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基于工况触发的采煤机滚筒截割高度模板生成方法

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工矿自动化 2024年第4期50卷 144-152页

作者：李重重姚钰鹏北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

针对采煤机在工作过程中易受不同工况条件的影响导致滚筒调高精度低的问题,提出了一种基于工况触发的采煤机滚筒截割高度模板生成方法。对采煤机历史传感器数据进行预处理和特征提取,选择影响滚筒高度调节的截割电动机电流、截割电动机... 详细信息

针对采煤机在工作过程中易受不同工况条件的影响导致滚筒调高精度低的问题,提出了一种基于工况触发的采煤机滚筒截割高度模板生成方法。对采煤机历史传感器数据进行预处理和特征提取,选择影响滚筒高度调节的截割电动机电流、截割电动机温度、俯仰角、横滚角、牵引速度5维特征数据,构建用于生成滚筒截割高度模板的补偿回声状态网络(C−ESN)模型;建立工况触发机制,将采煤机传感器实时数据输入C−ESN模型,以测试误差为判断准则,识别当前采煤机的工况为正常区域、三角煤区域或异常工况;最后,C−ESN模型生成相应的滚筒截割高度模板。当三角煤区域和正常区域测试误差都大于阈值时,采用迁移学习方法对测试误差小的截割高度模板参数进行修正,以保证异常工况下截割高度模板的精度。基于现场采煤机实际数据的实验结果表明:左右滚筒截割高度模板与实际截割高度相比,在正常区域的最大误差分别为11.47,9.96 cm,在三角煤区域最大误差分别为12.91,7.94 cm,能够满足工程实际要求;与传统回声状态网络和径向基函数网络模型相比,C−ESN模型的精度在正常区域分别提升了54%和57%,在三角煤区域分别提升了10%和69%。

关键词：采煤机滚筒高度截割高度模板补偿回声状态网络工况触发迁移学习

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直线往复密封性能影响因素分析

液压与气动 2024年第2期48卷 174-183页

作者：张新标王志民北京天玛智控科技股份有限公司北京101300

以手动泵密封结构为研究对象,旨在获得直线往复运动过程中的密封性能。基于ANSYS Workbench仿真平台,以接触压力和剪应力为密封失效判定依据,研究预密封过程中剪应力分布规律,分析工作过程中压缩率、流体压力、配合间隙、摩擦系数、材... 详细信息

以手动泵密封结构为研究对象,旨在获得直线往复运动过程中的密封性能。基于ANSYS Workbench仿真平台,以接触压力和剪应力为密封失效判定依据,研究预密封过程中剪应力分布规律,分析工作过程中压缩率、流体压力、配合间隙、摩擦系数、材料硬度对密封性能影响,讨论磨损和热变形对失效形式的激励作用。结果表明:预密封过程中,密封圈在高压缩率时从内部出现断裂失效的概率较大;工作状态下,密封圈接触压力呈非对称分布,在高流体压力、大配合间隙、高摩擦系数及低材料硬度时导致间隙挤出,密封圈从挤出部分表面断裂失效;磨损增大泄漏失效风险,热变形增大剪切失效风险,高温增大油膜泄漏量。

关键词：密封圈非线性分析剪切失效磨损分析热变形

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基于动态自适应旗鱼优化BP神经网络的工作面周期来压预测

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工矿自动化 2024年第8期50卷 30-37页

作者：姚钰鹏熊武北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

针对现有工作面周期来压预测方法精度不足、泛化性较差和算力要求高等问题,提出了一种基于动态自适应旗鱼优化BP神经网络(DASFO−BP)的工作面周期来压预测模型。通过分析工作面周期来压机理,得到与来压相关的影响因素,通过皮尔逊相关系... 详细信息

针对现有工作面周期来压预测方法精度不足、泛化性较差和算力要求高等问题,提出了一种基于动态自适应旗鱼优化BP神经网络(DASFO−BP)的工作面周期来压预测模型。通过分析工作面周期来压机理,得到与来压相关的影响因素,通过皮尔逊相关系数确定对来压具有显著影响的因素(推进速度、直接顶厚度、基本顶厚度、采高、煤层倾角和倾向长度)作为预测模型输入,并以下次来压强度和来压步距作为预测模型输出。针对旗鱼优化(SFO)算法鲁棒性不足的问题,提出了动态自适应优化策略对SFO算法进行改进,即在优化前期利用SFO达到快速收敛的目的,中期则借助秃鹰搜索(BES)跳出局部最优,后期发挥粒子群优化(PSO)深度搜索的优势来提高解的精度。通过改进后的动态自适应旗鱼优化(DASFO)算法对BP神经网络的超参数进行训练,构建了基于DASFO−BP的来压预测模型。实验结果表明:DASFO算法在单峰和多峰测试函数上均能实现快速收敛;与BP,SFO−BP和NCPSO−BP相比,DASFO−BP对周期来压强度和步距的预测值与真实值更为接近,具有更高的精度,拟合能力和泛化能力强,能够准确预测下一周期来压分布情况。

