基于改进YOLOv8的煤矿输送带异物检测

现有基于深度学习的输送带异物检测模型较大,难以在边缘设备部署,且对不同尺寸异物和小目标异物存在错检、漏检情况。针对上述问题,提出一种基于改进YOLOv8的煤矿输送带异物检测方法。采用深度可分离卷积、压缩和激励(SE)网络将YOLOv8主干网络中C2f模块的Bottleneck重新构建为DSBlock,在保持模型轻量化的同时提升检测性能;为增强对不同尺寸目标物体信息的获取能力,引入高效通道注意力(ECA)机制,并对ECA的输入层进行自适应平均池化和自适应最大池化操作,得到跨通道交互MECA模块,以增强模块的全局视觉信息,进一步提升异物识别精度;将YOLOv8的3个检测头修改为4个轻量化小目标检测头,以增强对小目标的敏感性,有效降低小目标异物的漏检率和错检率。实验结果表明:改进YOLOv8的精确度达91.69%,mAP@50达92.27%,较YOLOv8分别提升了3.09%和4.07%;改进YOLOv8的检测速度达73.92帧/s,可充分满足煤矿输送带异物实时检测的需求;改进YOLOv8的精确度、mAP@50、参数量、权重大小和每秒浮点运算数均优于SSD,Faster-RCNN,YOLOv5,YOLOv7-tiny等主流目标检测算法。

矿井带式输送机液压拉紧Fuzzy-PID控制技术研究

针对矿井传统带式输送机拉紧系统响应速度慢、调节能力差、拉紧控制时变性和非线性等问题,提出了一种矿井带式输送机液压拉紧系统Fuzzy-PID控制(基于模糊算法的PID控制)方法。首先,根据液压拉紧装置建立数学模型,其次通过Matlab内置的Simulink仿真库分别对Fuzzy-PID控制器和PID控制器的液压拉紧系统进行仿真,得出输送带拉紧张力启动响应阶段和张力突变的调节响应图,并做出对比分析。最后,通过试验测试来验证算法模型的有效性。仿真结果表明:矿井带式输送机液压拉紧Fuzzy-PID控制系统不仅在启动阶段还有张力突变过程中都具有更好的稳态性能、更快的响应速度。在拉紧装置启动响应阶段的张力超调量降低了13.5%、到达期望值的时间缩短了0.5 s。在拉紧装置张力突变即模拟拉紧和松带阶段,当张力增加时,Fuzzy-PID控制器的调节速度缩短了0.4 s,超调量下降了4%。当张力减少时,Fuzzy-PID控制器的调节速度缩短了0.3 s,超调量降低了2%。试验结果表明:采用Fuzzy-PID控制的效果更佳优异稳定,且损耗更小。对比于PID控制,Fuzzy-PID控制效果更为良好,平均时间缩短31%且总体趋于稳定。对于矿井带式输送机这种连续运输作业的设备,Fuzzy-PID控制技术为矿井带式输送带平稳运行提供了一定保障,不仅减少了电能浪费,也降低了维护保养带式输送机的保养成本。

基于改进YOLOv8n的煤矿带式输送异物检测研究

在煤矿带式输送物料过程中,异物的出现可能会引发输送带撕裂或堵塞等安全风险。针对输送带输送物料中异物多样、人工巡检效率低、硬件限制等问题,提出一种基于改进YOLOv8n的轻量化煤矿带式输送异物检测算法:采用GhostNetV2网络对原CSPDarkNet53主干网络进行轻量化改进,以减少模型的参数和计算量;整合全局平均池化和全局最大池化思想优化SPPF模块,关注煤矿恶劣环境影响下图像的底层信息;设计了headC2f_CA模块,融入通道注意力机制,以便能够更有效地捕捉不同尺度和位置的异物特征,强化特征信息表达;引入DIoU损失函数,精确反映锚框与预测框之间的相似度,提升模型检测精度。实验结果表明,改进后的模型平均精度均值达88.3%,相比于基线模型YOLOv8n,提升了0.8%,参数量减少了18.51%,计算量减小了20.73%,模型大小缩减了15.87%。该模型有效缓解了边缘设备的硬件限制,同时保障了煤矿安全监测的准确性。

