姚亚峰
- 作品数：43 被引量：244H指数：7
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球金属学及工艺机械工程更多>>
- 基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法
- 2023年
- 为解决现有研究中难以通过随钻获取孔底钻进参数,仅利用孔口数据进行回转钻进操作参数优化准确性不高、提升效果不足的问题,通过构造孔内状态观测器估计孔底钻进参数信息,提出基于钻柱状态的坑道近水平回转钻进智能优化方法。首先分析煤矿井下坑道回转钻进特性,考虑实钻约束条件,提出机械钻速和钻头磨损的优化目标评价方法;随后建立轴向和扭转维度的集中质量钻柱动力学模型,构建基于该模型的钻柱状态空间方程,得到了孔口-孔底钻柱运动状态映射关系;基于此设计了状态观测器,利用李雅普诺夫稳定性分析方法,得到反馈增益矩阵L,以估计孔底钻头的运动状态,并进行仿真分析评价;最后综合孔口采集的数据和孔底状态估计,运用NSGA-Ⅱ多目标优化算法实现了动力头转速和给进压力的优化,并利用安徽淮南某煤矿实钻数据进行了验证。结果表明,基于钻柱状态估计孔底信息进行优化后的钻速和司钻操作相比预计提升32.47%,仅利用孔口实测数据优化后的钻速仅预计提升15.04%,基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法更具优势,孔底估计钻进信息对提升钻进水平具有关键作用,研究对煤矿坑道回转钻孔实现高效、智能钻进具有重要理论与实际意义。
- 姚宁平魏宏超张金宝陆承达李浩李浩柯友刚姚亚峰
- 关键词：回转钻进状态估计动力学模型
- 矿用钻孔机器人加卸钻杆的避障轨迹规划研究被引量：1
- 2023年
- 矿用钻孔机器人加卸钻杆位置会随主机的调姿而变化,同时在加卸钻杆路径中还存在障碍物。因此,钻孔的加卸钻杆过程存在变目标的避障轨迹规划问题。根据防爆六自由度机械手的性能参数建立DH参数表,并提出三自由度主机调姿前后加卸钻杆位置变化的函数关系。利用凸包络体结合简单几何体的包络法建立了加卸钻杆系统的碰撞检测模型,可通过欧氏距离判断是否发生碰撞。提出了三段式的加卸钻杆避障轨迹规划策略,第一段和第三段在笛卡尔空间下采用直线规划,第二段在关节空间下采用多项式插值算法进行规划,并可通过增加过渡点解决避障问题。开展了基于七次多项式插值的最小冲击避障轨迹规划算法研究,由仿真分析可知,关节角度、角速度、角加速度和角加加速度都是连续的,但绝对值峰值很大且路径较长。进一步开展了基于改进双树RRT算法、B样条路径优化及七次多项式插值的冲击优化避障轨迹规划算法研究,由仿真分析可知,不仅可保证关节角度、角速度、角加速度和角加加速度的连续性,且路径较短,角加加速度的绝对值峰值降低了98.2%。通过示教试验验证了冲击优化避障轨迹规划方法在避障、加杆轨迹规划等的可行性,机械手各关节运行曲线及运动路径与仿真结果具有较高的相似度。研究结果可为钻孔机器人加卸钻杆系统控制程序提供借鉴,对钻机智能化提升具有重要意义。
- 姚亚峰姚宁平姚宁平梁春苗彭光宇
- 关键词：避障机械手煤矿
- ZDY4000L型履带式全液压坑道钻机的研制被引量：20
- 2009年
- 介绍了ZDY4000L型履带式全液压坑道钻机的结构特点、布局设计以及该钻机的试验和推广应用情况。
- 姚克凡东殷新胜孙保山姚亚峰张幼振
- 关键词：坑道钻机履带式
- 煤矿井下碎软煤层顺层钻完孔技术研究进展被引量：33
- 2021年
- 我国碎软煤层赋存层位多、分布广,普遍存在构造应力复杂、瓦斯压力高、煤体力学强度低、渗透性差等特点,钻进时易塌孔、喷孔、孔壁失稳,导致钻进困难、孔内事故频发、成孔深度浅、钻孔堵塞、存在抽采盲区等问题。随着煤炭开采深度的不断增加,碎软煤层瓦斯抽采钻完孔就更加困难。因此,碎软煤层高效、深孔、精准钻进技术以及增透、增产、护孔的完孔技术一直是碎软煤层瓦斯治理的重大技术需求和研究热点。从护孔、排渣、轨迹控制、完孔等成孔的关键技术难题方面,总结了碎软煤层顺层钻完孔技术研究现状和应用情况,分析了目前碎软煤层钻进技术存在的问题,提出了改进完善建议,分析了内控导向式旋转定向钻进技术,多孔介质充填式筛管、折叠膨胀管完孔技术等碎软煤层钻完孔技术新进展,为进一步完善现有碎软煤层钻完孔技术提供了思路。
- 王力姚宁平姚亚峰姚亚峰张杰方俊魏宏超
- 关键词：煤矿井下
- 坑道钻机变幅机构的设计与分析
- 本文介绍了一种新型坑道钻机的变幅机构,该机构主要由两组油缸组成,结构简单,可方便的调整主机机身的角度和高度。通过对该机构进行受力分析,计算了结构的受力情况,为设计提供了指导。
- 姚亚峰董洪波梁春苗
- 关键词：钻机变幅机构受力分析
- 文献传递
- 径向活塞式液压卡盘动态特性仿真与试验被引量：3
- 2020年
