坚硬顶板超前区域治理技术在神东布尔台煤矿的应用 被引量：14

1

作者 杨俊哲 王振荣 +3 位作者 吕情绪 杨森 李果 郑凯歌 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期17-23,共7页

坚硬顶板是岩层控制的一大难题,高位坚硬岩层的破断失稳经常会诱发强矿压灾害,严重威胁矿井的安全生产,坚硬顶板的治理是煤矿安全生产的重大难题之一。针对神东矿区布尔台煤矿煤层顶板厚度大、硬度高、垮落难等问题,分析定向长钻孔分段... 坚硬顶板是岩层控制的一大难题,高位坚硬岩层的破断失稳经常会诱发强矿压灾害,严重威胁矿井的安全生产,坚硬顶板的治理是煤矿安全生产的重大难题之一。针对神东矿区布尔台煤矿煤层顶板厚度大、硬度高、垮落难等问题,分析定向长钻孔分段水力压裂的压裂机理和技术优势,基于关键层理论确定了钻孔布置层位,采用拟三维裂缝模型对压裂注入时间和注入流速对裂缝扩展的影响进行分析计算,确定布尔台煤矿42108工作面顶板压裂钻孔布置方式,沿工作面倾向方向平行布孔3个,裂缝半长41 m,压裂控制区域覆盖了整个工作面。实践表明:42108工作面在实施了坚硬顶板分段水力压裂弱化后,工作面正常支架循环末阻力同比下降3.33%;周期来压期间,支架循环末阻力同比下降6.81%;动载系数平均降低了10.88%;强矿压显现减弱,保证工作面安全回采。 展开更多

关键词 定向长钻孔 水力压裂技术 坚硬顶板弱化 矿压 神东布尔台煤矿

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神东矿区多煤层开采覆岩破坏及导水裂隙带高度特征研究 被引量：18

2

作者 徐祝贺 李全生 +2 位作者 张国军 杨英明 孙长斌 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2023年第6期67-77,共11页

掌握煤层开采覆岩破坏规律及导水裂隙带演化特征,是对其进行源头减损设计及采后分区差异化地表生态修复的前提。以神东石圪台矿典型工作面为工程背景,采用自主研发的模拟试验平台开展多煤层开采覆岩破坏及其自修复特征研究,并揭示了导... 掌握煤层开采覆岩破坏规律及导水裂隙带演化特征,是对其进行源头减损设计及采后分区差异化地表生态修复的前提。以神东石圪台矿典型工作面为工程背景,采用自主研发的模拟试验平台开展多煤层开采覆岩破坏及其自修复特征研究,并揭示了导水裂隙带高度与工作面宽深比、深厚比的关系,得到了导水裂隙带高度的预测公式。研究结果表明:上层2-2煤开采时,覆岩破坏特征与单一煤层开采时相似;下层3-1煤开采时,由于煤层相对较厚,两煤层间的岩层破坏严重,裂隙发育,且引起2-2煤覆岩发生二次扰动破坏,裂隙进一步发育;两煤层间以及采区边界的岩层裂隙自修复程度较低,自修复难度较大。导水裂隙带高度随宽深比的增大总体呈降低趋势,随深厚比的增大总体呈上升趋势,并与实测数据进行对比验证。 展开更多

