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煤矿智能快掘关键技术与工程实践 被引量：85
1
作者 王虹 王步康 +1 位作者 张小峰 李发泉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2068-2083,共16页
掘进智能化为智慧矿山建设提供不可或缺的科技支撑,智能快掘技术是煤炭安全高效生产的客观需求,是解决采掘失衡问题的根本途径。我国煤矿井下巷道掘进作业呈现作业环境恶劣、地质条件复杂、施工工序多、安全性差等问题,智能掘进主要面... 掘进智能化为智慧矿山建设提供不可或缺的科技支撑,智能快掘技术是煤炭安全高效生产的客观需求,是解决采掘失衡问题的根本途径。我国煤矿井下巷道掘进作业呈现作业环境恶劣、地质条件复杂、施工工序多、安全性差等问题,智能掘进主要面临掘进单机装备完备性、可靠性和能力不足、围岩时效控制技术薄弱、掘进工序高效协同和掘进装备群的智能化协作技术欠缺三大难题。针对智能掘进保障性技术不足的问题,提出了掘进设备可靠性、巷道围岩状态在线感知、巷道围岩时效控制、低比能耗高效截割、掘进粉尘综合防治5类智能掘进保障技术;基于掘支运一体化技术,提出了以“边缘感知、平台决策、设备执行、远程运维”4个维度的智能掘进系统基本架构,分析和讨论了掘锚(探)一体化、自动截割、智能支护、掘进导航、远程集控5种智能掘进关键技术;为扩大智能掘进核心技术支撑的覆盖面,针对不同掘进设备配套和不同煤层赋存条件,提出了掘支运一体化、全断面掘进机、双锚掘进机及5G+连续采煤机4种智能掘进模式,并在国能、中煤、山能、陕煤等集团得到推广应用;最后,提出巷道掘进智能化的发展方向和建议,建议研究井下空间定位导航新技术、支护效果动态监测与支护工艺精确调整、掘锚一体机器人、掘进工作面高精度智能感知与数字孪生、掘进系统平台化。 展开更多
关键词 煤矿巷道 智能掘进 快速掘进 智能支护 自动截割 协同控制
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面向自动化工作面的电牵引采煤机控制系统设计 被引量：48
2
作者 张旭辉 姚闯 +1 位作者 刘志明 赵友军 《工矿自动化》 北大核心 2017年第4期1-5,共5页
针对现有采煤机控制系统在数据实时采集处理、远程监控及智能控制算法集成等方面难以满足工作面自动化控制需求的现状,设计了一种面向自动化工作面的电牵引采煤机控制系统。该系统采用双DSP架构,利用DSP强大的数据处理能力和丰富的外设... 针对现有采煤机控制系统在数据实时采集处理、远程监控及智能控制算法集成等方面难以满足工作面自动化控制需求的现状,设计了一种面向自动化工作面的电牵引采煤机控制系统。该系统采用双DSP架构,利用DSP强大的数据处理能力和丰富的外设完成采煤机工况数据的采集解算、与外围设备的实时通信,实现了采煤机自动截割控制、采煤工艺变化及远程监控等功能,为采煤机适应自动化开采提供技术支撑。 展开更多
关键词 煤炭开采 采煤机自动控制 自动截割 采煤工艺组合 远程监控 DSP
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基于嵌入式软PLC的掘进机控制系统设计 被引量：31
3
作者 朱伟 王虹 +1 位作者 李首滨 赵文生 《工矿自动化》 北大核心 2020年第2期100-106,共7页
针对现有以普通PLC和专用控制器为核心的煤矿掘进机控制系统存在开发成本高、维护量大、跨平台移植难等问题,设计了一种基于嵌入式软PLC技术的掘进机控制系统,分析了系统的功能需求和实现原理,提出了以嵌入式软PLC为核心的控制系统架构... 针对现有以普通PLC和专用控制器为核心的煤矿掘进机控制系统存在开发成本高、维护量大、跨平台移植难等问题,设计了一种基于嵌入式软PLC技术的掘进机控制系统,分析了系统的功能需求和实现原理,提出了以嵌入式软PLC为核心的控制系统架构。该系统通过实时操作系统的定制、软PLC运行时系统的移植及驱动组件的开发,实现了掘进机基本逻辑控制、全功能遥控和自动截割功能,可对掘进机状态进行实时监测,通过遥控器实现全功能远程遥控,通过设定断面形状、路径类型、巷道高度、巷道宽度和截割间距等参数实现巷道断面的自动截割成形等。相比于以PLC和专用控制器为核心的控制系统,采用嵌入式软PLC的掘进机控制系统可更好实现掘进机装备的标准统一和系统的组态开发,跨平台移植性好。测试结果证明该系统基本控制功能和遥控操作性能良好,自动截割断面边界最大误差小于10 cm。 展开更多
