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“煤矿灾害防治智能钻探技术及装备”专题

来源：矿业安全与环保

专题来自于《矿业安全与环保》2022年第5期，共6篇研究成果。专题邀请中国煤炭科工集团重庆研究院王清峰研究员担任客座主编。

行业视野

安全

类别

35个

关键词

16位

专家

6篇

论文

1417IP

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  • 煤矿用自动钻机快速组网技术研究

    作者(Author)： 王清峰, 王兴, 肖玉清

    摘要：为实现自动钻机的无线通信，研究了一套煤矿井下钻机用快速组网系统，可在地面实现钻机的远程控制、参数监测等功能。该系统包括钻机主体、机载设备和矿用通信系统。钻机主体为ZYWL-4000SY自动钻机；机载设备包含控制器、摄像仪等，用于实现钻机参数采集；通信系统以无线基站为核心，实现地面与井下的互连互通。该系统在河南平宝煤业有限公司进行了现场试验，结果表明：数据传输准确、效果良好，实现了井下自动钻机的远程控制和可视化监测。
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    矿业安全与环保
    2022年第05期
    313
    102
  • 基于多源异构信息耦合的煤岩界面识别技术研究

    作者(Author)： 李彦明, 孙利海

    摘要：针对煤矿井下钻孔作业场景特点，分别选取了基于煤岩图像特征和基于钻进参数反馈的识别方法。为了提高煤岩界面识别准确性，对前述的2种识别方法采用深度学习模型实现了2种异构信息的耦合识别。耦合识别模型基于神经网络模型构建，以CNN卷积神经网络为基础，扩展得到深度残差神经网络模型，其结构主要由骨干网络、颈部网络、头部网络3个部分构成。通过数据库模型训练，得到最终识别方法。通过在煤矿井下进行现场钻孔试验，验证了识别方法的准确性，其中煤岩界面识别准确率达92%。
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    矿业安全与环保
    2022年第05期
    252
    108
  • 井下低照度环境下的钻孔机器人目标跟踪器

    作者(Author)： 由韶泽, 朱华, 李猛钢, 唐超权, 吉泽勇, 段宇峰

    摘要：煤矿井下是典型的低照度场景，为了解决一般摄像头在此环境下因特征提取不足导致跟踪失败的问题，提出了一种融合图像增强算法与多通道背景感知相关滤波器的低照度单目标跟踪器。采用增广拉格朗日方法来求解图像增强与目标跟踪的优化问题；提出采用目标区域光照均值判定方法来解决局部环境光源对目标亮度判别干扰的问题；设定亮度判据，实现单帧图像亮度判别与增强，保证了跟踪器在光照变化时提取目标特征的完好性。仿真实验验证了在暗光条件下，该跟踪器的跟踪准确度与重合度远高于一般的主流跟踪器。现场试验结果表明，该跟踪器实时帧率可达40 Hz，平均跟踪重叠精度为81.6%，有效地解决了机器人采用普通摄像头在煤矿低照度环境下的目标跟踪问题。
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    矿业安全与环保
    2022年第05期
    227
    115
  • 煤矿钻机用液控半自动上杆装置的设计及优化

    作者(Author)： 谢杰

    摘要：为了设计一套能够通过纯液压控制的简易机械手，实现钻机半自动上钻杆的功能，基于人工上钻杆的动作流程，分析了简化上钻杆动作逻辑关系。通过三维设计软件建立了机械手结构模型，分析了相关运动学机械原理结构，对关键机构进行结构设计和参数优化计算，对关键受力件进行强度校核和有限元分析，对模型进行运动学仿真，最后试制了半自动上杆装置并进行试验。试验结果表明：该装置进行上杆作业时运动机构和液压系统无卡阻现象。
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    矿业安全与环保
    2022年第05期
    210
    90
  • 碎软煤层顺层自动钻机的研制及应用

    作者(Author)： 辛德忠, 唐敏, 刘小华

    摘要：为解决常规钻机在碎软煤层顺层钻孔中存在的钻孔深度浅、易卡钻、施工扇形孔姿态调整困难等难题，研制了碎软煤层顺层自动钻机。介绍了该钻机的总体结构、参数和液压系统；分析了高转速钻进工况下，影响接卸扣可靠性的关键因素，研究了动力头马达排量自适应调节技术；研究了矩阵式大容量钻杆箱及基于路径规划的双机械手协同送杆技术；分析了影响卡钻的主要因素，形成了自适应防卡钻技术；针对顺层钻孔中扇形布孔的特点，研制了悬置式旋转提升机构。通过现场试验得出：该钻机结构合理、运行可靠，与相关钻具配合，在碎软煤层实施自动化钻孔时，钻孔深度可提升1倍以上。研究成果可为相关煤矿用自动钻机的设计及碎软煤层钻孔施工提供参考。
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    矿业安全与环保
    2022年第05期
    219
    121
  • 高能液动锤超硬岩冲击快速钻进工艺研究

    作者(Author)： 赵志强

    摘要：在煤矿井下硬岩及超硬岩中施工穿层钻孔时，聚晶金刚石复合片（PDC）钻头回转钻进工艺存在钻头消耗量大、钻进速度慢等问题，严重制约着瓦斯抽排孔的施工速度与效率。针对PDC钻头回转钻进超硬岩的技术难题，采用高能液动锤、高压乳化液泵、煤矿用履带式全液压钻机等钻进设备，使高能液动锤输出高频、大冲击功破碎硬岩，通过优化高能液动锤冲击—回转钻进工艺技术的钻进规程参数，实现超硬岩穿层钻孔快速钻进。经过新安煤矿工程验证，冲击—回转钻进工艺大大提高了煤矿超硬岩穿层钻孔的钻进效率，降低了钻头消耗量，有效解决了硬岩穿层钻孔的钻进难题。研究结果表明：高能液动锤超硬岩快速钻进工艺的最优钻进规程参数为泵压13~14 MPa、泵量200 L/min、钻压2~3 MPa、转速50~60 r/min。
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    矿业安全与环保
    2022年第05期
    196
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