- 杨磊;祝坚;孙喜贵;张逸斌;
为了更深入地探索煤矿单轨吊机车定位精度的优化方向，依据现场应用需求，提出融合捷联惯性导航与射频识别（RFID）技术的煤矿单轨吊机车定位系统设计方案，其核心目标是弥补传统RFID定位精度欠佳的短板。该系统借助车载设备采集机车的运行状态数据，经WiFi传输至上位机进行运算处理，从而达成高精度定位；硬件架构包含主控单元、惯性测量组件及RFID位置校准模块，软件层面则设计了核心标签识别程序、测距算法，以及基于捷联惯性导航的定位功能模块。现场测试数据显示，该系统在100 m×21 m的矿井轨道场景下运行状态稳定：单次测距误差在3 m以内，平均累积误差仅为0.6 m。这一精度水平有效增强了单轨吊机车的运输安全性与调度效率，为煤矿运输的智能化发展提供了坚实的技术保障。
2026年04期 v.47;No.458 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘浩于;许铭康;王海斌;
针对煤矿井下灾害现场存在的环境复杂、光照不足、粉尘浓度高等问题，设计了一种基于多传感器融合即时定位与地图构建（SLAM）的煤矿救援机器人系统。该系统集成单线激光雷达、RGB-D相机、惯性测量单元（IMU）和车轮里程计，通过机器人操作系统（ROS）框架实现多传感器标定与时空配准。IMU提供高频运动信息，雷达输出巷道骨架几何结构，RGB-D相机补充近距障碍与纹理，扩展卡尔曼滤波（EKF）融合IMU与里程计提供初始位姿，视觉词袋（Bo W）模型融合点云生成局部地图，基于外观的实时建图（RTAB-Map）负责回环和全局图优化，实现井下复杂环境的实时定位与二维建图。实验结果表明，融合算法在二维栅格图精度与三维点云完整性方面均优于单传感器方案，能在能见度低、地形复杂环境中保持较高定位精度和鲁棒性，为矿难救援中的环境重建与决策提供技术支撑。
2026年04期 v.47;No.458 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K] [下载次数：44 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 范生军;李世伟;胡俭;徐亚军;张赛;庞晓亮;毛小娃;
针对强冲击条件下安全阀响应不及时导致立柱胀缸变形甚至破坏的问题，通过数值模拟及冲击试验，研究内置蓄能器的双伸缩抗冲击立柱抗冲击特性，揭示了蓄能器结构与乳化液的耦合作用机理，发现了内置蓄能器的双伸缩立柱冲击过程中压力变化特性，明晰了内置蓄能器的双伸缩抗冲击立柱吸能缓冲机理。研究结果表明，内置蓄能器结构具有消峰缓冲作用，双伸缩立柱受冲击过程中，一级缸乳化液压力出现m形耦合变化，有效提高立柱的抗冲击性能：相同加载条件下，抗冲击立柱较常规立柱乳化液压力峰值降低5.5 MPa，最大压力为常规立柱压力峰值的86%；到达压力峰值的时间较常规立柱延长0.148 s，为常规立柱的2.24倍。整个冲击过程乳化液压力振荡衰减稳定，消除了脉冲变化压力，实现了缓冲耗能效果。研究结果可为抗冲击立柱的设计和研究提供参考。
2026年04期 v.47;No.458 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 柳金晖;杨祯祥;王浩;任栋栋;
针对煤矿带式输送机液压张紧控制问题，通过阀口流量方程、液压缸流量连续方程和液压缸力平衡方程推导电液控制系统的数学模型，采用最小二乘法辨识系统数学模型中的关键参数。基于建立的系统模型，设计了煤矿带式输送机张紧液压系统前馈-反馈复合控制算法。通过构建控制系统仿真模型，与传统PID控制方法进行了对比分析与验证。结果表明，所提出的前馈-反馈复合控制算法能够显著改善煤矿带式输送机张紧液压系统的张紧运动控制性能，最大控制误差相较于传统的PID控制降低了45.74%。最后开展煤矿带式输送机张紧液压系统张力控制实验，实验结果表明：在对液压张紧油缸进行正弦跟踪控制实验时，固定负载下拉力跟踪实验的峰值误差降低了50.82%，平均误差降低了53.85%，时变负载下的峰值误差和平均误差分别降低了61.73%和51.2%。