关键词 多煤层开采 覆岩破坏规律 岩层自修复 导水裂隙带高度

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二次高强度开采沿空留巷围岩变形机理研究

3

作者 史先影 田志诚 《中国矿业》 北大核心 2025年第5期187-197,共11页

为解决二次高强度开采沿空留巷巷道围岩变形失稳的问题,以大柳塔煤矿52606大采高工作面为工程背景,运用数值模拟、理论分析和现场实测的方法对二次高强度开采沿空留巷巷道围岩变形规律展开研究。构建沿空留巷巷道围岩力学模型,分析沿空... 为解决二次高强度开采沿空留巷巷道围岩变形失稳的问题,以大柳塔煤矿52606大采高工作面为工程背景,运用数值模拟、理论分析和现场实测的方法对二次高强度开采沿空留巷巷道围岩变形规律展开研究。构建沿空留巷巷道围岩力学模型,分析沿空留巷巷道围岩受力特征;结合52605工作面、52606工作面实际地质条件,运用FLAC3D模拟了二次采动时沿空留巷上覆岩层应力变化情况;在52606工作面辅运巷道布设锚杆、锚索尤洛卡应力传感器,结合现场围岩变形监测数据针对性地提出巷道肩角斜拉锚索+“锚杆+锚索”补强支护方案。研究结果表明:一次采动时,覆岩初始应力平衡遭受破坏,应力传递至采空区两侧巷道围岩处;二次采动时,煤体侧上覆岩层向充填体侧移动,导致充填体所受弯矩增大,进而引发沿空留巷巷道上覆围岩变形失稳;当工作面推进至缩面前50 m左右,机尾三角区受应力集中作用,最大应力达到41 MPa,超过柔模砼墙的承载极限,顶板产生变形失稳;通过调整斜拉锚索与巷道法线的夹角控制顶板离层量,搭配“锚杆+锚索+W钢带”补强支护提升围岩稳定性,将顶底板移进量控制在80~150 mm,保证了沿空留巷巷道围岩稳定。该方案可为盘区接续工作面沿空留巷补强支护及类似工况条件下沿空留巷围岩变形规律研究工作提供有效借鉴。 展开更多

关键词 二次高强度开采 沿空留巷 巷道 补强支护 围岩控制

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柔模沿空留巷自移式混凝土泵送系统管路振动分析

4

作者 许联航 杨俊彩 +5 位作者 杜怀龙 焦乐 吴帅 崔石磊 王庆雄 田文鑫 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期218-224,共7页

针对柔模沿空留巷施工中混凝土泵送设备搬迁、管线布置等工序时间长、劳动强度大、人员多、效率低等问题,自主研发了柔模沿空留巷自移式混凝土泵送系统。为了揭示自移式混凝土泵送系统输送管路振动特性,首先建立泵送系统管路模型,分析... 针对柔模沿空留巷施工中混凝土泵送设备搬迁、管线布置等工序时间长、劳动强度大、人员多、效率低等问题,自主研发了柔模沿空留巷自移式混凝土泵送系统。为了揭示自移式混凝土泵送系统输送管路振动特性,首先建立泵送系统管路模型,分析泵送过程中直管和弯管受力,确定管路模型边界条件与参数;然后通过对单节泵管自由模态分析和模态线性叠加,确定单节泵管模态振型零位置并作为管路支撑点,归纳了管路节数和自由模态频率关系;其次进行了输送管路在混凝土重力、摩擦力和管路重力载荷综合作用下谐响应振动分析,得出管路在不同支撑约束下的振动幅值和应力;最后通过管路刚柔耦合分析,得出支撑约束反力、验证了谐响应分析结果。结果表明:距管端415 mm位置为模态零位置且为较佳支撑位置;单节泵管前六阶自由模态频率与管路节数呈反双曲函数关系;管路最佳支撑节距为1;移动支撑装置重力必须大于117.74 N。 展开更多

关键词 管路振动 自移式混凝土泵 柔模沿空留巷 谐响应分析 模态分析

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刮板输送机链轮磨损对传动系统动态特性影响分析 被引量：6

5

作者 朱锋 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1355-1364,共10页

矿用刮板输送机长期在复杂的环境中作业,链轮会发生不同程度的磨损,从而对刮板输送机动态性能产生较大影响,以SGZ 1000/3*1000矿用刮板输送机的圆环链传动系统为研究对象,首先建立了磨损链轮模型,然后对不同磨损程度下的链轮传动过程进... 矿用刮板输送机长期在复杂的环境中作业,链轮会发生不同程度的磨损,从而对刮板输送机动态性能产生较大影响,以SGZ 1000/3*1000矿用刮板输送机的圆环链传动系统为研究对象,首先建立了磨损链轮模型,然后对不同磨损程度下的链轮传动过程进行动力学仿真,分析了链轮磨损对系统动态特性的影响,并通过试验进行了验证。结果显示,相比无磨损时,链轮磨损加剧了运行过程中链条的速度波动,最高增大至原来的3倍;链轮与链环间的啮合接触力增加至原来的3倍;链环间的拉力增大至原来的2倍,同时拉力波动最高增大至原来的4倍。该研究为刮板输送机传动系统设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 刮板输送机 磨损链轮模型 圆环链传动系统 动态特性

