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智能矿山机械与安全应急装备科研团队
一、团队简介

智能矿山机械与安全应急装备科研团队组建于2005年,现有骨干成员10人,其中教授2人,副教授3人;省级人才1人;指导硕士研究生近40名。团队依托机械工程河南省一级特色重点学科、河南省煤矿智能开采技术与装备重点实验室、河南理工大学智能开采研究院,面向煤矿高端综采,智能开采与智能选矿等装备领域需求,开展煤矿智能化技术与智能开采、破碎与筛分、洗选、风选等装备研究,相关技术已在新疆、内蒙、宁夏等地企业推广应用。近年来主持国家级、省部级重大项目10余项,承担多项企业委托项目;授权发明专利60余件;发表SCI/EI收录论文50余篇;研究成果获中国专利优秀奖、河南省科技进步二等奖等奖项。

团队负责人:范俊锴,博士,副教授,硕士研究生导师,校青年骨干教师,法国特鲁瓦工程技术大学访问学者。现任河南省煤矿机械装备工程技术研究中心副主任,主要从事矿山装备与智能化技术、高压射流技术及智能化装备、智能算法及工程应用等方面的教学与科研工作。

联系方式:15139101046

电子邮箱:Email:junkaifan@hpu.edu.cn

二、主要研究方向

▇ 煤矿智能开采理论与装备

▇ 矸石充填技术与模块化成套装备

▇ 破碎与筛分理论技术和装备

▇ 矿山机电装备智能运维与安全保障

三、代表性科研项目

▇ 国家自然科学基金项目:潮湿细粒煤炭大挠度弹性变振幅等厚筛分机理研究

▇ 国家自然科学基金项目:孪生数据驱动间断光滑变量的结构性能预测的馈进优化

▇ 省重点研发专项项目:高寒露天矿山智能高效采运成套装备关键技术研发及应用

▇ 省重点研发专项项目:煤矿巷道底板锚固支护智能化钻孔装备研制

▇ 大型企业委托项目:活化振动给煤系统机理分析与优化设计

▇ 大型企业委托项目:煤矿矸石模块化充填系统高效破筛设备非标化设计

▇ 大型企业委托项目:煤矸石破磨性质测试及系统能耗试验与数值模拟研究项目

▇ 大型企业委托项目:整体铸造式刮板输送机结构设计与优化

▇ 大型企业委托项目:饱和蒸汽输送管道流场快速仿真软件开发

▇ 科研机构委托项目:充填体物理形态数字建模技术服务

四、代表性成果

科技奖励

▇ 中国专利优秀奖,一种建筑垃圾的小型模块化处理系统,ZL201920181523.9,2021.6

▇ 河南省科技进步二等奖:无绳提升系统的关键技术及应用,2015年

▇ 河南省科技进步二等奖:分段式永磁直线同步电动机垂直运输系统信号检测与处理研究及应用,2013年

▇ 河南省科技进步二等奖:变频调速设备及系统智能健康诊断技术的研究,2011年

▇ 河南省科技进步二等奖:WJPL微机配料控制系统,2008年

论文论著

▇ Experimental study on the coupled motion of Flip-flow screen plate and granular materials basedon target tracking technology, Powder Technology, 2025, 468:121676.

▇ Improving screening efficiency: a novel dual-drive cooperative screening system based on flexible rebound baffle and vibrating flip-flow screen coupling [J].Powder Technology, 2025,469 (2026) 121696:1-12

▇ 弛张筛面大挠度非线性弹性变形分析及负载理论研究[J].煤炭学报,2024,49(08):3687-3700.

▇ 弛张筛面与料群颗粒耦合运动状态演化规律及其对筛分过程的影响[J/OL].煤炭学报,2026. 1-13.

▇ 基于FEM-DEM弛张筛面和料群耦合系统动态特性研究[J].煤炭学报,2023,48(S1):381-391.

五、社会服务与成果应用

▇ 研发出大型露天煤矿轮斗挖掘机采运一体化装备及智能化系统、煤矿井下智能底板锚固一体化钻机(图1-3)在新疆、内蒙及宁夏等企业中推广应用;

图1 轮斗挖掘机

图2 轮斗挖掘机项目验收

图3 综采回撤钻机

▇ 研制出适用于潮湿细粒矿物深度精细分级多质体振动装备,并在煤炭、金属、非金属、固废资源化、化肥、矸石充填等行业广泛应用(图4-5),获得了较好的经济效益,解决了潮湿细粒物料筛面堵孔、粘附、筛分效率低的行业难题;


图4 多质体风选机

图5 系列化多质体精细筛分装备

▇研发的智能化工作面矿压预报预警分析系统(图6)、智能化工作面采煤工艺分析系统(图7),在焦煤集团等企业中推广应用;


图6 智能化工作面矿压预报预警分析系统

图7 智能化工作面采煤工艺分析系统


▇ 研制的6米以上系列超大采高液压支架及高可靠性液压支架(图8-10),在国内高端市场占有率达到60%,并成功将产品打入美国、澳大利亚、俄罗斯等国外市场。

图8 6.3米液压支架

图9 7米液压支架

图10 8.8米液压支架

▇ 研制的高性能提升机制动系统在线监测系统,在鹤壁煤电、焦煤能源、义马煤业等企业推广应用。