摘要：岩石单轴抗压强度是评估岩石力学性质的重要参数,实时、准确地获取锚杆钻进过程中的岩石单轴抗压强度对于指导巷道顶板支护设计、锚固作业具有重要意义。基于钻锚一体化锚杆和钻臂搭建了钻锚一体化锚杆随钻感知试验系统,试验系统可实时监测液压系统的液压缸、液压马达及钻箱位移等参数。通过对各参数特性、单一参数及组合参数随岩石强度变化的关系进行分析,获得钻进单位体积岩石时液压缸、液压马达及系统所做总功与岩石强度的关系,并对比了各参数的优劣性。研究结果表明:液压系统单一参数及组合参数与岩石单轴抗压强度有一定的相关性,部分参数相关性系数较高,液压缸进油端、回油端拟合函数相关性系数分别为0.840 8和0.849 7;钻箱钻进速度随试样单轴抗压强度变化的拟合函数相关性系数最高,为0.953 3;其次是液压马达做功、系统总功以及液压缸做功,分别为0.921 5、0.895 0和0.855 2。液压缸回油端压力拟合函数效果最好,误差率为14.33%,小于15%;其次是钻箱钻进速度,误差率为16.12%,小于20%;钻进系统所做总功、液压马达做功、液压缸做功误差率分别为20.73%、21.79%和23.78%,均小于25%,预测效果较好。液压马达做功系统做功占主要部分,平均占比99.22%,随着岩石强度的增加,液压马达做功占系统总功逐渐下降。总体来看,液压缸进油端压力、回油端压力、钻箱钻进速度、液压马达做功、系统总功及液压缸做功随试样单轴抗压强度变化的拟合函数相关性系数较高。研究结果为钻锚一体化快速掘进、巷道围岩稳定性评估、锚杆支护方案优化等提供了依据。

摘要：为解决钻场硐室破坏窄煤柱完整性、充填开采成本高、施工工艺复杂、充填体强度达不到现场要求等问题,研究了高水材料浆液的高流动性和早强速凝特性,并通过实验室物理力学性质测定试验,获取了高水材料的各养护龄期下抗压强度、流动度和凝结时间等宏观工作性能,结果表明:选取高水材料水固比为2∶1,其配比在28 d时充填体强度可达6.3 MPa,料浆扩展度为461.5 mm,凝结时间接近10 min。并以三元福达矿15202工作面钻场硐室充填为研究背景,分别从注浆材料的选取、注浆工艺、现场应用三个方面对垮落区邻位注浆可行性进行了研究,最终采用高水材料对15202工作面钻场硐室垮落区进行邻位注浆,现场应用证明,高水材料邻位注浆工艺可为采空区注浆加固设计思路和施工提供有效依据,保证窄煤柱的稳定性和安全性。

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：分析了隔离布充填支架不同类型后部隔离装置的特点,设计了一种新型后部隔离装置,尾梁对充填区域具有持续支护能力,并通过变截面设计提高了支护能力,隔离装置通过连接杆间接铰接在顶梁上。针对隔离装置姿态调整复杂的问题,设置了上伸缩梁来增强隔离装置与顶板和尾梁之间的密封效果。

摘要：基于设计工具演变的视角,深入梳理新中国成立以来煤炭设计行业设计工具的发展脉络,探索从传统的手绘图纸、机器绘图到计算机辅助设计(CAD)及建筑信息模型(BIM)的发展变化,揭示了科技创新在推动生产力发展过程中的重要作用。目前我国煤炭行业正处于新质生产力培育的发力期,呈现出加速向数字化、智能化转型发展的典型特征。通过对扩展现实(XR)、区块链技术在煤炭设计行业中的应用场景进行系统研究,对人工智能(AI)驱动的生成式“设计大模型”在提升设计创新方面的发展潜力进行深入探讨,并以此为基础,提出了“设计大模型”的四层架构,对其在煤炭设计行业中的应用前景进行展望。依据煤炭设计行业基于技术扩散理论的生产力跃迁演化规律分析,随着智能化设计工具的持续迭代升级,在加速培育和发展煤炭行业新质生产力及新型生产关系的当下,生成式“设计大模型”等智能设计工具极有可能成为新时代煤炭设计行业的关键性创新工具,成为引领煤炭行业实现数字化和智能化革命性发展的核心驱动力量,推动煤炭设计行业实现高质量发展。

