铁路隧道TBM施工物料运输方式对比分析

为便于选择TBM施工物料运输方式,以铁路隧道为工程背景,首先,简要总结有轨运输和无轨运输2种运输方式的特点及其工程应用情况;然后,根据施工实践拟定典型工况,研究典型工况下的运输方案及设备配置,并从设备配置和工期2个方面对有轨运输和无轨运输进行详细对比分析。研究结果表明:1)有轨运输和无轨运输在铁路隧道TBM施工中技术上都是可行的,总工期无明显差异。2)我国配合TBM施工的内燃机车质量明显不高且突破难度较大,应努力提升电动机车的工程适应性、可靠性、耐久性以及人性化设计;同时,需要规范有轨运输设备配置要求、轨道铺设和维护质量,以提升有轨运输的效率。3)需要研究适合TBM施工工况且成本低、通用性好的无轨运输设备。

无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的应用研究

无轨胶轮车具有灵活、机动、快速、安全、高效等特点,运用无轨胶轮车辅助运输方式可解决传统煤矿的辅助运输方式抑制大幅度提高生产能力的瓶颈问题。介绍了无轨胶轮车辅助运输的特点、各型号胶轮车的适用条件以及工程应用效果,为无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的普及应用提供了参考。

基于路权优先的井下无轨运输车辆调度研究

制定有效的井下无轨运输车辆调度策略,是提高地下矿山生产效率和保障生产安全的重要手段。针对地下矿山无轨运输路况复杂、车辆避让困难等特点,分析了井下巷道结构对运输能力产生的影响。在获取井下车辆实时位置与载重信息的基础上,确定了井下无轨运输车辆在不同线路结构下的路权优先原则;以总运输功最小和车辆等待时间最短为目标,构建了基于GA算法和逻辑关系的井下无轨运输车辆调度目标优化模型。采用某矿山井下无轨车辆的实际运行数据,对建立的目标优化模型进行了求解。结果表明:①建立的路权优先原则能够有效降低车辆在非错车段相遇和由此引发安全事故发生的概率,提高了车辆运行效率;②以案例矿山实际运行数据为基本参数,采用GA算法对所建立的总运输功目标函数进行求解,获得了总运输量为4730 t/d时,最小总运输功为2399.21 t·km的最佳路径方案;③在当日运输功最小的基础上,通过逻辑关系对不同出矿方案的车辆等待时间进行求解,得到了不同方案下的车辆具体运输路线及运行时刻,为矿山生产调度提供了最佳车辆调度方案,有利于降低运输成本和提高车辆运行效率。

煤矿无轨运输机器人多智能体控制系统关键技术研究

为了解决煤矿下井无轨辅助运输效率低、柴油机尾气污染较大、智能化、信息化水平较低等问题,提出了以锂离子电池为动力源的煤矿井下无轨运输机器人的设计方案。无轨运输机器人具备零排放、环境感知、多信息融合、自主路径规划、自导航、自主行走等功能,以及煤矿井下特定区域的物料自主转运功能。给出了无轨运输机器人的技术架构;详细介绍了无轨运输机器人的底盘结构与底盘电气系统设计、逻辑控制过程和无轨运输机器人无线通信与自主定位设计方案;介绍了环境感知与路径规划的方案设计。

矿山辅运电动车辆加速踏板集成再生制动控制策略

煤矿斜井无轨辅助运输车辆在长距离下坡工况中存在大量的制动能量可供回收,受限于脚踏阀-本安电位计复合型制动踏板的并行结构,传统防爆型电动车辆多采用的机械-再生并行制动控制策略对制动能量的回收程度有限。为此,针对矿山无轨辅助运输电动车辆,提出了一种集成至加速踏板中的再生制动控制策略,以进一步提高再生制动能量回收率,有效增加矿井无轨辅助运输电动车辆的续航能力。基于车辆制动动力学和能量守恒定律,对再生制动过程进行了理论建模。结合辅运电动车辆驱动系统及加速踏板结构特征,建立了加速踏板集成型再生制动控制策略模型,并对车辆加速、滑行及制动过程中控制策略的工作原理依次进行了分析。根据国内某斜井煤矿辅运大巷人车转场运输作业载荷特征,制定了包含车速、坡道2因素在内的循环测试工况,以此为输入条件在Matlab/Simulink数值计算平台上对加速踏板集成型再生制动与制动踏板液压-再生并行制动2种控制策略进行了仿真对比分析,并在双滚筒转鼓式底盘测功机上对加速踏板集成型再生制动控制策略的仿真计算结果进行了实验验证。实验结果表明,加速踏板集成再生制动控制模型总电耗比原系统减少21.06%,等效工况续驶里程延长23 km,仿真与台架测试结果误差不超过5%,具有更好的能耗经济性。

车路协同下的煤矿井下辅助运输系统设计与智能调度方法

针对煤矿井下无轨胶轮车资源利用不充分、运行数据不完善、控制策略不合理的问题,设计了一套基于智能可视化车路协同下的井下辅助运输系统。首先,设计了系统结构,分为调度层、通信层、硬件层3部分;其次,给出了系统的详细组成模块;然后,根据井下巷道情况开发了无轨胶轮车的智能调度方法,设计了井下辅助运输系统。系统通过井上主站与井下分站之间的信息交互,使煤矿工作人员能够实时地掌握无轨胶轮车的位置、运行速度、轨迹路径等行车情况,并实现了井上主站对井下从站的车辆参数处理、行车数量控制和强制人工干预等功能。系统的应用使煤矿井下辅助运输系统逐步做到了可视化、少人化、无人化和智能化,提高了井下辅助运输效率和运输安全水平。