2026年04期 v.47;No.458 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘建;朱廉;廖志伟;杨艳林;王皓雨;王以民;郭艳秋;
带式输送机带速是输送机检测的一项重要指标，能够有效地反映输送带打滑、断带及超速故障。研究了一种循环全对字段变换-挤压和激励网络（RAFT-SENet）光流算法的带式输送机带速检测方法。该方法采用摄像头采集输送带运行图像，利用光流法计算图像像素的运动信息实现对带式输送机带速的精确检测，RAFT-SENet光流算法以RAFT光流估计模型作为基准网络架构，在其中加入SENet注意力机制，有效地提高模型的检测精度，利用该模型计算输送带的实际带速值。实验表明，该方法能够在带式输送机运行的工况下实现带速的实时检测，在提高带式输送机带速检测的性能方面具有显著优势，为带式输送机的运行监测和故障诊断提供支持。
2026年04期 v.47;No.458 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孔进;朱海鹏;
在巷道宽度受限的深部开采和顶板节理发育的煤炭开采场景中，存在破碎机动力部宽度大与超前支架无法配套使用及破碎机动力部宽度大占用行人空间的问题。通过实际工况分析与结构设计，提出将驱动电动机放置在破碎机上方，通过减速器将动力从驱动电动机传递至破碎轴组的解决方案。通过集成电动机+联轴器+倾斜式极窄型减速器的紧凑结构，设计出一种L形布局的倾斜式减速驱动部，并结合多级齿轮传动与储油润滑技术，研制出倾斜安装的极窄型破碎机用驱动部，有效解决了超前支架与破碎机动力部干涉的问题，增大了顺槽的行人空间，为深部复杂条件下的煤炭开采提供了有力支持。
2026年04期 v.47;No.458 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 饶兴鑫;唐西广;许金;
针对传统矿山管理模式在信息化系统与设备故障监测、生产安全及效率提升方面的局限性，提出基于微服务架构的煤矿数字化运维平台，通过集中配置与任务调度、资源监控与异常监测、分层恢复策略、分级告警机制等4个核心模块构建自诊断运维平台。以西部某大型煤矿为案例，部署传感器与数据采集设备，利用智能算法实时分析微服务健康状态，并设计分层自动化恢复策略。实践表明：该系统可实现服务故障精准定位与自动恢复，并有效减少服务中断及设备停机时间。研究成果为矿山数字化转型提供了可复用的技术框架。
2026年04期 v.47;No.458 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 辛同帅;戴剑博;杨文明;翟鑫宇;黄莹;
针对煤矿井下复杂地质条件下重载液压履带机器人转向滑移导致的轨迹偏离与定位精度下降问题，在理想转向模型基础上引入滑移参数，建立了滑移状态下的液压履带机器人转向运动学与动力学模型，系统分析滑移对转向特性的影响，揭示了滑移率与转向半径、牵引力及阻力矩的定量关系。基于RecurDyn平台搭建虚拟样机，设置软土地面参数，仿真分析了不同转向半径下的滑移特性。结果表明：小半径与大半径转向轨迹误差分别为12.5%和24%，原地转向横向偏移误差达120 mm；滑移导致驱动轮扭矩非对称分布，外侧平均扭矩为内侧的1.96倍，总转向阻力矩较理想工况降低20%。地面附着系数是滑移临界值的关键因素，当驱动轮输出扭矩超过地面附着力时会发生滑移。该研究为煤矿井下机器人轨迹跟踪控制与驱动系统设计提供了理论依据。
2026年04期 v.47;No.458 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 799K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 廉常军;唐雄;张万宝;王映;
