综采工作面直线度控制系统研究

分析了实现综采工作面直线度控制的主要方法,介绍了工作面直线度控制的工作原理,并采用激光对位传感器等设计了工作面直线度控制系统,实现了工作面液压支架的直线度控制。井下原理性实验结果表明,该系统能够有效地控制沿工作面走向的支架之间的相对位置,直线度控制精度达到30mm,能够满足工作面直线度控制要求。

基于虚拟现实与数字孪生技术的综采工作面直线度求解

直线度问题是综采工作面智能化建设的卡脖子问题之一,解决该问题的关键在于刮板输送机或者液压支架群的位姿获取。目前针对综采工作面直线度的研究大多是对液压支架和刮板输送机的直线度分别进行讨论,存在成本高、实现困难等问题。针对该问题,基于虚拟现实(VR)与数字孪生(DT)技术对综采工作面直线度求解方法进行探索,将液压支架、浮动连接机构、刮板输送机看作一个系统来进行整体考虑,搭建了综采工作面直线度求解框架,主要分为机理解析、模型构建、融合推演、重构监测、预测控制5个步骤。指出综采支运装备相对位置关系分析的关键在于连接液压支架底座与刮板输送机的浮动连接机构,根据浮动连接机构的运动特性将其简化为机器人模型,进行正逆向运动解析;依据真实的煤层环境,在Unity3D中建立基于关节的综采支运装备运动仿真模型,构建VR场景,实现虚实映射;通过非接触式视觉传感器、虚拟传感器、虚实融合等技术,融合传感器及点云信息进行支运装备位姿推演;利用虚实交互技术,联合真实物理场景构建DT系统,实现综采工作面虚拟监测;在虚拟场景中对保证直线度所需的推移行程进行预测,并将其反馈至物理场景中进行直线度控制。

钛制精馏塔制造过程中塔体直线度的控制

本文从钛制大型塔器的特殊要求,依据钛材特性,在生产加工过程中考虑了影响其直线度的各因素,并采取了相应措施,为此类设备的制造积累了可供借鉴的方法和经验。

综采工作面刮板输送机直线度控制技术研究

为了提高综采工作面回采设备的综合自动化控制水平,在对刮板输送机直线度调整、控制及检测误差分析基础上,提出采用PID控制方式对刮板输送机直线度进行控制,并采用Matlab模拟仿真直线度控制效果。研究结果表明,文中提出的刮板输送机直线度控制技术可实现刮板输送机直线度的精准控制,邻近刮中部槽间误差在1cm以内。

刮板输送机智能调直控制方案

针对刮板输送机运行过程中存在的直线度保持能力差、可能发生采煤机脱轨的问题,提出了刮板输送机智能调直控制方案。以刮板输送机中部槽为基准,设计位于采煤机机身的中部槽位置检测装置,实现刮板输送机中部槽位置数据感知和解算;设计内嵌于液压支架控制器的校直模块,完成刮板输送机中部槽位移精确控制;位置检测装置与校直模块二者之间以红外通讯方式完成数据传输。实验验证结果表明:提出的刮板输送机智能调直方案能够降低刮板输送机的直线度误差,达到智能调直的目的。

超深地下连续墙施工控制关键技术研究

针对张靖皋长江大桥南锚碇超深复合地下连续墙成槽精度高、钢箱和钢筋笼制安精度高等施工要求,以试验段建造为研究主体展开相关施工控制关键技术研究。首先,基于双轮铣槽机智能辅助决策系统对铣槽机成槽过程进行控制,实现槽段垂直度小于1/800的控制要求;其次,通过高精度卧式匹配制造的方法,实现钢箱制造过程的直线度控制,基于智能调平技术完成钢箱安装的水平控制,实现钢箱安装垂直度大于1/1000的控制要求;最后,基于数控加工、视觉检测技术以及高精度胎架完成钢筋笼的高精度制作,实现二期钢筋笼的顺利下放。超深地下连续墙施工控制关键技术有效保障了试验段的顺利实施,取得了较好的试验效果。

抽油杆直线度的测量及生产控制分析

针对抽油杆生产中直线度的实际测量过程中存在偏差的问题,开展了抽油杆测量偏差矫正的研究。以生产控制为切入点,按照相应的标准和规范,制定有效的解决措施方法。阐述了国内外抽油杆直线度测量方法,介绍了常见的抽油杆直线度的生产控制方法,实现整个抽油杆生产工艺的优化和改进,测量出的杆体直线度全跳动值小于1.4mm,测量出的端部直线全跳动值小于1.66mm,小于标准要求的3.3mm。该研究简化了抽油杆的检测方法,提升了抽油杆直线度测量准确度。