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薄煤层综采工作面智能化关键技术与应用 被引量：5

6

作者 宋国利 赵云飞 曹宁宁 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期84-88,共5页

针对薄煤层工作面开采长期面临的装备配套性能低、智能化程度低、经济效益低、劳动强度高的“三低一高”问题,构建了工作面生产时地面工艺调度决策,井下设备依据决策自动执行的“地面规划采煤、装备自动执行、面内无人作业”的智能无人... 针对薄煤层工作面开采长期面临的装备配套性能低、智能化程度低、经济效益低、劳动强度高的“三低一高”问题,构建了工作面生产时地面工艺调度决策,井下设备依据决策自动执行的“地面规划采煤、装备自动执行、面内无人作业”的智能无人开采新模式。建立了以地面控制中心为核心,以井上下万兆网络通讯平台、采煤机规划截割、液压支架主从调度、机载音视频装置、巡检机器人、电缆拖拽、三岗合一为辅的成套化薄煤层智能化开采关键技术。通过工业实践表明,该模式可实现生产时将工作面内作业人员由原来3人减为无人,达到无人则安;生产效率由原来的每天12刀提升到14刀,最高达到16刀,平均提升17%以上。 展开更多

关键词 智能化控制技术 采煤机规划截割 主从调度 巡检机器人

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选煤厂跳汰机生产运行模型优化 被引量：3

7

作者 韩子彬 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期448-452,共5页

本文介绍了跳汰机生产精煤过程的特性和参数。通过跳汰机的操作技术和流体力学参数,评估了跳汰机产品的产量和灰分含量;通过改变处理量和水量进行实验,选定和分析的变量被分为两类:一类与生产的精煤特性相关,另一类与跳汰机操作特性相... 本文介绍了跳汰机生产精煤过程的特性和参数。通过跳汰机的操作技术和流体力学参数,评估了跳汰机产品的产量和灰分含量;通过改变处理量和水量进行实验,选定和分析的变量被分为两类:一类与生产的精煤特性相关,另一类与跳汰机操作特性相关。基于精煤产量和精煤中的灰分含量构建了模型。此外,根据跳汰机处理量、煤量、精煤质量和精煤量,以及跳汰机操作的准确性等变量进行了多参数分析。模型考虑了两个主要参数,检验其对选煤效果的影响程度。本文提出的跳汰机操作建模方法可以通过其他参数扩展应用于其他型号的跳汰机。 展开更多

关键词 选煤 跳汰机 模型 拟合 多参数分析

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含油废水处理工艺与流程研究 被引量：3

8

作者 刘亚丹 顾超 +1 位作者 李玉宽 闫凯玲 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第2期I0008-I0008,共1页

石油化工、汽车生产与制造等工业生产都会产生含油污废水,这种含油废水中含有油脂、酚类、醚类、酮类等有害物质,很难降解去除。随着工业生产规模与水平的提高,含油废水的排放量也在逐渐增加,对含油废水进行处理已成为经济与环境可持续... 石油化工、汽车生产与制造等工业生产都会产生含油污废水,这种含油废水中含有油脂、酚类、醚类、酮类等有害物质,很难降解去除。随着工业生产规模与水平的提高,含油废水的排放量也在逐渐增加,对含油废水进行处理已成为经济与环境可持续发展的必然要求。根据成分进行分类,工业含油废水主要分为浮油、分散油、乳化油、溶解油几种,每一油分的粒径存在很大区别,如浮油的粒径大于100μm,会在表面形成一层油膜,分散油的粒径约为10~100μm,常以小滴形式悬浮,可能会变成浮油;乳化油粒径一般为0.1~2.0μm,呈乳液状稳定分散,很难静置分离,溶解油的粒径小于0.1μm. 展开更多

