基于DBN和BES-LSSVM的矿用压风机异常状态识别方法

针对矿用压风机这类分布式系统的异常类别复杂、识别精度低等问题,提出了一种基于深度置信网络(DBN)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的异常状态识别方法。首先,分析压风机组成系统及其运行机理,确定常见的异常状态类型;其次,采用DBN无监督学习方式充分挖掘监测数据中异常特征并快速提取;然后,利用秃鹰搜索算法(BES)优化LSSVM的超参数,构建最优的BES-LSSVM分类模型;最后,将DBN提取的异常特征作为BES-LSSVM模型的输入,对矿用压风机异常状态进行识别。试验验证与对比分析结果表明,相较于GA,PSO,GWO算法,BES算法的求解精度和收敛速度均有所提高,同时DBN-BES-LSSVM模型在测试集上平均识别精度达到94.65%,较PCA-LSSVM模型、DBN模型和DBN-LSSVM模型的识别精度分别提高了10.53%,5.84%和3.76%,验证了DBN-BES-LSSVM模型在矿用压风机异常特征提取以及特征识别方面的优越性。

矿用对旋主通风机周向槽机匣处理扩稳机理研究

为了提高对旋风机的稳定裕度,采用数值模拟方法,将周向单槽机匣处理技术应用于FBCDZ-No20型对旋风机的扩稳,探究了周向槽的轴向位置对风机气动性能和扩稳能力的影响。研究表明:对前级叶轮进行周向单槽机匣处理,可以提高对旋风机的稳定裕度,且周向单槽的轴向位置对风机的气动性能和扩稳能力均具有影响;当周向单槽位于前级叶片的前缘和25%叶顶轴向弦长时,风机可以获得可观的稳定裕度提高量,但峰值效率损失较大;当周向单槽分别位于50%、75%的叶顶轴向弦长和尾缘时,扩稳效果逐渐减弱,相应的效率损失也逐渐减小。周向槽是通过抽吸叶片压力面前缘的低能流体,并将其沿周向输运至叶片吸力面的前缘喷出,从而增大了前级叶轮进口相对气流角及叶顶泄漏流的轴向动量,改变了叶顶泄漏流的轨迹,抑制了前缘溢流与尾缘处的边界层分离,进而减轻叶片通道内的流动堵塞,推迟了失速的发生而实现扩稳。采用前级周向单槽机匣处理并未改变对旋风机的最先失速级和失速起始类型。

矿用对旋风机旋转失速信号特征识别与提取

针对旋风机旋转失速信号特征的识别与提取,提出了一种参数优化的变分模态分解(VMD)方法。首先,为了消除人为选择VMD参数的影响,提出一种以平均包络熵为目标函数的蛙跳优化算法,对VMD算法的模态个数K和惩罚因子α进行优化选取,实现了参数K和α的合理自动选取;然后,通过模拟信号验证了参数优化后的VMD方法的有效性;最后,利用参数优化的VMD方法对风机失速信号进行处理和分析,研究风机失速的频谱特性,并与经验模态分解(EMD)结果进行对比分析。研究结果表明:与EMD方法相比,参数优化的VMD方法在处理模态混叠方面更具有优势,其处理效果明显优于EMD,分解得到的IMF分量个数也少于EMD,易区分特征频率;另外,以优化获取的参数组合处理风机的失速信号时,能够很好地揭示失速特征频率在失速发展过程中的变化规律,对应于频率分量的波动,从大尺度的频率波动转变为小尺度的频率波动。

多绳摩擦提升机多连杆锁绳装置的设计与优化

针对现有锁绳装置锁绳低效、松绳困难、锁绳力不足等问题,设计出一种能够实现在各种载荷工况(尤其重载)下安全、高效地进行锁绳作业的提升钢丝绳锁紧装置(简称锁紧装置)。使用SolidWorks对锁绳装置进行三维建模,采用ANSYS对锁绳装置进行有限元分析;然后对锁绳装置关键部位第一连杆进行优化设计,采用中间复合材料设计方法获得初始优化数据组,并且使用Kriging模型建立响应面模型;最后采用多目标遗传算法进行优化。优化结果显示:第一连杆变形量减小17.46%,最大等效应力减小16.18%,显著提高了锁绳装置的综合性能,为矿井的安全、高效生产提供了保障。

