徐婵++王义亮++谢嘉成++杨兆建

摘要： 针对我国薄煤层工作面低，滚筒直径受限，出煤口面积小，严重影响装煤效果的问题，采用离散元方法分析采煤机滚筒的装煤过程.依据滚筒设计理论，在UG中建立滚筒模型.结合采煤机在实际生产中装煤的具体工况，确定颗粒本构模型以及综采工作面采煤机、刮板输送机配套方案；利用三维离散元软件PFC3D，运用Fish语言和PFC命令编写程序，建立滚筒、煤壁、刮板输送机中部槽联合仿真模型.设置滚筒牵引速度为2.5 m/min，转速分别为40，45，50，55和60 r/min，得出滚筒逆转情况下不同转速的装煤效率，提出滚筒转速的最佳取值范围.

关键词： 滚筒采煤机； 薄煤层； 装煤； 转速； 离散元； PFC； 仿真

中图分类号： TD421文献标志码： B

Application of discrete element method in coalloading

simulation of drum shearer

XU Chan， WANG Yiliang， XIE Jiacheng， YANG Zhaojian

（College of Mechanical Engineering； Shanxi Key Laboratory of Fully Mechanized Coal Mining Equipment， Taiyuan 030024， China）

Abstract： As to the issues such as the low mining face in thin seam， the limited drum diameter and the small outlet area of coal， which seriously decrease the loading efficiency， a discrete element method is used to analyze the coaling process of a shearer drum. According to the drum design theory， the drum model is built in UG. Combining with the actual coaling conditions of the shearer， the particle constitutive model and the matching scheme of the shearer and scraper conveyor in the fully mechanized coal mining face are determined. Through the 3D discrete element software PFC3D， a cosimulation model is built with Fish language and PFC command， which includes the drum， the coal wall and the chute of scraper conveyor. The drum traction speed is set as 2.5 m/min， the rotational speed is respectively set as 40， 45， 50， 55 and 60 r/ min， and the coal loading efficiency at different rotational speeds and the optimal range of the rotational speed of the drum are obtained.

Key words： drum shearer； thin coal seam； coalloading； rotational speed； discrete element； PFC； simulation

收稿日期： 2016[KG*9〗09[KG*9〗20修回日期： 2016[KG*9〗09[KG*9〗30

基金項目： 山西省煤基重点科技攻关项目（MJ20140502）

作者简介： 徐婵（1990—），女，山西晋城人，硕士研究生，研究方向为现代设计和理论，（Email）215107701@qq.com；

王义亮（1969—），男，山西忻州人，教授，博士，研究内容为机械现代设计、机械结构及系统动力学、机电一体化、结构振动与噪声分析和控制等，（Email） wangyiliangwyl@163.com0引言

薄煤层在我国分布范围较广且煤质较好，可采储量约占全国煤炭总量的1/5，但由于受采高限制，薄煤层采煤机滚筒直径和筒毂直径受限，结构参数、运动参数不匹配，使得薄煤层采煤机的装煤效率差一直是突出问题，因此，提高薄煤层滚筒采煤机装煤效率具有十分重要的经济和社会意义.[1]目前，国内针对薄煤层采煤机滚筒装煤效率的研究多为试验研究，少数学者通……