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钻孔机器人负载敏感给进调速液压系统研究

矿业安全与环保 2024年

作者：王宾昌魏伟肖玉清张溟晨中煤陕西榆林能源化工有限公司煤矿灾害防控全国重点实验室中煤科工集团重庆研究院有限公司

针对传统的钻机给进调速液压系统无法满足钻孔机器人节能及准确给进调节需求的问题，分析现有典型给进调速系统的特点，设计了用于钻孔机器人的负载敏感给进调速系统，构建了“泵——阀——负载——泵”的流量调节闭环。建立了负载敏感... 详细信息

针对传统的钻机给进调速液压系统无法满足钻孔机器人节能及准确给进调节需求的问题，分析现有典型给进调速系统的特点，设计了用于钻孔机器人的负载敏感给进调速系统，构建了“泵——阀——负载——泵”的流量调节闭环。建立了负载敏感给进调速液压系统仿真模型，进行了斜坡负载、交变负载和恒负载-斜坡控制信号三种典型工况的仿真，结果表明油缸运动速度稳定，系统具有较好的负载特性。开展了负载敏感给进调速系统与传统给进调速系统的对比试验，结果证明负载敏感给进调速系统在传动效率和控制精度方面都具有明显优势。研究结果有助于解决钻孔机器人给进液压传动效率和控制精度问题，可为钻孔机器人其他系统的优化提供借鉴。

关键词：钻孔机器人负载敏感液压系统给进调速系统流量调节负载特性

基于高斯过程时间序列回归最优核函数和历史点数的锚杆支护钻进压力预测

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煤炭学报 2024年第S1期49卷 92-107页

作者：刘杰中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西天地煤机装备有限公司煤矿采掘机械装备国家工程实验室

在井下锚杆支护过程中，及时了解工作压力对提高钻机使用寿命、保障煤矿生产安全具有重要的意义。针对目前锚杆支护中钻进压力反馈滞后、煤岩硬度分布非线性、现有方法不适用等问题，提出了一种基于高斯过程时间序列回归最优核函数和历... 详细信息

在井下锚杆支护过程中，及时了解工作压力对提高钻机使用寿命、保障煤矿生产安全具有重要的意义。针对目前锚杆支护中钻进压力反馈滞后、煤岩硬度分布非线性、现有方法不适用等问题，提出了一种基于高斯过程时间序列回归最优核函数和历史点数的锚杆支护钻进压力预测方法。这种方法通过高斯随机过程、核函数以及贝叶斯理论进行锚杆支护时间序列煤岩压力预测，是一种对非线性问题适应性高、具有概率意义输出的机器学习方法。以巷道掘进过程中钻箱钻进1 000 mm时的钻进压力试验数据作为最优核函数和历史点数的筛选样本，以10种核函数（E、SE、RQ、Matern3/2、Matern5/2、ARDE、ARDSE、ARDRQ、ARDMatern3/2、ARDMatern5/2）和7种历史点数（8、10、12、14、16、18、20）作为筛选对象，通过负对数边缘似然函数为极小化目标函数自适应获取最优超参数，以单步外推的方式和训练集、测试集7∶3的比例对筛选样本进行了70次数值解算。分别以测试集可决系数（R2）、测试集均方根误差（RMSE）、测试集平均绝对误差（MAE）为数值解算评价指标，获取了4种锚杆支护钻进压力预测策略的最优核函数和最优历时点数组合（Matern5/2+历时点数10、ARDMatern5/2+历史点数10、SE+历时点数18、RQ+历史点数18）。基于最小化计算量，选取最优核函数为Matern5/2、最优历史点数为10，再次分别对巷道掘进过程中钻箱钻进1 200、2 400、3 000 mm的钻进压力试验数据进行数值解算，给出95%置信区间下锚杆支护钻进压力预测分布。所提出的方法对于钻箱钻进1 200 mm的钻进压力的预测数据，R2为0.613 17,MAE为0.026 957，区间平均宽度百分比为3.072%；所提出的方法对于钻箱钻进2400 mm的钻进压力的预测数据，R2为0.931 18,MAE为0.010 895，区间平均宽度百分比为0.581%；所提出的方法对于钻箱钻进3 000 mm的钻进压力的预测数据，R2为0.996 47,MAE为0.009 184 7，区间平均宽度百分比为0.614%。最终发现，不同核函数和历史点数的组合选择会有较大差距的预测效果，是不可忽略的两个重要因素，本研究方法对围岩硬度分布均匀的数据波段预测结果优秀，对围岩硬度突变的数据波段预测结果在可接受范围内。