关键词 含油废水 工业生产规模 经济与环境 浮油 乳化油 溶解油 石油化工 可持续发展的

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基于RetinaNet深度网络的煤矿带式输送机异物智能识别方法 被引量：2

9

作者 丁文博 云龙 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S01期75-81,共7页

为解决煤矿带式输送机异物识别的尺度变化问题,提高煤矿生产安全性和效率,提出基于RetinaNet深度网络的煤矿带式输送机异物智能识别方法。通过局部伽马变换和单参数同态滤波对摄像机采集的煤矿带式输送机图像进行增强处理,为后续异物识... 为解决煤矿带式输送机异物识别的尺度变化问题,提高煤矿生产安全性和效率,提出基于RetinaNet深度网络的煤矿带式输送机异物智能识别方法。通过局部伽马变换和单参数同态滤波对摄像机采集的煤矿带式输送机图像进行增强处理,为后续异物识别提供良好基础。将增强后的图像输入到RetinaNet深度网络中,通过其内部特征金字塔网络提取煤矿带式输送机运输图像深度特征,输入到各子网中实现边框回归和分类,同时定义损失函数对网络进行调整。通过大量包含煤矿带式输送机异物的图像来训练RetinaNet深度网络,最终通过训练好的网络实现煤矿带式输送机异物智能识别。通过实验验证,该方法能够迅速且准确地识别出异物,并通过醒目红色标识框对异物进行精确标注,提升带式输送机运输的连续性和稳定性,有效提高煤矿的生产效率和经济效益。 展开更多

关键词 RetinaNet深度网络 煤矿带式输送机运输 异物智能识别 局部伽马变换 单参数同态滤波 特征金字塔网络

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闭式泵控采煤机调高系统的高精度控制 被引量：2

10

作者 高文才 闫政 《液压与气动》 北大核心 2024年第3期99-106,共8页

闭式泵控采煤机调高系统取消了传统的控制阀组,系统的能量损失小。但泵控系统由于回路的泄漏、泵的死区等影响,导致其非线性严重、控制精度低下,进而降低了采煤机调高系统的运行品质。针对这一问题,设计了一种变论域模糊自适应PID来对... 闭式泵控采煤机调高系统取消了传统的控制阀组,系统的能量损失小。但泵控系统由于回路的泄漏、泵的死区等影响,导致其非线性严重、控制精度低下,进而降低了采煤机调高系统的运行品质。针对这一问题,设计了一种变论域模糊自适应PID来对滚筒进行闭环位置控制。结果表明,与传统的PID控制相比,所提出的控制方法可显著提高滚筒的定位能力,稳态时误差可减小65%以上;同时,在随机性负载力的作用下,滚筒的抗扰动能力更强。 展开更多

关键词 采煤机调高系统 闭式泵控 非线性 变论域模糊PID 位置控制

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车载式矿用探放水钻机全液压制动系统设计及应用

11

作者 王振荣 贾帅军 +1 位作者 陈逢雷 徐鹏博 《煤炭工程》 北大核心 2024年第12期220-224,共5页

针对胶轮式钻机在井下转场搬迁出现紧急情况时需要制动的安全问题,分析制动系统的工作原理,采用冗余设计理念,从静液压闭式系统和机械式湿式制动器两方面着手,设计了一种全液压湿式制动系统,使制动系统能够满足井下恶劣工况的使用要求... 针对胶轮式钻机在井下转场搬迁出现紧急情况时需要制动的安全问题,分析制动系统的工作原理,采用冗余设计理念,从静液压闭式系统和机械式湿式制动器两方面着手,设计了一种全液压湿式制动系统,使制动系统能够满足井下恶劣工况的使用要求。同时针对驻车制动压力不稳定的问题,进行分析计算,优选蓄能器组,达到安全驻车的目的。试验结果表明:整个系统驻车力矩高,解除压力稳定,行车制动性能安全可靠,反应迅速,刹车距离小于8 m,有效解决了钻机搬迁时的紧急制动的安全问题。 展开更多

