数字孪生驱动的悬臂式掘进机虚拟操控技术

针对悬臂式掘进机智能控制时面临的远程操控问题,结合数字孪生和虚拟仿真等技术,提出面向煤矿井下装备智能控制的"人—信息—物理系统"(HCPS)交互机制,实现掘进工作面物理空间与掘进信息虚拟空间的深度融合与交互;结合悬臂式掘进机模型,提出数字孪生驱动的悬臂式掘进机智能操控系统,从工况数据感知、数字孪生体构建、人—机—环交互3个方面实现地面虚拟掘进与井下实际掘进的深度融合;搭建悬臂式掘进机远程虚拟操控实验平台,以验证孪生数据驱动下的虚实同步等功能,截割轨迹跟踪测试表明,系统可实现掘进机虚实同步控制,截割头位置精度偏差小于40 mm,满足煤矿开采中巷道开拓的质量控制要求.基于数字孪生驱动和虚拟现实呈现的井下设备智能操控方法,在煤矿巷道可视化掘进系统和智能掘进机器人系统中应用效果良好,为煤矿井下综采综掘工作面设备的远程智能监测与控制提供了全新的思路,对促进工作面智能化系统发展重要的借鉴意义.     

ZigBee协议在采煤工作面数据采集中的应用研究

该文设计一种基于ZigBee无线传感器网络的煤矿综采工作面设备及环境监测系统.通过分析瓦斯涌出量与采煤机速度之间的控制关系,利用ZigBee无线通信技术把采煤工作面相关信息及时传输到井下采煤机,调整采煤机与支架的速度,实现煤矿综采工作面主要生产设备的工作情况及环境实时监测,能及时发现故障隐患避免设备损坏,提高煤矿生产管理信息化程度.     

基于VR技术的井下排水可视化监测系统研究

基于VR技术的飞速发展,在现有监测系统的基础上提出了煤矿井下排水系统可视化的三维在线监测系统。该系统实现了VR技术与在线监测技术的有机结合,极大地提升了排水监测系统的人机交互功能,改善了监测系统的交互环境,具有十分巨大的应用推广价值。     

多体动力学仿真数据驱动的列车运行可视化

针对传统多体动力学软件无法直观体现出列车真实运行环境,而目前主流的列车虚拟运行仿真系统又无法实现对列车运行平稳性评估的现状,提出了一种多体动力学仿真数据驱动的列车运行可视化方法。采用三维GIS技术,实现了不同线路环境下列车运行三维场景高精度模型的构建。使用多体动力学软件SIMPACK对列车在不同速度和不同轨道谱下的运行进行动力学仿真,并基于仿真后处理数据建立了最小二乘线性回归模型,预测出列车在不同运行状态下的垂向平稳性指标值。借助三维可视化引擎UNIGINE,实现了以列车运行的多体动力学仿真数据来驱动列车模型运动的三维可视化。     

煤矿粉尘防治技术创新的思考

通过对目前国内煤矿井下综放、综掘工作面和地面洗选煤厂皮带走廊存在的粉尘防治问题及国外煤矿粉尘防治技术管理模式的探讨分析 ,提出了国内煤矿高产高效综放工作面粉尘防治技术的专题研究和粉尘防治技术方法创新的思路和建议     

大采高自动化综放工作面设备配套技术

合理的设备选型配套是工作面高产、高效、经济和安全生产的前提与保障,因此,结合李庄煤矿工作面的具体情况,主要对大采高自动化综放工作面设备配套标准、大采高自动化综放工作面设备选择、设备配套合理性几方面展开分析。现场应用表明:工作面设备选型配套合理,能够满足工作面安全高效的需要。     

综放工作面电气系统设计探析

基于煤矿井下综放工作面电气系统的建立,探讨了综放工作面电气系统中变压器的选择、高压电缆的选择和校验、低压电缆的选择和校验及低压开关继电保护整定的相关内容,进而得出一套分析综放工作面电气系统的方法,供相关技术人员参考。     

综放生产系统设备选型及工程应用

随着煤矿采掘生产设备研发制造技术进步,综放开采逐步成为我国中厚煤层开采的首选工艺。针对综放生产系统基本设备相互影响制约的问题,在阐述综放生产系统的基础上,理论分析了综采放顶煤工作面采煤机、刮板输送机和液压支架的配套原则和性能要求,将研究结果应用于工程实践,取得了良好的经济效益。     

综放工作面供电设计与应用

随着生产规模的扩大,新煤层的勘探,综放工作面的大功率异步电动机使用的越来越广泛,设备起动对电网的冲击也更加明显,根据新采区的实际情况,主要阐述综放工作面在供电设计、电气设备选型及安装过程中分别采用软起动技术、提高供电电压等级,如何对其所需设备及供电线路等进行设计,供电系统中各用电设备的选型及其计算过程,并对其进行整定和校验,设计中比较详细地叙述了矿用电缆及电气设备的选定原则以及井下各种保护装置的选择和整定。本文以我国某煤矿企业为例子,对高产高效综放工作面的供电设计进行了探讨。     

综放工作面成套设备与主要采煤技术的研究

介绍了综放工作面主要用到的机械设备,探析了该设备如何实现科学合理的配套,研究了综放工作面主要用到的采煤技术。有效提高综放工作面生产效率,更好地保障煤矿开采工作的安全性和高效性。     