关键词：锚杆支护钻进压力预测高斯过程回归核函数历时点数置信区间

深井高应力腐蚀环境下锚杆强度劣化机理及预测研究

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煤炭学报 2024年

作者：王猛朱斯陶李士栋李冬冬姜福兴张修峰陈洋孟祥阁北京科技大学土木与资源工程学院山东能源集团有限公司兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿

煤矿深部开采除了面临“三高一扰动”之外，还面临井下腐蚀性大气和高应力、强扰动等因素共同形成的高应力腐蚀环境，井下大气腐蚀环境等级能达到CX（极高腐蚀）级。以山东巨野煤田深部矿井为工程背景，首先分析了深井开采高应力腐蚀特... 详细信息

煤矿深部开采除了面临“三高一扰动”之外，还面临井下腐蚀性大气和高应力、强扰动等因素共同形成的高应力腐蚀环境，井下大气腐蚀环境等级能达到CX（极高腐蚀）级。以山东巨野煤田深部矿井为工程背景，首先分析了深井开采高应力腐蚀特征及影响因素，对锚杆杆体材料开展实验和理论研究，揭示了高应力腐蚀环境下锚杆强度劣化机理，推导了杆体强度劣化理论模型。1、通过对杆体材料开展SEM、腐蚀SSRT和加速腐蚀实验发现：腐蚀会造成杆体材料的断后伸长率和断裂时间的衰减，相较于惰性条件分别减少了8.22%和8.34%；随腐蚀率增加，材料破坏形式由韧性破坏向脆性破坏转变，区域腐蚀类型逐渐由点蚀发展为均匀腐蚀。2、结合实验结果、电化学理论与非均匀腐蚀模型，引入Pruckenr温度影响因子，推导出杆体材料强度劣化时变模型。深入探究该模型中服役环境温度T、杆体截面半径R和杆体材料常温腐蚀速率Vh，298K对杆体服役寿命的影响发现，R与服役寿命呈线性正相关；T和Vh，298K与服役寿命的关系表现为服役寿命衰减程度随影响因素水平升高而减小。3、结合实验结果与锚杆防冲吸能原理，对巷道锚杆支护极限抗冲能力进行计算分析。结果表明，随锚杆腐蚀率增加，锚杆吸能减少，可抵抗最大震级降低，巷道动力失稳灾害发生风险增加。

关键词：高应力腐蚀锚杆巷道支护深井煤矿强度劣化

基于巷道底板力学特性的掘进机自动纠偏动态分析与控制

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山西煤炭 2024年第03期44卷 93-98+107页

作者：张鹏晋能控股煤业集团塔山煤矿

掘进机的自动纠偏是巷道自动截割过程中最关键的步骤，其中巷道底板力学参数的选择是掘进机自动化掘进的挑战和难点。结合巷道底板力学性质和实验参数对力学参数回归方程进行拟合，计算巷道底板阻力；并对掘进机轨道的抗压实和抗转向有... 详细信息

掘进机的自动纠偏是巷道自动截割过程中最关键的步骤，其中巷道底板力学参数的选择是掘进机自动化掘进的挑战和难点。结合巷道底板力学性质和实验参数对力学参数回归方程进行拟合，计算巷道底板阻力；并对掘进机轨道的抗压实和抗转向有限元部分进行分析，建立准确可靠的掘进机纠偏动力学模型。提出了能够实时调整控制参数的神经网络PID(比例整合差异化)控制方法；然后通过Matlab对动力学模型和控制方法进行仿真，并通过掘进机控制实验系统对控制方法进行测试。测试结果表明，控制系统能够很好地满足控制要求，保证了掘进机良好的动态性能和巷道的截割质量，可作为煤矿智能化开采的理论基础和技术支撑。

