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面间煤柱掘进系统截割与钻锚机器人协同控制参数优化方法
1
作者 毛清华 陈彦璋 +3 位作者 王川伟 马宏伟 张旭辉 薛旭升 《中国煤炭》 北大核心 2026年第1期92-102,共11页
针对面间煤柱巷道掘进系统截割与钻锚机器人协同控制参数优化难题,本文建立了截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型,并提出一种基于模拟退火粒子群(SA-PSO)算法的协同控制参数优化模型求解方法。通过分析面间煤柱掘进系统截割与钻锚机... 针对面间煤柱巷道掘进系统截割与钻锚机器人协同控制参数优化难题,本文建立了截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型,并提出一种基于模拟退火粒子群(SA-PSO)算法的协同控制参数优化模型求解方法。通过分析面间煤柱掘进系统截割与钻锚机器人协同控制需求,建立了截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型,该模型以截割机器人的摆动速度、钻锚机器人的钻进速度和钻杆转速作为优化变量,以截割比能耗、钻比能耗和理论生产率所计算的综合性能指标为目标优化函数。为了得出截割与钻锚机器人协同控制参数优化模型的最优参数,提出一种基于模拟退火粒子群(SA-PSO)算法对该优化模型进行求解,得出全域截割阻抗下协同控制最优参数。为验证截割机器人和钻锚机器人协同控制参数优化效果,采用仿真软件EDEM、RecurDyn和Simulink构建多物理场联合仿真模型,在不同截割阻抗下进行对比验证,结果表明:优化后一个步距内“截割-钻锚”协同运行最大时间差为60 s,符合面间煤柱巷道掘进工艺要求;综合性能指标平均降低31.60%,提高了掘进效率并显著降低了掘进能耗。 展开更多
关键词 面间煤柱 截割与钻锚机器人 协同控制参数优化模型 模拟退火粒子群算法 截割阻抗
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低压磨料空气射流喷嘴磨损特性及影响因素
2
作者 张宏图 马欣悦 +3 位作者 魏建平 刘勇 叶红燕 李博涛 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1325-1341,共17页
低压磨料空气射流作为新型辅助破岩技术,在2 MPa压力下通过矩形截面喷嘴实现磨料的超声速喷射,提升破岩效率。但磨料与喷嘴内壁的碰撞磨损会影响射流稳定性及效率,为明确低压磨料空气射流中结构参数对喷嘴磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦... 低压磨料空气射流作为新型辅助破岩技术,在2 MPa压力下通过矩形截面喷嘴实现磨料的超声速喷射,提升破岩效率。但磨料与喷嘴内壁的碰撞磨损会影响射流稳定性及效率,为明确低压磨料空气射流中结构参数对喷嘴磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦合方法,结合Archard Wear模型,对不同结构参数的拉瓦尔(Laval)矩形截面喷嘴内流体进行数值模拟,研究收敛段长度、喉部尺寸和扩张段长度对喷嘴磨损的影响。基于Box-Behnken试验设计方法构建二阶响应面模型,量化各结构参数对喷嘴磨损的显著性影响,并提出优化喷嘴结构设计。结果表明:矩形喷嘴的磨损主要集中于收敛段后端和扩张段前端,其中扩张段磨损区域呈U型分布;收敛段长度与最大磨损深度呈负相关,收敛段从10 mm增至30 mm时,磨损深度由1.25×10^(-5)mm降至2.82×10^(-6)mm,降幅达77.4%;喷嘴的最大磨损深度与喉部尺寸呈负相关,而随着喉部尺寸的增加,粒子最大射出速度先增大后减小;随着扩张段延长,喷嘴最大磨损深度先增大后缓慢减小,粒子最大射出速度逐渐增加;通过响应面分析可知,喷嘴的最大磨损深度对收敛段长度敏感度最高,扩张段长度对粒子最大射出速度影响最显著;优化后的喷嘴参数为收敛段30 mm、喉部3.12 mm×10.38 mm、扩张段157 mm,较标准喷嘴磨损深度降低68.87%,磨料粒子射出最大速度提升5.83%,实现了低磨损与高效率的平衡。 展开更多
