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神东矿区煤矿掘进工艺及装备智能化技术研究 被引量：4
1
作者 赵海兴 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期10-14,共5页
为了实现神东煤炭集团煤矿巷道掘进由人控到数控、由自动到智能的全面提速,分析了神东矿区煤矿单巷掘进、双巷掘进、大断面切眼贯通的工艺及设备配套技术现状,研究了智能化掘锚一体机、智能化连续采煤机、智能掘锚一体机惯性导航技术、... 为了实现神东煤炭集团煤矿巷道掘进由人控到数控、由自动到智能的全面提速,分析了神东矿区煤矿单巷掘进、双巷掘进、大断面切眼贯通的工艺及设备配套技术现状,研究了智能化掘锚一体机、智能化连续采煤机、智能掘锚一体机惯性导航技术、成套智能化掘进技术、近端AI识别和远程云控制技术等掘进设备智能化技术,同时研究了预埋孔钻进机器人、智能化管路抓举设备、智能化防爆柴油开槽机、电缆自动收放车辆、智能清仓机器人等掘进辅助作业设备及技术。在此基础上给出神东煤炭集团煤矿掘进智能化发展建议,即:加快推广掘锚一体化生产工艺、发展5G无线网络技术、完善透明地质保障系统等,从根源上解决智能设备自主可控、智能互联、安全可信等关键问题。 展开更多
关键词 双巷掘进 智能化掘进设备 柔模支护 掘锚一体化 透明地质
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基于卷积神经网络的煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划方法
2
作者 卢志琦 《煤矿机械》 2024年第2期179-182,共4页
为解决当前煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划精度较低、无法保证抓取轮胎受力均匀、导致轮胎部分位置受力过大、对轮胎产生了不同程度损害、消耗大量人力与物力资源的问题,提出基于卷积神经网络的轮胎助力机械手抓取姿态规划... 为解决当前煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划精度较低、无法保证抓取轮胎受力均匀、导致轮胎部分位置受力过大、对轮胎产生了不同程度损害、消耗大量人力与物力资源的问题,提出基于卷积神经网络的轮胎助力机械手抓取姿态规划方法。引入卷积神经网络,通过提取目标物体位姿变化特征,得出目标物体在坐标系中的位置信息与姿态信息;基于卷积神经网络建立抓取预测模型,获取机械手抓取物体成功的概率;设计轮胎助力机械手的抓取轨迹,并设计机械手抓取姿态规划算法。通过试验分析可知,该方法在抓取过程中最大耗时与平均耗时均较短,抓取质量与效率得到了显著提升。 展开更多
关键词 卷积神经网络 煤矿 支架搬运车 轮胎 抓取姿态 助力机械手 规划方法
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煤矿掘进装备液压系统智能化改进设计
3
作者 王瑶 《煤矿机械》 2024年第11期1-4,共4页
针对煤矿掘进装备的智能化功能需求,对液压系统进行智能化改进设计,对改进设计中电液控制、液压参数检测的关键问题、传感器选型、安装方式等进行总结和说明。工程应用表明,经过液压系统的智能化改进,掘进装备具备了初级智能化功能,可... 针对煤矿掘进装备的智能化功能需求,对液压系统进行智能化改进设计,对改进设计中电液控制、液压参数检测的关键问题、传感器选型、安装方式等进行总结和说明。工程应用表明,经过液压系统的智能化改进,掘进装备具备了初级智能化功能,可为高级智能化提供基础,具备较高的实用价值,为系列化掘进装备液压系统的智能化升级改进提供一定的参考。 展开更多
关键词 煤矿 掘进装备 液压系统 智能化
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基于IGA的煤矿用机械臂位置校准方法
4