关键词 车载式钻机 探放水 冗余设计 湿式制动系统 液压柔性制动

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融合注意力机制和先验知识的刮板输送机异常煤块检测 被引量：12

12

作者 王渊 郭卫 +3 位作者 张传伟 贺海涛 赵栓峰 路正雄 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期192-200,共9页

刮板输送机作为综采工作面的主要运输设备,运行状态直接影响生产效率。在其工作过程中,由于采煤过程产生的较大煤块,易造成板刮输送机运输过程的拥堵。然而,煤矿工作环境的恶劣、煤的颜色属性等造成大块煤的检测异常困难,为此本文提出... 刮板输送机作为综采工作面的主要运输设备,运行状态直接影响生产效率。在其工作过程中,由于采煤过程产生的较大煤块,易造成板刮输送机运输过程的拥堵。然而,煤矿工作环境的恶劣、煤的颜色属性等造成大块煤的检测异常困难,为此本文提出一种融合注意力机制和先验知识的煤矿刮板输送机异常煤块检测模型。为兼顾异常煤检测的准确性与实时性,采用YOLO v4端到端检测模型同时检测出异常煤块的类别信息;考虑到刮板输送机中包含与异常煤块无关的信息,以神经科学和空间抑制思想为基础,构建一种以能量函数为载体的注意力机制检测刮板输送机中不同区域异常煤块,提高异常煤块的检测精度;针对基于深度神经网络的异常煤块检测过多依赖数据且泛化能力较低,受人们经验学习影响的问题,提出具备特征提取的先验知识来降低模型对数据的依赖和提高模型的检测效率;构建了煤矿实际生产场景中异常煤块检测数据集。结果表明:与其他模型相比,所提出模型在测试集上的检测精度可达90.28%,相比YOLO v3和YOLO v4分别提高了5.82%和5.17%,明显优于其他模型;检测速度每秒可达28帧,满足实时检测的需求,同时验证了本文所提出注意力机制和先验知识模型的有效性。 展开更多

关键词 刮板输送机 煤块检测 目标检测 SimAM注意力机制 YOLO 先验知识

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智能Petri网的综采煤流负荷平衡自适应控制系统构建 被引量：12

13

作者 郭卫 贺海涛 +2 位作者 赵青青 赵栓峰 王渊 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第6期1071-1080,共10页

针对综采煤流控制过程可以归结为复杂非线性开放系统,无法采用单一数学模型进行建模的特点,提出了采用“Petri网模型+基于数据驱动模型+在线更新”双轮驱动的方式建立综采煤流负荷平衡自适应控制系统模型。通过研究煤矿综采工作面不同... 针对综采煤流控制过程可以归结为复杂非线性开放系统,无法采用单一数学模型进行建模的特点,提出了采用“Petri网模型+基于数据驱动模型+在线更新”双轮驱动的方式建立综采煤流负荷平衡自适应控制系统模型。通过研究煤矿综采工作面不同工况下的“三机”运动状态,特别是采煤机空间运动规律以及“三机”联动过程,建立了煤流自适应控制模型参数随环境变化的参数辨识方法及其控制模型,突破了综采面煤流负荷平衡的协同耦合动态更新的瓶颈,解决了传统数学模型处理参数计算量大、速度慢、效率低的缺点,更好地适应了开采环境的变化,可以更加精确的捕捉开采异常状态下的特征,提高综采煤流负荷平衡系统的响应特性。为了验证基于Petri网的煤流平衡自适应控制方法的有效性,利用在榆家梁煤矿采集的采煤机及刮板输送机的状态数据,实时分析现场操作工况下的作业参数并进行模拟,并在实验中进行验证。最后将加入Petri网模型与没有加入Petri网的模型处理参数的误差率进行了实验对比。结果表明煤流负荷平衡的动态自适应控制模型预测结果良好,增强了煤流平衡自适应控制系统的预测泛化能力。 展开更多

关键词 深度学习 PETRI网 综采煤流 自适应控制 采煤机 数据驱动

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海鸿煤矿5~#煤层下分层工作面回采巷道布置研究 被引量：12