关键词 磨料空气射流 矩形截面喷嘴 喷嘴结构 喷嘴磨损 响应面分析
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煤体抗拉各向异性对掘锚机截割参数的影响规律
3
作者 杨森 许嘉伟 +2 位作者 郭玙博 韩江伟 马军强 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2026年第1期161-175,共15页
掘锚一体化施工是煤层巷道智能高效掘进的发展方向,滚筒截割参数是感知煤体性质变化的第一手数据,掌握其与煤体力学性质的关联规律是实现掘进智能感知的理论基础。抗拉各向异性是煤体的典型力学特征,对破岩与支护工艺设计有显著影响。... 掘锚一体化施工是煤层巷道智能高效掘进的发展方向,滚筒截割参数是感知煤体性质变化的第一手数据,掌握其与煤体力学性质的关联规律是实现掘进智能感知的理论基础。抗拉各向异性是煤体的典型力学特征,对破岩与支护工艺设计有显著影响。采用颗粒离散元法,通过“等效夹层”结构实现煤体模型的抗拉各向异性;耦合滚筒与煤体模型,实现滚筒截割方向上煤体抗拉各向异性的可控调节。通过5组不同截割角度的动态截割试验,分析滚筒扭矩与截割阻力信号的变化特征,得出煤体抗拉各向异性对掘锚机截割参数的影响规律。具体结论如下:①滚筒截割下拉方向与最小抗拉强度加载方向之间夹角减小过程中,滚筒扭矩呈现增大趋势,扭矩波动性逐渐被抑制,波动幅度从6209 N·m降低至5491 N·m;②截割阻力信号反映出煤体“压密”与滚筒降速现象呈现此消彼长态势,煤体呈现“整体扰动—扰动消散—局部破坏”3个阶段;③滚筒截割下拉方向与煤体最小抗拉强度加载方向重合度越高,煤体对截割的响应振动越大,局部破坏效应越强烈。 展开更多
关键词 掘锚一体机 抗拉各向异性 滚筒截割参数 煤层巷道掘进
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基于钎杆应力波分析的凿岩机辐射噪声产生机制与估测方法
4
作者 高波 吴腾飞 朱高 《凿岩机械气动工具》 2026年第3期4-7,共4页
为揭示凿岩机辐射噪声的产生机制并开发一种便捷的现场噪声评估方法,聚焦钎杆弯曲应力波的传播特性及其与噪声的关联机制,阐明弯曲波的激发条件与传播规律;利用实验系统同步测量了YT24型与YO18型凿岩机钎杆的纵波与弯曲波应力。研究结... 为揭示凿岩机辐射噪声的产生机制并开发一种便捷的现场噪声评估方法,聚焦钎杆弯曲应力波的传播特性及其与噪声的关联机制,阐明弯曲波的激发条件与传播规律;利用实验系统同步测量了YT24型与YO18型凿岩机钎杆的纵波与弯曲波应力。研究结果表明,弯曲波主要由活塞撞击的偏心分量激发,其幅值与撞击速度及偏心距成正比;辐射噪声声压与弯曲波应力幅值存在显著的正相关关系。基于此,提出一种通过钎杆应力波检测间接估算凿岩机噪声级的方法,即基于已知型号凿岩机的噪声标定值及应力波幅值比,成功估算出另一型号凿岩机的噪声级。该方法将复杂的声学测量转化为易实施的力学信号测量,为现场快速评估凿岩机噪声提供了创新途径。 展开更多
关键词 凿岩机 辐射噪声 钎杆 弯曲波 应力波 噪声估测 冲击速度 载荷谱
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基于DE-ABC算法的八自由度凿岩机械臂轨迹规划
5
作者 董克俭 高腾 李旭阳 《制造业自动化》 2026年第1期155-163,共9页
