放顶煤液压支架尾梁动态特性数值与试验研究

• 作者: 吴明珂 杨善国 王瑶 孟彬 杨政 刘后广 .中国矿业大学机电工程学院 .江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心 .智能采矿装备技术全国重点实验室
• 来源期刊: 机械强度
• 学科: 工学
• 关键词: 放顶煤;煤矸识别;有限元法;离散元法;变分模态分解
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 52-59
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.01.006

摘要

为确定放顶煤过程中煤、矸敏感振动特征参数，提高煤矸智能识别精度，研究液压支架尾梁的动态特性。首先，建立放顶煤液压支架与煤矸的刚柔耦合动力学模型，计算放煤过程中液压支架尾梁的振动加速度；其次，利用变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）对该加速度响应进行分解，得到固有模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF），并分析每个IMF分量的时域和频域特征；然后，采用t分布式随机邻域嵌入（t-distributed Stochastic Neighborhood Embedding,t-SNE）方法对这些特征进行降维，并计算不同特征的平均轮廓系数（Average Silhouette Coefficient,ASC），对比研究了煤矸冲击下的尾梁振动特征；最后，搭建放顶煤液压支架试验台，对模型计算结果进行验证。结果表明，尾梁振动加速度IMF分量中的能量、奇异值、频率均值、峰值频率、谱心频率、频率方差对煤、矸特征较为敏感，可作为煤矸识别的特征参数。