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青龙寺煤矿高强度综采覆岩破坏特征实测研究 被引量：3
1
作者 刘国臻 尹家宽 高超 《煤炭工程》 北大核心 2023年第11期102-107,共6页
为探索青龙寺煤矿地质采矿条件下的垮落带和导水裂缝带发育高度,采用现场地面钻探、钻孔漏失量观测法、彩色钻孔电视成像技术、经验公式、类比分析综合研究方法,对5-20101与5-20105工作面覆岩垮落带、导水裂缝带高度进行实测及特殊性分... 为探索青龙寺煤矿地质采矿条件下的垮落带和导水裂缝带发育高度,采用现场地面钻探、钻孔漏失量观测法、彩色钻孔电视成像技术、经验公式、类比分析综合研究方法,对5-20101与5-20105工作面覆岩垮落带、导水裂缝带高度进行实测及特殊性分析。结果表明:青龙寺煤矿地质采矿条件下垮落带最大高度为9.7~17.0 m,垮采比为4.1~7.4;导水裂缝带发育最大高度为41.47~46.87 m,裂采比为17.4~20.4;工作面推进速度可影响上覆岩层的回转角度及稳定结构的形成,高强度快速推进综采工作面地质采矿条件下的“两带”发育高度具有垮落带、导水裂缝带发育高度大的特点。 展开更多
关键词 高强度综采 导水裂缝带 垮落带 覆岩破坏
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青龙寺煤矿智能矿山研究与实践 被引量：1
2
作者 杨宏飞 《工矿自动化》 北大核心 2022年第S02期37-41,共5页
在煤矿智能化建设过程中,青龙寺煤矿以加快推进煤矿智能化建设为目标,加快推荐智能化建设工作。从煤矿的信息化存在孤岛、多系统多平台、采掘环节低效、多人、主运与辅运环节复杂、主运与辅运环节复杂4个方面分析了青龙寺煤矿智能矿山... 在煤矿智能化建设过程中,青龙寺煤矿以加快推进煤矿智能化建设为目标,加快推荐智能化建设工作。从煤矿的信息化存在孤岛、多系统多平台、采掘环节低效、多人、主运与辅运环节复杂、主运与辅运环节复杂4个方面分析了青龙寺煤矿智能矿山建设过程中存在的难题。从智能矿山平台实现数据融合、管控一体化、智能采掘关键技术与装备研究、智能主辅运输关键技术与装备研究、智能辅助系统关键技术与装备研究、基于一体化通信及位置服务的智能矿山安全保障关键技术与装备研究5个方面分享了青龙寺煤矿智能矿山的建设经验。从一体化通信及位置服务、智能主运、智能辅运、智能供排水系统、管控平台5个方面对青龙寺智能矿山创新成果进行了展望。 展开更多
关键词 智能化 一体化位置服务 数据融合 智能平台 智能采掘
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煤矿井下巷道行驶车辆车前障碍物检测方法研究
3
作者 闫明伟 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期168-174,共7页
为了解决巷道内运输车辆在行驶过程中对障碍物的检测易受到光照条件影响的问题,提出了一种基于图像增强的障碍物检测方法。该方法先利用VOC数据集格式制作井下车辆行驶过程中的障碍物数据集,然后利用MSR(Multi Scale Retinex)算法对井... 为了解决巷道内运输车辆在行驶过程中对障碍物的检测易受到光照条件影响的问题,提出了一种基于图像增强的障碍物检测方法。该方法先利用VOC数据集格式制作井下车辆行驶过程中的障碍物数据集,然后利用MSR(Multi Scale Retinex)算法对井下采集到的低照度图像进行增强;通过改进CenterNet网络,设计了ResNetBN-18轻量级网络,再基于改进后的CenterNet目标检测算法训练数据集,最后实现对井下运输车辆车前障碍物的准确检测。实验结果表明,改进后的检测模型保持了原网络的高实时性,检测精度比原网络提高了10.1%,帧率提高了6.7%。 展开更多
关键词 井下运输车辆 低照度 障碍物检测 CenterNet网络
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基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的永磁同步电机双闭环预测控制方案设计与实现
4
作者 张彪 潘红光 +1 位作者 赵应华 王东亮 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期182-190,共9页
