放顶煤工作面巷道长距离超前支护系统研究

放顶煤工作面巷道需要进行长距离超前支护。单体支柱支护工作效率低、劳动强度大,成组式超前支架对巷道顶板反复支撑造成顶板破碎,无法协调支撑可靠性与对顶板破坏之间的矛盾。通过数值模拟,分析了地质条件及开采工艺下巷道超前支承压力分布特点,结合成组式支架与单元式支架的优势,提出长距离超前支护系统。在高压区采用成组式超前支架,利用较大工作阻力维护巷道顶板稳定;在稳压区采用单元式支架,凭借其循环移架方式提升巷道支护效率,通过单轨吊式空中移架避免底鼓、巷道变形等因素对移架过程的影响。综合两者优势,保证巷道顶板支护效果的同时,减少对顶板的反复支撑破坏,完成复杂地质条件下工作面巷道的长距离超前支护。

基于灰色关联及遗传算法的工作面采煤方法智能决策

以我国多矿区工作面采煤方法的选择经验为基础,将灰色关联分析和遗传算法与相关采煤方法决策理论及工程实际相融合,借助灰色关联分析获得各因素对采煤方法决策的影响权重,基于遗传算法建立各影响因素与采煤方法之间的可靠映射关系,构建工作面采煤方法智能决策模型。多个工作面的实例验证表明,该模型具有较高的决策精度,可为相关决策提供技术参考。

一种新型全寿命周期中部槽的研究

刮板输送机作为工作面的主要运输设备,提高其使用寿命对降低采煤设备采购成本具有重要意义。中部槽占刮板输送机组成的70%,属一次性使用关键零部件。现用的中部槽大多因铲板、上下链道槽口、中板凸凹接口处局部严重磨损后,直接整体报废,造成中部槽的整体利用率低。对目前中部槽再制造技术研究,提出一种可更换局部零部件恢复槽体整体寿命的中部槽设计思路,在中部槽局部磨损后,采用各种制造技术,更换、修复磨损部位,使中部槽可以重复使用,有效地提高中部槽的利用率,提高刮板输送机的使用寿命,降低煤矿采煤设备采购成本。

垂直布置永磁变频驱动刮板输送机配套研究

在煤矿综采工作面刮板输送机配套特点分析的基础上,结合垂直布置永磁变频驱动刮板输送机的结构特点,进行了永磁半直驱驱动装置设计研究,提出了刮板输送机的机头、机尾配套设计策略与技巧,总结了垂直布置永磁变频驱动刮板输送机配套的应用优势。

无线遥控气动型调度单轨吊车的研制与应用

介绍了无线遥控气动型调度单轨吊车的组成、结构和原理;对总体设计要求、牵引速度、牵引力与关键结构进行了计算与分析设计,在实际应用中取得了良好的效果。

煤矿井下液压支架用防腐涂料的研制

开发了一种防腐性能好、屏蔽性能高,可以用于矿下液压支架结构的环氧防腐涂料。通过一系列试验对环氧树脂的种类及纳米粉体用量进行了筛选,综合考虑涂膜物理性能、防腐性能以及经济性等多个因素,确定了液压支架用环氧防腐涂料的配方。

8 m以上大采高综采工作面综合防尘关键技术

基于超大采高工作面开采高度远超出了传统喷雾降尘有效作用的距离,导致易出现跑尘、漏尘的问题,研究了超大采高工作面的产尘特点及运移规律,探讨了相应的综合防尘关键技术,优化了影响防尘效果的关键元部件的相关参数,提出了8 m以上大采高工作面综合防尘新方法。井下应用表明,综合防尘新方法有效覆盖了产尘区域,解决了8 m以上大采高工作面跑尘、漏尘的问题,保障了工作面生产安全,避免了煤尘对工人健康造成的危害,具有很好的应用推广价值。新方法的提出奠定了8 m以上大采高工作面综合防尘技术理论体系基础,对相关综合防尘技术的研究具有一定的借鉴意义。