关键词 掘进机控制 自动控制 自动截割 逻辑控制 嵌入式软PLC 运行时系统
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掘进机智能型自动成形恒功率截割控制系统的研究与应用 被引量：21
4
作者 魏景生 吴淼 刘建功 《工矿自动化》 2009年第7期118-121,共4页
掘进机是煤矿巷道机械化掘进中最重要的设备,目前仍由司机手动操作。由于掘进环境恶劣,工作条件差,粉尘、水雾等影响司机的视野,造成掘进巷道断面成形质量差、劳动强度大。针对上述问题,文章介绍了一种掘进机智能型自动成形恒功率截割... 掘进机是煤矿巷道机械化掘进中最重要的设备,目前仍由司机手动操作。由于掘进环境恶劣,工作条件差,粉尘、水雾等影响司机的视野,造成掘进巷道断面成形质量差、劳动强度大。针对上述问题,文章介绍了一种掘进机智能型自动成形恒功率截割控制系统,详细介绍了智能型自动成形恒功率截割控制系统中掘进巷道断面自动成形控制和截割头恒功率自动牵引调速控制的设计与实现,并介绍了该系统在EBZ200型掘进机上的应用情况。实际应用表明,该系统实现了远程在线监视、诊断与控制功能,使操作人员远离工作面迎头,减少了人员伤害事故,对实现安全、高效自动化巷道掘进具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 煤矿巷道 掘进机 断面 自动成形 恒功率调速 截割
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跟机自动化中采煤机自动控制方法研究 被引量：21
5
作者 李骏 林福严 《工矿自动化》 北大核心 2014年第2期1-4,共4页
给出了采煤机自动控制系统结构;介绍了采煤机自动控制的实现:采用全截深双向跟机自动化割煤工艺和采煤机记忆截割技术,通过定义采煤机的位置参数和采煤机记忆截割参数表、液压支架跟机操作状态表,实现1个采样间隔长度内采煤机割煤流程,... 给出了采煤机自动控制系统结构;介绍了采煤机自动控制的实现:采用全截深双向跟机自动化割煤工艺和采煤机记忆截割技术,通过定义采煤机的位置参数和采煤机记忆截割参数表、液压支架跟机操作状态表,实现1个采样间隔长度内采煤机割煤流程,针对煤层条件突变采用基于人工免疫的方法处理;研究了基于灰色系统理论的采煤机自动控制优化方法。测试结果验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 综采工作面 跟机自动化 采煤机 自动控制 记忆截割 灰色系统理论
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对盾构(TBM)技术运用及开发的几点认识 被引量：20
6
作者 郭陕云 《隧道建设》 2008年第6期631-637,共7页
分析国内外(尤其是国内)盾构(TBM)技术的发展现状及前景。总结盾构(TBM)技术运用和发展的制约因素。指出要充分认识盾构(TBM)的"四高"特性。重点探讨盾构(TBM)技术研究的若干方向,提出当前盾构(TBM)技术研究的方向:1)与盾构(T... 分析国内外(尤其是国内)盾构(TBM)技术的发展现状及前景。总结盾构(TBM)技术运用和发展的制约因素。指出要充分认识盾构(TBM)的"四高"特性。重点探讨盾构(TBM)技术研究的若干方向,提出当前盾构(TBM)技术研究的方向:1)与盾构(TBM)掘进相结合的辅助工法的研究和开发;2)提高和扩充盾构(TBM)设备的技术性能;3)降低盾构(TBM)制造及运用成本的技术研究;4)盾构(TBM)隧道衬砌管片技术研究。给出了盾构(TBM)生产企业生产组织方式的建议。 展开更多
