- 王伦;马英;魏存跃;孙亚超;金耀辉;申文义;
随着大采高液压支架的应用推广，其尺寸、重量的增加对装配过程提出了更高的要求。针对大采高液压支架因销轴安装高度高、重量大等引起的销轴装配难度大的问题，同时为实现支架在厂内的安全高效组装及因副井尺寸限制需解体井下安装时降低工人劳动强度等目标，设计了一种适用于大采高液压支架底座、连杆、掩护梁、顶梁等组件联接处销轴装配的智能销轴装配车。该装配车通过将销轴装配流程分解为销轴输送、轴孔定位、插销3个环节，通过不同的机构设计实现各功能并集成至装配车，使其可实现销轴的自动化装配；储轴盘的设计进一步提高了批量化生产场景下的装配效率。该销轴车对提高液压支架销轴安装效率、降低操作风险等具有重要使用价值。
2026年03期 v.47;No.457 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 冯化;
针对煤矿井下顺槽用刮板转载机，设计了一种基于InoProShop平台的控制系统。该系统以多核PLC为核心，集成扩展模块构建硬件架构，通过Modbus TCP与CANbus协议实现高效通信；软件层面开发标准化功能块实现电动机控制保护、数据采集、安全监测等核心功能；结合多级任务调度机制确保关键任务快速响应。经井下试验验证，该系统运行稳定可靠，有效提高了物料转载效率，其技术方案可拓展至其他矿用移动装备控制领域，并为控制系统关键元器件国产化提供了可复用的技术路径。
2026年03期 v.47;No.457 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 牛永明;
采煤机正常工作中，电缆需要跟随采煤机移动。在移动过程中，电缆极易产生弯曲或折叠等现象，可能小于电缆容许的弯曲半径，从而影响电缆的服役寿命。针对上述问题，利用S7-1200 PLC设计了一套电缆自动拖拽系统，以实时跟踪采煤机行进状态，自适应控制电缆的张紧、换向等基本功能。硬件上，配置编码器、行程开关和张力传感器等测量模块，实时监测采煤机工作状态，实现电缆与采煤机的协同步进，并根据行进方向实时调整电缆拖拽方向和力度;软件上，对S7-1200 PLC软件系统进行优化，通过传感信号使能反馈调节电缆拖拽，保障采煤机正常运行。该电缆自动拖拽系统易于集成到采煤机自动控制系统中，对提高采煤作业效率、降低事故风险具有重要意义。
2026年03期 v.47;No.457 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1121K] [下载次数：173 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 范守俊;赵立会;朱云峰;孟庆香;
为解决传统重介洗选系统存在的悬浮液密度控制滞后、精煤灰分波动大和能耗高等问题，提出基于粒子群算法（PSO）的智能控制系统设计方案。通过现场设备端、监控端、控制端及PLC控制系统，重点对液位、密度、煤泥含量实现合理化控制，最终实现煤炭重介洗选设备机械结构的集成化化设计。以某选煤厂煤炭重介洗选设备为对象，通过系统测试可知，经PSO优化后的悬浮液密度控制效果、液位控制效果及煤泥含量控制效果较为突出，整体呈平稳发展的态势。同时，PSO智能控制后精煤灰分超标率下降62.4%、介质循环量波动情况下降66.7%、液位调节时间缩短62.5%、吨煤能耗减少27.8%，为选煤厂设备机械结构的智能改造提供了切实可行的技术路径。
2026年03期 v.47;No.457 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 屈海艳;付照明;周旭;
液压支架护帮板常用结构是铰接在顶梁或伸缩梁上，但是对于煤层赋存厚度不均匀或存在断层时，液压支架在最低高度时由于支架与采煤机空间不足，需要拆除护帮板，从而引入了可拆卸护帮板结构。通过联接耳板组件、螺栓、螺母固定方式将护帮板与顶梁联接，便于维护和更换。对可拆卸护帮板在使用过程中联接结构进行强度校核，通过对其进行计算校核该结构的可行性，并利用有限元对该结构进行分析；将该结构应用在实际项目中，结果表明该结构可以满足使用要求，取得了良好的效果，为可拆卸护帮板推广应用提供了参考。
2026年03期 v.47;No.457 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨鹏;田坤;张继军;
