针对煤矿井下顶管施工中顶进系统的4个油缸出现不同顶进速度时会引起顶管方向偏移的问题,设计了一种基于负载敏感控制技术的矿用顶管掘进机顶进液压系统,介绍了顶管掘进机结构和工作原理,详细分析了液压系统工作原理和参数计算。液压系统采用电液控制的四联负载敏感多路阀调节油泵流量和压力,使得每个顶进油缸的速度不受外部负载变化的影响,从而实现了同步顶进,减少了各油缸顶进速度不均衡造成的顶偏现象。

分析了负载独立流量分配(LUDV)多路阀的内部结构和工作原理;根据简化的LUDV系统进行受力计算,对LUDV多路阀中三通压力补偿器的压力补偿作用进行分析;以AMESim为平台建立模型,对压力补偿器的进出口压力特性进行了仿真分析,验证了相关参数设计的合理性和正确性,为LUDV多路阀的结构优化提供了依据。

针对目前以记忆截割为核心技术的自动化采煤技术无法自主感知工作面地质条件变化,采煤机难以实现根据煤层厚度变化自动进行调高控制,而对于精准开采方面也只是初步探索的问题,研发了一种基于数字煤层的综采工作面精准开采系统。该系统首先利用煤矿地质数据、工作面切眼数据和工作面运输巷与回风巷地质写实数据和三次样条插值方法建立初始三维数字煤层模型。然后通过综采设备惯性导航系统、里程计、雷达、角度传感器等动态感知采煤机实际行走轨迹和截割轨迹,对建立的初始三维数字煤层模型进行动态修正,生成刮板输送机直线度检测曲线。最后根据修正后的三维数字煤层模型动态规划采煤机截割轨迹曲线,并下发给采煤机控制系统,指导采煤机根据煤层厚度变化自动进行调高控制;通过刮板输送机直线度检测曲线和液压支架行程信息综合...

基于振动信号辨识是实现综放开采煤矸识别的有效手段,现有方法在识别准确性和有效性方面有待进一步研究。提出了一种基于经验模态分解(EMD)特征提取与随机森林(RF)的煤矸识别方法。采用加速度传感器及数据采集仪采集了某综放工作面煤和矸石冲击液压支架尾梁产生的振动信号,分别对2种信号进行EMD,得到一系列本征模态函数(IMF);根据EMD结果选取有效IMF,分别提取IMF能量、峭度、矩阵奇异值及对应熵作为特征向量,采用各特征向量独立训练RF模型,根据各RF模型对测试样本的识别结果筛选特征向量,并建立特征数据集;采用特征数据集训练RF模型,采用训练好的RF模型实现煤矸识别。测试结果表明:该方法对200组煤矸测试样本的识别准确率达96.5%,且当RF模型中决策树数量设置为100或150时识别准确率最高,对测试样本进行特征提取与识别的耗时不超过0.2 s,满足综放...

复杂条件煤层地质条件参数变化数量多、参数变化范围大,其智能化开采是当前迫切需要解决的难题。分析了我国不同区域煤矿的主要地质条件特征及面临的问题,指出相较于综合机械化采煤,智能化开采对地质保障度的要求更高。地质条件越复杂,控制系统就越需要更精准的感知、更快速的分析与决策、更高的数据传输速率。以两淮地区“三软”煤层开采为例,探讨了其在智能化开采过程中面临的问题:煤壁频繁片帮、刮板输送机上窜下滑、相邻支架错位及咬合不紧密、护帮板不整齐、支架扎底、超前巷道变形,指出围岩(顶底板、煤壁)条件、煤层走向/倾向角度、矿压及超前巷道稳定性是影响工作面正常连续开采的5个因素。为解决上述5个因素条件参数变化带来的问题,需要从围岩参数感知、趋势分析、精细化控制、动力系统适应、自适应决策等方面研发出...

液压支架精准推移与快速跟机是实现工作面智能化开采的关键技术支撑。为实现智能化开采,将液压支架精准推移等效为煤矿环境下的阀控缸系统精准位置控制;快速跟机则需从跟机工艺、稳压供液、快速移架等方面实现。针对液压支架精准推移技术,指出可借鉴相关领域成熟的阀控缸精准位置控制技术,总结了电液比例阀、高速开关阀、电磁换向阀控缸位置控制技术的研究成果及借鉴到煤矿领域存在的问题,提出可通过研制适合井下环境的大流量高压水基电液比例阀、开发智能优化控制算法2种途径实现液压支架精准推移。针对液压支架快速跟机技术,指出目前液压支架自动跟机因跟机工艺不合理、供液系统不稳定、移架工序不合理等,导致跟机速度慢,且易出现推移不到位、丢架等情况,从优化跟机工艺、稳压供液、快速移架3个方面总结了提高跟机速度相...

现有液压支架调直方法受到传感器测量误差和液压支架推移误差的影响,使得调直误差较大;且在非高斯量测噪声环境下,传统基于卡尔曼滤波(KF)算法的调直方法对液压支架轨迹的预测准确度低,无法达到理想的调直效果。针对上述问题,提出了一种基于最大熵卡尔曼滤波(MCKF)算法的液压支架调直方法。首先根据液压支架的位置坐标和工作面推进方向确定调直参考直线;然后根据液压支架调直原理构建液压支架线性推移系统的状态方程和观测方程,经MCKF算法处理后得到液压支架推移后的预测轨迹;最后根据液压支架预测轨迹与调直参考直线解算出每架液压支架的推移距离补偿量,从而达到调直目的。仿真结果表明:与现有基于KF算法的调直方法相比,基于MCKF算法的液压支架调直方法能够有效降低量测噪声和过程噪声对液压支架直线度的影响,特别当量测噪声服从...

针对井下胶带输送机故障率高、胶带使用寿命短、维修工作量大等问题，应用液压张紧和电气软启动两项新技术对胶带输送机进行了改造，取得了良好的效果。

通过对倾角传感器工作原理的分析及液压挖掘机工作装置运动的研究,阐述了怎样利用双轴倾角传感器完成对液压挖掘机工作装置的姿态定位问题,为实现液压挖掘机的智能化提供了前提条件.

针对传统的采用PID控制技术的电液比例阀控制系统在控制性能要求较高的场合不能满足要求的问题,提出了一种基于PWM控制的电液比例阀控制系统的设计方案,分析了PWM的控制原理及其数学模型,详细介绍了系统控制电路的设计及在Keil uVision2环境下采用C8051F010单片机的PCA实现的16位PWM控制算法。实际应用表明,采用PWM对电液比例阀的压力和流量进行控制具有价格低廉、重复性好、功耗小和抗干扰能力强等优点。