作者 鲍文亮 贾运红 《煤矿机械》 2024年第7期31-35,共5页
针对煤矿用机械臂定位精度较低问题,提出了一种基于改进遗传算法(IGA)的机械臂校准方法。该方法利用煤矿用机械臂正向运动学模型计算空间位置,并采用激光跟踪仪测量空间位置,用计算和测量的多组位置值建立数据集。运动学模型位置误差函... 针对煤矿用机械臂定位精度较低问题,提出了一种基于改进遗传算法(IGA)的机械臂校准方法。该方法利用煤矿用机械臂正向运动学模型计算空间位置,并采用激光跟踪仪测量空间位置,用计算和测量的多组位置值建立数据集。运动学模型位置误差函数是多元非线性函数,误差校准即最优解问题,采用自适应交叉概率阈值(PC)和自适应变异概率阈值(PM)结合精英主义的IGA求解运动学模型位置误差函数最优解。研究结果表明,基于运动学模型和IGA实现煤矿用机械臂位置校准,能够取得较高的定位精度,满足煤矿井下100 mm×100 mm规格锚网支护需要。 展开更多
关键词 煤矿 正向运动学模型 IGA 参数辨识
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煤矿机械设备智能化技术在安全生产中的应用
5
作者 于建华 《南方农机》 2024年第24期144-147,共4页
为了有效遏制煤矿安全事故的发生,大力发展煤矿机械设备的智能化技术,这对于改善煤矿恶劣的作业环境、提高生产效率、降低安全风险具有重要意义。基于此,分析了智能传感器、大数据分析、自主决策控制等关键技术,阐述了智能化技术在设备... 为了有效遏制煤矿安全事故的发生,大力发展煤矿机械设备的智能化技术,这对于改善煤矿恶劣的作业环境、提高生产效率、降低安全风险具有重要意义。基于此,分析了智能传感器、大数据分析、自主决策控制等关键技术,阐述了智能化技术在设备故障预警、生产过程优化、能效管理、安全防护等方面的优势,结合实验数据定量评估了智能化技术的应用效果。结果表明,智能化技术的应用降低了能源消耗与事故风险,是实现煤炭安全高效开采、引领行业高质量发展的必由之路。 展开更多
关键词 煤矿机械设备 智能化技术 安全生产 设备故障预警
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煤矿掘进装备截割臂动力吸振器半主动振动控制方法研究
6
作者 包振兴 李昂 郭治富 《煤矿机电》 2024年第5期1-6,共6页
针对煤矿掘进装备截割臂由工作载荷引起的剧烈振动问题,提出一种变阻尼动力吸振器半主动振动控制方法。根据带耗散函数的拉格朗日动力学方程建立了截割臂-动力吸振器耦合动力学模型;根据动力学模型通过定点理论和迭代计算的方法分别计... 针对煤矿掘进装备截割臂由工作载荷引起的剧烈振动问题,提出一种变阻尼动力吸振器半主动振动控制方法。根据带耗散函数的拉格朗日动力学方程建立了截割臂-动力吸振器耦合动力学模型;根据动力学模型通过定点理论和迭代计算的方法分别计算了被动式动力吸振器和半主动动力吸振器的各项物理参数;设计了动力吸振器的标准地棚控制和开关地棚控制策略,实现了动力吸振器的半主动控制。仿真结果对比表明:动力吸振器标准地棚控制能够有效地降低截割臂的振动强度,显著降低了截割臂一阶模态角度响应与角加速度响应的峰值,具有最佳的控制效果。 展开更多
关键词 振动控制 动力吸振器 地棚控制
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煤矿电动车辆单踏板再生制动效能分析
7
作者 任志勇 石琴 闫凯 《中国机械工程》 北大核心 2025年第2期209-219,共11页
