采·掘

• 钻取测一体化密闭取样装置的研制及应用

  杜坤;

  为解决传统取样装置在复杂作业环境中瓦斯逸散、测量精度低以及现场适应性差等问题，研制了一种钻取测一体化密闭取样装置。该装置通过集成多级密封技术、实时传感测量模块和高效钻取结构，实现了样品采集、密闭存储与参数实时监测的功能，可提升样品的保真性和作业高效性。多级密封技术利用柔性密封材料与动态锁紧机构相结合，确保采样过程中样品不受外界污染，并有效控制瓦斯逸散；实时传感测量模块通过内嵌多参数传感器阵列，监测样品的瓦斯参数，避免了传统取样测定时间延迟引发的数据误差。试验表明，装置的样品密闭性可达 98% 以上，24 h 内取样筒内压力变化小于 5%，作业效率较传统装置提升 30% 以上，同时数据误差率控制在 5% 以内。

  2025年08期 v.53;No.620 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K]
  

• 自动钻机上、卸丝扣电液系统及控制方法研究

  张刚;

  针对传统钻机在上、卸丝扣过程中存在的回转速度与给进速度不匹配、负载变化影响大以及钻杆丝扣易损坏等问题，提出了一种自动钻机上、卸丝扣电液系统及控制方法。该方法采用双泵双控定速控制策略，结合浮动-限压控制机制，实现了对钻杆上、卸丝扣过程中回转速度与给进速度的精确匹配调节，有效保护了钻杆丝扣及上卸扣机构的结构安全。试验表明，该方法显著提高了钻机的自动化程度和上、卸丝扣效率。

  2025年08期 v.53;No.620 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1238K]
  

• 深立井全断面掘进机垂直长距离排渣方式研究

  许斌;

  针对千米级深立井全断面掘进机施工关键技术—垂直长距离高效排渣的难题，从排渣能力、可靠性、能耗等方面，对干式与湿式排渣方式进行分析，提出排渣工序能耗指标“吨渣百米电耗”，并对其展开计算。结果表明，在工作面水量较小的情况下，应采用干式排渣方式；在富水岩层情况下，可采用一级泵排 + 水渣分离 + 干式排渣的混合排渣方式。

  2025年08期 v.53;No.620 9-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K]
  

提·运

• 多单元履带式机尾承载架体有限元分析及优化

  胡开宇;周凯;

  提出了一种新型连续运输技术，即在巷道快速掘进时使用多单元履带式机尾，通过采用多单元履带式牵引方式，显著提高了带式输送机机尾的移动速度，进而提升了掘进作业的效率。此外，利用有限元分析软件对承载架进行了深入的分析。随后，通过静力学分析，揭示了承载架在受力下的位移和应力状态，并据此提出了优化方案。进一步的模态分析展示了承载架在不同频率下的动态响应，帮助改善了承载架的应力分布，使其结构设计更加科学合理。这些分析为承载架的设计和应用提供了理论依据。

  2025年08期 v.53;No.620 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2015K]
  

• 铝土矿石冲击下的承载托辊架结构优化设计

  姜玉恒;

  进口铝土矿中大块矿石较多，在卸船作业中对带式输送机承载托辊架形成较大的冲击，进而造成托辊架变形损伤。分析了托辊架受冲击损伤的影响因素，使用离散元仿真软件对铝土矿石在溜槽系统中的运动过程进行仿真，得出结论：相较于溜槽 A、C 系统，溜槽 B 系统下方带式输送机承载托辊架受到的冲击度更强。为提高承载托辊架的抗冲击能力，对原结构进行了优化设计，并利用非线性显式动力学有限元分析软件，分别对新旧托辊架施加相同的矿石冲击条件进行仿真。结果表明，新型承载托辊架在受冲击过程中，其应力应变响应要远低于旧托辊架，抗冲击性能优于旧承载托辊架。

  2025年08期 v.53;No.620 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K]
  

破·磨

• 半自磨机衬板安装形式对磨损特性及磨矿效率的影响研究

  高明;田广天;吴万荣;

  半自磨机作为物料磨碎作业的核心设备，其衬板的磨损特性直接影响设备的使用寿命和运行效率。基于此，针对 L 形衬板的 2 种安装形式 (T 形与 L 形)，开展筒体衬板磨损特性与磨矿效率的影响研究。通过仿真，结果表明：L 形安装形式衬板的碰撞区域颗粒动能比 T 形安装形式提高了 3.6%；L 形安装形式的提升条磨损速率增加 38%，但基底磨损速率降低 50%。现场磨损数据分析也进一步验证了仿真结果。研究表明，在筒体衬板使用初期，L 形安装形式的筒体衬板磨矿效率更高，具有提升条磨损增加、基底磨损减少的特点，能够提高矿石处理量，更好地保护筒体，提升设备运行效率与可靠性。