基于数字孪生的综采工作面工业虚拟服务系统

针对传统虚拟综采工作面数字化程度低、工艺规划周期长、装备运行状态监测困难等问题,设计了基于数字孪生的综采工作面生产系统。围绕综采工作面运行规律及特点,构建了物理综采工作面、虚拟综采工作面、综采虚拟软件服务系统和综采孪生数据系统,研究了系统间的数据交互流程和驱动优化方法。提出虚拟综采工作面元素模型的系统性构建方法,完成了多种类煤层及综采装备建模;基于综采虚拟软件服务系统对综采生产过程进行虚拟仿真,实现了采煤机截割路径规划和不同综采工艺的预演评价;利用相关传感器及软件技术实现了综采装备运行姿态在虚拟环境中的实时映射,在此基础上,建立了分布式局域网协同模型,借助一致性哈希算法实现了多装备监测任务的动态优化分配。经应用测试,该综采虚拟软件服务系统能有效为数字孪生和综采工作面的深度融合及终端装备的生产、规划、监测等问题提供服务。     

基于Unity 3D的综采工作面仿真系统研究

虚拟现实技术在矿业领域广泛应用,论文利用Pro/E和3DS Max建立综采工作面仿真模型,结合Unity 3D进行交互界面设计,建立基于三维可视化和虚拟仿真技术的综采工作面仿真系统.此系统可激发工人的学习兴趣,降低工人安全培训的时间,并为综采工作面实时仿真的研究奠定了基础.     

综采放顶煤工艺在灵石矿区的实践

根据兴发煤矿10号煤赋存条件、开采技术水平、安全要求以及提高单产单进水平等综合因素,经专家论证该矿采用综采放顶煤技术开采10号煤层。通过生产过程中的实际应用和实践,对综采放顶煤工艺的适应性和可行性有了明确的认识。并根据现场及市场要求,对发现的问题进行了总结,并加以探讨和研究。力争使综采放顶煤工艺在灵石矿区得到推广,为灵石矿区的高产高效之路进行有益的实践和探索。     

VP技术在煤矿综采工作面设备配套中的应用

分析了目前煤矿综采工作面设备的使用情况,总结了综采工作面设备配套中存在的问题。在介绍VP技术的基础上,阐述了煤矿综采工作面设备配套VP系统的系统结构、各子系统的功能以及系统的实现方式。     

煤矿液压支架电液控制系统的研究

液压支架电液控制系统是实现煤矿综采工作面自动化控制及自动化生产管理的必要手段。本文根据煤矿综采工作面的开采要求,将现有的手工操作改为自动控制、程序化操作。结果表明：所设计的支架控制系统加快了移动速度,提高了支架操作的灵活性,实现了支架远程控制及综采工作面少人或无人操作,为煤炭的高效安全开采奠定了基础。     

基于矢量场法的无人机三维路径跟踪控制

为实现固定翼无人机自主跟踪预定的三维路径,提出了一种基于矢量场法的三维路径跟踪算法.建立了固定翼无人机的运动学模型,并介绍了用于三维路径跟踪的矢量场法,分别推导得出了直线路径和螺旋线路径跟踪所需的期望速度矢量,得到跟随路径所需的期望航向角和航迹角,为无人机横向通道控制和纵向通道控制提供输入,将无人机引导到预定的轨迹上.此外,针对航段切换问题,提出了一种基于圆角几何的切换策略,采用螺旋线来拟合相邻航段,根据无人机是否通过半平面作为切换准则,实现无人机平滑过渡相邻航段.通过仿真实验评估该算法在不同初始条件下的性能,结果表明该方法能使无人机跟踪预定的三维路径,且具有良好的跟踪性能.     

采煤机液压拉杠力学特性实验

针对在采煤机工作过程中,液压拉杠时常断裂的问题,采用1∶1模拟煤矿井下综采成套装备实验平台。以MG500/1180-WD采煤机为研究对象,通过无线数据传输系统,分别对采煤机空载、重载4种不同工况下液压拉杠的力学特性进行了测试与研究。研究结果表明：不同工况下液压拉杠的载荷均未达到实验前的预紧力;采煤机起车时,位于机身上方两个液压拉杠的载荷趋势较大;在采煤机重载截煤工况下,位于采煤侧上方的液压拉杠处于压缩状态,并且载荷最大。     

对远程监测系统应用于采煤机维修的探究

采煤机正常运行直接关系到综采工作面的效率,影响到煤炭企业的发展速度、经济效益和安全生产。简单介绍了当前采煤机维修存在的不足,提出了采用先进的远程监控系统对煤矿设备进行远程监测的重要性。重点阐明了基于GPRS的采煤机远程监控系统的设计方案,介绍了采煤机运行状态监控的主要内容,并提出了为保证采煤机高效运行能采取措施的思路。     

基于Unity 3D的液压支架运动仿真系统研究

液压支架是煤矿综采工作面的关键支护设备,对安全生产的影响重大.近年来,随着虚拟现实技术的快速发展,液压支架的虚拟仿真得到了广阔的应用.论文利用Pro/E、3ds Max、Unity 3D以及面向对象的编程技术,可以实现液压支架的整体三维建模和运动仿真.     

矿井水泵无线联网自动控制设计

煤矿井下水位是影响煤矿安全生产的重要因素之一.针对煤矿井下特殊环境,采用教传电台进行通讯,实现对综采面顺槽内局部污水水泵的工作状态监测、水位监测、自动启停.