煤炭智能化开采关键技术创新进展与展望

全面总结了薄煤层和较薄煤层智能化开采、厚煤层大采高和超大采高智能化开采、特厚煤层综放开采智能化技术的创新与实践,分析了存在的不足;提出了综采装备适应围岩活动及环境动态变化所需攻克的采煤机智能调高控制、液压支架群组与围岩的智能耦合自适应控制、工作面直线度智能控制、基于系统多信息融合的协同控制、超前支护及辅助作业的智能化控制5项关键技术,为将智能开采由目前的初级阶段升级为自学习、自决策、自修正的高级阶段奠定技术基础;对煤炭行业近期、中期和远期提出了智能化、有限无人化和流态化的技术发展方向和目标,展望了可能的发展路径及需要突破的关键技术和发展方向。

煤炭智能化开采模式和关键技术研究

针对智能化开采的概念、模式和技术存在模糊的现状,简述了无人化技术、智能化技术和数字化技术的概念和区别。结合采煤技术发展的历程,基于采煤技术手段的变革,提出了智能化开采的2种技术模式:智能自适应开采技术模式和工作面自动化+可视化远程干预半智能开采技术模式,分别对这2种技术模式的关键技术进行了分析研究。研究结果表明,2种技术模式皆能实现智能开采并满足实际应用需求,未来趋向于2种模式交叉并列发展,以实现采煤工作面的智能控制。

综采工作面巡检机器人关键技术研究

目前国内许多煤矿应用了可视化远程干预型智能无人化综采,但是综采工作面内仍然需要1名工人进行巡检作业,为了实现综采工作面支架支护区域内真正无人,需要研究一种综采工作面巡检机器人,实现对综采工作面巡检人员的替代,适应智能综采的发展方向。在分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上,指出综采工作面巡检机器人研究目前处于起步阶段,提出了综采工作面巡检机器人研究需要攻克的5个方面的技术难题:综采工作面巡检机器人控制平台健壮性,行走驱动可靠性,移动通信稳定性,群组控制协同性,配套应用合理性。给出并具体分析了综采工作面巡检机器人发展所需的5项关键技术:柔性轨道技术,精准定位导航技术,高可靠控制技术,动态图像采集技术,三维采场模型构建技术。研制了一款综采工作面巡检机器人,以电池供电驱动行走机构沿刮板输送机电缆槽外侧的轨道实现快速移动,轨道之间采用具有一定承载能力的弹簧连接件实现柔性连接,综采工作面巡检机器人搭载惯性导航系统,三维激光扫描装置,红外热成像摄像仪,可见光摄像仪,无线移动终端等装备,可完成对综采工作面直线度、水平度检测,工作面精确定位,工作面点云扫描,采煤机运行状态巡检与工作面快速巡检等功能,并通过无线通信网络实现传感数据准确、快速传输至巷道集控中心。通过在神东榆家梁煤矿43101综采工作面应用,实现最大巡检速度60 m/min,辅助构建的工作面三维点云模型实测精度0.2 m,实现搭载惯导系统在宽360 m综采工作面直线度可控制在±500 mm。综采工作面巡检机器人在质量和电池续航2个方面仍需进一步研究优化,以满足实际生产需求。研究成果可为煤炭行业综采工作面巡检机器人技术的发展提供有益的借鉴。

综采工作面智能化技术研究及应用

对麦垛山煤矿综采工作面智能化技术进行了全面、系统的研究,重点阐述了综采工作面智能化控制系统技术方案及关键特征,介绍了智能单兵装备与智能化控制系统的融合方式及其对综采工作面智能化生产的有益促进。智能化控制系统实现了液压支架自动推溜拉架、采煤机记忆截割、远程集中监控等功能,并通过引进LASC技术保证了工作面连续推进过程中直线度可控。通过将智能化控制系统与智能单兵装备融合,扩展了综采工作面智能化生产模式下生产巡检人员的单兵作业能力,提升了智能化控制系统对异常情况的自适应能力,解决了生产过程中人机冲突问题。

综采工作面智能化装备关键技术与应用

为实现综采工作面的智能化开采,旨在解决综采工作面开采设备技术落后、开采效率低、工作环境恶劣的问题,通过分析国内外综采工作面智能化开采先进设备的应用情况,目前综采智能化技术装备在薄及较薄煤层、地质条件较好的工作面应用情况已经较好,具有很多成功案例。为了推广智能化技术装备在厚煤层、地质条件较复杂的综采工作面使用,在西山煤电股份有限公司马兰矿厚煤层成功建设与应用了智能化综采工作面,并投入使用;并就其中涉及到的采煤机记忆割煤技术、工作面直线度检测及控制技术、煤流负荷监测及其协同控制技术等关键技术进行了应用分析及总结,最后就综采工作面智能化技术装备的发展方向进行了展望。