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煤矿岩巷TBM快速掘进研究进展与展望 被引量：7
1
作者 严红 吴林 +1 位作者 李桂臣 宋维斌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术... 基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术和巷道围岩稳定性控制技术三个方面分析了煤矿岩巷TBM掘进技术现状;最后从深部岩巷围岩稳定性控制、超前探测和掘进参数、装备构件适应性和快速组装工艺三个方面对煤矿TBM后续研究提出展望,对于煤矿TBM设计和应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 全断面掘进机(TBM) 岩巷 快速掘进 围岩控制 智能化煤矿
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掘进巷道狭长受限空间的掘锚设备避碰路径规划方法研究 被引量：1
2
作者 杨文娟 张冉 +7 位作者 张旭辉 田思昊 王泽尧 郑西利 任志腾 万继成 杜昱阳 张寒冰 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期483-496,共14页
针对煤矿井下狭长受限空间条件下掘锚设备协同作业过程中的碰撞检测与避碰路径规划难题,提出了基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的煤矿掘进巷道掘锚设备碰撞检测与避碰路径规划方法。利用激光雷达将巷道环境进行实时... 针对煤矿井下狭长受限空间条件下掘锚设备协同作业过程中的碰撞检测与避碰路径规划难题,提出了基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的煤矿掘进巷道掘锚设备碰撞检测与避碰路径规划方法。利用激光雷达将巷道环境进行实时重建,在虚拟环境中建立掘进设备与钻锚设备的路径规划训练模型,在构建的掘进工作面虚拟三维场景下,采用混合层次包围盒法进行掘锚设备、钻锚设备以及掘进巷道间的虚拟碰撞检测。针对掘锚设备的运动特性,在SAC(Soft Actor-Critic)算法的基础上引入多智能体经验共享机制,提出了MAES-SAC(Multi-Agent Experience Sharing)算法,通过定义智能体的状态空间和动作空间,设计相应的奖惩机制,对智能体进行训练。仿真结果表明,相比于PPO算法和SAC算法,MAES-SAC算法平均奖励值分别提高了8.21%与7.43%,最高奖励值分别提高了0.25%与0.14%,达到最高奖励值的步数分别缩短与3.06%和6.63%,标准差分别减少了10.07%与6.99%。最后,搭建了掘锚设备避碰路径规划与碰撞感知系统实验平台,通过虚实运动同步性测试和掘锚设备避碰轨迹规划实验,验证了掘锚设备避碰路径规划的可行性和准确性,该方法为煤矿井下掘进设备群碰撞感知与协同避碰路径规划提供了新的思路,对推动煤矿井下掘进工作面智能化建设具有重要意义。 展开更多
关键词 煤矿机器人 路径规划 深度强化学习 受限空间 虚实结合
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基于数字岩石力学的煤岩截割参数优化准则
3
作者 王虹 李海涛 +7 位作者 王守光 张小峰 陈明军 刘驰 穆鹏宇 郑建伟 陈宇龙 张良 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4729-4742,共14页