矿山机电设备故障诊断技术与管理措施探讨

本文深入探讨了矿山机电设备故障诊断技术及其管理措施的加强,旨在通过先进的诊断技术和有效的管理策略,提升设备的运行效率和安全性。首先,介绍了故障诊断技术的基本框架,包括数据采集、处理与分析,以及预测模型的构建;然后,详细探讨了实用技术如专家系统、故障记录分析和神经网络等在实际应用中的优势与局限性;最后,本文强调了建立完善的管理体系、强化设备监管以及提升安全意识与培训的重要性。通过对比分析改进前后的设备故障率、维护成本和运行效率,本文展示了加强故障诊断技术和管理措施的显著效果,为矿山机电设备的高效可靠运行提供了有力支持。

对旋轴流通风机叶轮内不可逆能量损失机理

随着节能降耗成为当今世界的迫切需要,提高通风机能量转换效率越来越受到重视,已成为通风领域内关键问题。掌握叶轮内不可逆能量损失演化机制是实现能量高效转化的前提与基础,但目前尚缺乏针对叶轮内不可逆能量损失机理方面的研究。为此,以对旋轴流通风机为研究对象,采用数值模拟和实验方法获得了不同流量工况下通风机内部流场。基于熵产理论,建立了通风机叶轮内不可逆能量损失理论模型,明确了叶轮内不可逆能量损失与空间流场参数的内在关系,实现了叶轮内不同类型能量损失的定量分析,结合叶轮内流动特征,明确了能量损失空间演化规律和产生原因。研究结果表明,熵产方法计算叶轮内不可逆能量损失是可靠的,直接黏性耗散损失和壁面摩擦损失是能量损失的重要组成部分,而湍流耗散则是引起能量损失的主要原因,达到总能量损失的60%~80%;对于前级叶轮,湍流耗散引起的能量损失在1.0Q_(BEP)流量工况(Q_(BEP)为最优工况流量)达到最小,而后级叶轮能量损失随流量的降低而增大。能量损失主要集中在Span=0.6~1.0(Span为叶展方向轮毂至机壳的无量纲距离)区域,在1.0Q_(BEP)工况达到总能量损失的70%;叶顶间隙泄漏流和叶片前缘溢流引起的螺旋旋涡、叶轮内回流、叶片压力面和吸力面流动分离以及叶片后缘尾迹都将导致能量损失产生,其中流动分离和尾迹引起的高能量损失区域较小,能量损失相对有限,而旋涡和回流显著影响叶轮内流体流动,最终导致叶顶附近区域出现大量能量损失。

层级式机械装备健康指数模型及管理系统构建

大型机械高端装备智能化是国民经济快速发展和国家安全稳定的重要保障。为解决零件、部件和装备健康指数量化问题,结合零件特征参数和集群装备大数据,使用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和互相关系数均值方法构建了零件健康指数量化模型,采用模糊C均值聚类和欧几里得范数(L2范数)融合优化了健康指数。以零部件自身权重为依据,提出了健康指数传递模型,解决了部件和装备健康指数量化问题。针对数据库和健康管理系统实现问题,以矿井提升机为例,构建了基于工业互联网的层级式闭环系统,能够实现数据采集、边缘协同、状态监测、故障诊断、量化评估和维修决策等方面的一体化集成。通过在洛阳中信重工示范应用,为大型机械高端装备健康、稳定、智能运行奠定了基础。

同安煤矿井下综合管网升级优化安装施工方案

对同安煤矿4^(#)煤层井下旧的管网进行升级优化,设计了矿井排水、供风、供水、注氮、灌浆、消防洒水、静水等管网系统,设计了管件运输、管路支架及阀门安装、通水试验等方案。总计使用管路长度为54750 m,总重量约1174 t。方案合理、经济、实用、安全,安装工作强度降低,系统未影响其他生产系统正常运行;管网改造耗时短,减少了经济方面的支出;改造后的管网管路故障减少,安全风险降低,整体安全效果显著。