  2025年08期 v.53;No.620 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
  

• 新型干法水泥生产线生料制备工艺系统的应用研究

  王成伟;徐红涛;徐莫楠;

  对 2 500 t/d 风扫式球磨机系统、2 500 t/d 辊压机系统和 3 000 t/d 立磨系统 3 种新型干法水泥生产线生料制备工艺系统进行调研，汇总了各工艺系统的主要设备表，系统分析了各工艺系统标准产量、标准单产电耗、产品粒度分布特征和标准偏差等主要技术性能指标。

  2025年08期 v.53;No.620 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
  

分·选

• TDS智能干选机在选煤厂改造中的应用

  刘树成;

  分析了 TDS 智能干选机在伯方选煤厂的应用实例，探讨了该设备在提高选煤效率、降低生产成本和减少环境污染方面的作用。针对传统人工捡矸工艺存在效率低下、劳动强度大、成本高等问题，引入了 TDS 智能干选机进行工艺改造。工业性试验表明，TDS 智能干选机的排矸率平均达到 95% 以上，较人工选矸提高了 60%，同时还减少了后续破碎和洗选系统的负荷，降低了煤泥水系统的处理压力，获得了良好的经济效益。

  2025年08期 v.53;No.620 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1222K]
  

• 基于PSO-SVM的煤矸石视觉识别方法研究

  王进;

  针对煤矸分选系统的煤矸石识别能力不足的问题，提出一种基于粒子群优化支持向量机的煤矸石视觉识别方法。该方法通过采集煤矸石图像，提取图像特征，利用粒子群优化算法 (Particle Swarm Optimization Algorithm，PSOA) 对支持向量机 (Support Vector Machine，SVM) 的参数进行优化，提高 SVM 分类器对煤矸石图像的分类能力，实现了对煤矸石的有效自动识别。结果表明，该方法具有较高的识别精度和鲁棒性，提高了煤矸石识别的自动化程度。

  2025年08期 v.53;No.620 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1491K]
  

通用

• 矿井百叶风窗智能分段PID调节技术与试验研究

  李冬;张存雷;段晓东;吴明明;张柏宇;王凯;

  在矿井智能通风建设的背景下，现有的局部阻力调节设施存在孤立、滞后和不协调的问题，缺少针对通风设施调风特性的控制器算法研究。通过分析矿井通风网络的调节理论以及 PID 控制基本原理，以井下实际巷道中的百叶式风窗调节设施为原型，使用 Fluent 软件研究了百叶式风窗对巷道分支风流场的影响规律。通过改变风窗叶片角度，探究设施附近风流场的分布特征，自主搭建自动风窗调控试验平台，验证了百叶式风窗的自动调控理论。通过开展局部通风设施自动调控系统的智能化研究，实现了局部通风设施风阻、风量的快速动态调节，增强了矿井通风系统供需匹配动态适应性调控能力。

  2025年08期 v.53;No.620 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K]
  

• 空气钻进用多腔雾化装置研究与试验

  庞国强;

  通过软件仿真，优选气水二相混合器，设计了一种多腔雾化装置，并在淮河能源某井工煤矿进行了试验。试验结果表明，该雾化装置可以将清水或添加表面活性剂的水生成直径 60 μm 的微细雾粒，通过钻杆运送到碎软煤层钻进的孔底，从而达到孔内降尘、冷却钻具、防止孔内煤粉燃烧的目的，降尘率达到 92% 以上，取得了较好的除尘效果。

  2025年08期 v.53;No.620 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
  

• 基于匹配关系的大型矿井旋式通风机故障主动感知技术

  韩飞;

  为了去除大型通风机振动信号中的干扰成分，控制振动信号的波形特征偏差，提高故障感知的准确度，提出了基于匹配关系的大型矿井旋式通风机故障主动感知技术。该技术引入 Biorthogonal 小波基函数，对振动信号序列进行多尺度细化分析，通过基追踪进行振动信号的稀疏重构，去除信号中的干扰成分；并利用通风机故障特征库粗糙集，将稀疏信号的参数化波形与其建立故障特征的匹配关系；结合支持向量机，对感知信号进行基于参数化波形相似度的分类，并根据所属类别的故障特征匹配关系，实现通风机故障主动感知。试验结果表明，该技术表现出较优的 ROC 曲线，故障感知准确度较高，在大型矿井旋式通风机故障运维工作中有着良好的应用前景。