巷道掘进是煤炭开采及基础设施建设中的关键环节,其掘进效率和安全性直接影响工程经济性和人员生命安全。然而,煤矿巷道掘进全过程的截割参数优化仍面临诸多科学难题,且随着煤矿开采向深部进军,更为复杂的地质环境对截割参数优化提出了... 巷道掘进是煤炭开采及基础设施建设中的关键环节,其掘进效率和安全性直接影响工程经济性和人员生命安全。然而,煤矿巷道掘进全过程的截割参数优化仍面临诸多科学难题,且随着煤矿开采向深部进军,更为复杂的地质环境对截割参数优化提出了更高要求。为解决数字化时代掘进全过程的截割参数智能高效优化问题,结合以物性透明、结构透明和应力透明为核心的数字岩石力学方法论,提出复杂掘进环境下截割优化的全新解决方案。针对煤岩机械截割性能的精确评价问题,基于裂隙张量理论,多维度定量描述裂隙结构,实现了煤岩裂隙结构与可截割性之间的定量表征;针对截割滚筒截齿协同破岩问题,利用数字岩石力学求解器CoBums开展多齿协同破岩数值模拟,揭示了动态截割力与应力波传播规律;针对掘进截割工法缺乏智能截割规划问题,结合煤岩多源数据融合技术,优化了截割工艺参数的动态调整;针对巷道掘支协同作业与支护动态调整问题,利用可控震源和随掘地震探测技术,掌握井下煤岩体应力与非连续结构时间-空间演化规律,进而动态优化时间-空间分区支护参数;针对“深地”巷道低扰动高效截割技术问题,通过实验室及现场工程尺度的低扰动截割破岩研究,明确了掘进扰动与应力方向的关系,为减少动力灾害风险提供了指导。数字岩石力学方法与煤岩截割性、多齿协同破岩、低扰动截割及支护优化等方面的结合,为煤矿巷道掘进效率提升、灾害防控及智能化发展提供了技术支持,有助于推动掘进截割参数从经验判断向数字化、智能化自动优化的转变。 展开更多
关键词 煤岩截割 数字岩石力学 巷道掘进 数字化 智能化
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首山一矿TBM过断层岩机交互作用规律及卡机灾害防治技术
4
作者 张建国 穆彤彤 +4 位作者 鲁义强 刘佳伟 杨战标 张盛 王龙飞 《煤矿安全》 北大核心 2025年第8期133-142,共10页
全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)在煤矿巷道掘进穿越断层破碎带时,极易发生卡机现象,严重制约TBM的掘进速度和适应性。为了解决这个问题,基于首山一矿TBM穿越断层破碎带时的岩机交互数据,通过对有效掘进循环大量数据的筛选... 全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)在煤矿巷道掘进穿越断层破碎带时,极易发生卡机现象,严重制约TBM的掘进速度和适应性。为了解决这个问题,基于首山一矿TBM穿越断层破碎带时的岩机交互数据,通过对有效掘进循环大量数据的筛选,以及对正常掘进循环各个阶段的识别划分,结合TBM岩机数据融合的围岩分级方法,分析了TBM在进入断层前、断层中的主要掘进参量变化规律及巷道破坏现象,揭示了断层破碎带卡机致灾机理,提出了TBM在煤矿巷道施工穿越断层破碎带时的灾害防治措施。结果表明:TBM在临近断层交界面时,施工速度急剧下降,以较低的推进速度和较高的保前盾压力持续在断层区域掘进。当刀盘全部进入断层面后,保前盾压力上升至最大值,拱顶上方围岩出现大范围坍塌,大量破碎岩体涌入盾体,在刀盘和护盾上方形成筒仓式塌落腔。这些问题影响了TBM的掘进效率,也对其结构稳定性构成了严重威胁,最终导致了卡机灾害的发生。因此,TBM在煤系地层穿越断层破碎带,要做好对前方岩体信息的超前地质预报,同时,在TBM刀盘前方配置超前围岩加固设备,如精准注浆装置、超前小导管打设装置等,通过对破碎岩体的加固,间接提高围岩参数,保证TBM稳定穿越断层破碎带。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机(TBM) 断层破碎带 刀盘 岩机交互机制 卡机防治技术
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复杂地质条件下的煤矿巷道掘进支护技术研究 被引量：2
5
