掘进机可视化导航及精确定向控制系统的应用研究

针对掘进机在井下工作过程中导航及定向控制精度差、掘进效率低的问题,提出了一种新型的掘进机可视化导航及精确定向控制系统。该系统利用可视化导航技术,实现井下的远程掘进控制,利用激光指向仪为导向,实现掘进机的精确定向控制。根据实际应用表明,新的控制系统能够将掘进机的截割精度控制在±18 mm以内,显著提升井下巷道掘进精度和效率。     

矿井掘进机智能截割控制系统的应用

针对掘进机在井下的定位精确性不足、巷道成型质量差的问题,提出了一种新的矿井掘进机智能截割控制系统。为了研究该系统,以VR技术为基础,以实现掘进机的远程智能操控为目标,构建了虚拟仿真平台以实现对掘进机井下掘进作业进度、姿态、巷道截割路径的虚拟监控。研究表明,该系统能够实现掘进机的井下自动截割控制,巷道成形质量高、稳定性好,极大提升了井下掘进作业的效率,具有较大的应用推广价值。     

矿用掘进机自适应智能控制掘进工艺的应用研究

针对矿用掘进机在井下作业过程中导航精度差、无法进行自动截割的状况,提出了一种新的矿用掘进机自适应智能控制掘进工艺.通过组合式智能定向技术实现了掘进机在井下±15mm的精确定位,通过智能定向截割+自适应截割的控制方案,实现了掘进机在不同地形条件下的自动化截割控制.实际应用表明,该智能掘进工艺能够将井下巷道掘进效率提升13...     

掘进机智能导航及定向掘进安全控制技术的研究

针对煤矿井下掘进机掘进作业过程中定位精度差，影响巷道掘进效率和质量的问题，提出一种新的掘进机智能导航及定向掘进安全控制技术，其通过单目视觉测量和激光定位方式实现掘进机掘进作业过程中的精确导航及定位。通过煤矿井下的实际应用表明，该掘进技术能够将掘进机的掘进定位精度控制在±20 mm以内，显著提升了掘进机的掘进定位精度和可靠性。     

煤矿用硬岩巷道智能化钻装锚掘进机设计

针对现有掘进机进行岩性较硬巷道掘进工作时,存在的掘进效率低、掘进速度较慢,而且很容易引发安全事故的问题,设计一套包含钻孔、掘进、运输以及锚固全套巷道掘进工序的智能化硬岩巷道掘进机,并在某矿巷道进行实际测试优化。结果表明,智能化硬岩巷道掘进机大幅提升了对坚硬岩性巷道的掘进效率,降低了井下工作人员劳动量,并对条件相近巷道的掘进作业提供了借鉴意义。     

数字孪生驱动的悬臂式掘进机虚拟操控技术

针对悬臂式掘进机智能控制时面临的远程操控问题,结合数字孪生和虚拟仿真等技术,提出面向煤矿井下装备智能控制的"人—信息—物理系统"(HCPS)交互机制,实现掘进工作面物理空间与掘进信息虚拟空间的深度融合与交互;结合悬臂式掘进机模型,提出数字孪生驱动的悬臂式掘进机智能操控系统,从工况数据感知、数字孪生体构建、人—机—环交互3个方面实现地面虚拟掘进与井下实际掘进的深度融合;搭建悬臂式掘进机远程虚拟操控实验平台,以验证孪生数据驱动下的虚实同步等功能,截割轨迹跟踪测试表明,系统可实现掘进机虚实同步控制,截割头位置精度偏差小于40 mm,满足煤矿开采中巷道开拓的质量控制要求.基于数字孪生驱动和虚拟现实呈现的井下设备智能操控方法,在煤矿巷道可视化掘进系统和智能掘进机器人系统中应用效果良好,为煤矿井下综采综掘工作面设备的远程智能监测与控制提供了全新的思路,对促进工作面智能化系统发展重要的借鉴意义.     

