摘要：针对传统红外气体传感器气室与信号处理模块分离存在体积大、灵敏度差的问题,基于非分光红外双通道检测技术,设计了一种小体积、高精度的红外CO_(2)传感器。首先,对反射型气室进行光线追迹仿真,保证热释电探测器受到的红外辐射和气体吸收光路长度满足要求。同时,设计了可靠的光源驱动电路、带通放大电路;对传感器的温度漂移特性进行讨论,建立温度补偿算法模型。在温湿度箱中标定红外CO_(2)传感器参数,通过拟合曲线得到常数a和n,以及温度补偿系数β。经过实验测试表明,该红外CO_(2)传感器测量误差小于真值的±5%。

摘要：设计了一种基于机器视觉的异物识别系统,并应用于主运输带式输送机的保护中。使用YOLOv5s作为深度学习模型,将训练完成的模型部署至边缘计算模块中;由工业级本安相机获取实时视频,并传入边缘计算模块中对煤流中的异物进行识别,最终只对外传输识别结果;当检测到的异物危险等级较高时会向协同控制器发送报警信号,由协同控制器对具体的单机控制器下发停机指令;同时将处理后的实时视频和报警信息上传至管控平台显示。基于机器视觉的异物识别提高了当前主运输带式输送机保护的智能性,稳定性和可靠性。

摘要：针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

摘要：针对因井下车辆移动速度过快、车辆外壳屏蔽等原因造成乘车人员漏识别,车辆乘人超载无法有效管控,存在安全隐患,难以满足《智能化示范煤矿验收管理办法(试行版)》中辅运系统相关要求等问题,设计了一种基于精确定位技术的无轨胶轮车超员报警检测方法。首先,将基站输出的测距数据转换为三维坐标,生成连续性轨迹;其次,利用相邻时刻位置数据确定行进方向向量,进而对轨迹数据预处理;再次,采用动态时间规整(DTW)算法对车辆与乘车人员轨迹对齐,求解最佳路径,获得度量值;最后,以司机轨迹度量值为样本,衡量人员轨迹与样本的相似程度,进而得出人员是否为乘车人员以及车辆是否超员的判定。试验结果表明:各项功能运行正常,正确率约为95.12%,逻辑相应时间约为30 ms,现场应用状况良好。

摘要：为进一步提高煤矿综采面作业安全性,以智能化工作为切入点,提出了一套煤矿综采面作业人员定位与液压支架系统控制系统;通过设计人员精准定位系统、划分采煤工作面控制区、设计系统对接等方面,最终构建出智能化、自动化的煤矿综采面工作系统。协同控制系统在大柳塔煤矿的模拟应用表明:系统安全性强、稳定性高,可有效保障煤矿综采面作业人员的生命安全。

摘要：智能矿山领域数字孪生技术的应用需面对较多复杂性、特殊性的技术突破。阐述了数字孪生在智能矿山领域的适用性,归纳梳理了数字孪生技术在煤矿安全、生产及运营管理等方面的研究及应用现状:在煤矿安全管理方面,数字孪生技术主要应用于灾害预警、风险管控、灾害救援等;在煤矿生产方面,数字孪生技术主要应用于采掘工作面区域整体、单机机械装备状态监测及控制、机械装备预测性维护。从物理实体、虚拟实体、连接交互、数字孪生数据及功能服务5个维度入手探讨了智能矿山领域数字孪生亟待解决的关键共性问题:物理实体维度需重点突破全面感知及控制装备的研发,虚拟实体维度需深入进行物理、行为、规则模型的研究,连接交互维度需攻关煤矿井下5G网络传输关键技术,数字孪生数据维度需解决高性能计算等问题,功能服务维度需研发仿真软件及人工智能算法,以便更好地适应现场环境。从矿井规划设计、开发、建设阶段的灾害预防性设计、生产系统设计、地质环境预测,矿井生产运营阶段的灾害预警及防控、生产调度决策优化、生产设备全生命周期管理等方面展望了数字孪生技术在智能矿山领域的发展趋势,认为宜针对关键部件或装备,核心环节,重要或危险场所、区域等进行精细化孪生。

摘要：针对电动阀门在运行过程中,由于外部干扰、系统参数变化、摩擦力等非重复干扰的影响而难以达到高精度控制的问题,提出一种基于滑模扰动观测器的预测控制方法。通过对阀门驱动原理进行深入研究,构建阀门的数学模型,根据模型中电机电流与总负载扰动的正相关性,以电机电流、阀门转速为输入量,采用滑模扰动观测器对系统总负载扰动进行估计。设计模型预测控制器,对扰动估计值进行补偿,实现对阀门开度控制的准确性,鲁棒性以及对总扰动值跟踪的快速性。理论分析、仿真和试验表明:观测器仅0.001 s便跟踪到了设定值,收敛速度快,阀门开度精度误差在0.2%以内,完全达到控制目标,开度控制效果良好。可充分验证该控制方法在不同的负载扰动下,依然能使电动阀门保持良好的开度控制精度以及抗扰动能力。

摘要：智能矿山技术迅速发展推动了对于非煤矿山安全管理的创新需求。本文提出了一种基于WEBAPI接口和MQTT协议的智能矿山人员定位信息转发软件的设计方法,旨在实现非煤矿山中人员定位数据共享。软件网关设计采用Golang编程语言。本文详细介绍了设计的理念,软件架构以及实施中的关键技术细节,强调该软件在促进数据交换、监测和应用场景多样性方面的重要性。该系统通过WEBAPI接口采集和处理非煤矿山内部的人员定位数据,并利用MQTT协议将这些数据传输至服务器,实现了数据的实时监测和管理[1]。本研究对于提升非煤矿山数据共享水平、提高数据综合利用效益具有积极意义,为智能矿山技术在实际应用中的推广与发展提供了有力的技术支持。

摘要：在矿压作用下,花草滩煤矿+1300 m水平西翼轨道大巷发生严重变形,矿压显著,对巷道使用产生影响。为确保该巷道支护方案的经济合理性,必须对其支护方式进行优化设计。以花草滩煤矿+1300 m水平西翼轨道大巷为工程背景,运用FLAC3D数值模拟,模拟在不同锚杆排距、锚杆间距、锚索排距、锚索间距和锚杆直径条件下的围岩位移,并分析选择确定了最具经济和安全效益的支护方案。在工业实践中运用确定的支护方案进行开拓,并对开拓后的+1300 m水平西翼轨道大巷变形数据进行监测分析。结果表明,优化支护后巷道围岩变形量显著降低,实现了围岩控制的预期要求。

摘要：选矸机器人手爪作为分拣矸石的执行机构,对矸石的分拣方式、分拣精度与分拣效率具有重要影响。传统手爪只能实现抓取或拨离的单一分拣方式,对于某些特定的场景,无法满足应用需求。为此,提出了一种多功能选矸机器人手爪,完成了机构设计和优化,分析了手爪机构的3种分拣模式,并制定了手爪分拣功能变换控制策略。该机器人手爪整体结构紧凑,可实现抓取、拨离与协同抱取3种功能形态之间的快速变换,拓展了选矸机器人的适用范围,可有效提高矸石的分拣精度与分拣效率。