工矿自动化

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网络首发

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马宏伟, 段优优, 薛旭升, 孙思雅, 张烨, 王川伟, 郭逸风, 崔闻达

, doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2023050001

<摘要>(7) <HTML>(0) <PDF>(2)

摘要:
分析了目前常用的5种矿用单轨吊即防爆柴油机单轨吊、防爆蓄电池单轨吊、气动单轨吊、绳牵引单轨吊和电缆拖挂单轨吊的优缺点，指出防爆柴油机单轨吊和防爆蓄电池单轨吊因运输能力强，已广泛应用于煤矿井下设备及物料运输，防爆蓄电池单轨吊因其绿色清洁的特点，逐渐成为煤矿井下辅助运输的重点研发装备。从电池驱动、定位、测控、信息传输4个方面分析了矿用单轨吊系统的研究现状，指出目前的矿用单轨吊系统存在自动化、智能化水平低等问题，要实现单轨吊智能化运输，需研究单轨吊锂电池防爆及电池管理、全局与局部融合精确定位、多传感器信息融合智能测控、边缘计算信息传输等关键技术。针对锂电池防爆及电池管理技术，提出了基于变密度法的防爆大容量锂电池结构拓扑优化设计方法，及基于改进麻雀搜索算法/遗传算法的均衡管理方案；针对精确定位技术，提出了惯导+里程计融合的全局定位方法，及基于视觉+UWB组合的局部定位方法；针对智能测控技术，提出了基于递推最小二乘算法/二阶近似扩展卡尔曼滤波的智能检测方法、随动电子围栏实时构建方法和基于模糊规则的矢量控制方法；针对信息传输技术，提出了基于融合5G网络的“本地−近程−地面”通信系统架构，及基于边缘计算的分布式数据计算及传输方法。煤矿智能单轨吊关键技术问题和解决方案的提出，为加快煤矿智能单轨吊发展提供了一种新思路。

地下煤火火源探测研究

邓军, 屈高阳, 任帅京, 王伟峰, 王彩萍, 王津睿

, doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18096

<摘要>(8) <HTML>(0) <PDF>(1)

摘要:
介绍了煤火的演化发展过程及煤火的特点，阐述了按照探测器空间位置的不同进行划分的4层空间探测技术，即地下探测法、地表探测法、航空探测法及航天探测法的探测机理及研究进展，分析了上述4种探测技术的优缺点。指出现有研究存在的问题：① 探测精度不足，获取范围难以精准圈定。② 探测技术落后，火区高温点精准探测困难。③ 探测手段单一，无法准确判断地下煤火燃烧具体信息。针对地下煤火呈现出隐蔽性、耦合性、复杂性等新特点，提出了地下煤火火源探测技术发展方向：① 探测仪器数据的精细化处理。提高磁性差对温度的灵敏度、电阻率法的检测精度、红外探测法的特征提取率及结果精度。② 利用高新设备服务于煤火探测技术。③ 完善多层级探测技术的协同利用。首先通过第4层级航空遥感技术进行大规模的火区探测，得到地下煤火异常的基本空间分布特征；然后通过第3层级航空遥感探测技术进行进一步探测，得到具体的地下煤火空间分布；最后通过第2和第1层级的地表探测技术及地下探测技术进行补充和验证，得到更加详细的煤田火区高温点分布。④ 形成对煤田火区三维可视化、动态化监测与预警。针对4种不同层级探测技术的数据进行三维反演、联合反演成像，根据成像结果，对煤火发展蔓延进行可视化监测预警，实现地下煤火灾害由被动治理到主动防控。

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