基于RBF的掘进机智能驱动控制系统的研究

针对现有掘进机采用人工控制截割所存在的巷道成型质量差、效率低的难题,提出了一种新的基于RBF的掘进机智能驱动控制系统,该智能推进控制系统采用了RBF神经网络算法,能够对掘进机掘进作业时的驱动控制系统进行自适应调整,可满足在复杂地形条件和截割阻力多变情况下的智能截割需求。根据实际应用表明:该控制系统能够实现掘进机的自动截割控制,同时提升进给作业时的稳定性和巷道掘进效率,是实现井下无人化掘进作业的基础。     

井下巷道快速掘进工艺的研究

针对煤矿井下巷道掘进作业空间不足,影响井下巷道掘进效率的现状,提出了一种新的单向高效巷道快速掘进工艺,通过优化掘进流程、改善掘进支护设备、优化通风系统布置等,有效解决了传统巷道掘进方案效率低下、粉尘浓度差的难题。根据实际应用表明,采用新的井下巷道快速掘进工艺后,巷道的日进尺提升了13.9%,掘进面的粉尘质量浓度降低了52.6%。     

煤矿井下巷道高速掘进方案的应用研究

针对目前井下巷道掘进采用单一钻进作业效率低、成本高、无法满足综采效率进一步提升的现状,提出了一种新的煤矿井下巷道高速掘进方案.该方案采用了爆破法和钻进作业相结合的方式,有效地提升了井下巷道掘进作业的效率和安全性.根据实际应用表明,该方案能够将巷道掘进速度由目前的3.1 m/d提升到5.4 m/d,巷道掘进成本降低14.2％以上,具有极大的应用推广价值.     

基于PLC的掘进机截割控制系统研究

针对目前悬臂式掘进机控制系统控制效率低下、数据采集量小、控制精度差的问题,提出了一种新的基于PLC的掘进机截割控制系统。该系统通过信号数字处理理论实现了对掘进机运行状态数据信息的全面监控和数据处理,实现了掘进机的智能自动化控制及精确截割作业。根据实际应用效果表明,新的控制系统能够将掘进机的截割精度提升74.6%,对提高掘进精度和安全性具有十分重要的意义。     

煤矿井下巷道不稳定性分析及控制技术研究

针对煤矿井下巷道稳定性差的现状,在对煤矿井下巷道不稳定性进行分析的基础上,提出了一种新的巷道井下支护技术和跟机自动支护技术,以有效解决不稳定巷道条件下支护效率和支护稳定性的矛盾,提升煤矿井下综采作业的安全性.根据实际应用表明,新的控制技术能够将巷道支护效率提升11.8％,同时将综采面人员数量降低32.1％,将综采效率提升14.6％,对实现井下智能化综采作业具有十分重要的意义.     

巷道掘进机定向掘进技术研究

针对矿井下巷道掘进面的实际情况,提出了一种掘进机自主定位定向方法,通过建立数学计算模型,进行仿真模拟,搭建实验平台验证其可行性。分析对比结果显示,在满足巷道成型标准的情况下,该技术可以对400 m范围内进行探测。为扩大测量范围和提高测量精度,提出了一种坐标定位方案,可以实现实时巡航监测,减少井下人工作业时间。该技术可有效防止掘进巷道错位,实时监测姿态和位置,进一步提升无人开采能力。     

掘进机摇臂智能控制系统的研究及应用

由于煤矿井下地质条件复杂,传统的掘进机截割机构的截割控制均通过人工完成,但存在着人工劳动强度大、控制效率低下,极易出现掘进机截割机构的触顶损坏事故,给煤矿井下的掘进作业安全造成了极大的影响,基于此,提出一种新的掘进机截割机构自动控制系统。该系统能够实现对掘进机截割作业的自动化控制,自动检测截割过程中的截割状态,调整截割转速和掘进机的进给速度,能够在确保掘进安全的前提下提升掘进机的截割效率,具有较大的应用推广价值。     