针对台车隧道凿岩作业情况中钻臂到达目标炮孔运行时间过长的问题,通过差分进化-人工蜂群(DE-ABC)算法优化轨迹曲线,增强机械臂运动稳定性,减少运动时间,提高作业效率。首先建立八自由度机械臂运动模型,通过自由度分解的方式计算目标点... 针对台车隧道凿岩作业情况中钻臂到达目标炮孔运行时间过长的问题,通过差分进化-人工蜂群(DE-ABC)算法优化轨迹曲线,增强机械臂运动稳定性,减少运动时间,提高作业效率。首先建立八自由度机械臂运动模型,通过自由度分解的方式计算目标点从笛卡尔空间到关节空间的逆解,在关节空间中利用“五次-五次-五次”三段多项式曲线对所求逆解进行轨迹规划,以轨迹运动时间和运动稳定性为优化目标,利用柯西扰动操作的DE-ABC算法对轨迹曲线进行优化,DE-ABC算法与传统人工蜂群(MABC)算法进行对比,结果表明DE-ABC算法改善了MABC算法易陷入局部最优的问题,适应度更好。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹规划 DE-ABC算法 柯西扰动
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窄机身液压锚杆钻车在煤矿岩巷快速掘进中的应用
6
作者 康杰 《江西煤炭科技》 2026年第1期114-116,120,共4页
针对煤矿井下巷道掘进支护过程中采用人工+气动锚杆钻机施工效率不高、安全系数低、人工投入大等问题,结合矿井井下实际情况,提出在煤矿岩巷掘进中使用CMM2-18Y型窄机身矿用液压锚杆钻车进行巷道支护作业。分析了该钻车的结构特点和性... 针对煤矿井下巷道掘进支护过程中采用人工+气动锚杆钻机施工效率不高、安全系数低、人工投入大等问题,结合矿井井下实际情况,提出在煤矿岩巷掘进中使用CMM2-18Y型窄机身矿用液压锚杆钻车进行巷道支护作业。分析了该钻车的结构特点和性能及技术参数,并在新景煤矿井下现场15304低位抽采巷进行了试用,通过对现场应用情况进行对比分析发现,该钻车的投入使用有效解决了人工+气动锚杆钻机施工工艺存在的问题,巷道掘进日进尺提升了50%,人员投入每班减少3人,大幅度降低了人员劳动强度,提高了工效和安全作业系数,具有推广应用价值。 展开更多
关键词 煤矿 窄机身液压锚杆钻车 技术参数 支护效率
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地理加权主成分分析与自适应α-shape的带式输送机堆煤智能识别方法
7
作者 毛清华 何君怡 +3 位作者 刘韩勇 翟姣 王荣泉 薛旭升 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第2期467-483,共17页
针对复杂工况下煤矿带式输送机传统堆煤识别方法准确性、稳定性不高和三维点云的煤堆表面三维重建完整性不足导致堆煤误判等问题,提出一种地理加权主成分分析(GWPCA)和自适应α-shape三维点云重建的堆煤智能识别方法。针对深度相机全视... 针对复杂工况下煤矿带式输送机传统堆煤识别方法准确性、稳定性不高和三维点云的煤堆表面三维重建完整性不足导致堆煤误判等问题,提出一种地理加权主成分分析(GWPCA)和自适应α-shape三维点云重建的堆煤智能识别方法。针对深度相机全视角采集点云数据量大导致处理速度慢、识别率低等问题,通过手动绘制ROI(Region of Interest)局部区域确定带式输送机表面目标点云数据,并采用直通滤波有效滤除冗余点和噪点、孤立数据,实现带式输送机表面煤堆点云数据快速、准确获取。针对煤堆侧表面点云缺失问题,构建基于地理加权主成分分析(GWPCA)的改进型泊松表面重建模型,通过输送带面与煤堆上表面的空间拓扑关系,结合法向约束机制实现点云数据补全,并采用最小凸包筛选算法消除伪平面干扰。针对不同形态煤堆与输送带表面分割问题,建立煤堆底部边界紧凑度和局部曲率标准差的函数关系,实现自适应α-shape算法的煤堆底部轮廓边界提取,准确分割煤堆点云数据并计算其等效宽度。针对采用单一参数的堆煤识别方法易受局部敏感值影响导致识别结果出现偏差的问题,提出一种基于煤堆宽/高最大值和等效值联合判别的堆煤识别方法,采用局部点云高度值的核密度函数期望值计算等效高度和最小包围盒计算最大宽、高值。搭建带式输送机堆煤智能识别试验平台,开展不同试验环境下的堆煤识别验证试验,结果表明:正常光照环境下,最大宽度和高度检测的平均误差分别为0.40 cm、0.35 cm,单帧宽/高等效值与最大值之间的相关系数为0.983,平均检测速度为每帧1.15 s,有效反映了真实的煤堆状态;粉尘环境下,最大宽度和高度检测的平均误差分别为0.46 cm、0.47 cm,单帧平均识别速度为1.23 s。等效值能准确反映煤堆整体形态变化,实现了堆煤状态的准确、可靠判别。 展开更多