关键词 盾构(TBM) “四高”特性 辅助工法 危险源预报 自动调控 应急脱困 刀盘 刀具 衬砌管片 生产组织方式
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采煤机记忆截割系统的研究与应用 被引量：17
7
作者 任予鑫 康向南 +1 位作者 杜昭 马昆 《中国煤炭》 2020年第5期41-46,共6页
智能采矿中采煤机的记忆截割是自动开采的一个关键要素,采煤机记忆截割系统能够提升采煤机的自动化水平、增强其操控性能、减轻司机劳动强度以及提高生产效率。分析了采煤机记忆截割系统组成及其参数,介绍了采煤机记忆截割系统使用的各... 智能采矿中采煤机的记忆截割是自动开采的一个关键要素,采煤机记忆截割系统能够提升采煤机的自动化水平、增强其操控性能、减轻司机劳动强度以及提高生产效率。分析了采煤机记忆截割系统组成及其参数,介绍了采煤机记忆截割系统使用的各项传感器布置,详细阐述了采煤机记忆截割系统的手动模式、学习模式、自动截割模式3种系统运行模式和系统运行状态。通过在国家能源集团宁夏煤业集团枣泉煤矿220704综采工作面实际使用,采煤机记忆截割系统运行良好,实现了自动截割回采500 m,回采原煤55万t,为综采工作面少人、无人化开采奠定了基础。 展开更多
关键词 枣泉煤矿 采煤机 记忆截割系统 传感器布置 自动截割
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基于PID控制器的掘进机截割控制系统设计 被引量：16
8
作者 陈沐泽 杨培宏 《煤矿机械》 北大核心 2019年第7期11-13,共3页
采用结构简单的PID控制器实现对掘进机截割过程的控制,分析了PID控制器的工作原理后将油缸行程和回转台的角度偏差作为PID控制器的输入值。研究了掘进机截割控制系统的硬件组成,主PID控制器负责数据的采集,从PID控制器负责控制执行机构... 采用结构简单的PID控制器实现对掘进机截割过程的控制,分析了PID控制器的工作原理后将油缸行程和回转台的角度偏差作为PID控制器的输入值。研究了掘进机截割控制系统的硬件组成,主PID控制器负责数据的采集,从PID控制器负责控制执行机构的运动,彼此之间通过CAN总线进行通信。实验结果验证了基于PID控制的掘进机截割系统可以控制截割头准确地完成截割运动。 展开更多
关键词 PID 掘进机 自动截割 控制系统 传感器
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采煤机技术发展历程(五)——自动化技术 被引量：14
9
作者 葛世荣 《中国煤炭》 2020年第10期1-15,共15页
采煤机自动化是机械化采煤工作面迈向少人化工作面的关键技术支撑,是近60年采煤机技术发展的重点脉络。最早的采煤自动化研究起源于20世纪30年代,20世纪60年代后进入了踊跃研发阶段,英国和西德在采煤机遥控技术、计算机化调速控制技术... 采煤机自动化是机械化采煤工作面迈向少人化工作面的关键技术支撑,是近60年采煤机技术发展的重点脉络。最早的采煤自动化研究起源于20世纪30年代,20世纪60年代后进入了踊跃研发阶段,英国和西德在采煤机遥控技术、计算机化调速控制技术、机载自动控制技术、远程监控技术、记忆截割技术及液压支架电液控制技术上取得了引领性的创新突破。进入21世纪以来,我国采煤机自动控制技术从引进到学习再到自主创新,走出了一条弯道追赶、爬坡加速的发展之路。近10年来,我国采煤机控制系统已接近国外先进技术水平,研发出超越记忆截割的仿形截割技术,远程监控技术升级为驾驶舱系统,与自动化采煤机配套的液压支架电液控制技术已自主化并广泛推广应用。这些围绕采煤机的自动控制技术进步显著提升了我国煤矿生产自动化水平,增强了我国煤矿安全高效生产能力。 展开更多
关键词 采煤机技术 自动化技术 自动调速 自动截割 人工智能 远程监控