关键词：机械化掘进工作面掘进机巷道底板属性动力模型

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930E电动轮自卸卡车电阻栅风机检修及主发电机电枢保养研究

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汽车知识 2024年第3期 198-200页

作者：靳水豹国家能源集团准能集团公司黑岱沟露天煤矿

为做好930E电动轮自卸卡车的检修保养工作,本文重点对其电阻栅风机及主发电机电枢的检修保养进行了研究,基于电阻栅风机的主要结构与特点,笔者结合自身工作经验,提出了其电阻栅风机检修的标准检修工艺,并总结了其主发电机电枢的主要保... 详细信息

为做好930E电动轮自卸卡车的检修保养工作,本文重点对其电阻栅风机及主发电机电枢的检修保养进行了研究,基于电阻栅风机的主要结构与特点,笔者结合自身工作经验,提出了其电阻栅风机检修的标准检修工艺,并总结了其主发电机电枢的主要保养措施,以通过综合应用这些措施,进一步提高930E电动轮自卸卡车的检修保养效率及其出动率,为矿井采煤工作的增产增效提供支持。

关键词：电动轮自卸卡车风机主发电机检修保养

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一体推进“三不腐” 实现“全周期管理”

山东国资 2024年第1期 92-93页

作者：李涛枣矿集团柴里煤矿

习近平总书记多次强调,在一体推进不敢腐、不能腐、不想腐的同时,要运用全周期管理方式推动各项措施相互配合,在实施过程中相互促进、在工作成效上相得益彰。一体推进“三不腐”与全周期管理体现了我们党“宜将剩勇追穷寇”的革命到底... 详细信息

习近平总书记多次强调,在一体推进不敢腐、不能腐、不想腐的同时,要运用全周期管理方式推动各项措施相互配合,在实施过程中相互促进、在工作成效上相得益彰。一体推进“三不腐”与全周期管理体现了我们党“宜将剩勇追穷寇”的革命到底精神和运用科学方法解决突出矛盾问题的实事求是态度,为全面打赢反腐败斗争攻坚战。

关键词：不想腐不能腐不敢腐实事求是全周期管理反腐败斗争三不腐相得益彰

融合卷积神经网络与线性回归的带式输送机托辊故障音频识别方法

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煤炭科学技术 2024年

作者：陈湘源秦伟刘晏驰罗明华国能榆林能源有限责任公司中煤科工集团重庆研究院有限公司煤矿灾害防控全国重点实验室

针对煤矿井下带式输送机托辊故障音频识别中存在的声源复杂、特征不显著等问题，提出一种融合卷积神经网络与线性回归的托辊故障音频识别方法。首先通过带式输送机巡检机器人搭载的MEMS拾音器采集托辊沿线音频信号，基于小波自相关去噪... 详细信息

针对煤矿井下带式输送机托辊故障音频识别中存在的声源复杂、特征不显著等问题，提出一种融合卷积神经网络与线性回归的托辊故障音频识别方法。首先通过带式输送机巡检机器人搭载的MEMS拾音器采集托辊沿线音频信号，基于小波自相关去噪技术对声音进行预处理，抑制音频信号中的背景噪声信号，优化数据质量。其次利用声纹谱分离技术，采用HPSS（谐波冲击波源分离）方法分离出谐波、冲击波分量，增强托辊故障声音信号特征；基于MFCC（梅尔频率倒谱系数）声纹特征提取方法，解析出谐波-冲击波中托辊声纹特征信息，生成声谱图，提升托辊故障声纹表征能力。最后以声谱图与声品质特征为数据源，融合故障多模态特征，丰富数据维度，基于残差卷积神经网络结构计算图像特征，多元线性回归快速拟合音频基本特征，生成融合卷积神经网络与线性回归的托辊故障音频识别模型进行联合训练，通过Focal Loss损失函数优化模型训练的样本权重，提高模型对托辊故障识别的准确率。用本文方法对国能榆林郭家湾煤矿实际采集的带式输送机故障托辊音频信息进行分析验证，结果表明：托辊故障检出率达到95.79%，检出准确率达到95.60%。