针对煤矿井下随钻测量中钻井液脉冲传输技术存在的速率低、可靠性差、维护成本高等问题，设计并实现了一套基于电磁波传输的无线随钻测量系统。该系统采用FSK调制结合曼彻斯特编码的技术方案，井下发射单元以MSP430微控制器与AD9958直接数字频率合成器为核心，生成高稳定度的2FSK信号；通过高效率D类功放TPA3112D1与匹配调谐网络驱动天线实现有效辐射；地面接收单元采用多级信号处理架构，依次经由低噪声前置放大、有源滤波、工频陷波、程控增益放大与XR2211锁相环解调；最终由现场可编程门阵列（FPGA）完成数字滤波与曼彻斯特解码，并由MSP430F149实现数据整合与上传。经地面模拟实验验证，该系统在10 m传输距离、1.18 kHz工作频率下，接收端可获得2.6 V的有效信号，误码率低于10~(-5)，具备良好的工程应用前景。
2026年04期 v.47;No.458 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 谭观北;张紫恒;谭旭红;
针对气化炉锁斗阀系统，提出一种基于反向传播（BP）神经网络的动态贝叶斯网络（DBN）参数优化方法。通过参考隐层节点数量的经验公式将DBN模型转换成BP神经网络结构；利用映射DBN先验分布到BP神经网络输入输出函数，结合前馈计算和误差逆传播机制完成训练过程，达到修正DBN先验信息和提高性能的目的。在此基础上，对优化后的系统DBN模型进行双向推理，以完成系统的动态可靠性分析。结果表明：正向推理可以得到系统在优化前后可靠性随时间的变化趋势，反向推理可以找到系统优化前后的潜在薄弱点。
2026年04期 v.47;No.458 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李鉴峰;刘昊;
矿用乳化液泵十字头-滑道副频繁发生严重磨损，研究十字头-滑道副磨损诱因及其防治技术，对乳化液泵服役可靠性及寿命提升具有重要的科学意义及工程价值。分析了十字头与滑道孔的温差情况和轮廓变形情况，揭示了十字头出现磨损的主要原因为滑道孔变形、十字头热膨胀快于滑道孔及摩擦副为相近材质，并提出了加入极压抗磨添加剂、摩擦副使用异质材料、增大十字头与滑道间隙等针对性防治策略，为矿用乳化液泵十字头-滑道副的润滑设计提供了理论依据。
2026年04期 v.47;No.458 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 224K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李健;邢鹏;刘继安;李忠坤;盛从兵;
针对矿区输电线路R型锁紧销插补作业长期依赖传统人工模式所导致的效率低、成本高等问题，研制了一套基于无人机平台的R型锁紧销插补作业机器人系统。为实现R型锁紧销的自动化、高精度插补，提出一种融合多传感器信息与非线性解耦控制的机械臂稳定控制策略。该系统通过集成多源传感器数据，实时估计机械臂位姿及环境状态；采用电磁屏蔽、滤波处理与接地技术的协同设计，有效抑制强电场及设备辐射干扰；结合滑模控制与反馈线性化方法，实现机械臂在导线振动与电磁扰动条件下的动态解耦与稳定控制。实验验证表明，在模拟输电线路工况下，机械臂末端定位误差在±8 mm之内，提升机构速度波动在±0.5 m/min之内，单次作业时间不大于25 min，电磁兼容性（EMC）通过率为100%。该系统显著提升了矿区输电线路无人化检修的精度、安全性和可靠性。
2026年04期 v.47;No.458 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵志强;李明鑫;时套套;何亮;
通过对刮板输送机在超负荷工况下的动力学特性及链环疲劳特性的研究，优化了刮板输送机的设计并提高运行效率和安全性。首先，通过仿真分析，模拟了煤散料与刮板输送机在超负荷条件下的相互作用，考虑了多种因素如煤壁塌陷、落煤量增加等对系统动力学行为的影响；其次，通过颗粒工厂生成煤散料和片帮，模拟不同过载工况下系统的响应，分析了煤散料的运动学特性及其对链条拉力的影响；最后，采用有限元方法构建了链环模型，分析了其在受力状态下的应力和应变分布，预测了链环的疲劳寿命。结果显示，链环最大等效应力和应变集中在接触点及弯曲部位，表明这些区域在运行过程中承受较大载荷，易发生塑性变形和疲劳损伤。该研究不仅深入理解了刮板输送机在复杂工况下的动态行为，也为链环的结构优化和寿命预测提供了理论依据，有助于提升设备的可靠性和工作效率。