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基于PLC的自动切料生产线气动装置的设计 被引量：14
10
作者 刘庆花 《液压与气动》 北大核心 2015年第8期94-96,共3页
在工业生产中常需要将大块母料切割成大小相等的子料,设计了一套自动切料生产线装置。该装置以气压传动作为工作动力,采用PLC作为控制核心,由一个光电传感器检测物料是否到位,到位后控制气缸伸出,带动刀具切断物料;根据两个距离固定的... 在工业生产中常需要将大块母料切割成大小相等的子料,设计了一套自动切料生产线装置。该装置以气压传动作为工作动力,采用PLC作为控制核心,由一个光电传感器检测物料是否到位,到位后控制气缸伸出,带动刀具切断物料;根据两个距离固定的光电传感器上升沿和下降沿动作情况自动检测子料长度是否合格,子料不合格时气缸动作将其推出,实现物料自动分拣。实践表明,该装置具有切料速度快,边缘整齐,物料分拣准确率高等特点。 展开更多
关键词 自动切料 气动系统 自动分拣
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煤巷掘锚一体自动化快速掘进关键技术研究与实践 被引量：14
11
作者 赵学雷 孟国营 李卫涛 《煤矿机械》 北大核心 2010年第12期183-185,共3页
采掘装备的发展带动了采煤技术的长足发展,尤其是自动化采掘装备的发展,使采掘自动化工作面的建设成为可能。王庄煤矿在建设高产高效自动化矿井的过程中,率先开展了煤巷掘锚一体自动化快速掘进关键技术研究与实践。
关键词 自动截割 掘锚一体化 湿式除尘
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悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统研究 被引量：13
12
作者 张旭辉 赵建勋 +1 位作者 张超 杨文娟 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期263-270,共8页
悬臂式掘进机的自动化、智能化程度低严重制约着煤矿巷道施工技术的发展,智能掘进技术成为目前国内外研究的热点。针对煤矿悬臂式掘进机自动截割控制问题,将视觉测量传感器应用于悬臂式掘进机截割头的控制系统中,提出了悬臂式掘进机视... 悬臂式掘进机的自动化、智能化程度低严重制约着煤矿巷道施工技术的发展,智能掘进技术成为目前国内外研究的热点。针对煤矿悬臂式掘进机自动截割控制问题,将视觉测量传感器应用于悬臂式掘进机截割头的控制系统中,提出了悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统。根据悬臂式掘进机的运动学,利用视觉测量系统有效实时反馈截割头位姿,融合惯性导航系统、超声波测距等传感器得到有效信息,采用PID控制方法建立悬臂式掘进机视觉伺服截割控制模型,可根据巷道断面截割施工工艺规划的截割轨迹实现巷道断面的截割成形。介绍了悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统的工作原理以及主要模块,工作人员在规划好截割头在巷道断面的截割轨迹后,系统根据各传感器的测量结果以及误差信息控制掘进机截割头按照规划的轨迹进行自动截割,保存并显示机身位姿及截割头的截割轨迹。试验结果表明:悬臂式掘进机视觉伺服截割控制试验中,掘进机截割头可按照规划的截割轨迹进行自动截割,并且截割头姿态角的变化在0.7°以内,截割头中心点位置误差在18 mm以内,满足巷道掘进的精度要求,并且截割运动过程具有较好的稳定性。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 视觉伺服 自动控制 PID控制 自动截割
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煤矿综掘工作面机电智能化控制技术研究与应用 被引量：12
13
作者 白凯军 《山西煤炭》 2021年第2期100-104,共5页
