文玉煤矿1.5m较薄煤层年产3Mt智能化成套装备选型及系统集成设计

针对文玉煤矿V号煤层高产高效开采目标,进行了较薄煤层智能化综采工作面年产3Mt设备选型配套及系统集成设计。研发了工作阻力为9000kN的薄煤层液压支架及电液控制系统,提出了薄煤层大功率采煤机系统的参数要求,装机功率达到951kW,研发了薄煤层刮板输送机系统,为单一工作面实现年产3Mt的目标奠定了基础,推动了我国煤矿薄煤层智能化开采技术的发展。     

放顶煤工作面巷道长距离超前支护系统研究

放顶煤工作面巷道需要进行长距离超前支护。单体支柱支护工作效率低、劳动强度大,成组式超前支架对巷道顶板反复支撑造成顶板破碎,无法协调支撑可靠性与对顶板破坏之间的矛盾。通过数值模拟,分析了地质条件及开采工艺下巷道超前支承压力分布特点,结合成组式支架与单元式支架的优势,提出长距离超前支护系统。在高压区采用成组式超前支架,利用较大工作阻力维护巷道顶板稳定;在稳压区采用单元式支架,凭借其循环移架方式提升巷道支护效率,通过单轨吊式空中移架避免底鼓、巷道变形等因素对移架过程的影响。综合两者优势,保证巷道顶板支护效果的同时,减少对顶板的反复支撑破坏,完成复杂地质条件下工作面巷道的长距离超前支护。     

滴油润滑装置在采煤机上的应用

为了能够有效克服电牵引采煤机外牵引存在的润滑问题,对外牵引的润滑条件进行了改善。通过在外牵引壳体上设置外置油箱,打孔加装注油嘴的方式,形成了一套完整的外牵引滴油润滑系统。     

大采高液压支架掩护梁失效模型建立及对策研究

为提高液压支架使用可靠性,分析了ZY21000/38.5/83D型液压支架在煤矿井下的实际使用情况,对液压支架掩护梁常规模型进行了模拟仿真分析论证;垮落的顶板压在顶梁后端与掩护梁铰接位置且顶梁前端未接顶,液压支架达到顶梁与掩护梁机械限位位置,此时顶梁和掩护梁几乎处于一条直线呈高射炮状态时,在顶板周期来压作用下会对掩护梁结构造成损坏。据此提出了造成掩护梁失效的杠杆效应模型,并对该模型进行仿真模拟分析,得出了掩护梁在该杠杆效应模型下极易失效的结论。煤矿生产作业应避免液压支架尤其是大采高支架在该杠杆效应模型姿态下使用,最后提出了避免液压支架掩护梁发生失效的防范措施。     

浅析厂矿井下设备跟踪定位系统构建

为了准确实时监控井下设备的运行状态及位置信息,本文团队研发了一套综合跟踪定位系统,该定位系统利用蓝牙、北斗/GPS、GPRS和Lora技术,以非接触式方式采集电子标签信息,从而在设备移动时实现自动识别和实时跟踪。该系统集成了计算机软件和硬件、信息采集处理、数据传输以及网络通讯等多种技术,从而形成了高性能识别技术。这种技术为设备的信息化和自动化管理奠定了基础,能够有效地实现设备的自动识别和联网监管。     

基于改进YOLO v4的煤矸石识别检测技术研究

为提高煤矸石分拣的精度和可靠性，提出了一种基于改进YOLO v4的煤矸石识别网络，引入了Focal损失函数，使用K-means++聚类算法优化初始锚定框，将PANet中的五次卷积操作替换为CSP结构，同时引入空洞卷积的金字塔结构，降低模型参数，实现模型的轻量化，增加了一条跨连接边构成BiFPN结构，提高对中等目标的检测能力，得到My-YOLO v4目标检测模型。本研究对所提出的My-YOLO v4识别检测方法与SSD、YOLO v3、YOLO v4三种检测方法进行实验对比分析。实验结果表明，该检测算法在测试集上检测煤与煤矸石混合的mAP值为98.14%,FPS为28.3 f/s,相较于SSD、YOLO v3检测算法识别精度分别提高了5.41%、2.87%,相较于YOLO v4目标检测模型识别速度提高了7.7 f/s,通过对比分析实验数据验证了My-YOLO v4目标检测模型整体性能的有效提高。     

刮板输送设备动力部工况监测及故障报警装置研究

随着煤矿井下输送设备向大型、重载、物联网等方向的不断发展,设备的维修成本和停机损失也不断增加。这就对设备运行的可靠性和经济性提出了更高的要求。本文主要研究刮板输送设备动力部工况监测及故障报警装置的设计与实现,提出了动力部工况监测及故障报警装置的设计方案,包括传感器的选择、数据采集与处理、隔离模块、故障诊断与报警等方面。该装置能够有效地监测刮板输送设备的工作状态,并及时报警提示故障,具有良好的实用性和可靠性。     

柱塞式清污泵在煤矿井底水仓的应用

柱塞在油缸的作用下在泵体内进行往复运动,当柱塞向外运动时,污泥在大气压力的作用下经污泥吸取器的过滤板过滤后进入吸浆软管,打开吸浆板阀,进入泵体内。然后,柱塞向内运动,污泥在柱塞的强大推力作用下,关闭吸浆板阀,打开排浆板阀,经过排浆软管进入主排浆管路。     

基于双向流固耦合的液压立柱冲击特性分析北大核心

立柱作为液压支架最重要的承载部件,其承载性能的优劣对液压支架整机的支撑效果有着巨大的影响,尤其当冲击地压灾害发生时,可能造成液压支架立柱弯曲、断裂和爆缸等事故发生。采用Solid Works联合Design Modeler软件建立ZF10000/25/38型液压支架立柱的流固耦合模型,将液压支架立柱等效视为弹簧,推导出单伸缩立柱等效刚度数学模型;使用ANSYS Workbench仿真软件对立柱流固耦合模型进行双向瞬态流固耦合仿真,采用三角波冲击载荷模拟冲击地压冲击特性,研究液压支架单伸缩立柱的抗冲击特性。结果表明:冲击载荷作用下液压支架立柱活塞杆最大应力为508 MPa,发生在顶端,缸体最大应力为254 MPa,发生在底部。     

基于5G+WiFi双通信矿用激光扫描巡检机器人设计

设计了一款应用于煤矿综采工作面上的巡检机器人，该机器人搭载激光雷达、惯导、车载电脑设备，以ROS为操作系统，搭建一套集控制、激光点云三维建图和视频巡检的机器人平台，可实现对综采工作面的三维建图和视频巡检。为实现点云海量数据和视频图像数据的稳定传输，采用5G+WiFi的双通信模式，充分利用各通信方式的优点，使用5G传输点云数据进行三维实时建图，使用WiFi来传输图像数据，提升综采工作面三维点云模型的生成效率。采用该设计方案不仅可以进行实时三维建图，还可以快速处理所生成的数据用于对井下工作设备的智能控制。