针对煤矿无轨辅助运输电动车辆提出了一种基于加速踏板的单踏板再生制动控制策略,以进一步提高再生制动能量回收率和能源利用效率。基于车辆制动动力学和能量守恒定律,对再生制动过程进行了理论建模。结合煤矿无轨辅助运输电动车辆驱动... 针对煤矿无轨辅助运输电动车辆提出了一种基于加速踏板的单踏板再生制动控制策略,以进一步提高再生制动能量回收率和能源利用效率。基于车辆制动动力学和能量守恒定律,对再生制动过程进行了理论建模。结合煤矿无轨辅助运输电动车辆驱动系统以及加速踏板的结构特征,建立了基于加速踏板开度的再生制动转矩求解模型,同时,为满足大强度制动工况需求,建立了由加速踏板切换至制动踏板时的再生制动转矩计算模型,对车辆加速、滑行及制动过程中控制策略的工作原理依次进行了分析。针对典型的驾驶循环工况,在底盘测功机上对单踏板再生制动控制策略的能耗经济性进行实车测试,结果显示NEDC和WLTC工况续驶里程分别增加了41.65 km和35.86 km。实车综合路试结果表明,加速、制动踏板切换过程中再生制动转矩过渡平稳,整车加减速过程平顺。研究结果为再生制动系统的优化开发奠定了技术基础,有利于煤矿电动车辆的推广和普及。 展开更多
关键词 煤矿电动车辆 加速踏板 再生制动 能量回收 控制策略
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掘进装备多功能超前支护系统设计应用
8
作者 张东宝 《煤矿机械》 2025年第3期31-33,共3页
为了解决国产掘进装备传统临时支护存在顶板适应性差、自动化程度低的问题,创新开发了一套结构合理、维护方便、功能齐全的前探式临时支护系统。介绍了其结构、设计特点和设计参数。该系统应用于黄陵二号煤矿快速掘进系统中,试验结果表... 为了解决国产掘进装备传统临时支护存在顶板适应性差、自动化程度低的问题,创新开发了一套结构合理、维护方便、功能齐全的前探式临时支护系统。介绍了其结构、设计特点和设计参数。该系统应用于黄陵二号煤矿快速掘进系统中,试验结果表明,与原有临时支护相比,系统可靠性高、维护量小,将掘锚一体机临时支护空顶距由1~1.2 m减至0.4 m,提高了掘锚一体机锚钻作业的安全性,同时实现了锚网输送由人工传递向机械化和自动化的技术跨越,取得了良好的经济和社会效益。 展开更多
关键词 掘进装备 自动铺网 超前支护 快速掘进 智能化 粉尘防治
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煤矿掘进机在非煤矿的应用分析
9
作者 葛秦龙 《煤矿机械》 2025年第3期148-151,共4页
煤矿掘进已经基本实现机械化,部分煤矿已经步入信息化和智能化,而非煤矿开采仍以凿岩爆破为主,存在安全性差、效率低等问题。针对煤矿与非煤矿在地质条件、矿石特性、采掘工艺等方面的差异,对悬臂式掘进机在非煤矿应用时面临的关键问题... 煤矿掘进已经基本实现机械化,部分煤矿已经步入信息化和智能化,而非煤矿开采仍以凿岩爆破为主,存在安全性差、效率低等问题。针对煤矿与非煤矿在地质条件、矿石特性、采掘工艺等方面的差异,对悬臂式掘进机在非煤矿应用时面临的关键问题进行分析,提出解决方案,并在工程应用中得到验证,为更多煤矿机械在非煤矿的应用提供参考。 展开更多
关键词 掘进机 煤矿 非煤矿 应用 关键问题
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多轴机械运动臂姿态检测系统设计
10
作者 康永玲 《煤矿机械》 2025年第2期1-3,共3页
针对目前掘进机多轴机械运动臂姿态精确检测常用方法存在的安装困难、结构复杂、维护成本高等问题,设计了一种经济、可靠、适用于煤矿掘进机多轴机械运动臂的姿态检测系统。该系统通过在掘进机截割运动臂上安装防爆动态倾角传感器实现... 针对目前掘进机多轴机械运动臂姿态精确检测常用方法存在的安装困难、结构复杂、维护成本高等问题,设计了一种经济、可靠、适用于煤矿掘进机多轴机械运动臂的姿态检测系统。该系统通过在掘进机截割运动臂上安装防爆动态倾角传感器实现截割头俯仰角的测量,在回转机架上设计特定的可靠结构安装防爆角度传感器及定位器等组合方式实现截割头偏航角的测量,并对俯仰角、偏航角及截割臂长度进行解算,实时获取到截割头相对机身的精确姿态信息。现场应用表明,该检测系统结构简单、安装便捷、维护成本低、环境适应性强、性能稳定。 展开更多
关键词 掘进机 截割臂 姿态 倾角传感器 角度传感器