作者 王鹏 《能源与节能》 2025年第1期149-152,共4页
在复杂的地质环境下,断层、瓦斯和水害等灾害对煤矿的安全开采构成了很大的威胁,也使开采工作变得更加困难。因此,研究适合中国国情的煤矿采煤掘进支护技术具有重大的现实意义,其不仅可以增强煤矿开采的安全性,还保障了矿工的生命安全,... 在复杂的地质环境下,断层、瓦斯和水害等灾害对煤矿的安全开采构成了很大的威胁,也使开采工作变得更加困难。因此,研究适合中国国情的煤矿采煤掘进支护技术具有重大的现实意义,其不仅可以增强煤矿开采的安全性,还保障了矿工的生命安全,并有效提升了煤矿的生产效益。基于此,对复杂地质条件下的煤矿巷道掘进支护技术展开了探讨,并结合实际案例进行了分析。 展开更多
关键词 复杂地质条件 巷道掘进 支护技术
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延长矿业钻锚一体化智能快速掘进创新实践与成效 被引量：1
6
作者 魏东 赵一超 刘渭 《智能矿山》 2025年第1期71-76,共6页
陕北侏罗纪煤田未开发煤炭资源占全国的28.98%,条件好、起点高,是我国先进产能释放最具潜力矿区。陕北煤炭基地新建矿井和产能提升对于全国煤炭保供、国家能源安全意义重大。陕西延长石油矿业有限责任公司(简称延长矿业)在陕北拥有210亿... 陕北侏罗纪煤田未开发煤炭资源占全国的28.98%,条件好、起点高,是我国先进产能释放最具潜力矿区。陕北煤炭基地新建矿井和产能提升对于全国煤炭保供、国家能源安全意义重大。陕西延长石油矿业有限责任公司(简称延长矿业)在陕北拥有210亿t煤炭资源,是国家煤炭开发战略西移“主力军”,“十四五”末产能5000万t以上,“十五五”末产能将突破1亿t。 展开更多
关键词 国家能源安全 煤炭开发 煤炭资源 战略西移 快速掘进 产能提升 陕西延长石油 实践与成效
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岩巷爆破掘进跨越极小岩柱巷道施工技术及应用 被引量：1
7
作者 赵钦 《中国煤炭工业》 2025年第2期66-67,共2页
河南能源永煤集团新桥煤矿在21108上顺槽车场掘进过程中,为保证顺利跨越极小岩柱,通过实施有效的小岩柱跨越施工方案,严格实施各项施工技术及安全措施,保证了21108上顺槽车场顺利跨越极小岩柱巷道及后期跨越段巷道稳定使用。该巷道跨越... 河南能源永煤集团新桥煤矿在21108上顺槽车场掘进过程中,为保证顺利跨越极小岩柱,通过实施有效的小岩柱跨越施工方案,严格实施各项施工技术及安全措施,保证了21108上顺槽车场顺利跨越极小岩柱巷道及后期跨越段巷道稳定使用。该巷道跨越施工技术及应用,为矿井跨越极小岩柱巷道提供了有益经验,具有良好的推广价值。 展开更多
关键词 新桥煤矿 顺槽车 岩巷爆破 巷道稳定 岩柱 永煤集团 掘进过程 有益经验
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大断面机头硐室双向开口分层施工技术应用 被引量：1
8
作者 许光伟 周文峰 《能源技术与管理》 2025年第1期135-137,共3页
为保证宝欣煤矿2106系统巷机头硐室安全快速掘进,缩短施工周期、减少支护费用,通过技术研究,对原施工方案存在的问题进行分析,并根据施工现状对施工工艺进行优化,提出了双向开口分层施工技术。实际应用效果表明,施工工艺优化后2106系统... 为保证宝欣煤矿2106系统巷机头硐室安全快速掘进,缩短施工周期、减少支护费用,通过技术研究,对原施工方案存在的问题进行分析,并根据施工现状对施工工艺进行优化,提出了双向开口分层施工技术。实际应用效果表明,施工工艺优化后2106系统巷机头硐室掘进周期缩短了8.5 d,支护费用减少了8.7万元,取得了显著的应用成效。 展开更多
关键词 复杂条件 巷道 施工工艺 双向分层施工 对比分析