关键词：基本顶垮落工作面周期来压来压强度来压步距旗鱼优化算法动态自适应优化 BP神经网络

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安全阀公称流量试验台设计研究

机床与液压 2024年第14期52卷 83-88页

作者：孔祥凯李俊士北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

随着煤矿大采高综放系统的应用越来越广泛,立柱安全阀额定流量的需求也在不断增大。公称流量启溢闭性能是安全阀的主要性能指标,其高压、大流量、高压力梯度的测试要求使得测试平台的建设难度较高。针对此问题,设计测试平台的方案,通过... 详细信息

随着煤矿大采高综放系统的应用越来越广泛,立柱安全阀额定流量的需求也在不断增大。公称流量启溢闭性能是安全阀的主要性能指标,其高压、大流量、高压力梯度的测试要求使得测试平台的建设难度较高。针对此问题,设计测试平台的方案,通过理论计算得出蓄能器组、增压缸和开关阀等设备的关键参数;然后通过AMESim和Fluent仿真验证了平台方案和设备参数的可行性;最后建设了3000 L/min安全阀测试平台,通过试验验证了测试平台能够满足标准要求。

关键词：安全阀公称流量测试平台 AMESim仿真

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综采工作面液压支架测高传感器设计

工矿自动化 2024年第6期50卷 129-135页

作者：高思伟谷敏永李殿鹏北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

针对综采工作面液压支架高度测量困难和可靠性、稳定性差等问题,设计了一种基于帕斯卡定律的液压支架测高传感器。该测高传感器内置一根细长液管,液管中充满甲基硅油,测高传感器两端安装压力传感器,通过测量密闭液管的两端压力,得到测... 详细信息

针对综采工作面液压支架高度测量困难和可靠性、稳定性差等问题,设计了一种基于帕斯卡定律的液压支架测高传感器。该测高传感器内置一根细长液管,液管中充满甲基硅油,测高传感器两端安装压力传感器,通过测量密闭液管的两端压力,得到测高传感器两端位置的高度差。甲基硅油在环境温度变化时具有明显的热胀冷缩特性,会引起密闭空间内的压力急剧变化,影响测量精度,提出了一种补偿方法:采用波纹管存储一部分甲基硅油,利用波纹管自身的弹性补偿甲基硅油热胀冷缩造成的体积变化;并在软件中通过算法校准甲基硅油体积变化带来的密度变化,从而确保测高传感器的测量精度。试验结果表明:测高传感器可工作在0~40℃环境下,测量误差在4 cm以内。在薄煤层、中厚煤层综采工作面液压支架的现场应用结果表明:与人工测量结果相比,测高传感器的高度测量误差在5 cm以内,说明该传感器可靠性较高。

关键词：综采工作面液压支架测高传感器压力传感器波纹管温度补偿密度校准

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基于云边端架构的集成供液控制系统设计

煤炭工程 2024年第6期56卷 35-41页

作者：刘波北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

为了满足煤矿井下智能化集成供液发展需求,针对现有供液控制系统数据处理及工作协同能力不足、自主决策程度较低等问题,设计了基于云边端架构协同工作的集成供液控制系统。该系统采用现场工业总线与工业以太网复合通讯技术解决现有供液... 详细信息

为了满足煤矿井下智能化集成供液发展需求,针对现有供液控制系统数据处理及工作协同能力不足、自主决策程度较低等问题,设计了基于云边端架构协同工作的集成供液控制系统。该系统采用现场工业总线与工业以太网复合通讯技术解决现有供液控制系统数据通信能力不足问题;采用云-边-端架构实现降低数据传输延迟、节省中心计算处理单元的资源;通过变频-卸荷联动控制算法、泵站群组阶梯卸荷算法优化系统压力流量控制。文章介绍了系统整体架构、硬件设计方案、软件设计方案,完成了井下工业性试验。试验结果表明:该系统提升通讯带宽满足使用需求,设计架构合理,压力波动范围减小,促进了煤矿井下综采工作面集成供液系统智能化发展。

关键词：双总线通讯云-边-端架构自主决策集成供液

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基于工艺驱动的采煤机智能截割调控

工矿自动化 2024年第5期50卷 23-27,150页

作者：郑闯李丹宁冯银辉北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

传统采煤机截割调控缺乏对采煤机滚筒状态的分析,导致截割模板生成质量低;未充分考虑工作面起伏情况和地质环境条件,无法得到最优截割路径;依赖采煤机自身控制单元无法及时调整滚筒高度。针对上述问题,提出了一种基于工艺驱动的采煤机... 详细信息