新型矿用卷带装置的研制与应用

文章主要介绍一种新型矿用卷带装置的研制与应用的情况,以及该种矿用卷带装置的结构特点、实用方法及应用改进情况。

基于机器视觉的输送带撕裂检测方法

为保证带式输送机安全运行,及时发现输送带撕裂情况并进行处理,降低输送带撕裂带来的损失。通过对输送带撕裂特点进行研究,提出并验证了一种基于激光线条的输送带机器视觉撕裂检测方法,并搭建了输送带撕裂检测实验平台。在此平台上进行了输送带撕裂检测实验。根据得到的图像数据信息,该输送带撕裂检测系统可以达到预期的功能和效果,实现检测的准确性和实时性。

矿用本安型轨道式巡检机器人行走机构研究

随着数字化转型的推进,煤矿行业对巡检机器人的需求不断增长。在巡检机器人的设计中,行走机构的设计尤为关键,因为煤矿工作环境特殊,对行走机构有着严格的要求。为了确保机器人在煤矿环境中稳定、可靠地工作,需要对行走机构的受力情况进行精确计算,并论证了设计的可行性。

浅析厂矿井下设备跟踪定位系统构建

为了准确实时监控井下设备的运行状态及位置信息,本文团队研发了一套综合跟踪定位系统,该定位系统利用蓝牙、北斗/GPS、GPRS和Lora技术,以非接触式方式采集电子标签信息,从而在设备移动时实现自动识别和实时跟踪。该系统集成了计算机软件和硬件、信息采集处理、数据传输以及网络通讯等多种技术,从而形成了高性能识别技术。这种技术为设备的信息化和自动化管理奠定了基础,能够有效地实现设备的自动识别和联网监管。

基于双向流固耦合的液压立柱冲击特性分析

立柱作为液压支架最重要的承载部件,其承载性能的优劣对液压支架整机的支撑效果有着巨大的影响,尤其当冲击地压灾害发生时,可能造成液压支架立柱弯曲、断裂和爆缸等事故发生。采用Solid Works联合Design Modeler软件建立ZF10000/25/38型液压支架立柱的流固耦合模型,将液压支架立柱等效视为弹簧,推导出单伸缩立柱等效刚度数学模型;使用ANSYS Workbench仿真软件对立柱流固耦合模型进行双向瞬态流固耦合仿真,采用三角波冲击载荷模拟冲击地压冲击特性,研究液压支架单伸缩立柱的抗冲击特性。结果表明:冲击载荷作用下液压支架立柱活塞杆最大应力为508 MPa,发生在顶端,缸体最大应力为254 MPa,发生在底部。

大采高液压支架掩护梁失效模型建立及对策研究

为提高液压支架使用可靠性,分析了ZY21000/38.5/83D型液压支架在煤矿井下的实际使用情况,对液压支架掩护梁常规模型进行了模拟仿真分析论证;垮落的顶板压在顶梁后端与掩护梁铰接位置且顶梁前端未接顶,液压支架达到顶梁与掩护梁机械限位位置,此时顶梁和掩护梁几乎处于一条直线呈高射炮状态时,在顶板周期来压作用下会对掩护梁结构造成损坏。据此提出了造成掩护梁失效的杠杆效应模型,并对该模型进行仿真模拟分析,得出了掩护梁在该杠杆效应模型下极易失效的结论。煤矿生产作业应避免液压支架尤其是大采高支架在该杠杆效应模型姿态下使用,最后提出了避免液压支架掩护梁发生失效的防范措施。