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基于DFMEA的煤矿用卷电缆装置试验台滑移系统可靠性分析
11
作者 周廷 《煤矿机械》 2025年第3期90-92,共3页
采用设计失效模式与影响分析(DFMEA)方法,在设计阶段对卷电缆装置试验台的滑移系统进行潜在失效模式和潜在失效后果分析,介绍了试验台的结构、功能,并依据其结构和功能进行失效分析和风险分析,计算其RPN值。通过分析发现牵引销轴组件、... 采用设计失效模式与影响分析(DFMEA)方法,在设计阶段对卷电缆装置试验台的滑移系统进行潜在失效模式和潜在失效后果分析,介绍了试验台的结构、功能,并依据其结构和功能进行失效分析和风险分析,计算其RPN值。通过分析发现牵引销轴组件、轴承座组件的部分故障模式RPN值最高,为设计阶段的方案改进提供了参考。 展开更多
关键词 DFMEA 卷电缆装置 试验台 滑移系统
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无线传感器网络技术在煤矿救援机器人的应用研究
12
作者 刘国鹏 《煤矿机械》 2025年第3期212-215,共4页
煤矿救援工作一直被视为一项危险的任务。爆炸发生后,当救援人员在没有环境条件感知的情况下进入巷道时,随时面临着再次发生爆炸的风险,因此通过无线传感器对矿井环境中有毒气体进行远程检测。设计了一种基于无线传感器网络的自适应煤... 煤矿救援工作一直被视为一项危险的任务。爆炸发生后,当救援人员在没有环境条件感知的情况下进入巷道时,随时面临着再次发生爆炸的风险,因此通过无线传感器对矿井环境中有毒气体进行远程检测。设计了一种基于无线传感器网络的自适应煤矿救援机器人,由带有监测功能的传感器和控制机构组成,通过可靠的无线通信实时传输监测到的环境数据。该救援机器人可以引导救援人员在远程规划救援行动,减少煤矿灾害造成的损失,同时进行高效的救援行动。 展开更多
关键词 煤矿救援机器人 无线传感器 温度传感器 危险气体探测器
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基于插值法对抓举机械臂抓举轨迹的分析
13
作者 郑跃鹏 《煤矿机械》 2025年第3期74-76,共3页
以某工程机器人为研究对象,利用三维软件构建其抓举机械臂的三维模型,采用D-H参数法建立抓举机械臂的运动学模型,完成了机械臂执行端轨迹的运动学推导。然后依据机械臂正逆运动学及插值原理,模拟抓举机械臂作业的实际情况,对其执行端轨... 以某工程机器人为研究对象,利用三维软件构建其抓举机械臂的三维模型,采用D-H参数法建立抓举机械臂的运动学模型,完成了机械臂执行端轨迹的运动学推导。然后依据机械臂正逆运动学及插值原理,模拟抓举机械臂作业的实际情况,对其执行端轨迹规划进行求解。为后续机械臂的轨迹优化提供了一定研究依据。 展开更多
关键词 插值法 机械臂 D-H参数法 轨迹
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曲柄摇臂式开槽机械臂设计与分析
14
作者 焦宏章 《煤矿机械》 2025年第3期20-23,共4页
针对现有开槽机的不足,设计了一种曲柄摇臂式开槽机械臂,应用动力学仿真软件MSC.ADAMS建立了其动力学仿真模型,获得了主臂最大速度为11.75°/s、最大转矩为136.97 kN·m,变幅油缸最大推进速度为71.65 mm/s、最大推力为204.2 kN... 针对现有开槽机的不足,设计了一种曲柄摇臂式开槽机械臂,应用动力学仿真软件MSC.ADAMS建立了其动力学仿真模型,获得了主臂最大速度为11.75°/s、最大转矩为136.97 kN·m,变幅油缸最大推进速度为71.65 mm/s、最大推力为204.2 kN,得到了机械臂关键铰接点的受力响应,据此完成了主臂驱动减速器、变幅油缸、关键联接销轴的设计和选型。 展开更多
关键词 曲柄摇臂 开槽机械臂 开槽 变幅油缸
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矿用带式输送机托辊更换机械手设计与研究
