作者：孙继平
摘要：研究了煤矿机器人必须要解决的动力、蓄电池防爆及充电安全等问题，并提出解决方案。提出通过限制蓄电池容量，增加防止过充、过放、过载、过热等保护，可以将免维护铅酸蓄电池放置在隔爆外壳内，用于煤矿井下爆炸性环境。提出煤矿机器人蓄电池宜采用隔爆型防爆型式。提出采用隔爆型防爆型式的锂离子蓄电池，应限制隔爆外壳内蓄电池容量，并根据隔爆外壳内锂离子蓄电池容量，提高隔爆外壳的耐爆和不传爆性能。提出难以建设机器人专用充电硐室的矿井，可设置机器人充电舱;煤矿机器人充电舱宜采用钢材制成，设置在进风巷和机器人作业区域内;机器人充电舱内必须设置灭火器材和甲烷传感器。提出煤矿机器人蓄电池有线充电宜采用隔爆型充电装置;隔爆型充电装置和隔爆蓄电池，在对接、充电和分离状态均应保证形成独立的隔爆腔;在对接、充电和分离状态均有独立的安全闭锁机构，确保充电接口未可靠连接和充电隔爆腔未形成前，机器人及其充电装置的充电接口不带电。提出煤矿机器人蓄电池井下无线充电，会在周边金属物体上感生电动势，引爆电雷管，较高的感生电动势将会放电，会引起瓦斯爆炸和火灾;单点小功率、多点分散无线充电，不但要考核单一充电点的本质安全防爆性能，还要考核邻近多点的功率和能量叠加;提出不得将较大功率定向充电天线正对固定岗位操作工。
作者：曹现刚，费佳浩，王鹏，李宁，苏玲玲
摘要：针对目前主流的煤矸分选方法存在资源浪费大、环境污染重、分选效率低等问题，提出了一种多机械臂协同的煤矸分拣机器人，重点研究了该机器人的多动态目标多机械臂协同煤矸分拣方法。为了解决工业现场环境下的矸石识别问题，提出了一种基于深度学习网络的煤矸快速识别方法，实现了拣矸带式输送机上煤矸石流的实时识别，有效提高了其综合准确率;采用双目视觉技术，实时获取矸石的相对坐标和深度信息，并研究相应的三维信息误差分析与误差补偿方法，为机械手的煤矸分拣提供依据;为了实现分拣模块中多矸石的高效分拣，提出一种多动态目标多机械臂协同的煤矸分拣策略和相应的分拣流程，实现了机械臂矸石拣取轨迹的自主规划。试验结果表明：所提煤矸快速识别和定位方法对煤矸混合样本下的目标识别准确率达到76.92%;多臂协同分拣方式相对单臂方式显著提升了煤矸分拣效率。基于多机械臂协同的煤矸分拣机器人可实现煤和矸石的自动化和智能化分选，降低煤炭分选的投资和生产成本，提高煤炭质量。
作者：贺雁鹏，黄庆享，曹健
摘要：可视化矿山的建设是智慧煤矿的重要组成部分。通过总结目前可视化矿山的国内外发展现状，分析了可视化矿山建设存在的若干问题，结合模拟仿真、多场智能监测监控、大数据处理、物联网与互联网+ 等先进技术手段，提出了可视化矿山的建设应包括数据可视化、模型可视化、场景可视化和沉浸式(CAVE)可视化4个方面。同时，提出了以采矿模拟仿真的可视化矿山建设为基础，自动化和信息化建设为手段，智能化开采为目标的新型采矿研究体系，设计了由设备感知层、网络数据处理层、关键技术应用层和协同管理层构成的系统总体架构，形成了“一个核心(可视化矿山建设为核心)、多类数据库(数据库是可视化的载体)、一个标准平台(多信息融合)和一个服务目标(协同管理与决策)”的技术框架，基于2类3种(文档型和关系型2类，结构化、半结构化和非结构化3种)数据的处理和信息展现 ，实现4A式(Anyone、Anytime、Anywhere和Anydevice)关联互动平台。根据煤矿生产实践环节，针对矿山作业环境的特殊性和复杂性、安全隐患的不确定性、生产数据多样性与容量巨大性等实际问题，提出8个可视化矿山建设的关键应用技术：三维立体仿真模型、开拓和开采方案设计、矿井风量风速配置、专家决策、动态处理、危险源辨识与预警以及建立数字化集成操作平台，实现各生产环节的信息融合和智能化协同生产，促进煤炭资源的安全绿色开采。
作者：朱红青，胡超，周全涛，郭晋麟，王晓宽，袁晓乐
摘要：为了优化三相泡沫防灭火材料的基础配方，基于响应曲面法并利用Design-Expert8.0软件和Box-Behnken组合试验原理，建立泡沫体积与稳定时间的二次回归模型。结果表明:泡沫体积与稳定时间回归模型拒绝原假设的值P均小于0.001，模型建立可靠。在影响泡沫体积性能的各因素交互作用显著性程度中，阴离子型发泡剂SDBS与非离子型发泡剂APG0814的影响最大，粉煤灰与SDBS、粉煤灰与APG0814的影响次之;而对于稳定时间性能的影响，粉煤灰与稳定剂PAM的影响最大，粉煤灰与APG0814、SDBS与APG0814的影响次之。同时，通过模型进行三相泡沫最佳配方的预测，预测结果表明：当SDBS、APG0814、PAM、粉煤灰的质量分数分别为0.12%、0.09%、2.94%、22.32%时制备的三相泡沫性能最佳，泡沫体积与稳定时间最高可达2 400 mL、21.3 min，较未优化之前三相泡沫性能分别提高了9.6%与8.7%。