- 卡盘是煤矿坑道钻机重要部件,卡盘的性能直接影响钻进的效率和质量。针对胶筒液压卡盘存在的问题,研究一种新型径向活塞式液压卡盘,通过分析径向活塞卡盘夹紧和松开系统的结构与工作原理,运用变质量液压学原理和动力学理论建立其运动过程的数学模型,并在AMESim环境下,进行了卡盘液压控制与机械系统的动力学协同仿真。在所建立的多机耦合模型基础上,详细分析了夹紧系统的响应和夹紧力特性,并搭建测试试验台进行了试验验证。研究结果表明:径向卡盘关键部件碟簧对系统特性的影响较大,通过优化碟簧性能参数,径向卡盘夹紧时间为0.325 s,松开时间为0.275 s,与胶筒卡盘夹紧时间0.325 s相当,与松开时间0.300 s接近,可与在用的胶筒卡盘互换,满足钻机功能需求,仿真结果与试验结果一致表明径向卡盘模型准确可信,为新型径向活塞卡盘系列化设计及改进提供了理论依据。
- 梁春苗姚宁平姚亚峰姚亚峰彭涛宋海涛
- 关键词：响应特性AMESIM
- 煤矿用钻孔机器人钻臂定位误差补偿研究
- 2024年
- 目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻臂运动学模型;通过对加工误差、机身变形、装配间隙等影响因素分析,发现采用回转减速器蜗轮蜗杆结构间隙会引起倾角和方位角误差放大,并在机身平时会引起倾角和方位角误差最大达0.85°;为消除误差,首先采用传统钻臂运动学误差补偿方法建立了钻臂静、动态误差补偿模型,利用全站仪测试关节间隙和变形量,基于补偿模型和RBF神经网络法求逆解得到误差补偿量,钻臂期望位姿与实际位姿误差的x方向平均误差为9.6 mm,y方向平均误差为18.2 mm,z方向平均误差为16 mm,满足工程应用要求;其次为解决传统全站仪试验测量的方法的复杂性和非实时性问题,提出了一种通过激光测距仪和高精度开孔定向仪组合获得位姿误差检测的方法,通过测距实时计算实际和理论倾角、方位角差值,作为误差补偿后的新倾角和方位角的控制输入量,对钻臂进行实时误差检测与补偿;最后利用传统全站仪精度检测方法对激光测距组合位姿误差补偿模型进行验证。试验表明:激光测距组合定位误差检测法最大误差差值在±0.5°以内,方位角最大误差在±0.5°以内,比未采用误差补偿前分别提高了41.1%和37.5%,满足了钻孔机器人开孔定位误差要求。在煤炭行业开展了钻孔机器人钻臂在线精确定位与误差补偿研究,对钻孔机器人精确自动开孔定位及孔群全自动施工具有重要的借鉴和指导意义。
- 梁春苗姚宁平姚宁平彭涛
- 关键词：运动学模型煤矿
- 自进式动平衡围压水射流钻孔试验装置设计与试验被引量：3
- 2020年
- 针对煤层气井极小半径侧钻增产技术与装备研究中高压水射流钻孔试验的需求,为模拟自进式动态平衡孔底围压射流状态,以更接近实际水射流钻孔试验情况,首先开发了自进式动态平衡围压水射流钻孔试验装置,该装置包含动态平衡测力、动态平衡配重和围压舱3部分,可对直径200 mm、长度300 mm的煤样进行淹没状态和10 MPa以内围压下自进力、钻进速度和不同喷头、喷嘴组合的水射流钻进试验。然后利用匀速运动时配重与装置内部密封阻力平衡的方法,对试验装置进行了标定试验,得到了不同围压下,密封件阻力与所需的配重之间的关系式。最后运用此模拟试验装置完成了非淹没、淹没和围压3种状态下水射流钻孔试验,得出了自进式旋转喷头钻进中喷射流量、角度、钻进速度、成孔直径和压力之间的关系。试验结果表明:同等条件下,淹没状态下钻进速度和自进力都有一定减小;围压状态下自进力、钻进速度和成孔直径都随着围压增大而减小,在围压2 MPa后自进力和钻进速度急剧减少;通过对比3种喷头试验结果发现,后喷角度较小时,自进力更大;旋转扭矩较小时,易于卡滞,因此建议选用后喷角为40°的方案,并增大旋转扭矩;同时喷射中实测流量与理论计算流量差别在30%以上,表明喷头有节流现象发生,建议增大喷头过流通径。
- 梁春苗姚宁平姚亚峰姚亚峰沙翠翠李坤
- 关键词：水射流钻进速度
- 煤矿井下大流量泥浆泵车液压系统设计与研究被引量：5
- 2020年
- 针对煤矿井下大流量泥浆泵车的使用要求以及开式液压系统和闭式液压系统的特点,提出了大流量泥浆泵车液压系统的总体方案。详细叙述了液压系统中泥浆泵马达回转系统和履带行走系统的组成元件、工作原理及主要液压部件功能。根据泥浆泵车的性能要求对液压系统中重要元件进行了参数计算和选型。考虑到煤矿井下工作环境及闭式液压系统的应用,在液压系统中采取了三种相应的冷却措施来提高系统的散热效果,并对冷却器进行了计算选型以满足大流量泥浆泵车液压系统的散热需求,能较好地适应于煤矿井下应用。
- 姚亚峰曹静王普杜小山
- 关键词：大流量闭式液压系统开式液压系统
- 氮气弹簧式钻机液压卡盘
- 本发明属于钻机夹持设备技术领域，提供了一种氮气弹簧式液压卡盘。本发明目的是研制一种氮气弹簧式液压卡盘。其结构是由旋转组件和非旋转组件组成，包括端盖、卡盘体、卡瓦组件、卡瓦防磨片、卡瓦座、拉杆、氮气弹簧、活塞拉套、防尘圈、...
- 姚宁平彭涛杜小山姚亚峰宋海涛李宗奎