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复杂地质条件下煤矿掘进技术应用 被引量：1
9
作者 姚晓峰 《矿业装备》 2025年第1期14-16,共3页
随着煤矿开采深度的不断增加,地质条件愈发复杂,瓦斯突出、断层破碎和水文复杂区等问题对煤矿掘进施工提出更高的要求。复杂的地质条件增加施工的难度和安全风险,给煤矿生产带来巨大挑战。基于复杂地质条件下煤矿掘进技术的研究,分析瓦... 随着煤矿开采深度的不断增加,地质条件愈发复杂,瓦斯突出、断层破碎和水文复杂区等问题对煤矿掘进施工提出更高的要求。复杂的地质条件增加施工的难度和安全风险,给煤矿生产带来巨大挑战。基于复杂地质条件下煤矿掘进技术的研究,分析瓦斯突出区、断层破碎带、水文复杂区和大埋深区域等复杂地质条件的区域划分,探讨掘进技术实施的重点,阐述复杂地质条件下掘进设备的选型配置方法,并结合安全保障和监测预警系统的应用,进一步分析如何优化掘进速度与施工效率,详细介绍不同地质条件的掘进技术应用,总结各种复杂地质条件下煤矿掘进技术的最佳实践,并提出提升掘进效率与安全性的方法。 展开更多
关键词 复杂地质条件 煤矿掘进 瓦斯防治 断层破碎带 实时监测
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黄陵智能快掘关键技术研究及应用 被引量：1
10
作者 赫连腾 张丰涛 《陕西煤炭》 2025年第1期147-151,共5页
针对黄陵一号煤矿掘进工作面效率低、采掘接续紧张等问题,基于现有设备和矿井掘进工作面实际情况,设计了“掘锚一体机+锚杆转载机+带式转载机+迈步式自移车尾”的智能快掘方案,对主要设备进行选型,并对其进行了适应性改造;同时,分析了... 针对黄陵一号煤矿掘进工作面效率低、采掘接续紧张等问题,基于现有设备和矿井掘进工作面实际情况,设计了“掘锚一体机+锚杆转载机+带式转载机+迈步式自移车尾”的智能快掘方案,对主要设备进行选型,并对其进行了适应性改造;同时,分析了矿井智能快掘系统的关键技术。通过该研究,科学设计了矿井的智能快掘系统,提高了巷道的掘进速度,减少了工作人员,达到了掘进工作面少人化和智能化的目的,可为其他矿井智能快掘系统的构建提供一定借鉴。 展开更多
关键词 智能掘进 掘进设备 智能感知 定位导航 智能控制
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矿井岩巷智能化快速掘进技术应用研究 被引量：1
11
作者 宋腾飞 《西部探矿工程》 2025年第7期172-175,共4页
针对矿井传统岩巷掘进技术存在耗费人员多、掘进效率低、安全性差、易严重影响工作面采掘正常接续的问题,以山西某矿13161上底抽巷掘进工程为例,基于其采掘工程概况与应用的主要采煤装备现状,设计了以矿井万兆工业环网为基础的岩巷自动... 针对矿井传统岩巷掘进技术存在耗费人员多、掘进效率低、安全性差、易严重影响工作面采掘正常接续的问题,以山西某矿13161上底抽巷掘进工程为例,基于其采掘工程概况与应用的主要采煤装备现状,设计了以矿井万兆工业环网为基础的岩巷自动化智能化快速掘进系统,分析了系统的结构组成,提出了系统的建设方案,并进行了现场应用测试,测试结果表明,该岩巷智能化快速掘进系统相比与岩巷传统掘进工艺,可实现单进进尺12m/d,掘进工作面平均月进度可提升至260m以上,工作面单进水平平均提高67%,生产作业人员可减少9人,取得了较好的应用效果,促进了矿井掘进作业的减人增效,该快速掘进技术具有一定的推广应用价值。 展开更多
关键词 快速掘进 智能化 控制系统 组成 效果
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煤矿巷道智能化快速掘进控制技术研究 被引量：1
12
作者 韩波 王新 牛建 《内蒙古煤炭经济》 2025年第1期73-75,共3页
为提升巷道掘进效率及智能化控制水平,本研究以2103运输巷掘进为工程背景,阐述巷道掘进设备配备及采用的智能化控制技术,并分析工程应用效果。
