摘要：刮板输送机是煤矿井工开采煤炭运输的核心设备,其智能化水平直接影响工作面智能化程度。分析指出目前刮板输送机智能化技术仍存在工况感知数据治理不到位、数据交互及多机协同控制缺乏顶层管控、设备维护与保养不到位、智能化技术应用不足等问题。基于矿鸿操作系统统一系统架构、统一标准与协议等优势,开发了采煤工作面刮板输送机智能控制系统,介绍了系统架构,重点阐述了该系统中刮板输送机工况感知和自适应控制这2项关键技术:以哑铃状态监测和断链故障监测为例,介绍了刮板输送机工况感知技术的实现方法;通过分析刮板输送机驱动电动机电流数据,结合采煤机采高、截深、行走速度、位置等采集数据,得出刮板输送机运煤量计算公式,由此设计了基于负载状态的刮板输送机智能调速控制策略;分析了刮板输送机链条与张力的关系,通过计算链条伸长量并与设定值作比较,控制油缸伸出(缩回)动作,实现链条张紧自动控制。在煤矿现场对基于矿鸿操作系统的刮板输送机智能控制系统进行了工业性试验,结果表明该系统能实时采集刮板输送机运行状态、故障信息、负载等关键参数并进行分析处理,数据精度高,稳定性好,故障诊断准确性高,且实现了刮板输送机与采煤机、液压支架等设备的互联互通、相互协作,数据传输延时仅为5~10 ms。

摘要：针对采煤工作面高效开采的需求、采煤机远程监控软件产品的缺乏,以及不同厂商设备接口与通信协议的不同,提出了一种基于矿鸿操作系统的采煤机远程监控系统软件设计方案。该方案中采用了矿鸿操作系统统一的通信接口协议——MDTP协议,能使基于矿鸿操作系统下的不同厂商设备实现高效通信、高效协同。

摘要：针对智能化工作面设备运行数据监控、视频监控存在的不足,结合智能化工作面成套设备状态实时监控需求,提出了一种基于数字孪生技术的多元信息驱动智能化工作面三维可视化监控方法。分析了当前煤矿工作面设备监控、视频监测以及三维可视化等存在的问题,系统阐述了将数字孪生技术应用于智能化生产过程监控的可行性、设计思路、技术路线与关键技术。对工作面煤机设备传感器配套、数字孪生三维监测系统架构、设备精准建模、工作面数字孪生体搭建、模型数据驱动算法、实时数据采集、运行数据管理分析、人机交互界面设计等进行了详细介绍。基于鄂尔多斯中煤某矿大采高智能化工作面,开发了一套工作面数字孪生三维监测系统,内嵌了三维展示、数据监控与开采工艺仿真功能模块,集成了设备传感器数据、生产运行控制数据、历史数据、人员定位数据以及相关的派生数据等,实现对工作面成套设备的实时三维动态监测、数据和模型三维融合展示、设备异常状态诊断预警、工况和生产数据分析管理以及自动化开采工艺虚拟仿真等。实践应用证明,该系统能够直观再现和精准描述设备状态,对工作面设备运行数据和生产数据提供系统性管理,提高了监测的效果。

摘要：研究了基于矿鸿操作系统的采煤机控制系统架构。首先介绍了煤矿智能化发展背景和传统采煤机系统存在的问题,针对现有问题提供了解决思路。然后着重探讨了矿鸿操作系统架构设计和特性、矿鸿在采煤机控制系统架构中的应用,分析了矿鸿操作系统在采煤机领域的潜力和优势。最后展望了矿鸿在采煤机控制系统的应用前景、技术发展方向及存在的问题和挑战。