传统瓦斯测量在实际应用中存在响应时间相对迟缓，且其测量精度易受到环境温湿度、粉尘等因素干扰等缺点。为解决上述问题，设计了一种基于STM32的煤矿瓦斯遥测系统。该系统采用先进的传感网络架构，结合可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术，能够实现对煤矿井下瓦斯浓度的高精度、实时监测。TDLAS技术利用激光光谱吸收特性，有效避免了传统热效式传感器常见的温度漂移等问题，显著提升了瓦斯检测的可靠性与响应速度。此外，该系统还集成有LoRa远距离无线通信模块，可将实时采集的瓦斯浓度数据远程传输至其他用户，实现了对煤矿环境的全天候、多节点监控，保障煤矿安全生产，为预防瓦斯事故提供了有力的技术支撑。
2026年03期 v.47;No.457 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1347K] [下载次数：283 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 崔万豪;
针对煤矿井下钻机施工中排渣效率低、有害气体监测滞后及粉尘污染严重等问题，提出一种集成自动化排渣除尘、有害气体实时监测与精准控制的智能系统。通过构建由螺旋排渣装置、沉渣罐、排气罐及多类型传感器组成的硬件平台，结合基于STM微控制器的多总线通信架构，实现了沉渣重量、气体浓度的动态采集与联动控制。创新性设计了上下压板式称重传感装置，通过螺栓平衡调节与紧固联接，解决了钻机振动环境下检测精度不足的难题；针对电动蝶阀高精度控制需求，建立直流伺服电动机与蝶阀机械系统的数学模型，提出前馈补偿与PID结合的复合控制策略，采用Simulink进行联合仿真。该系统通过阈值判定逻辑（沉渣重量不小于40 kg触发排渣蝶阀全开、瓦斯浓度不小于8 m~3/t启动排气蝶阀）实现自适应调控，并基于QT开发了集成传感器状态监测、阀开度对比显示及手动干预功能的GUI界面。现场应用表明，该系统排渣效率提升25%，除尘率达95%以上，有害气体超限响应时间小于5 s，显著提升了井下钻机作业的安全性与环保性，为智能矿山建设提供了技术支撑。
2026年03期 v.47;No.457 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高瑞文;
悬臂式掘进机是用于煤矿巷道掘进和隧道施工的核心装备。研究了横轴悬臂式掘进机在工业性试验中的一项创新技术，该技术首次提出了基于程序控制的截割头转速调节方案，即利用变频器实现截割头运动的精准控制。通过在模拟煤壁中进行截割测试，分析了设定参数对执行机构性能的影响，探讨了参考值与实际截割头运动状态的关系，对比了控制系统在有无反馈机制下的性能表现，揭示了反馈机制对硬件性能的显著提升作用。该方案为悬臂式掘进机自动化控制提供了重要参考，有效提升了截割效率与施工精度。
2026年03期 v.47;No.457 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张雪峰;
针对煤矿井下掘锚一体机关键联接销轴在复杂交变载荷、磨粒磨损及高湿腐蚀环境下的早期失效问题，以35CrMnSi钢制销轴为研究对象，系统开展了QPQ盐浴复合处理工艺优化及性能强化机制研究。通过对比分析4种工艺参数下渗氮层厚度、表面硬度、强度保留率及盐雾腐蚀性能，揭示了渗氮温度和时间对材料性能的影响机制。结果表明，采用490℃×300 min渗氮工艺时，表面硬度达826～849 HV0.1，抗拉强度保留率不小于98%，盐雾耐蚀时间达200 h。为矿山机械重载运动副部件的表面强化提供了理论依据与工艺优化方案。
2026年03期 v.47;No.457 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马建;
针对矿用报警仪固件更新过程中传统整包升级方案存在的传输效率低、可靠性不足等问题，提出一种基于存储方案优化的改进型HDiffPatch差分升级方法。通过系统重构算法函数接口参数，将运行时数据存储介质由动态RAM迁移至静态Flash存储器，构建包含差分包生成、蓝牙传输与终端程序还原的三级架构体系，并引入分帧校验机制与状态保存策略。实验结果表明：存储方案优化策略使ARM处理器内存占用降低，有效缓解小内存终端设备的资源冲突；差分包生成机制可有效压缩升级数据包体积，减少更新包传输所需时间；分帧传输协议通过断点标记与校验机制，在随机中断测试中实现100%恢复成功率。该方法通过算法架构创新与传输协议优化，为小内存终端固件升级提供了高效可靠的无线升级解决方案。
2026年03期 v.47;No.457 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 权钰云;