关键词 带式输送机 堆煤 三维点云 GWPCA 泊松表面重建 智能识别
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全断面矩形掘进机刀盘设计及其稳定截割岩样截割特性试验研究
8
作者 李强 刘送永 王焱 《中国机械工程》 北大核心 2026年第2期487-497,共11页
针对现有煤矿巷道全断面矩形掘进机刀盘形式复杂、全断面一次掘进成形困难等问题,提出了一种基于勒洛三角形运动原理实现矩形截割的方法,设计了一种基于所提方法的偏心轴行星齿轮驱动勒洛三角形单刀盘,进行了运动轨迹仿真,搭建了全断面... 针对现有煤矿巷道全断面矩形掘进机刀盘形式复杂、全断面一次掘进成形困难等问题,提出了一种基于勒洛三角形运动原理实现矩形截割的方法,设计了一种基于所提方法的偏心轴行星齿轮驱动勒洛三角形单刀盘,进行了运动轨迹仿真,搭建了全断面矩形刀盘截割试验台,进行了稳定截割状态下的多组试验。试验结果表明:中心鱼尾刀能增加截割过程的稳定性,较大程度地减小了X、Y、Z方向的振动,减小幅度最小达42.107%,最大达51.753%;进行了11组不同截割参数下的稳定截割岩样试验,得到了扭矩、油压与截割参数的变化关系,提出了设备经济截割参数区域的概念,确定了在试验岩样下所设计的刀盘经济截割参数区域为:转速n(N-p)min=[6.6,9.8]r/min,掘进速度v(N-p)min=[14.25,18.3]mm/min;对截割后的岩样断面轮廓进行三维扫描、重构和比对,得到理论断面、仿真断面、试验断面与标准正方形之间的图形差异率依次为3.18%、5.09%、6.64%,验证了该刀盘实现矩形截割的可行性。 展开更多
关键词 全断面 矩形 掘进机 截割特性 图形差异率 经济截割区域
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浅析扩孔式硬岩竖井掘进机刀盘刀具设计与分析
9
作者 许成发 周俊 江川 《新潮电子》 2026年第3期247-249,共3页
竖井掘进机是借鉴隧道掘进机(TBM)技术发展而来的定制化设备,通常采用V形刀盘进行开挖作业,其工作原理是利用前期反井施工形成的导井作为溜渣通道,实现岩渣的自重下排。针对硬岩地层掘进的竖井掘进机,需采用特殊的刀盘结构与刀具设计方... 竖井掘进机是借鉴隧道掘进机(TBM)技术发展而来的定制化设备,通常采用V形刀盘进行开挖作业,其工作原理是利用前期反井施工形成的导井作为溜渣通道,实现岩渣的自重下排。针对硬岩地层掘进的竖井掘进机,需采用特殊的刀盘结构与刀具设计方案。扩孔式硬岩竖井掘进机基于隧道掘进机技术进行定制化设计,其中刀盘设计是其整体设计中的关键环节。刀盘设计作为竖井掘进机整体设计的核心部分,其性能直接影响掘进效率乃至整个工程的成败。通过分析现有工程案例并结合同行业对比,文章对竖井掘进机刀盘的结构及刀具进行了深入分析与优化,以更好地满足国内外市场对工程应用的需求。 展开更多
关键词 刀盘 刀具 轴承 竖井掘进机 结构优化 ANSYS分析
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基于数字孪生的综采装备技术应用研究综述
10
作者 田莹 范宇鑫 +3 位作者 张强 刘峻铭 顾颉颖 刘伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第2期102-125,共24页
