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带式输送机托辊关键技术研究进展与智能化发展趋势
孙炜歆;杨坤;包涵;李文慧;朱会岐;刘国刚;针对传统带式输送机托辊在煤矿复杂工况下存在的高能耗、易失效及运维困难等问题，系统综述了托辊关键技术的最新研究进展。首先，分析了轴承损坏与密封失效等主要故障机理，阐述了基于声/光/热多源感知与深度学习融合的智能诊断技术，显著提升了故障识别准确率；其次，探讨了磁流体密封、超低阻设计及高分子复合材料轻量化应用，有效突破了传统托辊的性能瓶颈；最后，提出了托辊向自感知、自决策、自愈合的智能体化演进及全生命周期绿色制造的发展趋势。研究表明，多技术融合是提升托辊可靠性与智能化水平的关键，为矿山输送装备的提质增效提供了理论支撑与技术路径。
基于PTB-VSS-Informed-RRT*的煤矸分选机械臂轨迹规划研究
闵振辉;王妍玮;张琛阳;针对煤矸分选作业中机械臂常用的改进快速扩展随机树(RRT*)轨迹规划方法的长耗时、冗余路径和低成功率的问题,提出了一种融合了概率目标偏置(PTB)、变步长(VSS)策略和信息增强(Informed)的轨迹规划PTB-VSS-Informed-RRT*算法。首先搜索PTB的数据作为初始路径的值,再扩展VSS优化节点,最后平滑三次B样条曲线的拟合轨迹。仿真和实验结果表明:在无障碍环境下,PTB-VSS-Informed-RRT*算法相较于传统RRT*和Informed-RRT*路径长度分别缩短了21.2%和2.3%,运算时间降低60.16%,成功率提升至99%;在避障的轨迹规划中,路径长度分别缩短了14.85%和3.3%,运算效率提高63.37%。PTB-VSS-Informed-RRT*算法为煤矸智能分选的轨迹规划提供了一种高效且稳定的策略,也可推广到其他的分选作业的轨迹规划中。
破碎顶板大采高工作面支架阻力确定及稳定性控制
尚国彪;李臣;吴渝;赵强;赵博;黄佳伟;王方田;针对破碎顶板大采高工作面易发生顶板漏冒-煤壁片帮互馈恶性循环难题，以骆驼山煤矿110901综采工作面为背景，构建破碎顶板关键岩块力学模型，推导临界阻力公式，确定选型工作阻力为12 000 k N的ZY12000-25/50D支架。UDEC数值模拟表明，支架阻力与围岩破坏呈显著非线性负相关；随着支护阻力增加，顶板塑性区由深部“放射状”向浅部“局部集中”转变，煤壁上部是诱发失稳的敏感区域。提出优化移架、机尾铺网、留顶煤及浅进度多循环开采的围岩稳定性控制技术。现场应用表明，工作面顶板最大下沉207 mm，煤壁破坏深度1.76 m，未发生片帮、冒顶事故，保障了工作面安全高效回采。
基于螺杆马达定向钻孔旋转减阻工具的研制
孟祥辉;针对煤矿井下定向钻孔中钻具与钻孔轴向摩阻大、降低了孔底钻压的问题，研发了一种旋转减阻工具。通过切换联动双离合，在定向钻进时保持螺杆马达方位稳定，同时驱动上部钻杆旋转，将上部钻具轴向滑动摩擦转化为周向扭矩，可以有效降低推进阻力。基于螺杆马达与旋转减阻工具，通过泥浆流量控制联动双离合动作，实现定向钻孔与方位角调节的切换；通过建立钻具扭转运动微分方程和有限元分析，验证了旋转内芯、联动双离合等关键部件的强度可靠性，应力低于材料屈服极限。实验室试验表明，旋转减阻工具能够用泥浆泵流量进行稳定控制，联动双离合能够稳定地进行方位控制，实现定向钻进功能。
堆取料机恒流量模糊自适应前馈控制
闫超;董建伟;王辉;翟文杰;胥倩;陶冶;在煤矿及港口散料输送系统中，堆取料机流量稳定性直接影响下游供料均衡。针对物料密度时变、堆形截面突变及测量滞后导致的流量波动，提出一种模糊自适应PID+前馈补偿的恒流量控制方法。该方法基于机理模型构建双通道结构：反馈通道以误差e及其变化率Δe在线整定PID参数，提高对工况变化的自适应能力；前馈通道基于扰动估计对可测密度与截面积变化进行超前补偿，并在PLC中集成抗积分饱和与测量滤波等工程措施以增强鲁棒性。仿真与现场应用结果表明，相比固定参数PID，稳态误差由4.5%降至1.2%，调节时间由10 s缩短至5 s，流量波动率由3.2%降至1.1%。该方法在强扰动与长时滞工况下能够兼顾快速性与稳态精度，可为燃料输送等散料系统的恒流量控制提供参考。