摘要：针对煤矿井下的恶劣环境,自主设计了一款多功能集成的矿用AGV,替代部分人工作业程序,实现巡检及紧急情况下的辅助救援功能。为了克服井下的特殊环境,着重考虑了防爆设计及机械结构的合理性,保证整车封闭部分及外部必要传感器均达到防爆或隔爆标准。为了进一步扩展自主作业功能,设计了一种基于雷达-惯性融合的SLAM导航方案,提出一种改进的回环检测激光建图算法进行试验测试,利用不同线数激光雷达进行算法实时性优化,先后通过地面室内环境建图试验及井下真实巷道建图试验进行效果测试,其中地上试验运动距离为60 m,整车Z轴运动方向最大突变波动在0.06 m以内,井下试验运动距离为200 m,在井下颠簸地面情况下,整车上下最大突变波动为0.25 m以内,Z轴线性度关键部分仅为3.87%,X轴方向约为0.37%,证明了机器人的运动的稳定性高及建图的鲁棒性优良,能够顺利完成巡检及救援任务,对井下AGV邻域关键技术突破具有重要意义。

摘要：由于冲击地压现场试验危险性高、监测困难、难以控制触发机制等局限,建立有效的物理相似模拟和数值模拟方法是冲击地压机理与防治研究的重要手段。针对冲击地压物理相似模拟,介绍了相似模拟实验材料的研发进展,在静力相似准则基础上发展了煤岩体动力相似准则,提出了惯性力相似条件,在此基础上开展材料研发和相似模型设计,研究表明:由高聚物、石英砂等组成的相似材料与煤岩动力破坏过程的强度和破坏模式等均具有较好的相似性;结合冲击地压应力波场物理相似模拟试验台,开展了波场传播诱冲过程相似模拟实验,发现应力波在顶底板间相互干涉、叠加,形成煤层槽波,应变场整体上也逐步汇聚在煤层,形成局部化带,最终导致冲击破坏。针对冲击地压数值模拟,介绍了有限元法等连续介质力学方法、离散元法等不连续变形模拟方法,以及连续介质力学-不连续变形耦合方法在冲击地压数值模拟中的研究进展,分析了非线性有限元与不平衡力理论在研究冲击地压潜在风险中的应用前景,围绕煤岩体弹射的势动能瞬态转换力学机制,分别阐述了弹射前期高弹性能体形成、弹射中期岩体瞬间脆断和块体形成的非平衡条件、弹射后期块体运动的模拟思路。最后,介绍了近场动力学与有限元耦合模拟算法在模拟煤岩冲击地压连续-非连续转换中的初步应用,取得了预期效果。本研究有望为煤矿冲击地压模拟提供新思路,对于煤矿安全生产具有重要意义。

摘要：矿用带式输送机在运行过程中通常难以到达满载状态,传统控制系统的恒速运行模式易导致输送机在轻载甚至空载状态下长时间保持高速运转,使输送机能耗增高的同时减少设备的机械寿命。针对上述带式输送机控制系统中存在的不足,提出了带式输送机的智能调速控制系统。该系统基于BP神经网络建立输送机功耗与煤流量、输送带转速间的映射模型,利用模糊控制器实现对输送机变频调速的智能节能控制,同时,通过WinCC组态软件,设计上位机监控界面。智能调速控制系统具备对输送机的远程变频调速控制、运行状态实时监控以及数据归档查询等功能,可有效降低输送机的运行能耗,延长设备的运行寿命。

摘要：针对传统的煤矸识别方法存在效率低下、精度不足等问题,本文提出一种基于卷积神经网络的煤矸识别系统,通过构建包含不同颜色和纹理特征的煤矸石图像数据集,采用图像增强和归一化处理等方式提高数据质量,并设计卷积神经网络模型,通过训练集和验证集进行模型训练,引入早停机制和学习率调度器,提升模型的训练效率和泛化能力。实验表明:在理想条件下,该系统可实现98.5%的煤识别准确率和99%的矸识别准确率,具有有效性和鲁棒性。

摘要：结合大采高综放工作面顶底板条件,采用3种计算方法确定液压支架支护强度。通过力学分析、周边矿井调研,小纪汗煤矿确定选用ZFY21000/30/55D两柱掩护式放顶煤液压支架。通过提高立柱抗冲击性、增大平衡千斤顶受力,该支架可有效支护工作面顶板、防止煤壁片帮,在小纪汗煤矿取得良好的使用效果。