文治国
- 作品数：6 被引量：47H指数：4
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- AR技术在煤矿系统中的应用研究
- 2023年
- 为解决当前智能化煤矿建设过程中各子系统技术路径复杂、系统间兼容性差、存在排他性技术壁垒、高技术复合型人才匮乏、技术人员配置不均衡、现场人员技术水平较低等制约我国煤矿智能化系统高效运行的问题,全面梳理了增强现实(AR)技术的产生、发展、现状和关键技术,提出了AR系统的基本框架模型,开展了煤矿AR技术的需求分析,研究了AR技术在煤矿系统中的应用场景,设计了基于AR技术的煤矿智能巡检系统。该系统包含现场眼镜端、管理端、协作端及AR云平台的四维系统架构,细化了典型业务流程,并全面分析了AR系统对基础通信网络的需求。AR技术在煤矿的应用将进一步推动煤矿数字化、智能化转型提升,助力行业快速稳步发展。
- 文治国胡俭毛小娃贺剑
- 关键词：AR远程协作智能巡检
- 基于LoRaWAN的液压支架状态监测系统被引量：5
- 2020年
- 针对现有液压支架状态监测系统通信不稳定、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于LoRaWAN的液压支架状态监测系统。传感器节点采用速率自适应技术周期性上传数据,出现异常状态时可主动上传数据,并采用顺序轮询方式降低传输误差率;网关通过独立的上下行信道同时传输上下行指令,降低了上下行指令碰撞概率,提高了数据转发效率。为保证综采工作面信号覆盖,在巷道转角处安装网关,通过一次跳传将综采工作面LoRa无线信号转发至应用平台。实验结果表明,该系统可有效覆盖整个综采工作面,实现了液压支架状态信息监测,通信距离为150 m时,数据传输丢包率为0,单个传感器节点数据传输时间约为0.29 s,系统采集周期在200 s内,满足应用需求。
- 韩哲韩哲任怀伟杜毅博文治国任怀伟
- 关键词：综采工作面
- 基于MRDA-FLPEM集成算法的综采工作面矿压迁移预测被引量：6
- 2021年
- 基于液压支架工作阻力监测数据对综采工作面矿压进行预测,是实现工作面顶板周期来压超前预警的有效手段,对于动态改善支架适应性和优化围岩支护质量具有重要意义。然而,地下采场环境特殊,液压支架所处工作面位置不同耦合围岩变工况复杂开采条件易造成支架工作阻力数据时序分布差异化,同时生产过程存在非线性和不确定性等特点,严重影响数据驱动模型的预测精度。因此,针对综采工作面液压支架支护过程中耦合变工况影响支架工作阻力数据分布导致的预测模型失准的问题,提出一种基于流形正则域适应函数链接预测误差集成算法的综采工作面矿压预测方法。该方法首先采用流形正则域适应算法寻找特征映射矩阵,将源域和目标域数据的特征信息统一映射至公共空间,以保持耦合变工况下源域和目标域数据几何结构分布一致性;然后基于函数链接预测误差法,在公共空间利用源域数据建立预测模型得到相应液压支架工作阻力的预测值,从而完成综采工作面矿压超前预测,同时降低多工况数据时序分布差异对模型精度的影响。结果表明:该集成算法可改善多工况数据分布差异对预测模型精度的影响,提高模型鲁棒性和泛化能力,为后续分析工作面矿压显现规律,超前适应采场环境变化,指导工作面正常回采提供依据。
- 巩师鑫任怀伟任怀伟赵国瑞杜毅博周杰
- 关键词：液压支架时间序列数据
- 智能开采装备全位姿测量及虚拟仿真控制技术被引量：27
- 2020年
- 针对深部开采复杂地质条件下的综采装备空间位姿及受力动态变化、随机倾斜错动难以描述和自适应控制难题,提出了基于全位姿测量及虚拟仿真控制的智能开采模式,以中煤新集口孜东矿140502工作面地质条件和7 m四柱大采高综采装备参数为基础,构建复杂条件下智能开采装备全位姿测量及虚拟仿真智能控制系统。首先,给出了智能开采“环境装备-仿真模拟-反向控制”运行体系下的智能决策过程,提出了融合视觉的装备全位姿测量、工作面装备位姿一体化描述及驱动关系建模、基于Unity3D的综采虚拟仿真控制等3项支持智能决策的关键技术。随后建立融合视觉的工作面综采装备群全位姿多参数测量系统,提出了基于设备特征点的视觉多参数测量方法,获取描述综采装备群空间全位姿的15个独立参数;给出综采装备群统一坐标描述及驱动模型,建立了特定的全局和局部坐标系、采煤机和刮板输送机位姿驱动关系模型和刮板输送机三维空间弯曲姿态模型;基于Unity3D虚拟仿真技术构建了工作面场景、装备、工艺流程等虚拟实体和关系模型,支撑井下综采装备开采过程运动仿真。开发出与全位姿测量系统通信的底层数据接口,获取装备的实际工况数据,从而驱动仿真模型实现三维场景下的虚实映射。分析计算和模拟优化下一割煤循环装备协同运动及工艺过程,通过反向控制链路实现对装备虚拟模型和实际装备体的闭环控制。实验室测试表明:虚拟仿真系统实现了数据获取、模型解算、单机装备及装备群协同运动仿真,满足装备实际运行逻辑关系,具有对工作面装备运行状态实时监测和反向控制能力,系统运行流畅性满足要求,帧率>20 fps。全位姿测量系统经井下现场测试表明:图像识别检测的支架数大于5架,图像解算时间小于0.5 s,支架顶梁测量角度误差小于1.2°,满�
- 任怀伟赵国瑞周杰文治国周杰文治国
- 液压支架三级护帮机构状态感知技术研究被引量：1
- 2023年
- 为解决液压支架护帮板状态监测领域技术相对缺乏的问题,开展了大采高液压支架三级护帮机构运动学特性与状态感知技术的相关研究。研究结果为大采高液压支架三级护帮机构状态监测技术提供了参考,对实现综采工作面无人化开采具有重要意义。
- 文治国张玉良
- 关键词：液压支架运动特性
- 煤矿千米深井智能开采关键技术研究与应用被引量：13
- 2021年
- 千米深井复杂条件煤层智能化开采是当前煤矿技术发展迫切需要解决的难题。以中煤新集口孜东煤矿140502工作面地质条件为基础,针对该工作面俯采倾角变化大、矿压显现剧烈、顶板煤壁破碎所致的采场围岩稳定控制难、液压支护系统适应性降低等问题,研究了千米深井复杂条件工作面智能化开采关键技术,为复杂难采煤层开采提供了技术与装备支撑。研发了基于LORA的工作面液压支架(围岩)状态监测系统,同时获取立柱压力和支架姿态数据。提出了基于大数据分析的矿压分析预测方法,采用FLPEM和ARMA两种算法组合预测提升精度和效率,采用数据分布域适应迁移算法解决了支护过程中时变工况导致预测模型失准的问题,模型预测精度达到92%以上。研发了基于Unity 3D的工作面三维仿真与运行态势分析决策系统,支撑复杂条件下的围岩控制和煤层跟随截割控制的智能决策。现场试验表明:工作面在试验期开采高度达到6.5 m,在14°~17°俯采、顶板相对破碎、煤层硬度1.6的条件下,月产达到31.5万t。设备可靠性和适应性较之前该矿使用设备明显提升,工作面安全性大幅改善,实现了千米深井三软煤层的安全高效开采。
- 任怀伟任怀伟刘新华吕益刘新华刘万财张帅
- 关键词：千米深井
