受深部开采冲击地压等地质灾害扰动的影响,存在矿井超前支护系统自感知能力差、智能抗冲自适应能力弱、缺乏决策控制能力等问题。针对上述问题,提出了一种基于数字孪生和深度强化学习的矿井超前液压支架自适应抗冲支护方法。通过多源传感器感知巷道环境和超前液压支架支护状态,在虚拟世界中创建物理实体的数字孪生模型,其中物理模型精确展现超前液压支架的结构特征和细节,控制模型实现超前液压支架的自适应控制,机理模型实现对超前液压支架自适应支护的逻辑描述和机理解释,数据模型存储超前液压支架实体运行数据和孪生数据,仿真模型完成超前液压支架立柱仿真以实现超前液压支架与数字孪生模型虚实交互。根据基于深度Q网络(DQN)的超前液压支架自适应抗冲决策算法,对仿真环境中巷道抗冲支护进行智能决策,并依据决策结果对物理...

基于煤矿顺槽围岩控制机理,介绍了一种大采高超前液压支架结构设计。为验证此结构设计的可行性,先采用仿真分析方法进行有限元仿真分析,初步确认结构设计有效性后,将大采高超前液压支架结构设计应用于工程实践,进一步检验结构设计应用价值。最终综合确认大采高超前液压支架结构设计具有较强可行性。

为满足顺槽大采高超前液压支架的自动化控制的需求,本文结合顺槽支护时超前液压支架的电控及手动控制需求,围绕这两方面需求针对性设计对应控制回路,然后依次构建了各回路的仿真分析模型,再运用AMESim液压仿真软件展开仿真分析,结合仿真结果分析各回路的位移变化情况并针对性调整回路,仿真结果证实,液压控制系统设计方案能够实现煤矿顺槽的自动支护,可以保证煤炭开采过程的安全。

针对煤矿综采工作面冲击地压造成的事故,设计一种防冲击超前液压支架,解决由于支护效果差导致的帮鼓、底鼓及顶板下沉等问题。该支架对顶板、底板的适应性较强,且对顶板岩层的破坏较小。

为确定大采高工作面超前液压支架工作阻力,以2021工作面为研究背景,采用现场工程地质调查、理论分析计算、数值模拟分析等方法,对不同超前液压支架工作阻力下的工作面巷道破坏情况及顶板位移情况进行了研究。研究结果表明:超前液压支架工作阻力大于0.3 MPa时,巷道顶板破坏高度、两帮破坏深度及顶板下沉量均未发生明显变化,因此2021工作面应选择额定工作阻力不小于0.3 MPa的超前液压支架。

随着煤矿智能化的快速发展,为适应煤矿智能化发展需要,设计一种基于5G通信的超前液压支架姿态检测系统,采用分布式边缘检测系统,以矿用5G通信技术为基础,以矿用5G基站、矿用交换机、服务器等通信设备为传输平台,实现超前液压支架位姿的实时检测以及调整,大幅度提高了超前支护效率。

随着煤矿开采智能化的高质量发展,井下开采装备的智能化以及无人化对实现煤矿智能化至关重要。传统超前液压支架导航依靠数据传输线连接各传感器进行数据传输与融合计算,存在着数据传输慢、导航精度低等问题。为了提高数据传输速度以及导航精度,设计了一种基于5G通信的超前液压支架智能导航系统。依赖于日益成熟的5G通信技术与传感器间的软硬件结合,采用分布式控制系统,以5G通信技术为基础,5G基站、交换机、服务器等通信设备为传输平台,形成视觉与毫米波雷达的多源信息融合,实现超前液压支架智能导航,大幅度提高了超前支护效率,为超前液压支架的自主导航提供新的解决方案。