目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电... 目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电流数据更精确地预测PMSM的d,q轴参考电流,将灰色预测模型引入电流内环,提高电流的动态响应性能;其次,在速度外环中设计降阶Luenberger观测器对负载转矩进行观测并作出补偿控制,减少系统动态响应时间和受到干扰后的恢复时间;最后,分别通过仿真与实验对所提方案进行验证。结果结果表明,电机采用传统的双闭环预测控制方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.3 s左右,对电机突加6 N·m的负载转矩时,电机转速下降,最大转速波动为100 r/min,转速恢复时间为0.4 s,之后平稳运行,A相电流THD=27.59%;电机采用所提方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.18 s左右,对电机突加6 N·m的负载时,电机转速下降,最大转速波动为65 r/min,转速恢复时间为0.2 s,之后平稳运行,A相电流THD=19.35%。结论永磁同步电机采用改进双闭环预测控制方案时,空载启动时间更短;突加负载时,受到的转速波动更小,转速恢复速度更快;电流扰动更小,具有更快的动态响应性能、更强的抗扰动能力和更好的电流控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 双闭环预测控制 灰色预测模型 降阶Luenberger观测器
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基于固-液两相封孔材料的大直径抽采钻孔封孔技术研究
5
作者 尹家宽 王卫东 杨云 《中国矿业》 北大核心 2025年第9期277-285,共9页
针对大直径瓦斯抽采钻孔因围岩应力变形导致的密封失效问题,提出一种基于固-液两相材料的封孔技术,旨在能够增加钻孔破坏半径、提高煤层瓦斯渗透性能的同时提升松软煤层钻孔的长期密封性及瓦斯抽采效率。对非凝固膏体注浆材料特性进行分... 针对大直径瓦斯抽采钻孔因围岩应力变形导致的密封失效问题,提出一种基于固-液两相材料的封孔技术,旨在能够增加钻孔破坏半径、提高煤层瓦斯渗透性能的同时提升松软煤层钻孔的长期密封性及瓦斯抽采效率。对非凝固膏体注浆材料特性进行分析,采用膨胀水泥与非凝固膏体构成多级复合密封结构,建立“三堵两注”封孔模型;通过理论分析确定钻孔破碎带半径;利用Comsol Multiphysics软件模拟膏体黏度(0.001~0.150 Pa·s)与注浆压力(0.8~1.5MPa)的耦合关系;设计囊袋式注浆设备实现分时、分段多次注浆;最终形成一套大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔设备,实现“固封液、液封气”的封堵模式,并开展现场对比验证试验。数值模拟表明最佳注浆参数为压力1.2MPa、黏度0.010~0.030Pa·s,此时浆液渗透半径达0.91~2.22m(覆盖理论破碎带0.88m);现场试验显示,采用该技术的钻孔瓦斯体积分数衰减率显著降低,60d内瓦斯体积分数维持在55%以上,较传统水泥/聚氨酯封孔提高25%以上,且补浆可使瓦斯体积分数回升10%。实践证明:固-液两相封孔技术通过动态补偿应力变形裂隙,能够有效解决大直径钻孔密封难题,其优化的参数组合与分段注浆工艺可显著延长瓦斯抽采周期,提高瓦斯抽采体积分数并降低衰减速率,为高瓦斯矿井提供可靠技术方案。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 大直径钻孔 非凝固膏体材料 固-液两相封孔材料 注浆压力
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基于多模态深度学习的充电硐室锂电池健康状态预测
6
作者 赵应华 陈安碧 +2 位作者 张增誉 李文中 韩宇 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期120-128,共9页
在井下多尘、潮湿且易爆的环境中,锂电池的退化过程往往呈现非线性、多阶段的特点,传统的单一模型难以全面捕捉其动态变化。针对该问题,提出一种基于多模态深度学习的充电硐室锂电池健康状态预测方法。构建了多模态深度学习网络模型TCN−... 在井下多尘、潮湿且易爆的环境中,锂电池的退化过程往往呈现非线性、多阶段的特点,传统的单一模型难以全面捕捉其动态变化。针对该问题,提出一种基于多模态深度学习的充电硐室锂电池健康状态预测方法。构建了多模态深度学习网络模型TCN−BiLSTM−Transformer。该模型通过多层级特征提取机制实现时序信号的高效处理:时间卷积网络(TCN)采用具有指数扩展率的空洞卷积核,在保持时序完整性的同时捕获多尺度局部特征;双向长短期记忆网络(BiLSTM)通过双向门控循环单元(GRU)建立时序双向依赖关系,有效识别电池退化过程中的正反向退化特征;Transformer层则通过多头自注意力机制动态分配特征权重,实现全局退化模式的关键特征聚焦。通过锂电池工作过程中的多源传感数据(电压、电流和温度等)作为健康状态表征指标,通过Pearson相关性分析评估健康指标与电池容量的关联性,确定5个间接健康因子并作为预测模型的输入。实验结果表明,该方法的相关度均在98%以上,且均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差均较小。在煤矿防爆锂电池模拟工况应用验证中,该方法的相关度达99.47%,与传统方法的预测结果相比,波动幅度更小,精度更高。 展开更多