关键词 巷道掘进 智能化控制 掘进机 记忆截割
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煤矿巷道掘进与支护技术探讨 被引量：1
13
作者 高二虎 邬永利 +1 位作者 高艳 吕良伟 《内蒙古煤炭经济》 2025年第5期19-21,共3页
在煤矿开采中,巷道快速掘进与高效支护技术尤为重要。本文重点分析地质勘探、先进设备应用、中深孔爆破技术及掘锚一体化技术,研究巷道高效支护技术,包括锚喷支护、注浆加固和锚带网联合架棚技术。结合工程实例,分析巷道支护参数和掘锚... 在煤矿开采中,巷道快速掘进与高效支护技术尤为重要。本文重点分析地质勘探、先进设备应用、中深孔爆破技术及掘锚一体化技术,研究巷道高效支护技术,包括锚喷支护、注浆加固和锚带网联合架棚技术。结合工程实例,分析巷道支护参数和掘锚协同作业技术,探讨掘进施工流程及应用效果。 展开更多
关键词 煤矿巷道 快速掘进 高效支护 地质勘探
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煤矿智能掘进技术应用探讨 被引量：1
14
作者 任豪 《能源与节能》 2025年第3期296-299,共4页
采掘接替紧张问题一直是煤矿企业面临的难题,解决途径之一是煤矿掘进的智能化。首先,分析了煤矿智能掘进的重要性,主要体现在提高掘进效率、降低安全风险、降低掘进成本等方面。然后,探讨了实现煤矿智能掘进的关键技术及设备,主要有高... 采掘接替紧张问题一直是煤矿企业面临的难题,解决途径之一是煤矿掘进的智能化。首先,分析了煤矿智能掘进的重要性,主要体现在提高掘进效率、降低安全风险、降低掘进成本等方面。然后,探讨了实现煤矿智能掘进的关键技术及设备,主要有高精度地质探测技术、智能掘进设备、自动化运输系统、人机协作技术、信息化管理平台等。可以为煤矿掘进智能化提供一定的技术参考。 展开更多
关键词 煤矿开采 掘进技术 智能化
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煤矿井下掘进工作面超前物探技术与应用 被引量：1
15
作者 张利军 张瑞杰 《矿业装备》 2025年第1期44-46,共3页
煤矿井下掘进工作面的超前物探技术,探测范围大、准确度高、成本效益突出,在现代矿山产业中起着至关重要的作用。基于超前物探技术原理及具体方法,提出相应煤矿井下掘进施工方案,为矿山规划、安全管理和资源保护提供可靠依据,有助于推... 煤矿井下掘进工作面的超前物探技术,探测范围大、准确度高、成本效益突出,在现代矿山产业中起着至关重要的作用。基于超前物探技术原理及具体方法,提出相应煤矿井下掘进施工方案,为矿山规划、安全管理和资源保护提供可靠依据,有助于推动煤炭行业向更安全、环保、可持续的方向发展。 展开更多
关键词 煤矿井下 掘进工作面 超前物探技术
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掘进工作面智能化对煤矿安全生产的影响 被引量：1
16
作者 李兵兵 《能源与节能》 2025年第3期200-202,206,共4页
探讨了掘进工作面智能化对煤矿安全生产的影响。通过研究智能化技术在掘进工作面中的应用,分析了其对提高生产效率、保障作业安全及降低环境影响的积极作用。研究表明,智能化掘进技术不仅能显著提升煤矿开采的安全性,还能实现高效、环... 探讨了掘进工作面智能化对煤矿安全生产的影响。通过研究智能化技术在掘进工作面中的应用,分析了其对提高生产效率、保障作业安全及降低环境影响的积极作用。研究表明,智能化掘进技术不仅能显著提升煤矿开采的安全性,还能实现高效、环保的生产模式。未来,通过进一步推动智能化技术的研发与应用,以提升煤矿安全生产水平。 展开更多
关键词 掘进工作面 智能化技术 安全生产