14

作者 梁冰 李存洲 +2 位作者 汪北方 孙维吉 迟海波 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第6期20-24,共5页

针对厚煤层下分层回采巷道面临压力大、维护难的问题,选取海鸿煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,对该煤矿5#煤层下分层52102工作面回采巷道布置方式进行研究。对比分析了厚煤层下分层回采巷道3种常见的布... 针对厚煤层下分层回采巷道面临压力大、维护难的问题,选取海鸿煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,对该煤矿5#煤层下分层52102工作面回采巷道布置方式进行研究。对比分析了厚煤层下分层回采巷道3种常见的布置方式(垂直式、内错式、外错式),结合这3种巷道布置方式下围岩力学响应的数值模拟结果,确定52102工作面回采巷道最优布置方式为内错式,并基于此构建顶板力学简化模型,推导出巷道受力、弯矩数学表达式。分析了巷道围岩稳定性,并开展现场实测试验,结果表明:52102工作面回采巷道采用内错式布置效果良好,巷道围岩不均匀应力是影响其稳定性的主要因素,在内错距为9 m时巷道围岩变形能够得到有效控制。研究结果对于厚煤层下分层回采巷道合理布置具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 厚煤层 分层开采 巷道布置方式 不均匀应力 错距 围岩控制

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智能化矿山通信接口与协议技术规范研究 被引量：14

15

作者 丁震 孙继平 +17 位作者 张帆 王鹏 胡而已 邓文革 高静 郑耀涛 王波 高秋秋 李系民 钱海军 柳建华 乔少利 鲍震 杨永生 杨振宇 李玉雪 李昱翰 邵光耀 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第2期6-13,共8页

目前矿山智能化建设存在接口协议不统一、易形成新的“信息孤岛”等问题,导致矿山数据融合共享难度大,难以实现智能化矿山高质量发展。分析指出矿山智能化建设的关键问题在于缺乏规范统一的数据采集、传输与共享标准;按照核心规范、应... 目前矿山智能化建设存在接口协议不统一、易形成新的“信息孤岛”等问题,导致矿山数据融合共享难度大,难以实现智能化矿山高质量发展。分析指出矿山智能化建设的关键问题在于缺乏规范统一的数据采集、传输与共享标准;按照核心规范、应用规范、运维规范,设计了智能化矿山通信接口与协议技术体系;提出了智能化矿山通信接口与协议模型,定义了该模型的感知层、传输层、应用层;构建了智能化矿山设备模型,对通信接口进行形式化描述;将智能化矿山数据分为感知数据、文本数据和音视频数据,定义了3种数据的报文结构;根据目前矿山设备、技术应用情况和发展方向,将智能矿山数据采集方式分为设备直接采集、协议转换采集、系统中转采集,给出了3种数据采集方式的适用场景,并描述了感知数据、文本数据、音视频数据的采集和传输过程。智能化矿山通信接口与协议技术规范全域覆盖矿山数据融合通信的整个过程,旨在为智能化矿山数据采集、传输、融合、共享提供统一的接口方式和通信协议规范,实现矿山各系统之间的互联互通。 展开更多

关键词 智能化矿山 通信接口 通信协议 数据融合共享 感知数据 文本数据 音视频数据

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煤泥重介分选及介质损耗特征研究 被引量：7

16

作者 许联航 李文秀 王大鹏 《洁净煤技术》 CAS 2020年第S01期57-62,共6页

重介分选是分选粗煤泥的有效方法。为进一步完善粗煤泥重介分选工艺,系统采集了煤泥重介分选流程样品。依照国标方法,测定所采样品的粒度组成与密度组成情况,分析了煤泥重介的分选精度及介质的迁移规律,并结合选煤厂工艺流程给出了进一... 重介分选是分选粗煤泥的有效方法。为进一步完善粗煤泥重介分选工艺,系统采集了煤泥重介分选流程样品。依照国标方法,测定所采样品的粒度组成与密度组成情况,分析了煤泥重介的分选精度及介质的迁移规律,并结合选煤厂工艺流程给出了进一步完善建议。结果表明:煤泥重介分选下限可以达到0.125 mm;矸石主要通过分级作用进入精煤;<0.045 mm重介质产率为80.16%;以精煤合格介质分流作为悬浮液粒度稍粗。介质损失主要途径为产品带走,占总损失的70%以上,介质损失的主要原因是弧形筛脱介效果差和磁选机工况条件不理想。建议通过进一步控制降低介质粒度、弧形筛更换为高频筛、离心机离心液返回分选系统等方法优化煤泥重介分选工艺。 展开更多