关键词 防爆锂电池 健康状态预测 多模态深度学习 时间卷积网络 双向长短期记忆网络 TCN−BiLSTM−Transformer
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调制模型预测控制在基于STATCOM的煤矿电能质量治理的应用研究 被引量：4
7
作者 张宝军 孟庆林 +4 位作者 刘鹏 纪祥 刘伟 张德正 鹿伟强 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第10期17-25,共9页
大量电力电子设备及非线性负载接入煤矿电网,使得煤矿电网中存在大量电流谐波及无功功率,严重危害煤矿电网电能质量。传统电能质量治理策略大多采用比例积分(PI)调节器对静止同步补偿器(STATCOM)进行控制,以实现谐波抑制和无功补偿,但... 大量电力电子设备及非线性负载接入煤矿电网,使得煤矿电网中存在大量电流谐波及无功功率,严重危害煤矿电网电能质量。传统电能质量治理策略大多采用比例积分(PI)调节器对静止同步补偿器(STATCOM)进行控制,以实现谐波抑制和无功补偿,但其参数难以调节且动态响应慢。针对上述问题,提出了一种基于调制模型预测控制(M2PC)的STATCOM控制策略。首先,采用i_(p)-i_(q)法检测出电网中的谐波电流和无功电流作为M2PC的参考电流;其次,根据参考电流及STATCOM数学模型计算出每个扇区的2个有效矢量和零矢量的占空比及扇区代价函数;然后,通过最小化代价函数得到最佳扇区和该扇区所对应的2个最佳有效矢量和零矢量的占空比;最后,根据空间矢量调制(SVM)方式分配开关脉冲,实现固定的开关频率,从而控制STATCOM发出补偿电流,以抵消电网中的谐波电流与无功电流。仿真和实验结果表明:投入基于M2PC的STATCOM前,电网侧电流畸变严重,电网侧无功功率波动大,电网侧功率因数存在波动且小于1;投入基于M2PC的STATCOM后,由于STATCOM补偿了电网侧谐波电流,使得电网侧电流总谐波畸变率(THD)大幅度降低,且由于STATCOM补偿了负载所需无功功率,电网侧无功功率基本保持为0,电网侧功率因数稳定为1,有效改善了电能质量。 展开更多
关键词 煤矿供电 电能质量 静止同步补偿器 调制模型预测控制 i_(p)-i_(q)法
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智能化矿用喷浆机器人研究及应用 被引量：3
8
作者 贾建龙 王志鹏 +5 位作者 赵耀斌 刘飞 贾明超 高子龙 呼雨 陈利剑 《中国煤炭》 北大核心 2024年第7期91-96,共6页
针对现有井下传统人工喷浆存在的作业效率低、劳动强度大等问题,研究出一种智能化矿用喷浆机器人,结合巷道喷浆工艺,提出了一体化自主喷浆作业工艺完成上料、搅拌、远距离泵送及喷浆的全自动流程化作业;介绍了智能化矿用喷浆机器人的系... 针对现有井下传统人工喷浆存在的作业效率低、劳动强度大等问题,研究出一种智能化矿用喷浆机器人,结合巷道喷浆工艺,提出了一体化自主喷浆作业工艺完成上料、搅拌、远距离泵送及喷浆的全自动流程化作业;介绍了智能化矿用喷浆机器人的系统组成,采用模块化设计方法,基于拖缆式供电、全液压驱动、多传感器布局等实现机器人样机研制;重点阐述了喷浆机械臂壁面感知与路径规划技术,实现对喷浆机械臂更加高效、稳定的喷浆作业;现场应用表明,采用智能化矿用喷浆机器人一次喷浆作业需1~2人参与,作业效率为18 min/m,对比人工作业,喷浆效率提升2倍,且喷浆作业质量得到显著改善,实现了井下巷道高效、高质量的智能化喷浆作业。 展开更多
关键词 喷浆机器人 喷浆作业工艺 喷浆机械臂 壁面感知 路径规划
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矿用液压式履带底盘纠偏系统研究与应用
9
作者 殷世锋 钞希林 +5 位作者 刘伟 刘云飞 刘小飞 杨涛 刘磐 王琦 《中国煤炭》 北大核心 2024年第1期75-79,共5页
针对现有矿用液压式履带底盘在移动行走中出现的履带底盘直行跑偏问题,提出一种基于超声波测距的履带底盘纠偏系统及控制方法,使其避免因行驶跑偏导致的作业失效甚至碰壁事故;该系统采用超声波测距传感器对履带行驶偏差进行智能感知,利... 针对现有矿用液压式履带底盘在移动行走中出现的履带底盘直行跑偏问题,提出一种基于超声波测距的履带底盘纠偏系统及控制方法,使其避免因行驶跑偏导致的作业失效甚至碰壁事故;该系统采用超声波测距传感器对履带行驶偏差进行智能感知,利用西门子PLC控制器完成对纠偏信息的实时数据处理与指令控制。详细阐述了履带纠偏控制原理及其实现方法,并基于模拟实验平台进行了验证分析;实验结果表明,当履带偏移角度或距离超出设定值时,纠偏控制系统开始工作,该系统可控制液压式履带底盘的偏移角度范围为-5.5°~6°,偏移距离最大不超过24 cm。 展开更多
关键词 矿用液压式履带底盘 纠偏 超声波测距 控制系统
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