翻转装置的联接转轴作为整个设备的核心动力传输部件，其可靠性直接决定设备的安全性、精度、寿命与运维成本。通过对翻转装置的分析，提出了可承受大扭矩、大负载联接转轴的设计方案，并利用三维软件建立三维模型，根据边界条件以及所受载荷，对其进行结构强度分析。将强度分析结果融入结构设计中，使设计过程可控且有据可循，减少不必要迭代，提高翻转装置转轴的设计效率，同时对应力集中区域进行了疲劳极限分析，验证了转轴设计的可靠性和耐久性。
2026年03期 v.47;No.457 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹琦;陈加胜;钱怡;何鑫鹏;
采煤工作面空间狭长，底板软硬不均、起伏不平且有坡度。针对这种复杂的环境，提出利用一种辅助运输车代替刮板输送机来承担辅助运输任务，根据设计要求对辅助运输车底盘的越障能力进行研究。当前的越障机器人底盘主要包含轮式、轮腿复合式、履带式等形式，通过对各种越障机器人底盘的研究发现，其越障性能和方式各有特点，存在普适性问题。最后，基于现有研究，结合越障机器人底盘越障性能，提出辅助运输车越障底盘机构设计方案，为后续进一步研究奠定基础。
2026年03期 v.47;No.457 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 叶竹刚;
针对掘锚机截割机构动态载荷难以直接测量的技术难题，提出一种基于振动加速度能量与应变信号融合的间接识别方法。通过三向应变测试获取主应力时程曲线，结合振动能量特征提取构建载荷应力映射模型。实验表明：截割作业阶段（0～6 s）主应力峰值达14.2 MPa，振动能量密度幅值0.921 m~2/s~5，两者衰减同步率达96.5%；建立的线性模型在12 MPa应力范围内平均误差6.8%，验证了机械载荷与振动响应的动态耦合机制。该方法为掘进装备状态监测提供了非接触式测量新方案。
2026年03期 v.47;No.457 71-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 张振;范朝静;
单一特征难以充分表征轴承退化过程的复杂规律，导致剩余使用寿命（RUL）预测精度有限。针对该问题，提出了一种基于前馈网络与多特征融合的维纳过程RUL预测方法。首先，利用随机森林与相关性分析筛选关键退化特征，并结合主成分分析实现特征精炼与融合，以构建具有代表性的健康指标。其次，提出基于前馈神经网络的变点检测方法，精确识别退化变点。在此基础上，构建考虑退化与装配不确定性的自适应多阶段维纳退化模型，并通过模型自适应匹配算法实现最优退化模型的在线更新。以XJTU-SY轴承全寿命数据集为验证对象，实验结果表明，该方法在预测精度与鲁棒性方面显著优于对比方法，具有较高的通用性与适应性。
2026年03期 v.47;No.457 203-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 2330K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 吕慧军;高智;温楠;尚强;王永岗;
在煤矿带式输送机实际运行中，井下复杂工况导致输送带图像存在严重的非线性光照扰动与背景纹理干扰，造成撕裂区域的局部对比度退化与本质纹理特征淹没，导致在小样本条件下识别性能偏低。为此，提出了一种深度置信网络下的输送带撕裂小样本快速识别方法。采用双伽马函数对原始图像进行均衡化处理，改善暗区对比度并抑制亮区；将图像转换至Lab色彩空间，利用基于Gabor滤波的改进多尺度Retinex算法增强亮度分量；引入双曲正切函数与增益偏移算子优化反射分量，抑制过增强现象，并结合改进灰度世界算法进行自适应色彩补偿，实现图像质量增强。将增强后图像输入深度置信网络，通过无监督逐层预训练、有监督全局微调及基于重构误差的异常判定机制，计算异常得分并与设定阈值进行比较，实现输送带撕裂的快速识别。实验结果表明，该方法边缘强度增强达到3.56～7.33；在不同工况下的识别性能均稳定优于对比方法，验证了该方法在复杂工况下的有效性与鲁棒性。
2026年03期 v.47;No.457 209-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 2239K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨娟利;王成龙;燕斌;李彬;