关键词 粗煤泥 煤泥重介 分选下限 介耗

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基于G-RRT^(*)算法的煤矸石分拣机器人路径规划 被引量：16

17

作者 朱子祺 李创业 代伟 《工矿自动化》 北大核心 2022年第3期55-62,共8页

由于煤矸石分拣环境复杂,为了避免机器人与障碍物发生碰撞,提高分拣效率,对机器人进行路径规划十分必要。分析了煤矸石分拣系统原理,将煤矸石分拣机器人路径规划问题归结为在障碍物环境下规划出一条从给定起点到目标点的无碰撞路径,且... 由于煤矸石分拣环境复杂,为了避免机器人与障碍物发生碰撞,提高分拣效率,对机器人进行路径规划十分必要。分析了煤矸石分拣系统原理,将煤矸石分拣机器人路径规划问题归结为在障碍物环境下规划出一条从给定起点到目标点的无碰撞路径,且需同时满足速度快、避免与障碍物碰撞2个约束条件。结合笛卡尔空间和关节空间的优点,提出一种在关节空间进行路径规划、在笛卡尔空间进行碰撞检测的煤矸石分拣机器人路径规划方案,该方案不需要对机器人进行运动学求逆,且可避免在关节空间中描述障碍物。针对RRT^(*)路径规划算法存在盲目性的问题,提出一种变概率的目标偏置策略,并将其引入RRT^(*)算法,得到G-RRT^(*)算法。变概率的目标偏置策略在无障碍物区域增大目标偏置概率值,以增强算法的目标导向性;而在障碍物区域减小目标偏置概率值,以保证算法的避障能力。G-RRT^(*)算法将变概率的目标偏置策略与RRT^(*)算法相结合,既保留了RRT^(*)算法路径长度渐进最优的特点,也提高了算法的目标导向性,可极大地提高路径规划效率。实验结果表明,与加入固定概率目标偏置策略的RRT-Connect算法和RRT算法相比,采用G-RRT^(*)算法得到的路径长度平均值最小,说明G-RRT^(*)算法更适用于煤矸石分拣机器人路径规划。 展开更多

关键词 煤矸石分拣 机器人 路径规划 快速扩展随机树 变概率的目标偏置策略 G-RRT^(*)算法

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综采工作面透明化开采模式及关键技术 被引量：11

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作者 原长锁 王峰 《工矿自动化》 北大核心 2022年第3期11-15,31,共6页

针对目前基于自适应工作面地质条件的智能开采技术无法满足实际工程应用要求的问题,提出了包括模型构建、待开采空间定位、截割控制决策与执行3个阶段的综采工作面透明化开采模式,即以煤层赋存勘探为基础,以工作面三维数字化模型为对象... 针对目前基于自适应工作面地质条件的智能开采技术无法满足实际工程应用要求的问题,提出了包括模型构建、待开采空间定位、截割控制决策与执行3个阶段的综采工作面透明化开采模式,即以煤层赋存勘探为基础,以工作面三维数字化模型为对象,通过剖切三维数字化模型、提取待开采煤层顶底板轨迹坐标,制定采煤机调高控制策略,最终采煤机依据截割轨迹参数进行调高控制,达到自主割煤目标;阐述了三维数字化模型建立、三维激光点云模型建立、模型剖切与截割规划、采煤机调高控制等综采工作面透明化开采关键技术。在国家能源集团神东煤炭集团公司榆家梁煤矿43102综采工作面开展了透明化开采模式及关键技术工程应用:构建工作面初始三维地质模型,沿煤层顶底板分界线完成钻孔勘测,实现对工作面煤层赋存情况的探测;获取的数据导入初始三维地质模型后,得到工作面三维数字化模型;在工作面回采过程中每天进行地质测绘,通过测绘数据实现三维数字化模型误差纠偏;构建采场实时三维激光点云模型,提取三维激光点云模型中煤壁、顶板交接处三维坐标数据集形成剖切线,利用剖切线对三维数字化模型进行剖切,获得下一割煤循环的顶底板轮廓曲线;通过分析煤层赋存变化情况制定截割规划,指导采煤机后续割煤循环过程中滚筒自主调高控制。应用结果表明,三维数字化模型误差小于±0.2 m,初步实现了采煤机依据工作面煤层赋存条件进行自主割煤。 展开更多

