摘要：针对当前深部复杂环境工作面液压支架群信息感知匮乏、数据分析不足、装备运行参数规律和数据模型难以支撑智能化开采及支护决策等问题,以淮南口孜东矿140502深部“三软”煤层大采高工作面为应用场景,通过构建深部工作面液压支架姿态监测系统,实现液压支架立柱压力和空间位姿的连续感知。基于工作面液压支架顶梁和底座横滚角数据,利用线段拟合方法实现工作面顶底板三维走向趋势实时可视化。基于工作面液压支架压力-位姿数据,建立液压支架压力-位姿数据映射关系和液压支架位姿计算模型。通过深部工作面支架压力和位姿的融合分析,揭示工作面采高、支架顶梁合力大小及合力作用点动态变化规律:相比于工作面两端液压支架,工作面中部液压支架采高最小,而工作面机尾的液压支架采高最大;工作面中部液压支架顶梁合力在大部分时间内都小于工作面两端液压支架顶梁合力;相比于工作面两端部支架,工作面中部支架顶梁合力作用点更偏向前立柱位置。

摘要：介绍OPC技术和步进电动机速度控制在地毯簇绒机优化设计中的应用,实现基于OPC技术和步进电动机的地毯簇绒机绒圈织造性能优化。采用OPC技术传递地毯簇绒机绒圈高控制信息,以步进电动机驱动控制为核心,运用增量式PID控制方式控制步进电动机的速度,进而控制提花轮送纱量的准确性,以此提高簇绒机簇绒成圈稳定性和绒圈圈高精度。仿真结果表明,地毯簇绒机中步进电动机增量式PID速度控制算法的运用在整个簇绒地毯机提花系统中有明显优化作用,具有实际意义。

摘要：提出了一种直流母线式的有蓄电池有逆流发电系统结构。使用智能单相电能表作为电能信号的采集终端,将采集所得的各种电能信号采用MODBUS-RTU通讯协议通过485总线传输至485/USB转换器,再由转换器送至上位机进行读取。上位机的各种控制指令通过XBee无线传输模块发送给现场单片机控制模块,由单片机实现对现场设备的控制。通过LabVIEW开发平台编写可视化较强的上位机界面,并利用WEB发布技术将前面板发布至网络上进而实现运程监控。通过测试及分析,结果显示整个系统运行良好、稳定、实时性强。

摘要：实现液压支架载荷预测分析对于及时改善支架适应性和实现安全支护具有重要作用,需要高质量、大数量的支架载荷时序数据和有效的预测方法作为支撑。然而,深部超长工作面上覆岩层应力环境和垮落步距的非同质同步引发工作面不同区域支架载荷差异化。因此,针对深井超长工作面顶板覆岩长期循环动载作用和分区破断造成工作面不同区域载荷差异明显以及无法实现动态区域更新下的液压支架载荷预测的问题,提出了一种数据驱动的深井超长工作面支架载荷区域特征分析与分区预测方法。首先,在获取工作面液压支架载荷数据的基础上,利用MeanShift聚类算法实现工作面区域动态划分,并分析深井超长工作面不同区域的支架载荷变化特征;然后,提出一种考虑多维时序数据特征和注意力机制LSTM预测方法,构建支架载荷一次性多输入多输出预测框架,实现了预测算法精度和输入输出特征结构的协同设计;最后,基于前述工作面区域划分结果,建立工作面区域化液压支架群组载荷预测模型,实现了综采工作面液压支架群组载荷时序数据循环训练和高精度预测。该方法通过考虑工作面载荷区域分布特征,建立多输入多输出特征工程,可实现基于工作面区域动态更新的液压支架群组载荷预测,能够为后续分析工作面矿压显现规律,超前适应采场环境变化和指导工作面正常回采提供依据。

摘要：气泡轻质填料(BMLF)是由水泥、水和气泡按照一定的比例混合凝固形成的。通过室内渗透试验、浸泡试验和无侧限抗压强度试验研究了BMLF的物理力学特性,并基于工况,提出了采用BMLF水平引孔置换部分路堤处治已通车公路桥头跳车的方法。分析表明:BMLF最大吸水率可达到25%,失水后不能恢复到初始容重,故需对BMLF的设计容重进行修正,修正系数在1.00~1.25之间;通过BMLF水平引孔置换后的路面沉降量和沉降速率都逐渐减小并接近零值,在处置已运营公路桥头跳车问题上取得了良好效果。

摘要：综采工作面智能化是煤矿智能化的关键环节,液压支架状态感知与分析是综采工作面智能化的前提和智能控制的基础。液压支架压力和位姿是液压支架能够直接监测的关键状态数据,二者进行融合分析是液压支架智能控制和智能执行的依据。以液压支架压力和位姿为研究对象,介绍了智能化综采工作面状态感知架构。从液压支架受力和上覆岩层矿压2个角度总结了液压支架压力感知与分析技术现状,指出目前基于大数据的矿压分析尚未应用、工作面矿压与巷道压力数据未实现同步测量、未实现整个采场的全面数据分析、对超前液压支架的关注度不够。阐述了液压支架位姿感知原理和方法,总结了现有液压支架位姿分析方法。分析了液压支架压力-位姿融合分析的必要性,总结了现有的液压支架压力-位姿融合分析方法。展望了综采工作面液压支架状态感知与分析技术的发展趋势,即深入研究大数据技术、多维数据融合感知与分析技术、数字孪生技术在液压支架状态感知与分析中的应用,以实现液压支架状态数据精细化分析、智能控制与决策。