煤矿企业大型固定设备管理工作的探讨

煤矿大型固定设备是煤矿生产中的重要组成部分,对于保障煤矿的安全生产和提高生产效率具有重要的作用。煤矿大型固定设备主要包括主提升系统、主要通风机系统、主排水系统、主煤流运输系统、压风系统、供电系统、主要供热降温系统和瓦斯抽采泵站等机电设备。本文主要从大型固定设备选型与使用、日常维护与计划检修、专业管理和技术管理以及智能化管理,对大型固定设备设计、论证、安装调试、维保工作,做到设备全过程管理。

矿井泵房智能监控系统软件平台需求与设计分析

文章针对矿井泵房安全管理需求,提出一种智能监控系统软件平台的设计方案。该系统通过视频图像处理和深度学习算法实现泵房安全监控,具有重要的应用前景和实用价值。

矿山机电设备远程控制技术分析

随着我国社会经济的迅速发展,社会生产对矿产能源的需求不断扩大,采矿领域随之进步迅速,呈现出较为良好的蓬勃发展态势。同时,为满足经济发展和工业生产需求,矿山采矿技术亟待紧跟时代发展步伐,推陈出新,采用先进技术提高生产效率。将远程控制技术应用于矿山机电设备,不但能够大大提升设备工作效率,而且可结合诸如地理信息系统和物联网等新兴信息技术,有助于矿产开采量的迅速提升。对此,本文对矿山机电设备远程控制技术进行了简要探讨,希望可对读者有所启示。

煤矿综采装备智能化技术研究现状

综采装备是煤矿生产的核心工具,其性能和安全性直接关系到煤矿生产效率与从业人员的安全。因此,从煤矿综采装备的定义、分类与应用中存在的问题出发,分析将智能化技术融入煤矿综采装备的意义,在此基础上分析智能化技术在煤矿综采装备中的具体应用。

基于迁移学习的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断方法

矿用主扇风机滚动轴承的状态监测与故障诊断研究对煤矿生产安全具有重要意义。现有的滚动轴承故障诊断方法在实际工况中进行直接应用时存在训练不足、故障诊断准确率不足的问题,且矿用主扇风机滚动轴承长期处于正常运行状态,正常样本的数量远多于故障样本,即存在样本不平衡问题。因此,提出一种基于迁移学习的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断方法(TLCNN+加权交叉熵损失)。该方法将常规滚动轴承数据作为源域数据,将矿用主扇风机滚动轴承数据作为目标域数据。首先利用对称极坐标(SDP)方法将振动信号转换为SDP图像;然后利用充足的源域图像样本对常规滚动轴承故障诊断模型进行训练,训练完成后将诊断模型的参数迁移至矿用主扇风机滚动轴承故障诊断模型中;其次迁移过程中对低层网络进行锁定并通过目标域图像样本对模型的高层网络进行微调,便可得到参数权重优化后的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断模型。最后,为了解决样本不平衡问题,在模型中添加了加权交叉熵损失函数进行训练,使诊断模型对作为少数类的故障样本赋予更高的权重并在诊断过程中更加关注故障样本,从而提高诊断准确率。为了验证提出方法的有效性,通过常规滚动轴承故障试验台与实际工况中的矿用主扇风机滚动轴承数据进行了试验验证。结果表明所提方法可以对矿用主扇风机滚动轴承的运行状态进行准确识别分类,准确率达99.28%。

井下大型排水泵站电动机外部水冷却系统设计

井下大型排水泵站装机容量大,设备发热量大,散热条件差,为防止泵站内空气温度超限,水泵机组配套水冷电动机,采用外部水冷却系统对电动机进行降温,将电动机工作过程中产生的热量排出至泵站外。文章以雅店煤矿实际工程为例,通过计算冷却系统所需换热能力、冷却水量,提出开式直排和二次换热两种方案,并经技术经济方案对比,确定采用二次换热冷却系统方案。依据确定的技术方案和设计原则,笔者对冷却系统换热、加压、过滤、循环、定压补水、控制等设备进行计算选型。