推进矿山智能化建设是提升煤炭行业安全、高效、绿色发展水平的重要途径。数字孪生技术作为新一代信息技术,在煤矿综采装备领域的应用为智能化转型提供了重要支撑,因此,开展了煤矿综采装备数字孪生技术的综述研究。首先阐述了数字孪生... 推进矿山智能化建设是提升煤炭行业安全、高效、绿色发展水平的重要途径。数字孪生技术作为新一代信息技术,在煤矿综采装备领域的应用为智能化转型提供了重要支撑,因此,开展了煤矿综采装备数字孪生技术的综述研究。首先阐述了数字孪生的基本概念与核心思想,在此基础上重点从机械行业应用现状进行切入,具体分析了数字孪生技术在机械设计制造、故障诊断维护以及产业链协同中的具体实践,为煤矿领域应用提供了理论和技术参照。进而,综述了数字孪生技术在煤矿领域应用与未来发展趋势,特别聚焦于综采装备技术环节,详细综述了数字孪生在综采三机和智能化综采系统融合中的研究现状,包括状态监测、故障预测、自适应控制、智能截割和协同运维等多个具体应用场景。研究表明:数字孪生技术通过实时数据采集、虚拟建模和智能分析,可以实现对采煤机、刮板输送机、液压支架等关键设备的全生命周期管理,可显著提升故障预测精度和生产效率。面向未来,需着力突破多物理场耦合建模、井下高精度感知、跨系统协同决策等关键技术瓶颈,推动研究范式从“模型/数据驱动”向“融合驱动”,从“单一设备优化”向“系统控制协同”根本性转变,并通过制定行业标准与构建开源生态,破解数据壁垒与互操作性难题,以此促进数字孪生在智慧矿山建设和智能化无人开采中的深度应用与落地见效。 展开更多
关键词 数字孪生 综采装备 智能化开采 智慧矿山 煤矿智能化 预测性维护 故障诊断 工业互联网
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硬岩非爆机械化破岩技术发展现状与展望
11
作者 王少锋 石建龙 +2 位作者 周子龙 石鑫垒 聂唯 《有色金属(矿山部分)》 2026年第2期1-21,共21页
地下资源开采和空间开发规模不断增大,促使机械刀具破岩技术得到了长足发展。本文从机械刀具类型、机械设备破岩方式两个方面对机械刀具破岩技术的发展现状进行了论述。针对当前机械刀具破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战,对机械刀具、机... 地下资源开采和空间开发规模不断增大,促使机械刀具破岩技术得到了长足发展。本文从机械刀具类型、机械设备破岩方式两个方面对机械刀具破岩技术的发展现状进行了论述。针对当前机械刀具破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战,对机械刀具、机械破岩方式、破岩装备发展方向进行了展望。为满足重大需求,机械刀具破岩亟需完成破岩刀具性能提升、破岩方式变革、破岩设备集成化智能化无人化升级,以实现复杂地质环境下坚硬岩石的安全、高效、经济、智能及绿色破碎。 展开更多
关键词 硬岩非爆破碎 机械破岩 机械刀具 辅助破岩
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多特征数据驱动的采煤机减速器油液维护决策关键技术研究
12
作者 娄佳伽 庞新宇 +3 位作者 项培东 马范杰 刘民帅 张占东 《煤炭工程》 北大核心 2026年第2期176-183,共8页
为解决采煤机减速器油液维护依赖人工经验、难以量化评估多特征数据的问题,构建一种多特征数据驱动的油液维护决策系统。系统基于油液温度、理化指标及铁谱检测数据,提取14个特征参数,提出了三项关键技术:基于循环神经网络(RNN)的磨损... 为解决采煤机减速器油液维护依赖人工经验、难以量化评估多特征数据的问题,构建一种多特征数据驱动的油液维护决策系统。系统基于油液温度、理化指标及铁谱检测数据,提取14个特征参数,提出了三项关键技术:基于循环神经网络(RNN)的磨损趋势识别方法,利用滑动窗口捕捉时序依赖关系;基于双向门控循环单元(Bi-GRU)的磨损阶段分类方法,学习特征双向时序关系;结合三级量化标度与分级逻辑推理进行故障分析与建议,建立劣化参数与维护建议的关联。测试集表明,RNN磨损趋势识别准确率达90.7%,Bi-GRU磨损阶段分类准确率为91.49%;现场验证结果与专家意见一致。同时通过实验室试验验证证明了该系统的泛化性。所建系统有效融合多源异构数据,实现采煤机减速器磨损状态的智能识别、故障分析与建议,显著降低人工经验依赖,提升维护决策的客观性与可靠性。 展开更多