15
作者 郑晓锋 《煤矿机械》 2025年第2期32-34,共3页
目前煤矿井下长距离带式输送机托辊因工作环境恶劣、长时间磨损等原因故障频发,同时托辊更换作业仍依靠人工完成,存在人工作业劳动强度大、作业过程繁琐,还会引发各种安全事故等。针对以上问题,研制了一种矿用带式输送机托辊更换装备,... 目前煤矿井下长距离带式输送机托辊因工作环境恶劣、长时间磨损等原因故障频发,同时托辊更换作业仍依靠人工完成,存在人工作业劳动强度大、作业过程繁琐,还会引发各种安全事故等。针对以上问题,研制了一种矿用带式输送机托辊更换装备,对其关键执行部件机械手的力学及运动特性进行了建模分析,通过有限元分析确定了最大应力和最大位移发生的部位,为复杂工况下机械手应用提供了创新设计和理论依据。 展开更多
关键词 带式输送机 托辊更换 机械手 有限元
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煤矿智能掘进装备发展现状与关键技术探讨 被引量：11
16
作者 田臣 覃杰 +1 位作者 王强 唐会成 《中国煤炭》 2023年第7期102-108,共7页
智能掘进是煤矿智能化建设的关键组成部分,也是缓解我国煤炭采掘突出问题的重要手段。根据国内外智能掘进研究现状,梳理了影响和制约智能掘进发展面临的主要问题,详细阐述了智能快速掘进装备中智能截割技术、智能导航技术、地图构建技... 智能掘进是煤矿智能化建设的关键组成部分,也是缓解我国煤炭采掘突出问题的重要手段。根据国内外智能掘进研究现状,梳理了影响和制约智能掘进发展面临的主要问题,详细阐述了智能快速掘进装备中智能截割技术、智能导航技术、地图构建技术、远程可视化控制4项关键技术,并对其要点进行了详细介绍。认为,智能掘进整体技术水平还处于初级阶段,智能化程度相对较低,智能掘进成套装备的适应性和可靠性还需检验,需要创新科研组织模式,开展共性关键技术的联合攻关。 展开更多
关键词 智能掘进 智能截割 智能导航 地图构建 远程可视化
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我国煤矿快速掘进20a发展与展望 被引量：15
17
作者 王虹 陈明军 张小峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1199-1213,共15页
针对煤矿智能化快速发展,煤矿掘进面临新的机遇和挑战,笔者对我国煤矿快速掘进20 a的发展进行全面综述,以期理清掘进工艺、关键工序的技术及装备、成套装备的发展脉络及趋势,以便更好地推动掘进智能化的高速健康发展。在掘进工艺方面,... 针对煤矿智能化快速发展,煤矿掘进面临新的机遇和挑战,笔者对我国煤矿快速掘进20 a的发展进行全面综述,以期理清掘进工艺、关键工序的技术及装备、成套装备的发展脉络及趋势,以便更好地推动掘进智能化的高速健康发展。在掘进工艺方面,双巷掘进开辟了截割、支护在不同巷道同时作业的新途径;掘锚同步工艺,时间-空间多维同步快速掘进工艺打破了先掘后支、及时全部支护的传统,创立了掘锚同步、迎头必要支护与多维空间永久支护动态匹配的分区支护方法。在掘进装备方面,形成了以纵轴、全宽横轴截割滚筒为主,全断面截割滚筒为辅的截割滚筒结构形式,并且在高功率密度减速器及整机设计理念不断突破的基础上,成功研制纵轴截割功率达315 kW、全宽横轴截割功率达560 kW的系列高效截割系统。在锚护装备方面,由传统的单体锚杆钻机发展出锚杆钻机、一键操作流程化钻机、钻机集群等,在有限空间内钻机的数量和作业安全性得到大幅提升,作业流程得到大幅简化,锚孔识别、锚护路径自动规划等智能化技术已进入工业性试验阶段。柔性运输系统的发明解决了掘进面短距离高效转载难题。在成套装备配置上,形成了以连续采煤机、掘锚一体机、掘锚机(掘进机+机载锚杆钻机)、煤矿全断面掘进机为龙头的四大类快速掘进系统,在四大快速掘进系统下,又分别形成了不同的作业线,实现了对不同地质条件巷道快速掘进的全覆盖。掘进工程系统层级上实现了具有成套装备的远程控制、集中控制、视频监测、闭锁联动、人员接近预警等智能化功能。回顾快速掘进的发展历程,提出完善时间-空间多维同步快速掘进理论、以智能掘进搜集透明地质的基础大数据、加强掘进巷道辅助作业工艺及设备研究、加强装备的智能化核心技术研发等智能掘进的发展方向。 展开更多