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深地TBM双滚刀作用下岩体破碎能量特征研究
17
作者 高锋 刘小亮 +1 位作者 赵强 邵静静 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第11期29-37,共9页
针对全断面岩石掘进机(TBM)面临的深地高围压复杂条件下高效破岩技术与理论难题,系统探究了深地TBM双滚刀破岩能量演化与耗散特征。基于Abaqus非线性有限元软件构建双滚刀侵入破岩数值模型,分析变围压条件下岩体损伤破坏过程与能量演化... 针对全断面岩石掘进机(TBM)面临的深地高围压复杂条件下高效破岩技术与理论难题,系统探究了深地TBM双滚刀破岩能量演化与耗散特征。基于Abaqus非线性有限元软件构建双滚刀侵入破岩数值模型,分析变围压条件下岩体损伤破坏过程与能量演化特征,研究围压、岩石单轴抗压强度、刀刃宽度、刀间距对岩体能量耗散的影响。研究结果表明:围压会显著改变岩体损伤破坏模式,围压较小时,岩体以纵向损伤发育为主导,围压增大会促进侧向损伤发育,出现拉剪复合断裂;围压为25MPa时,能量突变耗散速率达到峰值,最早进入能量稳定耗散阶段;岩石抗压强度与能量耗散呈非线性关联,贯入度大于1mm时,岩石抗压强度为105MPa能量耗散率最低,该条件下岩石易发生破碎;在高贯入度条件下,增加刀刃宽度和刀间距可以促进岩体内部能量释放,提高TBM掘进效率。研究成果可为深部工程TBM掘进节能增效提供理论依据。 展开更多
关键词 深部掘进 能量耗散 围压 岩体破碎 滚刀参数
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巷道掘进截割钻进先进技术研究现状及展望 被引量：24
18
作者 毛君 董钰峰 +7 位作者 卢进南 李玉岐 张鸿宇 谢苗 吴霞 刘治翔 王贺 田博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2084-2099,共16页
为响应智能化煤矿发展需要,同时为改善综掘工作面智能化无人化发展较综采工作面滞后现状,提出了掘进装备自主定型定向截割、掘进装备自主巡航、掘进机健康管理技术及多机多工序智能协同控制技术四大截割钻进装备先进技术并给出研究方向... 为响应智能化煤矿发展需要,同时为改善综掘工作面智能化无人化发展较综采工作面滞后现状,提出了掘进装备自主定型定向截割、掘进装备自主巡航、掘进机健康管理技术及多机多工序智能协同控制技术四大截割钻进装备先进技术并给出研究方向。针对掘进装备自主定形定向截割技术,通过研究不同掘进装备的截割轨迹规划、机身振动特征对截割头轨迹误差的影响规律及不同掘进速度下掘进巷道顶板稳定性分析方法进行掘进装备截割路径及截割速度规划研究;通过研究位姿监测技术、恒功率截割技术、记忆截割技术实现掘进装备自主定形定向截割控制;通过数字采集系统构建掘进巷道数字孪生虚拟模型,采用掘进机虚拟操纵平台实现掘进机远程自动截割控制。通过掘进巷道环境感知技术,构建掘进巷道的三维模型并标明巷道的安全情况;利用激光扫描及多种算法,形成巷道三维点云模型;对激光、通信、视觉及惯性等传感器等进行技术互补性融合,利用多种融合算法,实现高精度巷道感知;采用随钻测量系统进行瓦斯监测和超前探水作业;将视觉感知技术、激光测距技术、全站仪、超宽带定位技术等融入井下巷道的设备定位系统中,实时监测巷道内的掘进机位姿。通过结合掘进机健康管理技术发展现状,梳理出掘进机健康管理技术在故障预警技术、故障诊断技术、寿命评估技术3个方面存在的不足,并针对所面临的挑战提出了跨时空域度的监测信息多源数据融合技术、掘进机与断面岩层耦合作用机理、突发事件风险识别模型、自学习健康管理系统4项拟解决的科学问题。通过多传感器信息融合技术,研究掘进系统截割单元及临时支护单元的控制方法,分析多源信息分析处理及优化策略,以自动截割系统和超前临时支架移架系统为例,阐明了多传感器信息融合的运行机制,提出多工序协同控制技术难点及实现这一目标需要解决的2个关键点。 展开更多
