Analysis of diffusion behavior of harmful emissions from trackless rubber-wheel diesel vehicles in underground coal mines

To define the diffusion behavior of harmful exhaust substances from diesel vehicles and support safety risk assessments of underground coal mines,we performed a multi-species coupling calculation of the emission and diffusion of harmful substances from a trackless rubber-wheel diesel vehicle.A computational fluid dynamics(CFD)model of the diffusion of harmful emissions was hence established and verified.From the perspective of risk analysis,the diffusion behavior and distribution of hazardous substances emitted by the diesel vehicle were studied under 4 different conditions;moreover,we identified areas characterized by hazardous levels of emissions.When the vehicle idled upwind in the roadway,high-risk areas formed behind and to the right of the vehicle:particularly high concentrations of pollutants were measured near the rear floor of the vehicle and within 5 m behind the vehicle.When the vehicle idled downwind,high-risk areas formed in front of it:particularly high concentrations of pollutants were measured near the floor and within 5 m from the front of the vehicle.In the above cases,the driver would not breathe highly polluted air and would be relatively safe.When the vehicle idled into the chamber,however,high-risk areas formed on both sides of the vehicle and near the upper roof.Forward entry of the vehicle caused a greater increase in the concentration of pollutants in the chamber and in the driver’s breathing zone compared with reverse entry.

A novel explosion-proof walking system: Twin dual-motor drive tracked units for coal mine rescue robots

A new explosion-proof walking system was designed for the coal mine rescue robot(CMRR) by optimizing the mechanical structure and control algorithm. The mechanical structure innovation lies mainly in the dual-motor drive tracked unit used, which showed high dynamic performance compared with the conventional tracked unit. The control algorithm, developed based on decision trees and neural networking, facilitates autonomous switching between "Velocity-driven Mode" and "Torquedriven Mode". To verify the feasibility and effectiveness of the control strategy, we built a self-designed test platform and used it to debug the control program; we then made a robot prototype and conducted further experiments on single-step, ramp, and rubble terrains. The results show that the proposed walking system has excellent dynamic performance and the control strategy is very efficient, suggesting that a robot with this type of explosion-proof walking system can be successfully applied in Chinese coal mines.

煤直接液化油加工利用技术研究进展

煤直接液化技术是煤炭清洁高效利用的有效途径,来源于煤直接液化技术的液化油具有密度大、体积热值高、闪点高、凝点低的独特性质,通过加工利用能制备出多种石油基产品无法替代的油品。介绍了煤直接液化粗油及其加氢精制油的性质特点,对煤直接液化油的分离、加氢改质利用,制芳烃、车用燃料油、特种燃料及特种油品的研发进展及应用进行了综述和分析,为改善煤直接液化油的加工工艺,优化液化油下游产品结构提供了基础数据,为煤直接液化油的高效清洁利用提供了多元化、高值化、精细化的利用途径技术支撑和参考依据。

煤矿辅助运输防爆车辆电动化和数智化的应用研究

为提升煤矿辅助运输智能化建设水准,神东煤炭集团构建了辅助运输车辆管理系统。文章介绍了构成系统的主要模块,并基于井下人员和车辆的定位系统,利用井下4G/5G网络和巷道基站将信号传输到每个矿井地面调度室,然后通过光纤传输到大数据中心,实现了车辆监管数字化,让用车、派车更便捷。介绍了辅助运输车辆车载辅助安全驾驶系统、启动预警系统、智能感应自动停车装置、空挡启动保护装置、无线视距遥控等智能化技术。该系统利用激光雷达和相机对巷道扫描建模,为无人驾驶车辆提供“地图”,采用毫米波雷达技术和机器视觉技术实现辅助运输车辆在井下的精确定位,实现了无人驾驶的常态化运行能力。神东辅助运输车辆的电动化、监管数字化和智能化,极大的提高了辅助运输的安全和效率,提升了煤矿智能化建设水平。

表面横向风流作用下煤体的内部燃烧蔓延规律

煤的自燃特性使其在开采、存储和运输过程中存在火灾事故隐患,极大地阻碍了煤炭行业的可持续发展.通过自主搭建的敞车载运煤燃烧蔓延模拟实验装置,分析在表面横向风流作用下的松散煤体内部高温区域演变以及气体蔓延规律.结果表明,表面横向风流明显加快了本文实验煤样内部高温区域蔓延速度,相比无风状况下,高温蔓延速度加快了0.3倍(风流1 m·s^(-1)时)和0.5倍(风流2 m·s^(-1)时),高温区域峰值温度升高了120±20℃;受表面横向风流影响,燃烧蔓延路径向风流流动方向偏移;在风流0 m·s^(-1)时,燃烧的高温点O2体积分数快速下降阶段所经历的时间随纵深的增加逐渐增大,风流作用会加剧煤氧反应.研究成果可为煤炭在运输与储存过程煤火灾害形成规律研究提供参考借鉴.