关键词 快速掘进 智能掘进 截割 锚护 掘进成套装备
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煤矿巷道开槽机械臂控制策略开发及仿真分析 被引量：5
18
作者 焦宏章 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第8期200-202,共3页
针对现有开槽装备的技术不足,提出一种大折展比开槽机械臂构型,完成其结构设计,该机械臂最大作业高度为4280 mm,最大作业深度为2706 mm,最大作业宽度为4212.5 mm,针对矩形巷道,基于栅格法,开发了机械臂智能控制策略,在宽度5000 mm,高度4... 针对现有开槽装备的技术不足,提出一种大折展比开槽机械臂构型,完成其结构设计,该机械臂最大作业高度为4280 mm,最大作业深度为2706 mm,最大作业宽度为4212.5 mm,针对矩形巷道,基于栅格法,开发了机械臂智能控制策略,在宽度5000 mm,高度4000 mm的巷道条件下,对控制策略仿真分析可得,顶板开槽过程中轨迹最大偏差为22 mm,侧帮开槽过程中轨迹最大偏差为53 mm,底板开槽过程中轨迹最大偏差为53 mm,满足巷道施工需求。 展开更多
关键词 开槽 开槽机 机械臂 控制策略 采空区
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采掘机械用截齿磨损的研究进展 被引量：5
19
作者 张建广 冯家鹏 《煤矿机械》 2017年第2期12-15,共4页
介绍了采掘机械用截齿磨损的研究进展,包括截齿破碎岩石与磨损的机理、影响截齿磨损的主要因素。按照截齿磨损的研究方法,从标准台架试验、模拟工况试验和数值仿真等方面对国内外的主要研究内容和成果进行了梳理,并对截齿磨损研究的应... 介绍了采掘机械用截齿磨损的研究进展,包括截齿破碎岩石与磨损的机理、影响截齿磨损的主要因素。按照截齿磨损的研究方法,从标准台架试验、模拟工况试验和数值仿真等方面对国内外的主要研究内容和成果进行了梳理,并对截齿磨损研究的应用和未来发展方向进行了阐述和探索。 展开更多
关键词 截齿磨损 标准台架试验 模拟工况试验 数值仿真 磨损机理
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煤矿智能无轨辅助运输装备关键技术研究与应用 被引量：9
20
作者 宋德军 王治伟 张凡 《中国煤炭》 2023年第7期81-88,共8页
介绍了煤矿无轨辅助运输技术与装备的发展背景以及当前无轨辅助运输产业政策,针对井下无轨辅助运输技术与装备应用现状,简要地对我国防爆柴油机动力和防爆蓄电池动力辅运车辆的发展现状进行了系统梳理,详细阐述了清洁动力、高效传动匹... 介绍了煤矿无轨辅助运输技术与装备的发展背景以及当前无轨辅助运输产业政策,针对井下无轨辅助运输技术与装备应用现状,简要地对我国防爆柴油机动力和防爆蓄电池动力辅运车辆的发展现状进行了系统梳理,详细阐述了清洁动力、高效传动匹配、车辆驱动控制和安全制动等防爆柴油动力无轨辅助运输装备的关键技术及其发展趋势,以及防爆蓄电池动力、牵引逆变交流变频调速、分布式多轮驱动转矩协同控制等关键技术;同时,分析了智能化技术在无轨辅助运输中的应用。指出,柴油机降排、新能源车辆续航里程、井下安全驾驶和行业标准体系不足是现存无轨辅助运输发展的技术难点。对未来煤矿无轨辅助运输技术与装备的发展方向进行了展望,认为绿色安全和高效智能是煤矿辅助运输的发展方向。 展开更多
关键词 煤矿开采 绿色矿山 无轨辅助运输 关键技术 智能化应用
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