针对三交河煤矿11-2181综采面综掘设备智能化程度低下、掘进效率低、安全性差等问题,提出了一种新的综掘工作面机电智能化控制技术,对智能联合控制原理、掘锚一体化技术及智能掘进支护技术进行了研究,实现了综掘工作面的机电智能化控制... 针对三交河煤矿11-2181综采面综掘设备智能化程度低下、掘进效率低、安全性差等问题,提出了一种新的综掘工作面机电智能化控制技术,对智能联合控制原理、掘锚一体化技术及智能掘进支护技术进行了研究,实现了综掘工作面的机电智能化控制。根据在三交河煤矿的实际应用表明,该机电智能化控制技术能够将综掘面的掘进效率提升28.48%,将作业人员数量降低51.16%,为实现井下无人化综掘奠定了基础。 展开更多
关键词 自动截割 智能掘进 机电控制 掘锚一体
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悬臂式掘进机自动控制系统设计 被引量：12
14
作者 王红 《工矿自动化》 北大核心 2016年第9期68-71,共4页
针对目前悬臂式掘进机机身定位存在精度低、自动化控制性能差和工作效率低等问题,设计了悬臂式掘进机自动控制系统,详细介绍了系统硬件、软件的设计。该系统采用姿态检测技术和自动截割技术,实现了对悬臂式掘进机的精确截割与自动控制。
关键词 悬臂式掘进机 姿态检测 自动截割 PCC
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基于BP神经网络的采煤机截割自适应调速控制 被引量：11
15
作者 刘力涛 董淑棠 《煤矿机械》 北大核心 2020年第8期197-199,共3页
采煤机工作环境恶劣,对操作人员伤害大,实现截割自动化对保障煤矿开采安全具有重要意义。记录人工示教模式下的路径,通过判断煤岩状态设置采煤机状态参数跟踪示教路径。在截割过程中以采煤机状态参数为输入信号,采用BP神经网络实时调整... 采煤机工作环境恶劣,对操作人员伤害大,实现截割自动化对保障煤矿开采安全具有重要意义。记录人工示教模式下的路径,通过判断煤岩状态设置采煤机状态参数跟踪示教路径。在截割过程中以采煤机状态参数为输入信号,采用BP神经网络实时调整采煤机工作参数来实现自适应调速。为了验证基于BP神经网络的采煤机截割自适应调速控制系统的性能,采用MATLAB进行仿真,仿真结果显示自动截割时滚筒的高度大致与示教时相同,说明此系统可以很好地实现自动截割。 展开更多
关键词 采煤机 自动截割 记忆截割 BP神经网络 MATLAB
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悬臂式掘进机自动截割控制系统设计 被引量：10
16
作者 李海斌 《中国矿业》 北大核心 2016年第10期150-153,共4页
针对目前悬臂式掘进机自动化及智能化控制程度低等问题,提出了自动截割控制技术。通过建立截割头空间位置数学模型,设计了悬臂式掘进机自动控制系统,同时以可编程计算机控制器PCC模块化功能为基础完成对自动截割控制系统的程序设计。针... 针对目前悬臂式掘进机自动化及智能化控制程度低等问题,提出了自动截割控制技术。通过建立截割头空间位置数学模型,设计了悬臂式掘进机自动控制系统,同时以可编程计算机控制器PCC模块化功能为基础完成对自动截割控制系统的程序设计。针对目前其可视化程度低的缺陷,设计了上位机监控,并与PCC进行实时通讯,以实现掘进机运行状态的实时监测。最后进行了井上井下实验,其结果证明:该控制系统运行可靠、稳定,重复精度高、无累计偏差,完成自动截割及刷帮功能后,巷道两帮无明显误差,能够很好地实现自动截割功能。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 自动截割 PCC
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悬臂掘进机自动截割路径研究 被引量：4
17
作者 宋煜栋 《江西煤炭科技》 2024年第1期57-60,共4页