关键词 多特征 采煤机减速器 RNN Bi-GRU 三级量化标度 分级逻辑推理
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截削式竖井掘进机截割参数优化与刀具组合破岩特性研究
13
作者 姚满 唐崇茂 +1 位作者 杨志江 朱彬 《煤炭工程》 北大核心 2026年第2期225-234,共10页
随着我国煤炭资源开采深度的增加,传统竖井施工方法在效率与安全性方面的局限日益凸显。以截削式竖井掘进机为研究对象,基于有限元动态仿真方法,系统分析了截割滚筒转速、牵引速度及铣挖深度对截割载荷、功率及比能耗的影响规律,并对比... 随着我国煤炭资源开采深度的增加,传统竖井施工方法在效率与安全性方面的局限日益凸显。以截削式竖井掘进机为研究对象,基于有限元动态仿真方法,系统分析了截割滚筒转速、牵引速度及铣挖深度对截割载荷、功率及比能耗的影响规律,并对比分析了截齿与贝壳刀在硬岩孤石地层的破岩特性。研究结果表明:截割滚筒水平载荷和垂直载荷随转速升高呈下降趋势,而截割功率与比能耗显著增加;牵引速度增大导致载荷与功率线性增长,但比能耗在牵引速度为23 mm/s时达到峰值;铣挖深度增加可降低比能耗,但需权衡载荷波动对设备寿命的影响。因此适量降低滚筒转速、减小牵引速度及增大铣挖深度可显著优化比能耗。在硬岩孤石地层中,贝壳刀可有效分离孤石并减少载荷冲击,而在纯硬岩地层中,普通截齿刀具效率更高。 展开更多
关键词 截削式竖井掘进机 截割参数优化 截齿组合 破岩效率 比能耗
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不同应力水平下截齿侵入角度对机械破岩效果的影响
14
作者 林卫星 龚永超 +3 位作者 王少峰 尹土兵 陆锦涛 曾维豪 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第1期237-245,共9页
非爆破机械掘进采矿相对于钻爆法具有扰动小、效率高、支护成本低、巷道成型效果好等优点,优化选取截齿参数对高效掘进具有重要意义。根据某金属矿山-525 m、-606 m、-653 m中段地应力实测数据及围岩力学试验结果,建立PFC颗粒流截齿破... 非爆破机械掘进采矿相对于钻爆法具有扰动小、效率高、支护成本低、巷道成型效果好等优点,优化选取截齿参数对高效掘进具有重要意义。根据某金属矿山-525 m、-606 m、-653 m中段地应力实测数据及围岩力学试验结果,建立PFC颗粒流截齿破岩模型,在三个中段应力水平下设置90°、60°、45°三种截齿侵入角度进行单向卸荷后的截齿破岩数值模拟分析。研究结果表明,伴随应力水平上升,截齿破岩形成的密实核面积减小,条状裂纹扩展长度缩短,破岩过程中产生的微裂纹数量也随之减少,表明高应力条件对岩石破碎具有抑制作用;45°侵入角破岩工况下截齿的牵引力及切割力波动程度较小且切割力始终保持较高水平;同时,45°侵入角破岩产生的微裂纹数量也远大于60°和90°侵入角。综合力学响应与岩石破碎效果分析,45°侵入角在不同应力水平下均具有最优的破岩性能。 展开更多
关键词 截齿破岩 PFC 侵入角度 单向卸荷 破岩效果
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基于改进黏菌算法与B样条曲线拟合的采煤机过断层截割路径优化方法
15
作者 何珍亮 刘宗君 刘万里 《工矿自动化》 北大核心 2026年第3期185-192,共8页