摘要：为解决综采工作面巡视作业空间狭小、设备间配合动作复杂、作业环境恶劣导致的人工巡检困难,巡检人员安全无法保障的问题,设计了一种占用空间小,适应三大设备相互动作,可以实现自动化巡检,集视频监控、数据融合、数据上传、温度异常报警等功能为一体的综采工作面巡检机器人系统。自动巡检机器人系统包括自动巡检系统、机器人本体、电气控制系统、通信网络系统和集控室集控系统。其自动巡检系统采用吊缆机构与悬轨支撑机构相结合的方式实现了综采工作面液压支架拉架动作后机器人巡检路径轨道的自适应;机器人本体上装载的可见光相机和红外热成像仪采集的工作面作业数据可通过通信网络系统实现与控制主机间的双向信息交互,采集的作业数据通过集控室集控系统实现可见光和红外数据的实时融合,为进一步通过智能分析算法实现更高级识别奠定基础;集控室系统可以对采集数据进行可视化处理,对巡检机器人工作状态进行实时智能控制,并在综采设备工作异常时报警。自动巡检机器人在中煤张家口煤矿机械有限责任公司综采工作面实验室进行了试验性研究,研究结果表明:在综采工作面的狭小设备空间中,液压支架经常性会进行拉架操作,现有的固定轨道的巡检机器人无法进行巡检,自适应轨道系统可以吸收拉架产生的设备位置变化,保证巡检轨道的畅通,实现了巡检机器人的无障碍通过;机器人本体采用高精度可见光传感器和热成像传感器,可以获取高精度的可视化图像信息,相较于现有人工目测或手持仪表测量,数据真实可靠,并可实时反馈现场环境状况。集控室系统可视化处理后的数据能直观反映出设备运作时的工作状况,提高了巡检人员对工作设备操控的准确度,其报警功能可以在工作异常时及时告知巡检人员作业异常原因及异常区域,提高巡检作业的安全可靠性。此综采工作面自动巡检机器人站地空间小,可代替人工实现对综采工作面的巡检作业,巡检作业安全可靠。

摘要：针对井下智能化开采工作面的远程供电供液方式,从自动化工作面系统功能设计、远程供电供液系统数学分析、成套设备数据通信、远程监控、闭锁保护方面进行分析研究,并采用最优化理论对多参数影响的系统进行评价分析,给出了远程供电供液成套设备优化设计配套原则,为自动化工作面远程供电供液系统设计和设备选型提供借鉴。

摘要：考虑有载侧、空载侧链条受力特点以及物料分布特点,利用有限元法构造了刮板输送机动力学微分方程;构建了形态函数,解决了仿真数学模型的计算机自动生成问题;模拟仿真了刮板输送机在满载状态下直接启动、可控启动、自由停机、制动后再启动等工况下的动力学特性,并通过刮板输送机动态特性测试系统对上述工况的动态特性进行了测试,分析对比理论计算结果与测试结果,为设计大功率刮板输送机及其可控启动、制动系统提供理论基础和实验依据。

摘要：为满足国家重点基础研究发展计划(973计划)机器人化深部煤层自适应高效截割原理与适用性评估课题的研究需求,针对相关的测试要求设计一套井下集控平台,实现对相关设备的控制和工况数据的采集。针对工况数据采集的要求,提出了集控平台的整体设计方案,并根据现阶段综采工作面的系统构成,对集控平台的功能进行模块化拆分,并对平台开发的功能和研究重点进行简要论述。

摘要：针对刨煤机中部槽滑架体在工作过程中出现的疲劳断裂现象,采用理论与试验相结合的方法,基于Winkler弹性地基接触模型,建立了刨头三自由度碰撞振动动力学模型.通过点到直线的距离算法作为检验碰撞的准则,构造了刨头与滑架接触碰撞判别条件.采用数值方法进行求解,得到刨头与滑架各点的最大碰撞力,并以此作为疲劳试验载荷,对中部槽滑架体进行疲劳寿命试验,得到了滑架体的疲劳寿命.研究结果表明:滑架体在最大碰撞力作用下,在立板前端产生初始裂纹,在发生静强度失效时,失效点倾向于立板后部下端.研究结果对提高滑架体疲劳强度提供了理论依据.

摘要：针对国家煤矿安全监察局《煤矿机器人重点研发目录》采煤机器人基本要求,结合煤矿智能化开采技术发展和生产应用需求,从机器人功能标准范畴对井下综采工作面采煤机、刮板输送机、液压支架、协同控制系统的机器人化技术进行了系统研究,提出了综采设备机器人化功能设计方案,介绍了煤机设备机器人化关键技术。通过煤机设备机器人化技术开发,提升了工作面智能化开采的能力和可靠性。