基于常村矿2106工作面地质条件进行掘进机自动截割路径研究分析,建立矿井自动截割理论,即确定矿井采用“S形”截割方式,阐述特征点控制断面边界的方法,断面自动截割距离路径等,并针对矿井不同岩性条件,通过理论分析确定硬岩和软岩截割... 基于常村矿2106工作面地质条件进行掘进机自动截割路径研究分析,建立矿井自动截割理论,即确定矿井采用“S形”截割方式,阐述特征点控制断面边界的方法,断面自动截割距离路径等,并针对矿井不同岩性条件,通过理论分析确定硬岩和软岩截割块体边长分别为2.97 m和3.50 m,相关研究结论可为矿井掘进机在多条件下巷道掘进施工提供理论依据。 展开更多
关键词 掘进机 自动截割 边界控制 硬岩截割 软岩截割
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机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的应用 被引量：6
18
作者 张俊峰 马忠强 李红勇 《自动化应用》 2023年第13期222-224,227,共4页
为保证煤矿采掘接替的有序性,提高煤矿掘进工作面的生产效率和效果,本文提出了一套行之有效的机电自动化技术应用方案。首先,针对国内煤矿行业的发展现状,研究了煤矿掘进工作面自动化技术。其次,依次介绍了岩层识别技术、自动截割技术... 为保证煤矿采掘接替的有序性,提高煤矿掘进工作面的生产效率和效果,本文提出了一套行之有效的机电自动化技术应用方案。首先,针对国内煤矿行业的发展现状,研究了煤矿掘进工作面自动化技术。其次,依次介绍了岩层识别技术、自动截割技术、自动监控技术、掘锚一体化技术等机电自动化技术在煤矿掘进工作面中的具体应用。结果表明,本文提出的机电自动化技术应用方案具有较高的可靠性和可行性,有效简化了煤矿掘进工作面生产流程,显著提升了煤矿掘进质量,促进了煤矿掘进工作面向智能化、数字化、网络化方向不断发展。 展开更多
关键词 岩层识别 自动截割 自动监控 掘锚一体化 自动纠偏
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悬臂式掘进机截割轨迹控制联合仿真研究 被引量：7
19
作者 彭天好 储安圆 +2 位作者 何兴川 张海舰 李长鹏 《机床与液压》 北大核心 2023年第8期130-136,共7页
为提高掘进机截割头轨迹跟踪控制精度及实现巷道断面自动截割成形,应用ADAMS和AMESim建立掘进机截割部机液联合仿真模型,进行悬臂水平和垂直摆动的运动学分析及逆运动学求解,提出根据截割头在机身坐标系中的坐标,经运动学逆解生成回转... 为提高掘进机截割头轨迹跟踪控制精度及实现巷道断面自动截割成形,应用ADAMS和AMESim建立掘进机截割部机液联合仿真模型,进行悬臂水平和垂直摆动的运动学分析及逆运动学求解,提出根据截割头在机身坐标系中的坐标,经运动学逆解生成回转与升降液压缸的目标位移,再经回转与升降两个电液比例闭环控制系统实现对截割头运动轨迹控制的新方法。以矩形断面为例,提出了类S形截割路径规划,进行了截割头运动轨迹的跟踪控制仿真和给定断面参数的自动截割控制仿真。仿真结果表明:截割头轨迹跟踪控制仿真最大误差为3.52 mm,具有较高的控制精度。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 联合仿真 轨迹控制 路径规划 自动截割
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国外造船切割技术发展现状 被引量：5
20
作者 梁桂芳 《造船技术》 1995年第8期9-12,共4页
本文叙述了国外造船火焰切割、等离子弧切割和激光切割应用现状，并从数控、熄火检测、割炬高度检测与调节、割炬防碰检测、易耗许寿命检测等方面介绍了切割操作自动化和无人监视化技术的进展。
关键词 造船 火焰切割 等离子弧切割 激光切割 切割
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