2026年04期 v.47;No.458 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高亮;冉川;张力伟;冯雄;杨俊磊;谢鹏杰;
为分析综采面回风巷风流-粉尘运移规律，采用数值模拟方法，探究了采煤机分别距离回风巷10 m、20 m和40 m时对工作面风流运动及粉尘分布的影响。结果表明：受采煤机对风流的阻碍作用，回风巷端头区域形成了局部风速显著提升的高风速区域，且采煤机距离回风巷越近，该区域的风速越高；同时，高浓度粉尘主要富集并滞留在回风巷的巷道两帮区域，并且随着采煤机作业位置逐渐远离回风巷，粉尘在风流驱动下呈现出向工作面煤壁侧运移扩散的趋势。通过系统对比采煤机处于上述3个距离时的风流速度场和粉尘浓度场详细分布，揭示了距离变化对风流-粉尘相互作用的关键影响机制。该方法为在综采面回风巷实施更具针对性和高效性的粉尘治理技术提供了理论依据和治理思路。
2026年04期 v.47;No.458 124-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 王锐;
针对采煤机井下作业故障频发的问题，研发了采煤机井下作业振动状态远程监测系统。该系统通过在采煤机关键部件安装多个加速度传感器，实时采集振动数据，并利用5G/4G网络实现数据的远程传输。数据接收端对采集到的数据进行时域和频域分析，以实现对采煤机运行状态的评估和故障预警。现场试验结果表明，该系统能够有效监测采煤机关键部件的振动状态，可实现对包括轴承故障、齿轮故障、联接松动、电动机磁力异常、电动机转子断条、液压泵故障及液压阀故障在内的多种故障类型的实时检测。研究成果有助于实现故障早期诊断和预测性维护，从而降低故障率和停机时间，提升煤矿安全水平。
2026年04期 v.47;No.458 213-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 苏晓雷;王立峰;魏景;
针对矿井带式输送机恒速运行导致的能耗冗余、设备磨损加剧问题，提出一种基于视频分析的智能调速系统。该系统通过矿用防爆摄像头采集煤流视频，经改进暗通道先验算法预处理后，采用嵌入CBAM注意力机制的YOLOv5模型实现煤流识别与流量测算；基于煤流量-速度关联模型，通过PLC与变频器动态调节输送机转速。实验室测试显示，该系统煤流识别精度达96.8%，调速响应时间不大于2 s。井下现场测试表明，该系统可使单台输送机日均能耗降低26.3%，电动机运行温度降低6.2℃，输送带磨损量减少15%。该系统适配井下复杂环境，为矿井运输设备的节能智能化改造提供了技术支撑。
2026年04期 v.47;No.458 217-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王成军;戴何奇;刘庆;
钢丝绳是矿井起重设备的核心承重部件，对钢丝绳损伤的及时检测可以有效避免由其损坏引发的事故。针对传统钢丝绳检测方法漏检率高、环境适应性差的问题，提出了一种SPSSYOLO高精度实时检测算法。该算法在YOLOv8的基础上进行改进，通过集成Swin-Transformer层和SimAM注意力机制来增强多尺度特征提取能力与关键特征聚焦。该算法采用了SPPFCSPC模块提升特征融合效率，并使用结构化交并比（SIoU）损失函数优化边界框定位。在包含4 250张图像，涵盖磨损、断裂和突起3类缺陷的自建数据集上的实验表明：SPSS-YOLO在精度、召回率和mAP50等指标上优于多种主流算法，尤其对检测难度较高的突起类损伤，检测精度比原YOLOv8提升了9.42%，实现了检测效率与准确率的良好平衡。