关键词：托辊故障音频识别声纹特征声谱图残差卷积神经网络多元线性回归

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榆神矿区中深部煤层开采顶板涌水模式分析

干旱区资源与环境 2024年第3期38卷 104-111页

作者：马俊鹏赵春虎胡东祥孟凡贞姬中奎吕文茂朱开鹏兖矿能源集团股份有限公司济宁273500 中煤科工西安研究院(集团)有限公司西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室西安710077

榆神矿区是目前陕北大型煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与水资源流失问题突出。文中以位于榆神中部矿区的金鸡滩煤矿为研究对象,分析了井田“煤(煤层)-基(正常基岩)-风(风化基岩)-土(黄、红土层)-沙(沙层)”... 详细信息

榆神矿区是目前陕北大型煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与水资源流失问题突出。文中以位于榆神中部矿区的金鸡滩煤矿为研究对象,分析了井田“煤(煤层)-基(正常基岩)-风(风化基岩)-土(黄、红土层)-沙(沙层)”典型水文地质结构特征,根据采动导水裂隙与含、隔水层揭露关系,研究得出采动导水裂隙一般发育至风化基岩含水层内部或关键隔水土层下部,风化基岩与正常基岩裂隙含水层地下水是矿井直接充水水源,近地表沙层潜水、地面沉陷积水、大气降水为矿井间接充水水源。另外,通过分析井田煤层顶板隔水土层空间分布与岩性特征,得出在煤层开采过程中由于隔水土层缺失形成的局部透水天窗,以及弱阻水黄土层是引起近地表松散含水层涌(失)水的主要通道,并总结提出透水天窗递进漏水、弱阻水土层越流两类涌(失)水模式,其中透水天窗模式是引起工作面涌水量显著增大,以及导致松散含水层地下水大量漏失的重要原因,文中研究成果以期为榆神矿区顶板水害防治与地下水资源保护提供依据。

关键词：顶板水害导水裂隙充水条件涌水机制保水开采

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井工煤矿煤炭生产碳排放核算及减排路径研究

煤炭科学技术 2024年

作者：谷欣博潘卫东阿斯哈尔·尼亚孜别克赵志宁冯少华李一葳皇甫杰吴晓华中国煤炭工业协会生产力促进中心中国矿业大学(北京)能源与矿业学院中煤科工集团北京华宇工程有限公司山西鲁能河曲电煤开发有限责任公司上榆泉煤矿鄂尔多斯市转龙湾煤矿有限公司

在能源行业，实现碳达峰和碳中和的目标是主要任务，随着双碳策略的持续推进，行业监管模式将逐步由当前的“能源双控”转变为“碳排放双控”，减排将成为坚定不移的原则。近年来，煤炭行业深入践行绿色低碳理念，各煤炭企业已从战略层... 详细信息

在能源行业，实现碳达峰和碳中和的目标是主要任务，随着双碳策略的持续推进，行业监管模式将逐步由当前的“能源双控”转变为“碳排放双控”，减排将成为坚定不移的原则。近年来，煤炭行业深入践行绿色低碳理念，各煤炭企业已从战略层面统一对双碳目标进行布局，制定了各自的碳达峰和碳中和行动计划，全面规划了战略目标、关键任务及重大项目，从而绘制出碳达峰和碳中和的具体实施路径。选择合适的碳排放计算模型和科学的减排策略对于优化煤炭产业的碳排放管理，以及推动我国煤炭行业的绿色低碳转型具有至关重要的作用。以二氧化碳近零排放为目标，结合《国家温室气体清单指南：IPCC-2019》和煤炭企业温室气体排放核算国家标准，提出了井工煤矿全生命周期中煤炭生产各环节二氧化碳排放的具体核算方法，构建了井工煤矿煤炭生产碳排放核算模型，并以典型煤矿为工程背景，对该井工矿开采过程中的碳排放进行计算和分析。结果显示，逸散排放和运输工序是煤炭井工开采碳排放的重要环节，分别占到了总量的38.2%和18.9%；按碳排放源进行分类，电力的消耗排放二氧化碳占48.5%，比重最大。在此基础上，提出了井工煤矿碳减排路径及其“零碳矿井”的实施路径。研究结果可为井工煤矿低碳发展提供理论指导。

关键词：井工煤矿煤炭开采二氧化碳当量全生命周期碳排放源碳排放因子