摘要：酚类化合物在煤焦油中含量较高，是煤焦油较为重要的高附加值组分，介绍了煤焦油中酚类化合物的分析方法，认为传统色谱分析方法需进一步在色谱柱制备、检测准确性方面进行优化，而将全二维气相色谱技术运用在煤焦油酚类化合物的分析中具有较大的发展潜力，能够进一步提高煤焦油酚类化合物的鉴别广度和分析精度。详细阐述了化学分离法和物理分离法这2类粗酚提取方法的研究现状，提出未来提酚技术发展重点是发展低成本、高选择性萃取剂的制备及筛选技术，进一步解决萃取剂的低耗回收及循环效能等问题。最后探讨了煤焦油中酚类化合物萃取分离机理研究现状，未来可以借助更先进的分析表征仪器和多尺度模拟计算，进行复杂模型体系下的萃取机理研究，进一步优化萃取剂设计和萃取工艺。

摘要：针对煤矿巷道等恶劣环境下顶底板移近量监测难题,采用激光相位测距技术,设计了一种低功耗无线激光移近量传感器。通过实验研究,该传感器实现了高精度测量,误差控制在3 mm以内,有效提升了测量准确性。同时,传感器在低功耗模式下整机功耗降至5 mW以内,显著延长了使用寿命。采用LoRa无线传输技术和WaveMesh网络,实现远距离自组网,方便安装使用。实验结果表明,该传感器具有高精度测量、低能耗工作和无线自组网通信等优势,可广泛适用于矿山巷道顶底板移近量监测中。

摘要：针对悬臂式掘进机液压系统的原理特点和测试需要,设计开发了一套专门用于悬臂式掘进机出厂测试的液压泵站,可为掘进机液压系统测试时提供多路可调节的液压动力油。对液压泵站的原理设计、参数计算、元部件选型、操作流程进行了详细说明。实际应用表明,该泵站油源动力稳定,压力、流量比例连续可调,可提升出厂测试效率。

摘要：悬臂式掘进机截割头在破岩落煤过程中产生的粉尘是一个亟需重视的安全与健康隐患。喷雾技术作为降尘抑尘的有效方法之一,内喷雾和外喷雾具有各自的优缺点。分别对纵轴式截割头和横轴式截割头内喷雾技术和结构进行了阐述和介绍。纵轴式截割头内喷雾是经内置水孔进入密闭水腔,通过截割头体表面多个均匀分布的水孔,并经过线性喷嘴喷出至截割头截齿齿尖处。横轴式截割头内喷雾由截割头、截割减速器、格莱圈形成密封水腔,通过内置水槽的配水管路流至均匀分布的喷嘴座,再由线性喷嘴喷出水雾覆盖到截齿上。为纵轴式截割头和横轴式截割头内喷雾的研发和设计提供了一种思路和参考,具有一定的实用和推广价值。

摘要：针对煤矿井下钻场人员需求大、安全隐患多、一人操作难以同时控制钻机动作并从全局视角知悉钻机运行状态等问题,引入了数字孪生技术,设计开发了钻机远程服务平台。该平台系统以ZDY25000LDK钻机为载体,融合了钻机远程控制系统、数字孪生模型和参数监测系统3方面技术,通过检测与执行层、数据传输层和远程集控层实现钻机远程控制、钻机运行全生命周期映射与参数监测。钻机远程控制系统实现了实时远距离控制钻机,数字孪生模型能够映射钻机各运动部件的运动状态,并能通过仿真实验为钻探施工提供先验参考,参数监测系统实现了对钻机状态参数和钻进参数的实时监测。基于该钻机远程服务平台,进行了平台的功能性和实时性验证。试验结果表明:钻机远程服务平台能够实现钻机远程控制,并从全局视角上映射和监测钻机运行状态和参数,通过数字孪生体仿真,得出钻机上扣过程中动力头回转速度和给进速度的最优比值为4.28,与实际上扣情况相符。平台操作方便、实时性高、可靠性好、人机交互友好,为煤矿井下钻探工作的减人增效和智能化升级提供了解决方案。