为实现选煤厂装车站无人化作业、解决列车车厢信息智能识别问题，提出了一种基于多模态融合的识别系统。该系统由激光雷达分析模块、视频分析模块、射频识别（RFID）识别模块、D-S数据融合模块和装车执行模块组成。激光雷达分析模块实时解析车厢三维数据，获取车宽、车高、车长、构件及留底煤信息；视频分析模块基于高清视频流，运用机器视觉算法识别列车方向、车型与车号信息；RFID识别模块通过电子标签获取车型与车号数据；D-S数据融合模块对多源信息进行冲突消减与融合，生成高置信度识别结果并传输至装车控制系统。应用结果表明，该系统识别准确率达99.6%以上，有效提升了装车效率与自动化适应性，为选煤厂无人化装车提供了可靠技术支撑。
2026年03期 v.47;No.457 215-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 2220K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘军宏;张乂文;田晓波;姚海飞;李新峰;李璕;
针对传统矿井火灾监测手段灵敏度低、数据同步困难、预警滞后性强、难以满足矿井火灾防治及安全生产需求的问题，通过对矿井火灾危险因素的深入分析，构建分源分区监测指标体系，设计以感知、传输、分析、预警为架构的火灾智能监测预警系统；基于分布式光纤测温和光谱束管监测等关键技术，实现对内因和外因火灾的精准监测预警。现场应用表明，该系统的预警准确率与传统监测系统相比提高89%，显著提升火灾监测预警的实时性与准确性，为矿井安全管理提供了技术支撑。
2026年03期 v.47;No.457 221-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 2219K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 廉常军;
以EBZ300型悬臂式掘进机为研究对象，围绕其远程可视化智能电控系统展开设计与应用研究。该系统由主控站、远控站、视频监测与网络通信四部分构成，实现了掘进机的远程控制、实时位姿检测、自动截割成形、多路视频监控及高可靠性数据传输。通过选用高性能PLC、激光位姿检测传感器、高精度磁致伸缩位移传感器等关键元器件，并结合光纤与无线混合通信方案，有效提升了掘进机的智能化水平与可靠性。实际应用表明，该系统显著降低了井下作业人员安全风险，提高了巷道掘进效率与成形精度，具备较高的工程推广价值与社会效益。
2026年03期 v.47;No.457 226-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 贺建华;王胜利;张珣;刘洋;
为解决煤矿巷道掘进中超前探测距离短、掘进支护效率低、劳动强度大等问题，以柳巷煤矿智能掘进工作面技术升级项目为研究载体，开展智能掘进系统架构设计与建设研究。在分析矿井地质条件、现有智能化基础及掘进工作面现状的基础上，构建感知-网络-控制-协同-运维五级智能掘进系统架构，重点突破集中控制及多机协同、工况监测及故障诊断、自动截割、智能导向等核心技术，形成涵盖掘锚一体机智能化改造、多设备协同控制、远程集控中心建设、安全防护保障等全流程的建设方案。该系统的目标是月进尺1 200 m、迎头100 m范围内作业人员不超过6人，巷道随钻探测半径不小于15 m，掘进装备定位精度不大于5 cm，为煤巷智能掘进提供可复制、可推广的技术模式与工程范例，对推动煤矿行业智能化转型、提升新质生产力具有重要意义。
2026年03期 v.47;No.457 230-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 2364K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 权军军;张晓垒;郭明功;张鹏伟;邱黎明;于红;
针对煤矿瓦斯浓度预测中模型易受干扰、精度不足的问题，构建了一种融合灰色关联分析（GRA）与增强型粒子群（EPSO）算法的瓦斯浓度混合预测模型。首先，利用GRA筛选关键影响因素，实现特征降维；随后，引入EPSO优化预测模型的初始权重与阈值，提升其收敛性能与稳定性；最后，基于实际监测数据进行验证，并与BP模型、PSO-BP模型进行对比。结果表明：GRA-EPSO模型的均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）较传统BP模型分别降低42.3%和38.7%，较PSO-BP模型分别降低21.5%和19.2%，表现出更高的预测精度与鲁棒性，可为煤矿瓦斯风险预警提供有效的技术支撑。
2026年03期 v.47;No.457 239-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]