采煤机惯性导航定位动态零速修正技术

基于捷联惯性导航与轴编码器组合的采煤机惯性导航定位是综采工作面可行的采煤机定位技术。惯性导航提供姿态角参数，轴编码器提供速度参数，采煤机惯性导航定位利用航位推算算法解算出东北天坐标系下的位置坐标。为了进一步提高定位精度，在消除确定性偏差的基础上，根据惯性导航姿态误差方程，以东、北、天3个方向的平台失准角为状态量构建状态方程，根据动态零速修正技术的非完整约束条件，以采煤机坐标系横向和垂直方向速度值为观测量构建量测方程，建立卡尔曼滤波模型，并进行移动平台模拟采煤机运行试验验证。在试验条件下，第3刀导航东、北方向最大误差分别由0.639 7，0.856 7 m减小为0.456 4，0.594 2 m。第4刀导航东、北方向最大误差分别由0.644 4，0.910 6 m减小为0.466 5，0.603 0 m。东、北方向定位精度提升了30%。     

基于LabVIEW的往复式摩擦试验机研制

设计并搭建了测量液压缸、乳化液泵柱塞及滑阀阀芯等移动副摩擦学性能的往复式摩擦试验机,开展了相关功能性试验研究。试验机通过应变片将摩擦力导致的柔性检测梁挠度微变形转化为电信号,并借助LabVIEW平台搭建了试验机测控系统,再结合小波包去噪与算术平均值的方法对采集数据进行后处理,实现摩擦系数、载荷、温度等测量数据的实时采集与同步显示,在此基础上针对圆柱试样开展不同载荷和转速条件下的摩擦试验研究。研究表明:试验机性能稳定,测量结果符合摩擦学规律,尤其适合开展小载荷范围(50 N～250 N)下的往复摩擦磨损试验研究。     

起重机制动器摩擦系数检测装置研究

以起重机械中广泛应用的电力液压鼓式制动器为研究对象,确定传感器安装位置,搭建硬件电路并编制配套的下位机程序,将检测装置调试至稳定状态,并将检测装置安装在模拟制动试验台进行台架制动试验,对其检测性能进行试验验证。试验结果表明,所设计的起重机制动器摩擦系数检测装置可通过液晶显示器对被检测量实时显示,并将数据通过串口通信传输至上位机进行相关曲线绘制及数据保存,且所测数据符合制动摩擦学规律。该装置具有便携以及快速检测的特点,易于安装,可为起重机制动器的现场检测以及故障排查提供便利,能够有效防止事故的发生。     

煤岩界面的高光谱识别原理

为研究以物性成分为辨识依据的煤岩高光谱识别技术，对来自我国不同煤矿生产线的煤岩试样在350~2 500 nm波段范围进行了反射光谱的采集。通过分析代表性样品的光谱反射率曲线，得出了煤岩的主要吸收谱带，发现了岩在2 200 nm附近表现为强吸收，而煤在此波长点附近吸收不明显，原因为岩中含Al-OH振动结构的矿物含量较高，而煤中此类矿物含量较低。以此2 200 nm附近煤岩吸收差异性为煤岩识别的基本原理，通过初步预处理和包络线去除预处理的方法，在全波段和2 150~2 250 nm吸收谷特征谱带，采用了4种识别算法模型，对训练集光谱数据进行训练，预测测试集光谱类型。测试集试样类型总体识别精度达到90%左右，且具有较好的一致性，识别速度达到毫秒级，实时性好，这些原理和识别方法为实际工程应用提供了参考。     

智能化采煤系统架构及关键技术研究

针对我国当前推广应用的可视化远程干预智能化采煤模式进行了分析,介绍、总结了基于视频监控的远程干预综采智能化、以巡检机器人辅助的工作面智能化,以及基于惯性导航技术的综采智能导航等3个方向的技术发展情况,提出了当前可视化远程干预智能化采煤所面对的"看、动、想、稳"4个方面实际问题。分析了复杂开采条件下智能化采煤所面对的自适应技术和综采机器人技术2项技术难题,归纳出开采空间多元信息采集及交叉融合、智能化采煤决策基础理论、综采装备群智能化协作3个科学难题。围绕技术、科学难题,提出了智能化开采系统需要具备的4个基本要素,分别为:煤炭开采空间感知能力、智能分析及决策能力、自动执行能力、可靠及稳健运维能力,设计了以"感知、决策、执行、运维"为4个维度的智能化采煤系统架构。研究了关键技术待突破方向,包括开采地质环境增强感知技术、智能开采工艺分析决策技术、开采装备智能化技术、煤矿智能巡检机器人技术、开采系统智能运维技术、辅助生产环节智能化技术、综采智能服务等方面。最后,以国能集团神东榆家梁煤矿智能化采煤示范工程项目为例,开展了基于"透明工作面"的数字化采煤应用,初步实现了智能化自主采煤。     

激光冲击强化对黄铜耐蚀性能的影响

为了提高黄铜表面的力学性能和耐蚀性，采用纳秒脉冲激光(波长1064nm, 脉宽7ns)冲击强化(LSP)黄铜表面。通过分析激光冲击强化黄铜样品表面的残余应力、横截面金相组织和硬度、表面形貌等力学性能，研究了其对耐蚀性能的影响。结果表明，与未经LSP处理的黄铜样品相比，LSP处理后黄铜样品的电化学腐蚀电位增加，空蚀损失质量降低，仅为原来的1/4，空蚀孕育期时间延长了2倍，空蚀速率降低，从而LSP处理提高了黄铜样品的耐蚀性能。该研究对普通黄铜应用在具有腐蚀性的工作环境中是有帮助的。     

无线电能传输技术在煤矿井下照明系统中的应用研究

无线电能传输技术由于有效克服了拖线、滑动取电、电池供电等一系列传统供电方法的不足,使得该技术在煤矿下得到广泛应用,能有效减少由于电气接触产生电火花而带来的安全隐患,从而提高矿业生产的安全性。现针对矿井下照明设备采用的有线接触式供电方法存在的不足,提出了一种安全、低成本、高效、高可靠性的无线照明系统,介绍了其设计系统结构和模型,并进行了理论与实验验证,从总体上推进了该技术在煤炭行业的实用化进程。     

刮板输送机调直方法研究

针对刮板输送机调直问题,研究了基于采煤机定位轨迹的调直方法。首先使用组合导航对采煤机轨迹进行求解,然后通过调直算法计算液压支架推溜距离,以达到刮板输送机调直效果。以采煤机定位误差和液压支架推溜误差作为参数,假设两者误差服从正态分布,进行了数值仿真。仿真结果表明:当采煤机轨迹检测误差与液压支架推移支架误差服从正态分布N(0,262)或方差小于262时,通过该调直算法可以有效降低刮板输送机直线度误差。调直试验结果显示,刮板输送机初始直线度误差分别从初始的200 mm和250 mm降低为87 mm与55 mm,刮板输送机直线度误差改善明显。     

矿井提升机紧急制动时管道流动特性的计算机模拟

本文建立了提升机制动系统管路的物理模型、数学模型,基于特征线法进行了数学模拟计算,发现制动系统管路的阻尼对于紧急制动时贴闸油压的测试有很大的影响,这对矿井提升机的监控有着重大意义。