带式输送机智能变频系统应用分析

随着煤矿采掘范围及产能的不断增加,带式输送机铺设距离、装机功率及能耗等均不断增大,是现阶段煤矿井下主要能耗设备。为提高带式输送机使用效率并降低能耗水平,在对带式输送机变频控制分析的基础上,提出了基于煤流监测的带式输送机智能变频系统。对智能变频系统架构、煤流监测及智能调速流程等进行分析,并提出综合煤流量、功率的智能调速策略。经现场应用后,构建的智能变频系统运行平稳,在降低带式输送机能耗及磨损方面效果显著。

采面刮板输送机与采煤机协同控制技术研究

通过实时监测采煤机牵引速度、负载及刮板输送机负载等实现刮板输送机与采煤机协同控制,具体采煤机牵引速度快时且刮板输送机负载呈增加趋势时适当增大刮板输送机运行速度,反之则适当降低运行速度。对协同控制使用的硬件设备结构及控制方式等进行分析。现场应用后,刮板输送机运行速度可随采煤机牵引速度改变而改变,在一定程度提高了刮板输送机运行效率。

矿井带式输送机节能优化与智能控制系统研究

为了解决大载荷、大运距带式输送机在运行过程中效率较低的问题,本文深入剖析了带式输送机的控制系统。通过系统研究带式输送机运量与带速之间的函数关系,本文明确了提升带式输送机效率的有效策略。同时,针对变频器设计提出了明确的要求和方法,从而实现了带式输送机的自动调速功能。这一改进不仅显著提升了带式输送机的运行效率,还有力地推动了矿井经济效益的提升,为矿业发展作出了积极贡献。

下运带式输送机盘式制动器液压系统设计及研究

基于下运带式输送机的制动要求,结合使用工况,设计基于电液比例溢流阀的盘式制动器液压系统,对液压系统最大工作压力、最大工作流量等关键参数进行计算,对电液比例溢流阀、蓄能器等关键元件进行选型,设计合理可靠的盘式制动系统液压站;结合液压系统的工作原理,对不同工况下制动系统的动作指令进行详细的设计和阐述;利用AMESim搭建基于电液比例溢流阀的盘式制动器液压系统,探究系统的动态响应特性。结果表明:设计的盘式制动器液压系统具有较好的启动特性,能够很好地满足下运带式输送机的使用要求。

关于煤矿刮板输送机驱动链轮的优化设计研究

利用SolidWorks和ANSYS Workbench软件,根据SGB420/17型刮板输送机驱动链轮的实际结构尺寸,建立有限元模型并进行受力分析。结果发现,驱动链轮链窝部位出现了应力和应变集中现象,最大接触应力和最大应变分别为168.89 MPa和0.00114。以驱动链轮链窝区域的最大接触应力为优化目标,以链窝区域的4个主要结构尺寸为优化对象开展优化改进工作。优化后的链轮其最大接触应力和应变分别降低13.14%和6.14%,达到了预期效果。通过3个月时间的现场测试发现使用寿命可以提升10%左右。

煤矿皮带机智能调速系统及其节能分析

煤矿皮带机在运行时,会因工作面出煤量的变化,出现轻载甚至空载的情况,这会造成电能浪费。为此根据煤矿生产实际,设计了煤矿皮带机智能调速系统。该系统通过视觉煤流检测获得实时煤流体积数据,通过智能工控系统实时调整皮带机转速达到减小皮带磨损和节省电能的效果。通过对系统改造前后电气节能的分析,可知该煤矿皮带机智能调速系统能够显著降低电能消耗,达到节能降耗效果。

矿用强力皮带机自动控制系统设计与实践

目前,我国煤炭行业正处于发展期间。可以针对煤炭开采过程中的机械设备及技术手段展开分析,积极融入信息化技术手段,提高开采工具和设备的自动化与智能化,以此提升煤矿开采效率,促进煤矿稳定发展。

刍议煤矿机电皮带运输故障解决策略

在我国煤炭行业现代化建设和发展中,皮带运输机作为一项重要的机电设备,应用于煤炭生产活动中,提高了煤炭企业的生产效率,节约了大量的人力资源成本。在皮带运输过程中发生故障问题的风险较高、表现形式也较多,有必要针对煤矿机电皮带运输的故障进行分析,提出故障处理策略和煤矿机电皮带运输的安全管理方法。

基于激光测量的输送机低能耗运行控制系统的研究

针对李楼煤矿带式输送机运输系统在运行过程中主要采用的是额定最大速度运行模式,无法根据输送带上的煤量情况实时调整带速,实际运行时存在输送带满载率时高时低不稳定,带式输送机的运行成本相对较高的问题,从提高效率、降低能耗、减少磨损、提高使用寿命出发,提出了基于激光测量的煤量精确识别系统及变频调速系统改造方案,利用激光分割技术和激光条纹中心提取算法实现了对输送带上煤量的精确识别;利用变频调速和闭环反馈控制技术实现了带式输送机在运行过程中根据煤量自动调节带速。实际应用表明,改造后煤量识别系统对煤量的识别偏差为±1.1%,同等条件下将输送带的运行速度降低了24.8%,提高了带式输送机输送效率和运行的经济性。

带式输送机高压柜双重保护系统的开发应用

带式输送机流程在启动过程中经常出现异常启动和无法分闸现象,严重影响使用安全。研制紧急分闸装置,通过并联回路设计,形成分闸双保险,为带式输送机流程作业提速提供了有效的安全保障。

基于Modbus-RTU的皮带机数据采集系统开发及应用

针对传统皮带机数据采集系统存在的电缆敷设量大、改造过程复杂、占用可编程逻辑控制器(PLC)点位多、经济性不高,以及大量电缆导致设备电气控制回路复杂、故障点众多等问题,文章提出了一种基于Modbus-RTU协议的皮带机数据采集系统。该系统深度融合了电气自动化控制技术,实现了对皮带机关键安全与生产监控参数的全面采集,包括拉绳开关状态、跑偏开关状态、温度振动检测数据、速度监测值、堵料检测信号及撕裂检测装置信息等。实验与应用结果显示,该系统不仅结构设计紧凑,大幅减少了电缆敷设量,简化了施工流程与调试步骤,还具备友好的用户界面,便于日常监控与维护。

带式输送机传动机构故障定位系统的设计

针对带式输送机运行过程中的故障难以定位,效率低和实时性、兼容性等问题,在CANopen协议的基础上对带式输送机的传动机构故障定位进行系统设计。首先对系统的系统电路、电源电路、通信电路等进行设计;然后对系统软件进行设计,设计程序流程图,在此基础上编写软件设计程序;通过基于集合经验模态分解(EEMD)和快速FastICA算法对胶带机故障诊断的噪声进行降噪处理。对带式输送机轴承的振动信号进行故障诊断,在60组测试样本中,有3组样本发生了识别错误的情况,预测精度达到了95%。说明故障诊断方法可有效的从信号中提取故障特征信息,能够利用故障特征信息对故障进行精确的分类。对设计的故障定位系统进行功能测试,测试结果显示系统具有稳定的可靠性和即时性,可在胶带机运行过程中对出现的故障进行快速定位。

基于冲击脉冲传感器的矿用胶带机故障监测预警系统设计

针对传统胶带机轴承故障检测存在成本高、效率低和错误率高等缺点,构建了一种基于冲击脉冲传感器的矿用胶带机故障检测模型。首先通过对冲击脉冲传感器在故障检测中的优化,然后将冲击脉冲传感器应用到胶带机轴承故障的监测中,最后利用数据集和训练集对模型方法的性能进行验证,且在大柳塔煤矿中进行实际应用。结果表明:(1)模型方法的振幅频率比长短期记忆网络(LSTM)、空卷积神经网络(TCN)的的收敛速度更快,当迭代次数为100时,结果趋于稳定。这说明模型方法在监测过程中具有更好的稳定性。(2)模型方法的预测结果曲线与真实曲线退化趋势一致,振幅与真实值差距不大。这说明模型方法的预测振幅更高,效果更好。实际应用结果表明:驱动滚筒轴承监测点位冲击脉冲频谱中有清晰的内环故障征兆,并且伴随着相关的边带,而振动频谱无相关征兆,使用冲击脉冲幅值确认为早期故障。

无线式拉绳纵撕保护装置设计与工艺研究

针对煤矿带式输送机拉绳纵撕保护装置在使用过程中存在拉绳纵撕接线困难、传感器容易损坏、线路容易受潮导致绝缘下降等问题,设计了一种无线式拉绳纵撕保护装置,介绍了该装置的设计思路、系统组成以及工作原理,详细阐述了该装置的设计工艺。该装置具有动作灵敏、无误动作、节约成本、安装方便等优点,能够有效提高煤矿带式输送机的运行可靠性,降低了设备故障率。

基于PLC的煤炭胶带机智能振打系统设计实现

振打电机的应用可解决胶带机漏斗堵煤问题,从而有效避免造成生产中断、设备损坏等严重后果。针对煤炭胶带机振打电机在实际应用中因启动滞后而导致防堵煤效果不佳的问题,经现场实际分析其主要原因包括振打电机控制方式单一、自动化程度不足、预警机制效果欠佳以及人为影响因素过大等,由此提出1种基于PLC控制系统的煤炭胶带机设备改造方案,通过线路改造和优化编程设计,将原振打电机改造升级为基于PLC的智能振打系统,增加远程控制、大料流预警机制以及煤种黏度预设等功能,实现运行全过程的自动化控制。经改造后的智能振打系统性能可靠、自动化与智能化程度高,投入实际使用后,胶带机堵煤风险得到有效预防和控制,提升了振打电机的运行效率和稳定性,同时减轻人力劳动负担,降低维修、维护成本,为煤炭作业提供重要保障。

火力发电厂输煤皮带机顺煤流启动节能技术研究

为改进火力发电厂输煤皮带机的启动节能技术,缩短空载时间并提高节能效率,本次提出火力发电厂输煤皮带机顺煤流启动节能技术研究。根据皮带机顺煤流启动特性对节能总体设计,采用激光扫描仪测量皮带机运量和变频技术对皮带机顺煤流带速调节,最后限制皮带机顺煤流启动加速度。经实验证明:应用设计技术,皮带机顺煤流启动空载时间得到了有效缩短,节能效率得到有效提升。

矿井带式输送机变频调速技术的研究与应用

在探索矿井带式输送机效率提升的征途中,变频调速技术显露头角,承担着革命性的进步。深入挖掘了这一技术背后的原理、实施方法及其对传统启动机制的颠覆性改进。通过精心设计的实验和细致的数据分析,揭示了采用变频调速技术后,矿井输送系统在能效、可靠性及运维成本方面的显著优势。研究成果不仅证实了变频调速在降低输送带强度要求、实现平滑启动及电机功率平衡等方面的有效性,还开辟了节能减排和提高生产效率的新途径。此外,通过引入主控一体化与数字化管理技术,为矿业输送系统的未来发展奠定了坚实基础。该研究的成果突破了传统观念的束缚,为矿业带式输送机技术的进步开辟了新纪元,证明了在面对复杂挑战时,创新技术的应用能够带来根本性变革。