膨胀土硬质地层振动载荷沉桩的挤土效应

为研究膨胀土硬质地层振动载荷沉桩的挤土效应,基于膨胀土剪切膨胀、遇水软化的力学特性,提出“水冲法”辅助沉桩关键技术,通过现场试验和有限元模拟,得到H型、O型钢板桩沉桩时桩周土体深层水平位移、深层土压力的变化规律。研究表明:桩周土体的深层水平位移、深层土压力均与土层性质、土层深度密切相关,膨胀土的剪胀作用能够显著增强沉桩的挤土效应。与未采取辅助措施相比,采取“水冲法”辅助措施后,桩周土体的深层水平位移、深层土压力的最大值均可减小50%以上。“水冲法”辅助措施可显著削弱沉桩对周边环境的不利影响,为组合钢板桩支护技术的设计与施工提供重要的技术支撑。

煤矿智能排水控制系统优化及应用

煤矿智能排水控制系统在原先控制系统的基础上,借助PLC自动控制,进行水质数据的实时采集,实现排水系统的削峰填谷功能,智能调配水泵的启停,确保水泵的轮换调度,有效平衡各水泵的使用时长。这不仅显著提高了水泵的使用效率,降低了生产成本,还有助于延长水泵的使用寿命,减少因故障导致的停机时间,从而大幅提升整体的排水能力。

基于PLC的空压机组智能联控监测技术改造

空压机作为工矿企业的重要设备,能为生产过程提供动力源,其正常运行对生产至关重要。为解决空压机故障导致的供气不足问题,降低现场巡检人员的劳动强度,以及优化空压机的频繁加卸载操作,本文设计了一套PLC控制柜,实现了对空压机组的联动控制和远程监控技术改造。改造后的现场应用结果表明,该方案能够精确监测空压机的运行参数,大幅降低人工巡检次数,有效实现稳压供风与保压启停等功能,对于提高工厂的整体自动化和智能化水平具有深远意义。

基于U-Net算法的刀片更换机器人定位方法研究

为了解决智能更换刀片机器人视觉辅助系统的定位问题,本文提出了基于U-Net和形态学边缘检测算法的定位方法。首先,对U-Net网络中激活函数和损失函数进行改进,并应用改进U-Net算法进行刀片ROI粗提取,其次对基于Laplacian算子的边缘检测方法进行改进,应用改进的万向边缘检测算法对图像进行精确定位。对提出的基于U-Net和形态学边缘检测算法的定位方法进行仿真实验,结果表明,该方法能够有效提高定位准确率,从而证明算法的有效性和时效性。

煤矿对旋轴流通风机的振动响应特性分析

为进一步探究煤矿对旋轴流通风机设备可能的优化路径,从振动响应分析的角度着手,对煤矿轴流通风机流场进行仿真分析,通过分析压力-时间变化情况,探究不同轴向间隙和径向间隙对煤矿对旋轴流通风机的振动响应特征。并根据分析结果,确定了较为合理的轴向间隙与径向间隙取值范围,以期为后续的对旋轴流通风机优化设计提供更多参考借鉴。

煤矿空压机安全运行维护应用技术探讨

聚焦于煤矿空压机的安全运行维护技术应用,致力于提高煤矿工业的效率和安全性。首先介绍了空压机的工作原理和在煤矿中的广泛应用,然后关注煤矿空压机的安全运行,包括员工培训、安全操作程序和事故案例分析,强调了安全管理的重要性。然后详细讨论了空压机的维护与保养,包括维护计划、维护程序和故障诊断与修复。还提到性能监测和优化,以提高空压机的效率并减少能耗,介绍了多种节能技术,旨在为煤矿业界提供关于空压机安全运行维护的全面信息,提高效率和安全性,推动可持续发展。