基于本体感知的煤矿巡检四轮足机器人运动控制
杨洪涛;倪竹异;张文博;刘洪伟;四轮足机器人是煤矿巷道巡检和应急救援的主要装备,其运动控制特性直接影响作业效能。针对巡检进程中外部感知易出现失效、地形适应能力欠佳等问题,提出一种融合隐式地形想象与混合专家(MoE)的本体感知运动控制方案。该框架以非对称训练为核心,使用上下文辅助估计网络(CENet)实现隐式地形感知,运用MoE生成多地形专用控制策略。该方法不依靠外部传感器。仿真及实验结果显示,该方法能够稳定通过多种典型非结构化地形,所有场景的位置误差不大于3.5 mm、偏航角误差不大于0.6°。为煤矿巡检机器人的稳定运行提供技术支持。
人工智能技术发展及应用研究综述
张妮;徐文尚;王文文;总结了国内外人工智能技术的发展历史,介绍了它的研究现状、领域以及目前发展水平,简要地探讨了当前研究的热点:智能接口以及数据挖掘技术,展望了人工智能的发展前景。
带式输送机的现状与发展趋势
赵玉文,李云海分析了国内外带式输送机的现状与发展差距 ,特别是大型带式输送机的核心技术 (包括带式输送机动态分析与监测技术、可控软起动技术与功率均衡技术 )、设备性能及其可靠性、寿命等 ,论述了带式输送机技术的发展趋势。
基于Ansys Workbench的固定支架优化设计
查太东;杨萍;应用Ansys Workbench对固定支架进行拓扑优化和多目标优化设计,在满足使用条件下,使得固定支架的质量减小23.8%。同时介绍了Ansys Workbench优化设计的方法和步骤。
浅谈基于ANSYS软件的接触分析问题
钱俊梅;江晓红;仲小冬;范军;介绍了利用有限元软件ANSYS进行接触分析的基础知识,一般流程及相关要点。以曲轨卸载装置为例,建立了其有限元模型,分析了轮轴与曲轨之间的接触压力,指出了在分析过程中要注意的问题,为曲轨卸载装置的后续工作提供了有价值的参考。
基于MATLAB的图形用户界面(GUI)设计
王巧花,叶平,黄民MATLAB6.x的GUIDE是专门用于图形用户界面 (GUI)程序设计的快速开发环境。从介绍GUIDE入手 ,结合具体的软件图形界面实例 ,给出了利用GUIDE制作图形用户界面的基本方法。在该例子中 ,利用GUIDE设计的界面不仅可以对输入的数据进行曲线拟合 ,建立数学模型 ,而且还可以通过此模型作进一步的预测和分析 ,界面友好 ,具有开放性 ,方便用户不断地完善和扩充其功能。
人工智能技术发展及应用研究综述
张妮;徐文尚;王文文;总结了国内外人工智能技术的发展历史,介绍了它的研究现状、领域以及目前发展水平,简要地探讨了当前研究的热点:智能接口以及数据挖掘技术,展望了人工智能的发展前景。
步进电机的控制原理及其单片机控制实现
丁伟雄,杨定安,宋晓光首先对步进电机作了概要性介绍,然后对步进电机的控制原理包括步进电机的控制方式和驱动方式作了系统的说明,最后采用80 5 1单片机来控制步进电机,并给出了步进电机的双相三拍控制和三相六拍的单片机控制的具体实现方法。
基于MATLAB的图形用户界面(GUI)设计
王巧花,叶平,黄民MATLAB6.x的GUIDE是专门用于图形用户界面 (GUI)程序设计的快速开发环境。从介绍GUIDE入手 ,结合具体的软件图形界面实例 ,给出了利用GUIDE制作图形用户界面的基本方法。在该例子中 ,利用GUIDE设计的界面不仅可以对输入的数据进行曲线拟合 ,建立数学模型 ,而且还可以通过此模型作进一步的预测和分析 ,界面友好 ,具有开放性 ,方便用户不断地完善和扩充其功能。
基于Ansys Workbench的固定支架优化设计
查太东;杨萍;应用Ansys Workbench对固定支架进行拓扑优化和多目标优化设计,在满足使用条件下,使得固定支架的质量减小23.8%。同时介绍了Ansys Workbench优化设计的方法和步骤。
带式输送机的现状与发展趋势
赵玉文,李云海分析了国内外带式输送机的现状与发展差距 ,特别是大型带式输送机的核心技术 (包括带式输送机动态分析与监测技术、可控软起动技术与功率均衡技术 )、设备性能及其可靠性、寿命等 ,论述了带式输送机技术的发展趋势。