关键词 透明化开采 智能化开采 三维数字化模型 三维激光点云模型 模型剖切 采煤机截割规划 采煤机调高控制

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煤矿井下UWB信号路径损耗测量及中心频率选择 被引量：6

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作者 吕瑞杰 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期147-152,共6页

煤矿井下分别部署UWB,5G,WiFi6等系统,存在基站多、传输线缆多、供电设备多、系统成本高、维护工作量大等问题。将UWB,5G,WiFi6等集成在同一个一体化基站或分站内,可有效解决上述问题,但一体化基站的UWB,5G,WiFi6天线之间距离近,相互干... 煤矿井下分别部署UWB,5G,WiFi6等系统,存在基站多、传输线缆多、供电设备多、系统成本高、维护工作量大等问题。将UWB,5G,WiFi6等集成在同一个一体化基站或分站内,可有效解决上述问题,但一体化基站的UWB,5G,WiFi6天线之间距离近,相互干扰大。选择不同的工作频段,是解决一体化基站的UWB,5G,WiFi6天线之间相互干扰大的有效方法。为与地面设备兼容,矿用WiFi6和5G工作频段选择范围较小,UWB工作频段选择范围较大。目前矿井人员和车辆定位系统主要采用UWB主流芯片DW1000,其中心频率为3.5,4.0,4.5,6.5 GHz。中心频率为3.5 GHz的UWB与3.5 GHz的5G工作频段相近,不宜选用。中心频率为4.0,4.5,6.5 GHz的3个频段的UWB,均与5G和WiFi6频段不相近,可选择其中衰减较小的频段作为矿用UWB中心频率。煤矿井下测试结果表明,4.0 GHz信号的路径损耗最小,在其他条件相同的情况下,传输距离最远,既解决了UWB与5G和WiFi6相互干扰的问题,又减少了基站数量和系统成本,便于使用与维护。因此,UWB中心频率应优选4.0 GHz。 展开更多

关键词 矿井无线传输 无线传输衰减 工作频段 路径损耗 中心频率 UWB 5G WiFi6

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AI技术在智能矿山建设中的应用探讨 被引量：6

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作者 张鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第S01期21-25,共5页

AI技术是智能矿山建设的核心技术,有助于降低井下安全风险,实现减人增效,提升煤矿安全管理水平。搭建了智能矿山AI平台,介绍了平台基础层、技术层和应用层3层架构。探讨了AI技术在智能矿山中的应用场景,包括机器人控制、智能洗选、智能... AI技术是智能矿山建设的核心技术,有助于降低井下安全风险,实现减人增效,提升煤矿安全管理水平。搭建了智能矿山AI平台,介绍了平台基础层、技术层和应用层3层架构。探讨了AI技术在智能矿山中的应用场景,包括机器人控制、智能洗选、智能监测、设备故障预测、无人驾驶、无人装车等。结合AI技术在智能矿山建设中的应用现状,提出4点建议:健全AI技术规划体系;建立AI系统技术框架;培养AI技术人才,形成AI研究专家团队;培育AI创新环境。 展开更多

关键词 智能矿山 AI技术 机器人控制 智能洗选 智能监测 设备故障预测 无人驾驶 无人装车

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