卷带机装置在煤矿井下的应用

该文详细说明了卷带机装置的主要结构及工作方式,介绍了卷带机装置在煤矿井下工作面带式输送机皮带撤除工作中的应用效果。

后部刮板输送机机尾垂直驱动部在生产中的应用

主要介绍了后部刮板输送机采用垂直机尾驱动部的主要配套形式,各中配套形式的特点,以及在东滩煤矿生产中的应用实例。

滴油润滑装置在采煤机上的应用

为了能够有效克服电牵引采煤机外牵引存在的润滑问题,对外牵引的润滑条件进行了改善。通过在外牵引壳体上设置外置油箱,打孔加装注油嘴的方式,形成了一套完整的外牵引滴油润滑系统。

基于激光SLAM的综采工作面实时三维建图方法

移动式建图方法依赖高精度的光纤惯导和里程计进行位姿计算,而在实际工程实践中里程计精度难以满足应用需求,导致获取的工作面三维激光点云不完整。针对该问题,提出了一种基于激光SLAM的综采工作面实时三维建图方法。该方法主要包括激光点云去畸变、特征提取、位姿估计、优化建图等步骤。通过惯导数据消除激光点云的畸变,根据点云中每个点的时间戳检索惯导数据,获得对应每个点的姿态角,如果没有检索到对应姿态角,则采用四元数法进行插补。采用主成分分析法提取点云的几何张量特征,先求解点集的协方差矩阵,再进行特征值分解,得到几何张量特征。计算相邻2帧中特征点之间的距离,构建目标函数,采用Levenberg−Marquardt算法求解目标函数,获取变换矩阵,从而实现位姿估计。采用增量式优化算法,使用GTSAM优化库对历史关键帧与当前关键帧进行联合优化,将获得的所有关键帧点云叠加到一起,即为全局实时三维地图。井下工业性试验结果表明,该方法能实时、完整、高精度地构建全工作面范围的三维地图,最大绝对误差均值为0.19 m,满足综采工作面监控及刮板输送机找直精度需求。

基于改进YOLO v4的煤矸石识别检测技术研究

为提高煤矸石分拣的精度和可靠性,提出了一种基于改进YOLO v4的煤矸石识别网络,引入了Focal损失函数,使用K-means++聚类算法优化初始锚定框,将PANet中的五次卷积操作替换为CSP结构,同时引入空洞卷积的金字塔结构,降低模型参数,实现模型的轻量化,增加了一条跨连接边构成BiFPN结构,提高对中等目标的检测能力,得到My-YOLO v4目标检测模型。本研究对所提出的My-YOLO v4识别检测方法与SSD、YOLO v3、YOLO v4三种检测方法进行实验对比分析。实验结果表明,该检测算法在测试集上检测煤与煤矸石混合的mAP值为98.14%,FPS为28.3 f/s,相较于SSD、YOLO v3检测算法识别精度分别提高了5.41%、2.87%,相较于YOLO v4目标检测模型识别速度提高了7.7 f/s,通过对比分析实验数据验证了My-YOLO v4目标检测模型整体性能的有效提高。

工业以太网智能开采控制系统

研究背景存在问题随着综采工作面自动化、智能化采煤的深入研究和推广,基于单线低速CAN总线的支架控制系统在数据传输、实时性方面已经显现出一定的局限性。控制系统的架间通信宽带低,通常仅有几十至几百kbit/s,控制延时通常大于200ms,且存在通信接口种类多,协议不统一,软件平台适应性差,单工作面需要开发定制化应用软件的问题。

信息化在厂矿机电设备管理维护系统中的应用

随着智慧矿山的建设和煤矿智能化的发展,厂矿单位对设备管理维护提出了新的需求。为了改善厂矿单位机电设备管理的信息化程度,提高企业设备业务处理效率,笔者团队建立了“设备云管理系统平台”,该系统平台具有设备树、设备档案、前期管理、仓储管理、设备入役、运行维护、设备报废以及看板管理等8项基本功能模块,能够实现与基层企业生产过程密切相关的计划、运行、维护、维修、更新、改造、报废等设备管理环节的标准化和信息化作业,进而有助于改善厂矿现有机电设备管理维护模式,增强设备对企业生产的保障能力,最终实现设备管理全生命周期管理和智能化管理。