2026年04期 v.47;No.458 222-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙克雷;任青荣;
针对矿山提升系统钢丝绳表面断丝、磨损等缺陷检测中存在的识别困难、模型复杂度高等技术问题，提出一种基于实时检测Transformer(RT-DETR)改进的钢丝绳缺陷检测模型。首先，设计了部分多尺度特征聚合（PMSA）结构，实现跨层级特征融合与空间细节保持，以增强多尺度特征提取能力，有效提升微小损伤的识别能力；然后，设计层次化选择路径特征聚合（SPFA），优化特征选择与多尺度融合策略，从而提升复杂缺陷的检测能力；最后，采用多尺度渐进距离交并比（MPDIoU）损失函数提高检测稳定性。实验结果表明，改进后的算法平均精度均值（mAP）更大、稳定性更高。
2026年04期 v.47;No.458 229-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈电星;赵传鲁;刘羽;张敬东;
针对煤矿带式输送机人工巡检模式存在的检测效率低、检测结果不确定和劳动强度大的问题，研究了基于巡检机器人的带式输送机智能监测系统。在分析该系统功能需求的基础上，提出了系统的整体架构，并进行了系统软件和硬件设计。该系统可实时检测设备运行环境的CO、CH_4等可燃气体，同时还能通过图像监控实现带式输送机运行状态监测和故障诊断功能，对于带式输送机智能运维和提高运行效率具有重要意义。
2026年04期 v.47;No.458 234-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 闫书廷;段青辰;李炳正;韩越;尚军鑫;
针对离散型制造业中典型产品液压支架的切割线，采用物流仿真软件Plant Simulation进行物流系统建模及仿真。通过定义钢板仓储、智能行车、智能AGV、激光及火焰切割机、分拣线等相关元素，编写不同元素方法逻辑，对某型号液压支架生产钢板切割过程进行仿真，分析设备利用率等关键参数，验证了现有设备产能够满足该液压支架的高效生产需求，为智能排产决策提供数据支撑。
2026年04期 v.47;No.458 238-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李生舟;
煤矿开采过程中常混杂碎石等异物，煤矿带式输送机上的碎石若不及时清理，容易引发设备故障。为保障煤矿安全生产，以YOLOv10为基础，提出了一种基于混合频域卷积与弱特征增强的碎石检测方法，在实际煤矿带式输送机数据集上进行了全面的对比实验。实验结果表明，相较于传统方法，所提方法在准确率和召回率均有显著提升。
2026年04期 v.47;No.458 242-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 邱柏淞;王涛;
煤炭资源的大规模开采易引发地面沉陷，对矿区生态环境和可持续发展构成威胁。采用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术，特别是短基线集（SBAS）技术，结合水准测量数据，对双鸭山集贤煤矿在2019年6月至2020年9月期间的地表形变进行监测。利用Sentinel-1B卫星影像，通过SRTM DEM数据去除地形相位，获取了研究区的地表形变时间序列。结果表明，集贤煤矿区域存在显著的地面沉降，最大累计沉降量达-139 mm，沉降严重区域主要分布于矿区的中部和东部。将InSAR监测结果与同期二等水准测量数据对比，两者差值的中误差为8.98 mm，符合《地面沉降干涉雷达数据处理技术规程》的精度要求，验证了InSAR技术在矿区大范围沉降监测中的有效性与可靠性。InSAR技术能够为矿区地表沉陷规律分析、灾害预警及后续的生态恢复治理提供重要的数据支撑和科学依据。
2026年04期 v.47;No.458 246-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]