除此之外，由回归方程和三维等值线图可知，在试验范围内三因素对块煤率显著性的影响从大到小顺序是滚筒转速、筒毂直径、叶片螺旋升角。２．５采煤机性能优化根据回归方程，利用Ｍａｔｌａｂ中非线性优化７５２０１９年第２期陈丽等基于离散元法的综采工作面块煤率分析ｆｍｉｎｃｏｎ函数，以块煤率最大为条件进行寻优处理。优化处理结果滚筒转速为４８．７４ｒ／ｍｉｎ，筒毂直径为２３３．７９ｍｍ，叶片螺旋升角为１４．０９。在此条件下，采煤机块煤率为３６．５２％。３试验验证为验证利用离散元软件ＥＤＥＭ进行块煤率研究的可行性，在中国矿业大学机电工程学院室内开展试验验证。在筒毂直径为２５５ｍｍ，叶片螺旋升角为１３，１６，２０，２４，２７的情况下，使用变频器令电动机转速分别为３８，４３，５０，５７，６２ｒ／ｍｉｎ开展台架试验，对不同转速下采煤机的块煤率进行测定。台架试验装置如图６所示，试验与仿真结果如图７所示。图６台架试验装置Ｆｉｇ．６Ｂｅｎｃｈｔｅｓｔｄｅｖｉｃｅ图７不同滚筒转速、叶片螺旋升角下试验与仿真的块煤率对比Ｆｉｇ．７Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｅｓｔａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｓａｎｄｂｌａｄｅｓｐｉｒａｌａｎｇｌｅｓ从图７可以看出，在不同叶片螺旋升角随着转速的增加，试验与仿真的块煤率变化趋势基本一致，试验所得块煤率均略大于仿真所得结果。试验与仿真所得块煤率的最大差值为１．８５％。４结论（１）以采煤机为研究载体，对煤岩颗粒在叶片上的受力进行研究分析并建立其动力学模型。（２）运用ＥＤＥＭ作正交采煤虚拟试验，通过二次回归正交旋转组合设计方法建立回归方程。运用Ｍａｔｌａｂ绘制等值线图，得到了试验因素对各指标的影响趋势并确定了影响块煤率的主次因素。（３）确定了ＭＧ４５０／１０８０－ＷＤ型采煤机的最佳参数组合，当滚筒转速为４８．７４ｒ／ｍｉｎ，筒毂直径为２３３．７９ｍｍ，叶片螺旋升角为１４．０９时，其性能最优，此时采煤机块煤率为３６．５２％。（４）对比不同转速、叶片螺旋升角下块煤率的仿真与试验结果，两者结果变化趋势一致，证明了应用离散元法研究综采工作面采煤性能的可行性。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］聂文，彭慧天，晋虎，等．喷雾压力影响采煤机外喷雾喷嘴雾化特性变化规律［Ｊ］．中国矿业大学学报，２０１７，４６（１）４１－４７．ＮＩＥＷｅｎ，ＰＥＮＧＨｕｉｔｉａｎ，ＪＩＮＨｕ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｐｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｓｐｒａｙｎｏｚｚｌｅｏｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，４６（１）４１－４７．［２］李晓豁，李婷，焦丽，等．滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟［Ｊ］．煤炭学报，２０１６，４１（２）５０２－５０６．ＬＩＸｉａｏｈｕｏ，ＬＩＴｉｎｇ，ＪＩＡＯＬｉ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｕｔｔｉｎｇｌｏａｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｙｏｎｄｒｕｍｓｈｅａｒｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１６，４１（２）５０２－５０６．［３］杜可．采煤机滚筒截齿布置对块煤率的影响［Ｊ］．煤矿机电，２０１４（４）８７－８９．ＤＵＫｅ．Ｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｈｅａｒｅｒｄｒｕｍｐｉｃｋａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＣｏｌｌｉｅｒｙＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４（４）８７－８９．［４］王启佳，孙维，刘中海．采煤机镐形截齿受力分析及结构优化［Ｊ］．煤矿机械，２０１２，３３（４）９１－９３．ＷＡＮＧＱｉｊｉａ，ＳＵＮＷｅｉ，ＬＩＵＺｈｏｎｇｈａｉ．Ｆｏｒｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｈｅａｒｅｒｐｉｃｋ－ｓｈａｐｅｄｃｕｔｔｅｒ［Ｊ］．ＣｏａｌＭｉｎｅＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１２，３３（４）９１－９３．８５工矿自动化２０１９年第４５卷［５］邓广哲，齐晓华，王雷．水压致裂提高块煤率的机理及应用［Ｊ］．西安科技大学学报，２０１７，３７（２）１８７－１９３．ＤＥＮＧＧｕａｎｇｚｈｅ，ＱＩＸｉａｏｈｕａ，ＷＡＮＧＬｅｉ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，３７（２）１８７－１９３．［６］张少春．红岩煤矿综采工作面块煤率提高技术研究［Ｊ］．陕西煤炭，２０１６，３５（２）５－８．ＺＨＡＮＧＳｈａｏｃｈｕｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｌｕｍｐｃｏａｌｒａｔｅｏｆｔｈｅｆｕｌｌｙ－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｉｎＨｏｎｇｙａｎＣｏａｌＭｉｎｅ［Ｊ］．ＳｈａａｎｘｉＣｏａｌ，２０１６，３５（２）５－８．［７］ＭＡＲＴＩＮＣＬ，ＹＡＮＺ，ＪＡＵＦＦＲＥＳＤ，ｅｔａｌ．ＳｉｎｔｅｒｅｄｃｅｒａｍｉｃｓｗｉｔｈｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅＤｉｓｃｒｅｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙｏｆＪａｐａｎ，２０１６，１２４（４）３４０－３４５．［８］毛君，刘歆妍，陈洪月，等．基于ＥＤＥＭ的采煤机滚筒工作性能的仿真研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１７，４２（４）１０６９－１０７７．ＭＡＯＪｕｎ，ＬＩＵＸｉｎｙａｎ，ＣＨＥＮＨｏｎｇｙｕｅ，ｅｔａｌ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｈｅａｒｅｒｄｒｕｍｃｕｔｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂａｓｅｄｏｎＥＤＥＭ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１７，４２（４）１０６９－１０７７．［９］ＪＩＮＣ，ＹＡＮＧＸ，ＹＯＵＺ．ＡｕｔｏｍａｔｅｄｒｅａｌａｇｇｒｅｇａｔｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈｉｎｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＸ－ｒａｙｃｏｍｐｕｔｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｉｍａｇｅｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰａｖｅｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，１８（９）８３７－８５０．［１０］ＣＥＬＩＧＵＥＴＡＭＡ，ＬＡＴＯＲＲＥＳ，ＡＲＲＵＦＡＴＦ，ｅｔａｌ．ＡｃｃｕｒａｔｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｃｏｎｔｉｎｕｕｍｗｉｔｈｔｈｅＤｉｓｃｒｅｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１７，６０（６）９９７－１０１０．［１１］刘春生．滚筒式采煤机理论设计基础［Ｍ］．徐州中国矿业大学出版社，２００３．［１２］杨望，杨坚，贾丰云，等．种植于红粘土的木薯块根挖掘作业数值模拟［Ｊ］．机械工程学报，２０１３，４９（９）１３５－１４３．ＹＡＮＧＷａｎｇ，ＹＡＮＧＪｉａｎ，ＪＩＡＦｅｎｇｙｕｎ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａ