摘要：煤层造穴技术是治理松碎、低透气性、难抽煤层瓦斯的主要技术之一.受限于装备工艺技术,现场施工造穴参数多依据设备可行性确定,为了实现瓦斯均匀、精细化抽采,机械造穴的设计参数需综合考虑造穴钻孔成孔结果及有效影响范围演化规律.为明确高瓦斯松碎煤层机械造穴钻孔成孔影响因素和抽采特性时空演化规律,并为施工参数合理设计提供依据,通过数值解算和现场试验的方式,开展了针对高瓦斯松碎煤层造穴增透技术抽采特性动态响应规律的研究.结果表明:在抽采过程中,高瓦斯松碎煤层机械造穴钻孔的有效影响范围在空间上呈几何非均匀分布,在截面法线与钻孔轴线相平行的空间平面,抽采钻孔有效影响范围演化呈由内向外直径逐渐增大的同心圆分布,而在截面法线与钻孔轴线相垂直的空间平面,抽采钻孔有效影响范围演化呈纺锤形分布,抽采钻孔在三维空间有效影响范围呈圆台状动态演化;造穴作业过程中,循环加载作用下孔穴间煤柱以剪切失稳为主,失稳区范围主要受孔穴直径和孔穴间煤柱长度的影响.基于上述结果,建立了基于塑性区变化、孔穴直径、孔穴间煤柱长度等因素耦合的造穴参数设计模型,并基于模型设计参数开展了现场试验.现场试验结果表明,机械造穴技术对高瓦斯松碎煤层瓦斯治理具有明显的促进作用,与常规抽采方式相比,瓦斯抽采效果整体提高了 4～6 倍.

摘要：采煤工作面直线度对围岩稳定性和回采效率至关重要.为了解决回采过程中煤壁、顶底板动态变化造成的难以建立准确的液压支架群最优调直控制模型的问题,提出了以马尔可夫决策过程为基础的多智能体调直控制方法.在该方法中,将各液压支架智能体化,从而避免对控制模型的依赖;同时,建立了液压支架成组调直的多智能体决策模型,智能体之间相互协作,采用强化学习实现了成组调直的最优决策.针对液压支架调直时执行的拉架动作是连续数值的特点,将单智能体TD3(Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient)算法扩展到液压支架多智能体调直过程中;为了加快多智能体条件下调直策略的收敛速度,在多智能体强化学习框架中的Actor-Critic网络结构中引入层归一化处理,层归一化将各层输入数据重新汇聚在统一的概率分布下来加快神经网络权重的收敛.针对液压支架成组调直中多智能体最优策略求解困难的问题,设计了一种全局动作优化模块对液压支架多智能体的决策结果进行全局优化.此外,根据采煤工作面的工程实际,基于Gym框架(OpenAI Gym)开发了液压支架成组调直智能决策仿真平台,并开展了基于不同算法的液压支架成组调直试验.试验结果表明,提出的算法在直线度的平均值和均方差方面明显优于其他算法,当"S弯"成组支架数量为 7 个时,所提算法的工作面直线度较MA-TD3(Multi-Agent Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient)算法提升了 86%,标准差减少了 71%.

摘要：针对纳雍县王家寨煤矿 10605 工作面切顶留巷的围岩控制难题,构建了切顶留巷围岩力学模型,采用数值模拟的方法对切顶强度、切顶高度、切顶角度等切顶参数和补强锚索长度、补强锚索间距等留巷关键参数进行研究.研究结果表明:切顶强度越大,顶板下沉量越小;切顶高度、切顶角度越大,顶板下沉量处于先减小后增大的趋势;补强锚索长度增大,巷道顶底板之间的移近量呈递减趋势;补强锚索间排距增大,支护效果逐渐减弱.现场结果表明:切顶高度15 m、切顶角度 15°、切顶强度居中、补强锚索长度 15 m、补强锚索间排距 1 m时,随着工作面推进完毕,留巷巷道的平均高度为 2.39 m,平均宽度为 3.43 m,满足下一工作面作为回风巷道的使用要求.

摘要：为探究循环载荷作用下组合煤岩体疲劳及损伤特性,基于RMT-150C试验系统,开展高静应力与小幅循环载荷组合作用下的疲劳破坏试验,研究不同应力幅值下岩-煤-岩组合煤岩体试样的疲劳及损伤特性,以及疲劳强度、滞回环特征、轴向应变、不可逆变形分别随循环次数的变化规律,揭示组合煤岩体疲劳损伤规律,分析疲劳破坏的主控因素.结果表明:组合煤岩体疲劳破坏受到静态加载作用下应力-应变的严格控制,疲劳破坏所需变形量应与上限应力对应的单轴压缩下应力-应变曲线峰后部分的变形量大致相当;组合煤岩体疲劳寿命随循环次数增加呈幂函数衰减,组合煤岩体疲劳上限应力比的门槛值约为 0.8,应力门槛值约为 22.5 MPa.疲劳试验过程中组合煤岩体的轴向应变、轴向不可逆应变及损伤度与随循环次数的变化规律基本相似,具体表现为:对于循环过程中未破坏的试样,存在初始加速及中后期等速 2 个阶段,而对于循环过程中破坏的试样,存在初始加速、中期等速及后期加速 3 个阶段;扰动幅值对组合煤岩体疲劳力学特性影响较大,增大扰动幅值会显著提高轴向应变、轴向不可逆应变及损伤度在中期等速阶段的增长速率,加快煤岩体损伤、劣化,大大缩短其疲劳寿命.

摘要：为查明宋新庄煤矿隐伏露头煤层区工作面顶板水害的水源、通道及形成机制,通过分析含水层水位动态变化规律并结合工作面水文地质条件与突水特征,初步判定水害类型为离层水害.基于数值模拟与现场实测相结合的方法,系统研究了采动条件下隐伏露头区离层空间的形成位置、几何形态及垂向发育特征,同时定量确定了导水裂隙带的发育高度.研究结果表明:由于煤层顶板覆岩力学性质与物理特性的显著差异,工作面回采后在角度不整合接触位置形成离层空间,当导水裂隙带发育至上部含水层时,地下水通过裂隙网络向离层空间渗流补给形成离层水体,该水体在顶部岩层压力与自重联合作用下突破下部隔水岩层溃入工作面,最终形成离层水害.针对该形成机制,提出通过对隐伏露头区顶板含水层实施超前疏放、控制工作面匀速开采以抑制导水裂隙带过度发育、优化开采上限及合理降低采高等综合防治措施,可有效降低离层水体的积聚规模与溃突风险.研究表明,煤层隐伏露头区因岩层强度差异显著而易发生离层水害,所提出的防控措施可为类似地质条件工作面的水害防治提供理论依据和技术支撑.

摘要：为了准确识别露天煤矿不稳定边坡,分析降雨入渗对其稳定性的影响机理,以南方某露天煤矿为工程背景,提出了综合集成遥感监测与数值模拟技术,探究降雨-渗流-力学耦合作用下的边坡变形响应规律.通过短基线子集干涉合成孔径雷达技术(SBAS-InSAR)对2017 年8 月至2019 年 11 月的多时相雷达影像进行技术处理,生成了矿区垂直形变速率分布图与时空演变图,结合气象数据统计分析雨季与旱季特征点沉降差异;同时构建了Comsol流固耦合模型,模拟降雨入渗过程边坡孔隙水压力、有效饱和度及塑性应变场演化,提取湿润峰迁移规律,验证模型精度并评估抗剪强度衰减对稳定性的影响.监测结果表明:矿区沉降集中于东南帮,最大速率为-177 mm/a,雨季特征点沉降量为旱季的 3.9 倍;抬升集中在西北帮及坑底,最大速率 70 mm/a.数值模拟显示,降雨入渗使浅层孔隙水压力峰值上升 120 kPa,所测 2 条截线湿润峰深度在降雨作用下分别达 1.6 m和 1.8 m;岩土体有效饱和度雨季增幅 35%,但深部因水分迁移滞后性呈先降后升趋势;抗剪强度衰减 14%～22%、安全系数降至 1.412 时,塑性屈服区扩展至坡体中段,与InSAR实测沉降空间分布吻合度达 89%.矿区东南帮的沉降以降雨诱发的渐进式蠕动变形为主导机制,雨季雨水入渗导致浅层岩土有效饱和度与孔隙水压力激增,抗剪强度衰减形成高塑性应变区,叠加重力作用驱动坡体沿软弱面滑移.

摘要：为提高传统双液注浆材料早期强度,同时加快双液混合后浆体凝结时间,采用粉煤灰、生石灰和熟石灰对传统双液注浆材料进行改性,基于响应面法(RSM)研发了一种新型硫铝酸盐水泥基双液注浆材料(SACDL).以粉煤灰、生石灰和熟石灰质量分数为变量,浆液流动性、凝结时间、抗折与抗压强度为响应,建立多项式模型,结合宏观性能和微观形貌对SACDL进行早期水化机理分析.结果表明:SACDL中粉煤灰、生石灰和熟石灰的最优质量分数分别为 0%、10.6%和 10%,此时SACDL流动度、初凝时间、3 h抗折强度、3 h抗压强度分别达到 141.5 mm、19.4 min、2.3 MPa、12.6 MPa,预测值与实际值误差较小,模型与实际数据高度契合;生石灰和熟石灰交互作用对SACDL浆体流动度、凝结时间和各龄期的抗折与抗压强度的影响均为极显著,生石灰与熟石灰大幅提高了液相中Ca2+浓度,并为反应体系提供碱性环境,加速硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)的水化,进而提高SACDL早期强度;粉煤灰并不适用于SACDL,粉煤灰的掺入使SACDL中缺乏足够的活性硅酸盐,导致钙矾石(AFt)生成量减少,进而降低SACDL强度.

摘要：为了研究露天煤矿排土场不规则荷载对露天煤矿端帮开采煤柱及边坡稳定性的影响,以内蒙古鄂尔多斯来叶沟露天矿为背景,基于排土场不规则几何形态,优化Mark-Bieniawski公式,结合岩土体物理力学参数,对煤柱及边坡在有无排土场荷载条件下进行数值模拟研究,运用Rhino软件进行三维建模及网格划分,使用FLAC3D从位移变化、塑性区分布情况和边坡滑移进行计算分析.研究结果表明,有排土场时支撑煤柱宽度为2.9 m,隔离煤柱宽度为8.88 m;无排土场时支撑煤柱宽度为 2.8 m,隔离煤柱宽度为 8.29 m.排土场荷载加剧煤柱变形,掘进至 100 m深度时,顶板沉降达 7.3 mm,底鼓量为 6.98 mm;掘进至 150 m深度时,顶板沉降达 6.79 mm,底鼓量为 7.63 mm.边坡位移在排土场荷载下增至 38.2 mm,无荷载时为 31.9 mm.排土场荷载影响煤柱的受力与变形,特别是在深度较大的开采过程中,上部不规则荷载导致煤柱产生较大的变形和应力集中,增加了煤柱的不稳定风险.在开采深度较大的区域,荷载使边坡的位移增大,对边坡的稳定性产生了影响,增加了滑坡的风险.端帮覆岩开采后边坡内形成采空区,边坡的塑性区面积发生了急剧增加,以拉伸破坏为主.最大剪应变增量集中于采硐顶板区域,形成"坐落推移式"滑坡风险,在该方案稳定性分析中,边坡安全系数均大于 1.5,满足设计规范要求.在存在不规则排土场荷载的端帮开采过程时,应考虑合理的方案,以降低煤柱变形和边坡失稳带来的安全风险.

摘要：钻屑法是冲击地压等煤岩动力灾害危险性判定和预测的重要手段,准确获取钻屑量变化规律是了解煤体应力状态的关键之一.为更深入地了解钻进过程煤体破坏过程,基于弹性理论给出了钻屑量的计算公式,设计了煤体钻进模拟离散元模型,开展了不同影响因素条件下的钻进模拟试验,提出了以离散颗粒数量间接反映钻屑量的模拟方法,揭示了不同煤体力学性质、围压以及孔径条件下离散颗粒数量的变化规律.研究结果表明:基于PFC3D所构建的离散元模型可以有效模拟钻头切削过程,模拟结果与试验所获取的规律基本一致,离散颗粒数量与钻屑量近似呈现正相关关系;依据破坏范围可近似将破坏区域划分为钻进破坏区与变形破坏区,钻进破坏区与钻杆几何特征相关,变形破坏区与煤体力学性质及围压特征相关;模型离散颗粒均值与强度系数、弹性模量系数呈现负相关关系,实际应用中还应关注煤样软硬等力学性质对钻屑指标的影响;不同侧压系数条件下煤体离散颗粒均值近似呈现线性关系,当侧压系数由 1.1 增至 1.4 时,孔壁高位移区域由圆形逐步转变为椭圆形,离散颗粒量均值上升幅度为 8.7%;不同孔径条件下煤体离散颗粒均值存在一定比例关系,当孔径由 20 mm依次增加至 24、28、32 mm时,钻孔应力集中现象明显加剧,孔壁位移量显著增加,离散颗粒量分别增加 17.3%、23.6%、16.7%.

摘要：采用构造煤试样开展了低气压环境下的单轴压缩试验,运用快速傅里叶变换(FFT)及小波包分解的方法,得到煤体在低气压环境中破坏过程的声发射响应特征.结果表明:煤体受载应力增加时,声发射频谱变得更加丰富,整体呈左移趋势;气压增大时,声发射信号的频谱图从初始的低频高能量状态逐渐过渡到高频低能量状态,频率范围逐渐收窄,原本复杂的多峰值形态逐渐简化为单一峰值形态;随着应力增加,处于频带 0～4.38 kHz内的声发射能量占比逐渐增大,其他频带内声发射能量则逐渐减小;处于频带 2.92～4.38、4.38～5.84 kHz 内的信号能量占比对应力变化的响应趋势最为明显;当气压改变时,2.92～4.38、4.38～5.84、7.30～8.76 kHz 3 个频带内的声发射能量占比均对气压的变化呈现明显的响应趋势.因此可以认为,2.92～4.38、4.38～5.84 kHz 2 个频带是构造煤体破裂过程的特征频带.

摘要：煤岩储层内发育大量的割理、层理、天然裂缝等弱固结面,孔隙结构复杂,导致水力压裂期间裂缝扩展形态难以预测.明确煤层弱固结面与水力裂缝相交扩展规律,有利于实现煤层压裂全面有效增渗.基于黏聚力单元法,考虑弱固结面的产状以及与射孔的间距,建立了弱固结面水力压裂裂缝扩展模型,分析了不同弱固结面逼近角和强度下,长距比(弱固结面长度与注入点到弱固结面中心点间距的比值)对水力裂缝相交扩展规律的影响.结果表明:当长距比为 1/3、2/3、1/1 时,随逼近角增大,裂缝偏转角也增大;当长距比为1/3、2/3 时,随逼近角增大,总缝长逐渐减小;当长距比为 1/1 时,随逼近角增大,总缝长逐渐增大;当逼近角≤15°时,水力裂缝与弱固结面相交后更倾向于沿弱固结面方向扩展延伸;当逼近角≥30°时,水力裂缝容易穿透弱固结面;当逼近角为 30°时,缝宽最大;当弱固结面强度增大时,裂缝的偏转角和改造长度均呈增大趋势.

摘要：煤矿矿井安全巡检是煤矿安全检查的核心环节,对于实现煤矿安全生产、保障矿工人身安全具有重要意义.针对煤矿智能安全巡检机器人在定位精度与多机器人协作方面的不足,提出了一种基于多源定位信息融合与领航-跟随控制法的巡检机器人融合定位与协同作业模型.为解决矿井井下定位信号不稳定及定位精度低的问题,采用惯性导航系统、激光雷达定位系统、超宽带定位系统 3 种定位系统进行井下定位,并通过扩展卡尔曼滤波器与加权融合将 3 种定位系统的数据信息进行融合,用以执行巡检机器人的导航定位.在狭长且复杂的井下环境中,单个机器人的巡检难度极高,并且耗时较长,往往需要通过多机器人协同作业的方式进行安全巡检.为实现更高效协调的多机器人协同作业,采用领航-跟随控制法进行多机器人编队,并采用基于有向图的图论方法对领航-跟随控制法进行改进,得到了基于图论的改进领航-跟随控制算法.在仿真试验中,所提模型获得轨迹在x方向的最大均方根误差为 0.578 m,平均均方根误差为 0.295 m,在y方向的最大均方根误差为 0.155 m,均具有较小的误差,说明模型具有较高的定位精度.在不同场景的试验结果中,采用所提模型进行定位的机器人在L形巷道下的x分量位置误差均值最大值为 0.380 m,在联络型巷道下的x分量位置误差均值最大值为 0.442 m,仍具有较小误差,进一步验证了模型具有优越的定位性能.此外,研究结果表明:在加入障碍物后,4个跟随者机器人在避障中的最大偏移量在 1.025 m以内,具有较小的误差;避障后,跟随者机器人迅速收敛至理想轨迹,避障和恢复时间均在 20 s左右,具有较快的收敛速度.

摘要：针对倾斜岩层巷道非对称破坏现象,采用理论分析、FLAC3D数值模拟方法,研究了不同岩层结构面倾角、巷道不同位置影响下巷道承载能力及变形破坏规律,揭示了倾斜岩层巷道围岩非对称变形破坏机理.研究表明:不同岩层结构面倾角条件下巷道周边不同位置承载力不同,结构面的存在降低了巷道围岩的稳定性,当该位置剪应力大于抗剪强度时,就会发生滑移破坏;在巷道位置一定时,存在最不利的岩层结构面倾角βmin,当结构面的位置与βmin重合时,此时围岩承载力最弱,对巷道稳定性最不利.通过对巷道支护方案的优化,设计"锚网+36U型棚+锚索梁+注浆"复合支护方案,围岩变形得到了有效控制.

摘要：超前探测煤矿巷道掘进前方岩层的富水性对于保障掘进安全至关重要.传统矿井电法受限于巷道轴向观测系统布局,存在电性异常方位辨识度不足的技术瓶颈,较大程度上制约了实际探测应用效果.为此,提出了一种巷道掘进三向视电阻率探测新方法,给出了具体探测流程.通过构建全空间均匀介质中无限大板状低阻异常体理论模型,采用包括巷道轴向(x)、两帮方向(y)、顶底板方向(z)的三维观测坐标系,推导了三向视电阻率响应表达式;基于数值计算与理论分析,探究了板状异常体模型方位角和倾角等产状参数对三向视电阻率响应的影响特征.研究表明:x方向视电阻率曲线形态呈现稳定的"H"形特征,与异常体方位角和倾角无显著关联,但其异常幅值及极值点对应的探测极距受产状参数影响较大;y方向视电阻率曲线形态对倾角变化不敏感,但对方位角表现出高度敏感性,其曲线类型主要由方位角决定;z方向视电阻率则表现出与y方向互补的特征,对倾角变化灵敏度高而方位角影响甚微,其曲线类型主要取决于倾角参数;相较于传统轴向电法,三向视电阻率法有效实现了异常体产状特征的多维电性表征,不仅保留了传统方法的探测优势,还可利用三向视电阻率的协同分析与解译,提升巷道掘进前方电性异常的辨识精度.

摘要：为实现煤巷工作面煤与瓦斯突出危险的实时监测预测预警,马兰矿安装部署了KJ1521矿用煤与瓦斯突出预测预警系统,开展了不同场景下微震信号时频域参量差异性分布及突出危险响应特征研究.结果表明:正常监测下不同区域微震信号时频域参量定量分布存在差异,但定性规律基本一致;微震传感器移动、传感器未竖向安装和传感器短路 3 种特殊场景的微震信号时频域参量分布分别对应波形振幅和持续时间的低值异常及高值异常、上升时间的低值异常、峰值频率 50 Hz及以下的低值异常,合理地设置微震信号时频域参量的阈值范围,可以有效滤除因传感器状态异常引起的噪声信号,提升微震信号对煤与瓦斯突出响应的准确性;煤巷工作面遇断层构造,有效微震信号的上升时间均值和持续时间均值呈现出高值异常,振幅均值呈现局部的高值波动,而峰值频率均值呈现低值异常;巷道掘进贯通(应力集中区域),微震信号振幅均值、上升时间均值、持续时间均值和峰值频率均值均呈现高值异常前兆特征.

摘要：近距离特厚煤层开采过程中临空巷道易出现非对称大变形破坏,给矿井安全高效生产带来严重影响.为此,以塔山煤矿 30503 工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析与数值模拟相结合的研究方法,研究工作面开采过程中临空巷道变形损伤规律,揭示其变形破坏机制并提出临空巷道稳定性控制技术.研究结果表明,受相邻采空区及充填巷影响,临空巷道呈现显著不对称变形,实体煤帮中部与煤柱帮中上部变形量达 800 mm,底鼓明显.理论分析发现,重复采动下覆岩形成"低位悬臂梁+高位砌体梁"复合结构,其破断下沉导致围岩应力剧增;建立高低位顶板应力传递模型,推导垂直应力分布函数,验证了煤柱承受峰值应力(23.1 MPa)远超其承载能力(11.9 MPa),高低顶板复合结构及煤柱失稳导致了临空巷道非对称变形;通过FLAC3D数值模拟对比 4 种锚索布置与 4 种注浆深度(2～5 m)不同补强支护方案,确定了煤柱侧 2 m注浆加固(提高裂隙面刚度与抗剪强度)联合两帮 4 根优化锚索(间排距 1.2 m×2.0 m,第一/第四排 15°倾斜锚固)为最优方案,较常规支护提升 20%控制效果.现场应用后,巷道两帮移近量降低 50%(峰值从 800 mm降至 400 mm),顶底板移近量降低 40%(峰值从 520 mm降至312 mm),巷道的稳定性显著提升.

摘要：综放开采条件下导水裂隙带高度发育规律的计算对于煤矿顶板水害防治至关重要.随着大采高放顶煤技术的推广应用,现有经验公式在厚及特厚煤层导水裂隙带高度预测方面存在局限.为此,基于国内 185 组厚及特厚煤层的导水裂隙带高度实测数据,依据覆岩岩性将数据划分为坚硬、中硬、软弱3 类.采用类指南法、一元一次回归、一元二次回归及DoseResp函数4 种数学模型进行拟合分析,并利用拟合优度(R2)评估模型可靠性.结果表明:在坚硬覆岩条件下,模型拟合优度排序为DoseResp模型>一元二次模型=一元一次模型>类指南模型;在中硬和软弱覆岩条件下,拟合优度排序均为DoseResp模型>一元二次模型>一元一次模型>类指南模型.进一步采用平均百分比误差(MAPE)法将新拟合公式与《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采指南》(以下简称《指南》)公式进行可靠性对比.对于坚硬覆岩,4 种新公式的预测精度均高于《指南》公式;对于中硬覆岩,4 种新公式精度亦优于《指南》公式,其中DoseResp模型表现最佳;对于软弱覆岩,类指南公式与DoseResp模型精度优于《指南》公式.工程应用验证表明,DoseResp函数模型对不同覆岩类型(坚硬、中硬、软弱)的厚及特厚煤层导水裂隙带高度预测具有良好的适用性,类指南模型次之,二者预测效果均显著优于《指南》公式.

摘要：控制自燃潜伏期的氧化速率对煤炭自燃的高效抑制具有重要作用.为了抑制煤炭自燃的发生以及满足阻化材料环保特性的要求,进行了复合型环保阻化剂对煤炭自燃的常温阻化实验和低温阻化实验.首先通过常温氧化实验和低温氧化实验对比分析常用卤盐阻化剂和新型复合环保阻化剂的气体产物变化情况和耗氧量,然后利用傅里叶变换红外光谱和电子顺磁共振波谱分析了新型复合环保阻化剂处理前后煤样的含氧官能团以及自由基含量变化.结果表明:常温氧化阶段,经过新型复合环保阻化剂处理的煤样,其CO和CO2 累计产生量降幅更显著;低温氧化阶段,相较于常用卤盐阻化剂,新型复合环保阻化剂会显著降低煤样的CO和CO2 生成量,且耗氧量最低.通过微观测试结果可以发现,经过新型复合环保阻化剂处理后煤样的含氧官能团和烷基的含量会显著下降;此外,新型复合环保阻化剂处理后煤样中的自由基浓度也会发生明显降低.结合宏观实验与微观测试结果可以得出:新型复合环保阻化剂对于煤炭自燃的抑制效果明显优于常用卤盐阻化剂,能够有效减少煤氧化时气体产物生成量和耗氧量,同时能够有效降低煤中活性基团在常温及升温条件下的氧化活性,揭示了其替代卤盐阻化剂在预防煤炭自燃方面的潜在效能.

摘要：煤矿井下复杂巷道环境中,传统集中式车辆调度系统因依赖独立集中控制器,存在部署成本高、响应延迟大的固有问题;同时,现有定位技术难以实现车辆跨基站连续追踪,对超速行驶及闯红灯等违章行为缺乏实时监管能力.为此,构建了基于联合调度单元的分布式智能交通控制系统,设计了主基站(集成智能调度算法)与多从基站协同架构,主基站通过TCP/IP协议主动轮询从基站的超宽带(Ultra Wide Band,UWB)车辆定位数据,结合动态可配置的锁定与解锁距离范围动态生成信号灯控制指令,实现了无集中控制器的分布式决策;支持直线路段"主-从双基站"、三岔路口"主-双从基站"、十字路口"主-三从基站"的模块化部署,并通过单基站复用参与双联合调度单元的架构显著降低了硬件建设成本;开发了基于最大测距距离交叉覆盖的无缝漫游定位机制,车辆卡同步扫描邻近基站,当连续 3 次进入新基站测距范围时触发定位基站切换,彻底消除了传统方案 10 s以上的轨迹真空期;建立了违章识别模型,利用UWB测距位移差分实时计算车速,结合信号灯状态机动态检测闯红灯行为.山西大通煤矿的现场试验验证表明:信号灯控制正确率超过 99.3%,超速检出率不低于 98.2%,闯红灯识别准确率达到 99.1%,多基站场景下定位切换时间稳定在 2 s以内,充分验证了该系统在调度控制准确性、安全监管完备性、定位连续性方面的优异性能.