  2025年08期 v.53;No.620 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
  

• 基于数控成形磨齿砂轮廓形B样条曲线拟合的计算方法

  贺红霞;杨振宇;

  针对传统齿轮成形磨削中砂轮修形精度与效率的权衡问题，提出了一种基于 B 样条曲线与差分演化算法融合的成形磨齿砂轮数控修形的高精度计算方法。首先，通过理论推导建立直齿轮渐开线齿形数学模型，逆向求解砂轮廓形渐开线部分的系列离散点；然后，采用 B 样条曲线对砂轮廓形进行拟合，通过最大弓高误差点选取特征点，并结合弦长参数化与节点矢量优化控制点的数量；最后，利用差分演化算法对拟合误差进行全局优化，使离散点与重构曲线间的欧氏距离最小。实例表明，该方法可将拟合误差控制在预定高精度范围内，为智能数控修形系统的开发提供理论依据。

  2025年08期 v.53;No.620 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K]
  

• 基于毫米波雷达和机器视觉融合的单轨吊障碍物探测方法

  马驰;李克轩;

  为提升煤矿井下单轨吊的运行安全性和智能化水平，需对其前方障碍物进行探测。传统单一的毫米波雷达虽然可以提供目标的距离和速度信息，但目标分类和细节识别能力有限；相机可以识别丰富的视觉特征，但跟踪定位能力差。笔者基于机器视觉对障碍物的属性进行精准识别，通过解析雷达数据确定有效目标，采用拓展卡尔曼滤波对目标进行跟踪，并将毫米波雷达与相机数据进行空间与时间融合，显著提高了单轨吊障碍物探测能力。

  2025年08期 v.53;No.620 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
  

• 煤矿井下煤渣动态称重系统设计及性能测试

  谢杰;韩鑫;周涛;

  针对煤渣计量过程中工人劳动强度大、数据准确性差和监控难度大等问题，研发了一套煤渣动态称重系统，该系统主要包括传送模块、称重模块、速度检测模块、控制模块和数据监控模块。通过对动态称重系统理论数学模型的搭建，构建了系统参数化基础。随后通过软件技术将称重传感器、速度编码器、控制主板、显示屏驱动板等硬件关联，成功搭建了一套动态称重系统，并在实验室完成了系统测试。

  2025年08期 v.53;No.620 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
  

经验

• 输送链轮键槽断裂分析及优化

  马钊宁;

  <正>针对影响煤炭开采效率的采掘失衡问题，我国持续探索掘支运一体化平行作业，研制出了一套快速掘进系统，目前已形成系列并可个性化定制~([1])。快速掘进系统在陕西、内蒙、皖北等不同地质条件，如冲击地压、深部开采、高突矿井“三软”煤层等，获得了不错的应用效果~([2])。其中，中煤科工太原研究院研制的“煤海蛟龙”快速掘进系统在陕煤集团柠条塔矿创造了半煤岩巷道月进尺千米级记录，为煤矿采掘接续提供了有力保障。

  2025年08期 v.53;No.620 73-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1121K]
  

• 超深孔加工工艺在大型主轴制造中的应用

  李世康;李丹乐;王茂华;

  <正>在重型装备领域，大型轴类零件常需进行超深孔加工，以减轻质量、提高材料利用率、满足特殊结构需求等。目前，国内外一些学者对主轴使用寿命、空心轴以及深孔加工工艺进行了深入研究~([1-3])。杨程等人~([4])对空心轴和实心轴进行了对比分析，发现相同外径的空心轴和实心轴在传递转矩、弯矩和弯扭复合的功能时差别不大，但空心轴能大幅降低轴的质量；在深孔加工工艺方面，陈俐华等人~([5])对深孔加工方法、切削工具和质量进行了研究，阐述了深孔加工技术研究情况。

  2025年08期 v.53;No.620 75-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1111K]
  

• 原相煤矿主斜井带式输送机改造实践

  李林军;

  <正>带式输送机是煤矿生产运输的重要设备，其中主斜井带式输送机是现代化矿井生产的关键环节，也是决定矿井生产能力的关键~([1-2])。为了保障矿井的提升效率，许多专家学者对其驱动装置核心部件进行了多方面的研究~([3-4])。在借鉴学习前人的基础上，以原相煤矿主斜井带式输送机改造为工程背景，对其驱动方式进行对比分析，确定采用永磁变频调速直驱装置，以完善原相煤矿的主提升系统，解决重载启停困难等问题。

  2025年08期 v.53;No.620 77-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 949K]
  
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