传统采煤机截割路径优化方法在面对断层起伏变化大煤层时适应性较差,难以保障截割路径的连续性与稳定性。针对上述问题,提出了一种基于改进黏菌算法与B样条曲线拟合的采煤机过断层截割路径优化方法。首先,根据煤层地质模型获取断层特征... 传统采煤机截割路径优化方法在面对断层起伏变化大煤层时适应性较差,难以保障截割路径的连续性与稳定性。针对上述问题,提出了一种基于改进黏菌算法与B样条曲线拟合的采煤机过断层截割路径优化方法。首先,根据煤层地质模型获取断层特征信息,并结合B样条曲线规划出采煤机过断层截割轨迹控制点;然后,以采煤机截割轨迹与煤岩界面曲线之间的方差最小化为优化目标,利用引入人工蜂群搜索和邻域搜索策略的改进黏菌算法对B样条曲线规划的截割轨迹控制点进行优化,获取采煤机截割轨迹控制点的最佳权值和阈值;最后,结合过断层割岩率、路径平滑性、截割轨迹端点等约束条件进行B样条曲线光滑拟合,获得采煤机过断层最优截割路径。实验结果表明,与B样条-粒子群和B样条-蜉蝣方法相比,所提方法的截割路径优化结果在整体上能更好地接近实际煤岩界面,且均方根误差(RMSE)分别降低了46.87%和42.05%,决定系数(R^(2))分别提升了95.24%和60.78%,截割路径优化精度更高。 展开更多
关键词 采煤机 断层 截割路径 改进黏菌算法 B样条曲线拟合
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中厚煤层年产千万吨450 m超长综采面“三机”选型配套与应用
16
作者 乔永力 张金虎 +1 位作者 邢有望 王小军 《煤炭工程》 北大核心 2026年第1期28-34,共7页
为构建中厚煤层超长工作面“三机”设备的高效配套体系,以小保当二号煤矿132202工作面为工程背景,综合考虑2~3 m煤层赋存条件与综采工艺要求,提出适用于450 m超长工作面的千万吨级机械化开采配套方案。通过对采煤机、刮板输送机、液压... 为构建中厚煤层超长工作面“三机”设备的高效配套体系,以小保当二号煤矿132202工作面为工程背景,综合考虑2~3 m煤层赋存条件与综采工艺要求,提出适用于450 m超长工作面的千万吨级机械化开采配套方案。通过对采煤机、刮板输送机、液压支架的功率匹配性、运输能力及空间尺寸等参数进行系统性核算,确定了设备选型方案。井下运行结果表明:该配套方案合理,设备运行稳定性良好,实现了年产千万吨的预期目标。该配套方案为相似地质条件下中厚煤层超长工作面的机械化开采提供了参数设计依据与工程实践经验,对推动超长工作面开采技术的推广应用具有重要参考价值。 展开更多
关键词 中厚煤层 超长工作面 选型配套 液压支架 综采工艺
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基于多目标优化的振荡截盘截割参数设计
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作者 蒋云仲 孟文俊 +1 位作者 孙征宇 刘泽平 《机床与液压》 北大核心 2026年第1期44-48,共5页
为探究振荡截盘最优截割性能下的截盘截割参数组合,以偏心距、振荡频率、进给速率和截割深度为设计变量,以比能耗、最大瞬时截割率和截盘载荷为性能评价指标,基于25组正交试验数据建立响应面模型。采用多目标遗传算法(MOGA)进行优化求解... 为探究振荡截盘最优截割性能下的截盘截割参数组合,以偏心距、振荡频率、进给速率和截割深度为设计变量,以比能耗、最大瞬时截割率和截盘载荷为性能评价指标,基于25组正交试验数据建立响应面模型。采用多目标遗传算法(MOGA)进行优化求解,针对两种典型工况(工况1:优先考虑低能耗、低载荷;工况2:优先考虑高截割率、低载荷)分别赋予不同权重系数进行加权处理。结果表明:工况1中第一组最优解,相对于正交试验中第16组数据,比能耗降低64.7%,最大瞬时截割率提高25%,截盘载荷降低20.6%。工况2中第一组最优解,相对于正交试验中的第22组数据,比能耗降低32.5%,最大瞬时截割率提高391%,截盘载荷降低77.2%。仿真验证结果表明,相对于正交试验第22组,工况2第一组最优解截割深度由20 mm变为100 mm,平均载荷降低57.3%,显著提升了破岩效率,验证了该方法的有效性。该研究可为确定振荡截盘截割参数以达到最优截割性能提供参考。 展开更多