煤矿双巷连掘工作面智能化锚杆钻车研究与应用

基于现有四臂顶锚杆钻车、六臂帮锚杆顶锚索钻车,对其进行智能化升级改造,研制智能化四臂顶锚杆钻车、智能化六臂帮锚杆顶锚索钻车,并在双巷连掘示范工作面开展试验应用。结果表明:2种钻车实现了顶/帮锚杆、顶锚索支护钻孔施工的电液智能化控制,在局部少量人工辅助下完成顶/帮锚杆支护钻孔、锚固全流程自动化施工,起到了减员、提效作用,为煤炭行业智能化转型提供技术支撑和有益参考。

连采机后配套梭式防爆蓄电池运煤车的设计

结合设计的运煤车的主要特点、总体结构和技术参数,详细说明了关键部件装煤斗的设计过程,并对安全制动系统、后轮辅助驱动系统、液压系统、电气系统等设计过程做了简单介绍。井下工业性试验结果表明,该运煤车性能可靠,能够满足连采工作面对运煤车辆的生产需求。

基于北斗+5G技术的煤矿运输车辆定位控制

现有主流运输车辆定位方案一般是借助自身传感器采集环境信息,再与地图匹配,从而估计车辆位置。然而,传统车辆定位方法往往应用于单一场景,在真实的煤矿生产交通环境中,地域限制、自车运动状态变化、光线变化、车辆拥堵等复杂场景下,传感器感知信息会受到干扰,导致定位轨迹信号误差增大甚至失败。为了摆脱传统的传感器检测模式的弊端,提出基于北斗卫星+5G技术的煤矿运输车辆自动定位控制器设计方法。设计一种基于北斗卫星技术与5G蜂窝网络融合的车辆定位技术,对煤矿运输车辆展开定位;针对信号源头的随机干扰问题,设计用于车辆定位信号校准的模糊PID控制器,并通过模糊PID控制器完成车辆定位轨迹信号校准。实验结果表明,北斗+5G的模式在煤矿运输车辆自动定位控制中,定位控制精度更好、稳定性更好、实际应用效果比传统的传感器模式更佳。

煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

矿用气动单轨吊承载车的静动态特性分析

以DQD20型气动单轨吊承载车为研究对象,建立气动单轨吊承载车的三维立体模型,通过有限元前处理,对承载车进行静力学特性分析,得出其在10倍安全系数载荷下的变形应力云图,并指出危险断面的位置及解决方法;在ANSYS Workbench模态分析模块中对承载车进行了模态分析,得出了承载车1-6阶的振型云图和振动特性,与气动单轨吊的工作频率作对比,得出不会发生共振的结论。

无人值守半挂汽车煤自动计量及卸车系统应用研究

主要介绍了无人值守半挂汽车煤计量及卸车的整体过程,包括自动化程度的提升、根据来煤计划自动分配指定的汽车衡称重、防作弊措施、计量及接卸效率的提升,以及员工工作方式的改变等。最终实现了汽车煤及厂内管理的全过程自动化和信息化,节约了人力资源,降低了劳动强度,提高了工作效率,为电厂燃料管理提供了一种新的模式。

井下巷道纳米吸能安全防撞装置的设计与试验研究

针对煤矿井下巷道跑车失速事故,提出一种纳米吸能安全防撞装置,利用有限元模拟分析软件,研究了失速车辆撞击装置的最大撞击力和装置的防撞效果,同时进行了2种工况下的实车碰撞试验验证。结果表明,纳米吸能安全防撞装置多级柔性碰撞缓冲吸收能量,快速将失控车辆导入正轨,且无骑跨翻越行为,驾驶室乘员的纵横加速度明显降低。该装置具有阻挡、导向和缓冲功能,对提高井下巷道运输安全具有重要意义。

煤矿锂电池运料车风冷式电池热管理建模与仿真

针对电池散热问题,进行了煤矿锂电池运料车风冷式电池热管理系统的建模与仿真。基于传热原理建立了电池热管理系统的数学模型,包括电池组、散热器和风流三部分。利用计算流体动学(CFD)平台构建了电池热管理系统的仿真模型,并进行了3种不同工况下的仿真实验。通过对比仿真结果,通风口位于锂电池前端的散热性能最为出色。

兴隆庄煤矿巷道多功能作业车研究与应用

为了改进现阶段煤矿巷道单轨吊梁安装维护及井下管线敷设维护的方式,减少维护过程中的安全隐患,以兴隆庄煤矿为例,通过分析该煤矿井下巷道单轨吊梁的安装概况和安装特点,研制出一种多功能作业车设备。该设备可以有效减少维护作业人员的数量,保障作业人员的安全,高效地进行维护作业;对该设备的主要结构进行了有限元分析,得到的结果符合实际工程情况。研究为类似条件的巷道维护作业的设备开发提供了理论依据和技术支持,对煤矿实际生产作业具有重大的意义。