摘要：采煤机自适应煤层起伏变化自主规划截割是实现煤矿智能无人开采的关键问题之一。然而,现有采煤机截割规划对复杂地质条件变化的自适应性相对薄弱。针对煤层分布信息特征考虑不全和缺乏适用于不同起伏条件的综采工作面采煤机截割路径规划模型以及连续规划精度差等问题,提出一种基于煤层起伏信息与采煤机滚筒高度预测的复杂起伏煤层自适应开采截割路径优化模型。首先,基于粒子群优化最小二乘支持向量机建立采煤机滚筒高度时间序列预测模型,实现采煤机滚筒高度精准超前预测。然后,分别构建以采煤机上下滚筒截割线与煤层上下分界线偏离最小为优化目标的近水平条件、俯斜开采条件和仰斜开采条件下的综采工作面自适应截割路径规划优化模型,利用多约束优化算法求解最优路径,从而实现适用于多种开采条件下的综采工作面自适应截割路径规划。通过数据仿真验证,采煤机滚筒截割高度预测精度达到84.11%以上,优化截割路径与模拟煤层分界线平均绝对百分比误差最大为3.13,所提方法能够在实现采煤机滚筒截割轨迹高精度预测的基础上完成复杂条件综采工作面的自适应截割路径连续规划,为复杂起伏变化工作面采煤机截割路径自适应规划应用提供参考。

摘要：机器视觉技术对改善煤矿安全监测手段、提高装备自动化水平具有积极意义。详细阐述了当前煤矿智能化建设过程中基于机器视觉的不同场景和系统下的设备信息状态感知原理,综述了机器视觉感知技术在煤矿安全监测、拣选识别、煤岩识别、定位导航、运输检测、位姿检测和信息测量等方面的实践应用;分析指出未来煤矿机器视觉感知技术应深入挖掘采掘工作面机器视觉场景理解需求,构建生产全视场监视检测体系,提升多时空多维度多变量集成监测效果,改善视频自主监视告警能力,增强视觉引导能力,并形成地面生产管理运行系统的视觉资料统一化管理方式等,重点研究综采装备(群)姿态同时空测量、采掘环境动态变化感知、生产全视场监测与自主告警、煤矿机器人视觉引导控制等技术;指出煤矿机器视觉感知技术在防爆或本安型智能视觉传感器研发、高效视觉测量与分析、检测识别测量精度提升、图像高质量标注方面仍存在挑战,通过开发具有边缘计算能力的视觉传感器,构建井上下视觉分布式测量方案,实现各类复杂环境下开采信息准确识别与测量,可有效提高机器视觉感知技术在煤炭行业的更深层次融合和应用。

摘要：复杂条件煤层地质条件参数变化数量多、参数变化范围大,其智能化开采是当前迫切需要解决的难题。分析了我国不同区域煤矿的主要地质条件特征及面临的问题,指出相较于综合机械化采煤,智能化开采对地质保障度的要求更高。地质条件越复杂,控制系统就越需要更精准的感知、更快速的分析与决策、更高的数据传输速率。以两淮地区“三软”煤层开采为例,探讨了其在智能化开采过程中面临的问题:煤壁频繁片帮、刮板输送机上窜下滑、相邻支架错位及咬合不紧密、护帮板不整齐、支架扎底、超前巷道变形,指出围岩(顶底板、煤壁)条件、煤层走向/倾向角度、矿压及超前巷道稳定性是影响工作面正常连续开采的5个因素。为解决上述5个因素条件参数变化带来的问题,需要从围岩参数感知、趋势分析、精细化控制、动力系统适应、自适应决策等方面研发出解决复杂条件工作面智能化开采的关键核心技术。详细阐述了目前实现复杂条件工作面智能化开采技术即液压支架护帮板精准控制及快速跟机技术、顶板分区协同支护技术、工作面装备姿态监测技术、工作面调直技术、上窜下滑控制技术、稳压供液控制技术、仿真决策系统平台和超前支护技术的应用现状、效果及后续需要解决的问题。指出对于多种复杂条件共存的煤层,关键元部件的机电液一体化设计、分布式控制方式、大数据的分析应用、装备群协同快速推进控制和实时仿真平台与智能决策系统的开发是后续研究的主要方向。

摘要：为进一步加强传统采矿工程与新一代信息技术的不断深入融合发展,构建安全、智能、绿色、高效的煤矿,以张家峁煤矿为例介绍了智慧煤矿巨系统关键技术装备研发与示范矿井建设。以智慧煤矿总体规划及综合管理操作平台设计、智能化无人生产系统、智能化巷道掘进系统、环境感知及辅助系统、智能场区建设等为主线,进行张家峁智慧煤矿巨系统的建设。通过对煤矿5G移动通信技术,透明矿山三维管控平台关键技术,煤矿生产危险源分析预测技术,矿山采掘接续一张图集成技术,智能化无人工作面协同控制技术,环境感知及一通三防智能化技术等关键技术的应用解决了信息孤岛,提升了智能化采掘能力,提高了数据驱动决策,实现了矿区全域多源数据深度融合,生产效能、安全态势与业务流程协同优化的多维场景平衡综合分析决策,形成矿区智能化管理、高效协同运行新体系。