关键词 振荡截盘 截割性能 响应面模型 多目标遗传算法
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基于模糊控制的新能源地下铲运机制动能量回收控制算法研究
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作者 郑斯林 战凯 +2 位作者 郭鑫 苑昆 陈圣杰 《有色金属(矿山部分)》 2026年第2期32-40,共9页
深部矿产资源开采的快速发展对地下装备的环保性与能效提出更高要求。新能源地下铲运机虽实现零排放,但受限于电池技术,其续航能力不足严重制约矿山连续作业效率。制动能量回收技术是提升能量利用率的关键途径,然而现有策略在铲运机复... 深部矿产资源开采的快速发展对地下装备的环保性与能效提出更高要求。新能源地下铲运机虽实现零排放,但受限于电池技术,其续航能力不足严重制约矿山连续作业效率。制动能量回收技术是提升能量利用率的关键途径,然而现有策略在铲运机复杂工况下存在动态适应性差、意图识别不准等缺陷,导致回收效率低下。本文以ABCY307B型新能源铲运机为研究对象,提出基于模糊控制的制动能量回收控制算法。通过融合制动踏板开度与车速双核心参数,构建包含9条规则的模糊推理系统,动态优化电机负转矩输出:低速段平滑介入保障舒适性,高速段强化回馈力度。实车测试表明:在典型“L”型工况下,新策略能量回收率达8.42%,较基础模式提升42.5%;在负载工况下,因动能储备增加,回收率进一步提升至9.83%,SOC消耗降低3.1%。该方案显著提升制动能量回收效率,为解决新能源矿山装备续航瓶颈提供有效技术路径,对推动绿色矿山建设具有工程实践价值。 展开更多
关键词 新能源车辆 地下铲运机 制动能量回收 模糊控制
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柳巷煤矿智能掘进系统研究与平台设计
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作者 贺建华 王胜利 +1 位作者 张珣 刘洋 《煤矿机械》 2026年第3期230-238,共9页
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... 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1200 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。 展开更多
关键词 煤矿智能掘进 系统架构 多机协同 自动截割 远程控制
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基于SYSWELD的采煤机截齿座焊接仿真
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作者 尹中会 王宇碟 王国清 《煤矿机械》 2026年第2期121-125,共5页
针对采煤机滚筒截齿座焊接易发生变形、脱落等问题,以采煤机截齿座焊接处为研究对象,采用SYSWELD构建多层多道焊数值模型,分析截齿座焊缝失效原因,进行不同焊接速度下的应力、应变研究。结果表明:截齿座焊接处最大残余应力与焊接速度正... 针对采煤机滚筒截齿座焊接易发生变形、脱落等问题,以采煤机截齿座焊接处为研究对象,采用SYSWELD构建多层多道焊数值模型,分析截齿座焊缝失效原因,进行不同焊接速度下的应力、应变研究。结果表明:截齿座焊接处最大残余应力与焊接速度正相关,纵向残余应力主要集中在焊缝区且增长速率快于横向残余应力;焊缝焊后变形以横向收缩为主导,变形量随速度增加呈下降趋势;焊接速度降低可有效控制残余应力,但需权衡焊接效率与质量。该研究为提高截齿座焊接质量及快速修复提供了理论依据。 展开更多
关键词 截齿座 SYSWELD 焊接仿真 残余应力
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