传统采煤机截割调控缺乏对采煤机滚筒状态的分析,导致截割模板生成质量低;未充分考虑工作面起伏情况和地质环境条件,无法得到最优截割路径;依赖采煤机自身控制单元无法及时调整滚筒高度。针对上述问题,提出了一种基于工艺驱动的采煤机智能截割调控方案。按照工作面液压支架编号,实时采集对应的滚筒截割高度数据,并结合滚筒截割高度历史数据对实时数据进行处理,生成符合工作面顶底板曲线趋势的采煤机截割模板;基于工作面顶底板写实数据、人工割煤经验,规划采煤机截割路径并进行实时干预,实现采煤机滚筒截割高度与工作面顶底板曲线的自适应耦合;通过编辑采煤工艺和设置截割模板数据,形成采煤工艺表文件,并依此调节采煤机滚筒截割高度,实现采煤机自适应调高控制。基于工艺驱动的采煤机智能截割调控方案应用于神东煤炭集团榆家梁煤矿43207工作面,实现了无人化采煤常态化作业,将生产班工作面作业人员由3人减少至工作面中部无人,采煤机自动割煤率达97%以上。

关键词：采煤机截割调控工艺驱动截割模板路径规划滚筒调高

综采工作面智能感知技术的发展应用与前景综述

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煤炭工程 2024年第5期56卷 160-165页

作者：魏文艳吴桐北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

为研究现代煤矿工业综采工作面开采的发展趋势,研究了智能化开采的三个关键要素为智能感知、智能决策和智能控制,其中智能感知是最基础、最关键的部分。在智能化开采进程中,智能感知技术在该领域的应用正日益成为研究热点,其在提高开采... 详细信息

为研究现代煤矿工业综采工作面开采的发展趋势,研究了智能化开采的三个关键要素为智能感知、智能决策和智能控制,其中智能感知是最基础、最关键的部分。在智能化开采进程中,智能感知技术在该领域的应用正日益成为研究热点,其在提高开采效率、降低生产成本、确保工作面安全等方面发挥着至关重要的作用。文章回顾了智能感知技术的发展历程,分析了不同阶段中智能感知的主要特点,并根据智能感知技术的特点和关键技术分为了四个阶段:基本感知阶段、多参数监测阶段、多维度信息感知阶段、全面感知阶段。深入研究并全面探讨智能感知技术在中国煤矿综采工作面的关键技术、广泛应用和未来发展趋势,以期为煤矿行业的智能化转型提供参考。

关键词：综采工作面智能感知智能化开采全面感知

建筑机电管线用装配式支吊架抗震性能试验研究

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土木工程学报 2024年第7期57卷 10-21页

作者：张雪芳孙彬赵东晖李倩隋明昊中国建筑科学研究院有限公司北京100013 建研院检测中心有限公司北京100013 中建研科技股份有限公司北京100013

装配式支吊架是连接机电管线与建筑结构的重要支承设施,被广泛应用于建筑机电抗震工程,但针对其抗震性能的研究相对匮乏。为研究地震作用下装配式支吊架的破坏机理和抗震性能,开展了15套不同种类装配式门型支吊架的低周往复荷载试验,重... 详细信息

装配式支吊架是连接机电管线与建筑结构的重要支承设施,被广泛应用于建筑机电抗震工程,但针对其抗震性能的研究相对匮乏。为研究地震作用下装配式支吊架的破坏机理和抗震性能,开展了15套不同种类装配式门型支吊架的低周往复荷载试验,重点研究节点形式、槽钢类型、抗震连接件类型及有斜撑、无斜撑等因素对其抗震性能的影响;基于不同类型支吊架的破坏形式和荷载-位移滞回曲线,研究分析试件骨架曲线及特征值、强度和刚度退化规律、耗能和应变特性等抗震性能指标。结果表明:支吊架连接节点是其破坏的薄弱环节,咬合连接型试件易在节点处发生滑脱破坏,螺栓连接型试件易在螺栓垫片处开裂;螺栓连接型试件的弹性刚度、极限承载力、强度和刚度退化系数、累积耗能等均优于咬合连接型试件;无斜撑试件在底座连接件处采用螺栓连接可显著提升其力学性能;斜撑能有效提升支吊架的抗震性能,抗震连接件是影响斜撑性能发挥的关键因素,Ⅱ型抗震连接件的性能明显优于Ⅰ型抗震连接件。研究成果以期为支吊架产品的工程应用及标准制订提供数据支撑。

关键词：门型支吊架螺栓连接咬合连接抗震斜撑抗震连接件抗震性能