煤矿井下无轨胶轮车运输智能控制与管理方法研究

无轨胶轮车因其结构灵活、高效运输和环保特性,在现代煤矿中得到了广泛应用。为确保其安全、高效运行,该文深入探讨了无轨胶轮车的智能控制与管理方法。通过自动导航、车辆状态监测和环境感知等智能控制技术,结合车辆调度管理、数据分析与优化以及故障预警与处理等智能管理方法,可以显著提高无轨胶轮车的运输效率和安全性,进而为煤矿的安全生产和运营效率提供有力保障。

察哈素煤矿人员车辆精确定位管理系统设计

察哈素煤矿目前采用的区域定位系统存在漏读问题,无法实时监测人员精准位置、监测井下车辆精准位置和车速等信息,使用效果较差、维护不便。为满足察哈素煤矿智能化矿井的建设要求,按照总体设计、分步实施,急用优先,与企业发展相配合的设计原则,基于TDOA的UWB精确定位技术,建设一套精确定位系统。该系统可实现人员精确定位、车辆精确定位、千兆自组环多类型接口附近设备可就近接入传输、车辆信号灯管理;井下的一个融合基站、地面的一套主备机服务器一个数据库,可通过BC/CS版软件进行管理和显示,实现一站多功能,后期可扩展,减少了井下设备安装数量和后期维护工作量。

无轨胶轮车关键尺寸的设计及车架的有限元分析

为进一步提升无轨胶轮车在煤矿综采工作面巷道的生产效率和安全性,结合实践生产提出了无轨胶轮车的设计目标与相关要求,重点设计其通过性参数。基于相关参数,采用ANSYS软件对车架进行有限元仿真分析,重点验证了与其配套车架在转弯工况下的最大应力和应变,验证了通过性参数与车架的匹配性。

浅埋煤层地表隐蔽致灾因素普查技术

浅埋煤层地表各类隐蔽致灾因素制约着煤矿的安全、高效、绿色开采,如何快速、高效查明地表隐蔽致灾因素类型、种属性,并结合矿井生产分析其所处的状态及其致灾危险性,是需要首先解决的问题。以陕北侏罗纪煤田浅埋煤层新民矿区青龙寺煤矿为研究对象,通过卫星遥感、低空无人机、地面地质调查、地质测量、采样测试、综合分析等技术,快速查明地表隐蔽致灾因素时空分布,结合井下涌水量观测、导水裂缝带高度多手段探查、矿压大数据分析、采空区气体监测及分析、数值模拟、相似材料模拟等技术,综合研究地表隐蔽致灾因素与矿井水害、顶板、火灾等关系。结果表明,井田内地表隐蔽致灾因素种类有过深沟开采、薄基岩—风化基岩、地表露天采坑及其积水、露天采坑回填、煤层露头自然发火等,上述隐蔽致灾因素可诱发井下工作面冒顶、工作面过沟开采顶板切落—动载矿压显现、工作面过露天采坑积水及其回填区的溃水溃沙、露头隐蔽高温区的有毒有害气体涌入等矿井灾害。研究成果可以为煤矿各类隐蔽致灾因素调查、分析提供参考,为浅埋煤层地表隐蔽致灾因素精准治理与灾害防治提供依据。

Mobile platform of rocker-type coal mine rescue robot

After a coal mine disaster,especially a gas and coal dust explosion,the space-restricted and unstructured underground terrain and explosive gas require coal mine rescue robots with good obstacle-surmounting performance and explosion-proof capability. For this type of environment,we designed a mobile platform for a rocker-type coal mine rescue robot with four independent drive wheels.The composition and operational principles of the mobile platform are introduced,we discuss the flameproof design of the rocker assembly,as well as the operational principles and mechanical structure of the bevel gear differential and the main parameters are provided.Motion simulation of the differential function and condition of the robot running on virtual,uneven terrain is carried out with ADAMS.The simulation results show that the differential device can maintain the main body of the robot at an average angle between two rockers.The robot model has good operating performance.Experiments on terrain adaptability and surmounting obstacle performance of the robot prototype have been carried out.The results indicate that the prototype has good terrain adaptability and strong obstacle-surmounting performance.

Design and analysis of an electric-locomotive turning system for coal mines

We describe a system for turning the accumulator electric locomotives used in coal mines. This improves transport efficiency and decreases mine construction and production costs. The operating requirements, principles, working features and transmission system are discussed. This system has a simple structure and can be manufactured, transported and assembled easily. It, therefore, can handle accumulator locomotives of middle and small size.