摘要：针对目前煤矿巷道掘进工作面智能化应用水平较低导致掘进效率低下、采掘接替紧张的问题,分析了制约巷道掘进工作面实现智能化的关键技术-快速掘进煤炭地质保障技术、智能超前自主感知技术、智能掘进大数据云计算及控制软件技术。论述了煤矿快速掘进理论及技术基础,以煤矿高分辨率三维地震勘探技术、矿井地质透明化技术为支撑,巷道围岩应力及其控制理论为基础,快速掘进设备为保障,形成实现煤矿智能高效掘进的探测、掘进、支护协同作业的基础支撑理论。重点阐述了煤矿巷道掘进工作面的智能超前自主感知技术,包括高分辨地质雷达探测技术、基于TSOA定位原理混合算法的掘进机位姿感知技术、基于同步定位与建图(SLAM)原理的掘进工作面环境感知技术、掘进设备运行状态感知技术。形成实现智能化掘进工作面的“掘进机位姿感知、工作面环境感知、设备状态感知”的空间一体化感知体系。在分析煤矿综掘工作面实现智能化快掘自主感知和调控技术的基础上,提出按照“以智能化超前感知为基础,以多源数据计算为中心,以安全智能快速掘进为目标”的原则进行设计和构建煤矿智能快速掘进技术体系。开发基于F5G通讯的多源数据和多源图像传输、存储技术,确保了数据传输的高效、可靠和稳定。依托大数据分析和云计算平台,开发具有CPU、存储和网络资源聚合计算基础架构VMware vSphere的软件-智能化掘进-SmartX,系统架构划分为数据源层、智能化超前感知数据采集层、多源数据和图像的传输存储层、大数据云平台数据分析层、决策应用层,包括超前地质探测精准感知、掘进设备位姿感知和掘进工作面环境感知等8个主要功能模块。形成智能化掘进工作面Hadoop&Spark一体化大数据云计算分析处理平台,智能化掘进-SmartX系统。分析煤矿巷道智能化掘进面临的挑战和未来发展,提出继续研制高质量感知设备与多源数据、图像深度融合技术,提高智能掘进设备上使用的感知设备种类、精度和智能性等,提升多源数据、图像在深度融合方面的精度和准确度。加大研发基于F5G通讯技术的掘进工艺智能化技术,智能化掘进设备在工作过程中,确保各项参数判定和指令动作在提前设定的状态下快速可靠准确完成。提出进一步提升巷道智能化掘进辅助生产环节的智能化水平,以减少现场作业人员数量,减轻作业人员劳动强度,实现掘进工作面智能化水平整体提升。

摘要：针对碎软煤层长距离瓦斯参数测定、瓦斯抽采钻孔工程设计指导和抽采效果评价的技术需求,在分析现有碎软煤层取样钻进技术存在问题的基础上,提出了煤层底板孔多分支点取样钻进方法,制定了取样钻进工艺流程,开发了随钻轨迹精准调控、“机械+水力”高效排渣等关键钻进技术,选型配套了定点取样钻孔钻进装备和密闭取样装备。在安徽省宿州市某矿开展了现场试验,施工了1个主孔深度301 m的取样定向钻孔,在取样分支孔中实施了2次定点密闭取样,取样深度分别为178、238 m,顺利在碎软煤层中采取了煤样,获取煤样的瓦斯含量分别为9.05 m;/t和10.08 m;/t,与常规方法相比测得瓦斯含量分别提高了12.4%和25.2%,确保了煤层瓦斯参数测试的准确性,可为碎软煤层瓦斯参数测定提供一种新的技术途径。

摘要：为了解决软岩采场终采线附近大巷受工作面回采应力长时高压作用引起的巷道围岩结构大变形问题,以风水沟煤矿软岩地质条件为工程背景,从力源传递角度出发,提出了顶板深部围岩双主动超前深孔预裂爆破卸压原理,建立了爆破裂隙带构造应力场力学模型和终采线附近高位稳定岩层弹性基础连续板力学模型,对比分析了采场超前支承压力和爆破裂隙带构造应力分布特征,研究了顶板深部围岩双主动超前爆破卸压机制。研究得出:风水沟煤矿软岩采场超前支承压力动态演化规律具有动压影响区域广,峰值影响范围大,应力集中程度高的特点;终采线区域顶板深部围岩双主动超前爆破卸压后,爆破裂隙带构造应力场剧烈影响范围减小,应力集中程度降低,顶板下沉量和弯矩明显减小,工作面终采线预裂岩层及时垮落,冒落岩体的碎胀效应有效控制高位稳定岩层的变形以及破坏发展模式;煤柱区爆破裂隙带切断应力传递路径,采场应力环境得到明显优化。在工作面回采结束3个月后,现场监测的大巷围岩垂直应力增量在5%以下,巷道顶底板及两帮的移近量较小。研究结果表明,顶板双主动爆破卸压后形成的裂隙带阻挡了超前支承压力向前传递,降低了巷道围岩应力,减小了大巷变形。

摘要：针对掘进迎头附近顶板稳定性影响因素多、空顶距离取值不合理导致掘进速度慢的难题,建立梁结构模型,分析空顶区直接顶下沉规律,并采用数值模拟和响应面法分析影响迎头顶板变形的关键因素及其交互作用关系。结果表明:地质力学环境不变条件下,影响顶板变形破坏的因素中空顶距离最关键,其次是软岩厚度,最后是支护强度。提出通过采用响应面法分析空顶距离、支护强度和岩层结构等关键因素的交互作用来确定最大空顶距离的方法;根据霍尔辛赫矿井条件,空顶距离超过2m且软岩厚度超过2m条件下顶板的下沉较难控制。在霍尔辛赫3603运输巷进行现场应用,将空顶距离定为2 m左右,并提高支护强度至0.1~0.15 MPa后,掘进速度提高约36%,而且巷道整体稳定可控,验证了研究结论的合理性。

摘要：为提高煤矿综采工作面智能视频监控系统对作业场景的监控能力,研究了工作面监控视频图像识别技术。首先构建工作面关键目标对象的自动检测识别和语义分割算法模型,完成工作面工况条件下设备、人员目标对象的自动检测识别和关键区域识别与动态划分;然后利用监控视频图像识别结果,融合综采控制工艺设计,实现工作面自主跟机视频智能监控和工作面液压支架区域人员目标智能感知及动态监测;最后集成于矿井综采工作面智能视频监控系统中进行应用,使用效果良好,可满足实际生产的可视化视频智能监控需求。