巷道掘进机多传感融合定位系统及试验研究

煤矿巷道掘进机的自主精确定位是煤矿掘进智能化发展的基础,而复杂的掘进工艺和恶劣的掘进环境使得掘进机定位存在自主性不足、精度低以及易受环境干扰等问题。为实现巷道掘进机自主精确定位,首先,基于扩展卡尔曼滤波构建了里程计辅助惯性定位系统以约束惯性定位的误差发散;其次,结合掘进机施工工艺提出柔性零速校正方法,进一步提升掘进机惯性定位精度;然后,基于误差状态卡尔曼滤波和多状态约束模型实现了惯性、视觉和里程定位的高效融合;最后,搭建了掘进机在暗环境下自主定位的样机试验系统。实验结果表明：所提柔性零速校正方法可以提升掘进机定位精度约21.64%;所提掘进机多传感融合定位系统三轴定位误差分别可达到横向0.13 m以内、前向0.17 m以内、天向0.02 m以内,相比独立惯性和视觉系统的定位精度分别提升49.62%和57.71%。实验结果验证了所提方法与系统的可行性与有效性,满足煤矿规程中巷道掘进机定位需求。     

煤矿井下智能化高效综采技术的应用研究

针对目前煤矿井下综采控制技术落后,无法实现综采面智能化联动综采作业的问题,提出了一种新的煤矿井下智能化高效综采技术。对该控制系统中采煤机智能控制方案、液压支架跟机控制方案、液压支架运行状态视频监控系统、放顶煤智能放煤控制系统进行了分析。根据实际应用表明,新的控制系统能够将井下综采作业人员数量降低22.2%,将综采作业效率提升28.9%,极大提升了煤矿井下综采作业效率及自动化水平。     

煤矿巷道快速掘进技术及快速掘进装备发展现状研究

随着我国煤矿开采技术水平的提升,煤矿开采效率有了较大进步。但由于煤矿巷道的快速掘进技术与快速掘进装备发展缓慢,导致大部分煤炭企业采掘失调、煤巷掘进速度低等问题日趋严重。本文对煤矿巷道快速掘进技术中常见的机械化掘进工艺发展现状进行介绍,对三种掘进技术存在的问题进行了详细分析,指出了今后快进掘进技术与装备的发展趋势,重点介绍了掘锚机、悬臂式掘进机、悬臂式掘进机+超前支护三种快速掘进系统,智能化掘进机关键技术,以及国内外智能化掘进机发展现状。     

基于VR技术的采煤机智能控制系统的研究

针对目前采煤机综采作业自动化程度低、截割效率不足的情况,提出了一种新的基于VR技术的采煤机智能控制系统。该系统的设计,利用视频监控系统实现了对采煤机截割状态的自动判定,利用采煤机记忆截割控制、综采面联动控制方案实现了对采煤机截割作业的远程监测和调整。新的控制方案能够将综采面作业人数降低60%,综采效率提升13.6%,显著提升井下综采作业的安全性和稳定性。     

煤矿井下掘进机防滑移调控系统的分析

在对不同路况条件下滑移关键因素进行分析的基础上,提出了一种新的矿井掘进机防滑移调节控制系统,利用Simulink仿真分析软件对该防滑移调控系统在典型工况下的防滑移效果进行了分析。结果表明,该防滑移调控系统具有调节精度高、响应速度快、对井下复杂环境适应性好的优点,可极大提升掘进机在煤矿井下恶劣环境下掘进作业的可靠性。     

煤矿井下综合高速掘进技术研究与应用

为了解决煤矿井下巷道掘进效率低、经济性差,严重影响煤矿井下综采效率的问题,提出了采用以液压掘进钻车与自动化挖掘装载机联合作业、凿岩设备优化、深孔光面爆破为核心的综合高速掘进技术,实际应用表明,该综合高速掘进技术能够将巷道掘进效率提升17.6％以上,炮眼利用率提高到78％以上,有效地提升了井下巷道的掘进效率,解决了煤矿井...     

掘进机降尘装置的优化研究

针对目前掘进机外置式喷雾降尘装置可靠性差、降尘效率低的现状,提出了一种新的内置式的喷雾降尘装置.该装置能够在粉尘还未扩散时就将粉尘吸入到除尘装置内进行过滤,从而有效地提升了井下掘进作业时的除尘效率.利用仿真分析软件对不同吸尘扩孔情况下的除尘效果进行分析,结果表明当除尘孔的直径为28 mm时具有最佳的除尘效果,能够将巷道掘进效率提升7.2％,将粉尘浓度降低44.1％.