关键词 巷道掘进 环境感知 定形定向截割 自主巡航 健康管理系统 多工序协同控制
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煤矿掘进机器人系统智能并行协同控制方法 被引量：36
19
作者 马宏伟 王鹏 +6 位作者 王世斌 毛清华 石增武 夏晶 杨征 薛旭升 王川伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2057-2067,共11页
煤矿巷道掘进长期存在的“采快掘慢”“掘快支慢”顽症,尤其是掘进工作面装备成套化、自动化、智能化程度偏低、顺序作业工艺技术落后等问题,严重影响生产接续和安全高效开采。对此,研发了护盾推移式煤矿巷道掘进机器人系统成套装备,提... 煤矿巷道掘进长期存在的“采快掘慢”“掘快支慢”顽症,尤其是掘进工作面装备成套化、自动化、智能化程度偏低、顺序作业工艺技术落后等问题,严重影响生产接续和安全高效开采。对此,研发了护盾推移式煤矿巷道掘进机器人系统成套装备,提出了一种煤矿巷道掘进机器人系统智能并行协同控制方法。首先,结合掘进机器人系统与巷道的耦合关系,分析了掘进机器人系统中各个子系统之间的相关性以及多任务之间的相互影响机理,得出了决定掘进效率的关键因素在于截割机器人和钻锚机器人的并行协同控制;其次,针对钻锚机器人各钻机之间的时空关系,构建了多钻机多任务协同钻锚作业数学模型,获得了钻机布置排距、排数及其各排钻锚任务数,同时使用优化组合的方法进行求解,并对计算结果通过安全距离最大原则进行优化,获得了钻锚机器人各排钻机最佳时空匹配策略;最后,通过钻锚机器人系统并行协同控制仿真和实验,证明了该方法的有效性;通过对掘进机器人工作时截割机器人与钻锚机器人的时序分析,得出优化后的钻锚机器人工作时间能够与截割机器人工作时间有效匹配,2者能够并行协同的完成截割和钻锚任务。该方法已经应用在团队研发的煤矿智能掘进机器人系统上,实现了多机器人系统的智能并行协同控制。具有智能并行协同控制的掘进机器人系统已经在大断面(6.50 m×4.25 m)、夹矸与片帮共存的巷道运行近10个月,经受了夹矸厚度达2.1 m、硬度f=5-7的严酷考验,日进尺突破50 m。 展开更多
关键词 掘进机器人 协同控制 煤矿巷道 钻锚机器人 优化组合 时序分析
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深部高应力岩巷快速钻爆施工技术 被引量：25
20
作者 张炜 张东升 +1 位作者 邵鹏 王旭锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期43-48,共6页
在新汶矿区地应力测试结果的基础上,分析了深部高应力岩巷快速钻爆施工的难点。基于现代爆破理论、断裂力学、岩体力学,通过实施技术创新,采用CMJ17A全液压凿岩钻车代替传统风钻,提出新型岩石定向断裂控制爆破技术、双空孔楔形-筒形复... 在新汶矿区地应力测试结果的基础上,分析了深部高应力岩巷快速钻爆施工的难点。基于现代爆破理论、断裂力学、岩体力学,通过实施技术创新,采用CMJ17A全液压凿岩钻车代替传统风钻,提出新型岩石定向断裂控制爆破技术、双空孔楔形-筒形复式掏槽技术,形成了一套深部高应力坚硬围岩巷道快速钻爆新技术。工程实践应用表明,该套快速钻爆新技术,可大大减少钻孔数量以及支护和爆破材料消耗,提高炮眼利用率,改善巷道成形效果和围岩稳定性,提高循环进尺和掘进效率,实现平均月进尺122 m,最高月进尺155 m,达到了深部高应力岩巷"长进尺、高效率、弱扰动、少欠挖、小超挖"的快速钻爆施工目的。 展开更多
关键词 高应力 岩巷 快速钻爆 定向断裂 复式掏槽
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