胶轮式定向钻机在煤矿探放水钻孔施工中的应用

针对具备无轨运输条件的煤矿井下探放水孔密集、成孔精度高和钻机快速搬迁和降低工人劳动强度等需求,开发了胶轮式定向钻机。介绍了该钻机的组成及基本参数,并在布尔台煤矿进行了现场试验。试验结果表明,该钻机机动性强,1人可完成搬迁,极大降低了工人的劳动强度,提高了工作效率;在探放水孔施工中性能稳定,命中率高,各项参数达到设计要求,为同类矿井钻孔施工奠定了基础。

煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

矿用无轨辅助运输车辆多配置平台研究与设计

通过对矿用无轨辅助运输车辆个性化多配置现状进行分析研究,采用大数据理论和方法,搭建一套基于B/S架构的多配置系统平台,有效提高销售、设计、生产、售后服务等环节工作效率,提升产品的安全性和智能化水平,增强用户体验感,提高产品竞争力。

基于精确定位技术的煤矿井下小型车避让预警方法

针对煤矿井下环境复杂、大型车辆驾驶员视野受限等问题,导致小型和大型无轨胶轮车在行驶中容易发生碰擦事故;提出了一种基于精确定位技术的煤矿井下小型车避让预警方法。首先,采用基于当前车辆位置的空间检索,筛选出可疑对象;然后,利用车辆行进时的惯性特性,进一步筛选出潜在目标;再次,在A*算法中引入权重函数,得到改进后的估价函数,通过执行全局路径规划算法,求解当前车辆至目标对象间的轨迹路径;最后,通过比较轨迹路径距离与预警阈值,判断是否需要避让预警提醒。在某矿对该方法进的试验结果表明:该方法的各项功能运行正常,逻辑响应时间约为26 ms。

无轨胶轮车在煤矿井下辅助运输中的应用分析

为提高煤矿井下辅助运输效率,以更好地适应现代化矿井建设需要,结合山西一煤矿现场条件提出构建无轨胶轮车辅助运输系统。对无轨胶轮车结构进行分析,依据矿井情况提出无轨胶轮车辅助运输实施方案并分析现场应用效果。结果表明,采用无轨胶轮车辅助运输系统后,矿井整个辅助运输环节效率、安全性均得以显著提升,为井下机电设备、材料及人员运输等创造良好条件。

极硬岩大坡度连续小转弯TBM施工技术

为解决北山地下实验室斜坡道工程长距离极硬岩、大坡度且频繁变坡、小半径转弯、科研与工程同步推进,常规TBM无法施工难题,以北山地下实验室斜坡道TBM施工为背景,分析极硬岩、大坡度、小转弯采用TBM施工重难点,从整机方案选型、关键部件设计、出渣方式、物料运输方式、搭载科研设施布置等方面进行设计和优化。实践证明,长距离极完整坚硬岩石中采用大坡度小半径转弯TBM施工切实可行,其具有施工效率高、围岩扰动小、成硐质量高、绿色低碳等优点;在连续小半径转弯、大坡度下坡工况下采用连续皮带机的出渣方案可行,在保障TBM快速掘进方面具有突出优势,同时具有运输干扰小、文明施工等优势;在大坡度工况下采用MVS无轨胶轮运输进行物料运输可行,其具有安全风险低、操作灵活等优势;根据不同需求,在TBM上搭载对应设施可实现掘进和其他功能的同步推进,进一步发挥TBM集成化功能优势。

预制方块吊放稳定性分析与出运工艺研讨

某接收站项目码头工程直立岸壁及工作船码头工程开展重力式预制方块无轨平板车出运工艺的研究,针对出运预制方块在出运过程中存在的稳定性问题,对其进行了受力分析与计算,从而确保方块在吊运过程中的稳定性,确保出运任务的安全性;通过自行设计无轨平板车完成预制方块从出运码头至运输驳船的搬运作业,省去了起重吊装的过程,既保障了工程质量,提高了作业工效,缩短了施工工期,降低施工安全风险,经济和社会效益显著,推广应用前景广阔,可以为类似工程提供借鉴和参考。

煤矿井下无轨胶轮车的现状及应用

煤矿井下运输一直面临着复杂环境和安全挑战。为提高运输效率、保障安全,提出在煤矿井下运输中应用无轨胶轮车,并探讨了相关的车辆定位技术、车辆通信系统以及安全监控与预警系统。无轨胶轮车有着结构简单、操作便捷等优势,为煤矿井下运输带来了新的解决方案。针对煤矿井下环境的特殊性,车辆定位采用惯性导航和激光定位等精准定位技术,以确保车辆在狭窄复杂的环境中精准运行。车辆通信系统的建立能够实现车辆与井下控制中心的实时通信,保障信息传递和指令执行的准确性。而安全监控与预警系统的部署则通过传感器监测车辆运行状态和周围环境,及时发现并处理潜在的安全隐患,为煤矿井下运输提供了安全可靠的保障。

特大型矿井防爆无轨胶轮车运输安全管理工艺研究

特大型矿井防爆无轨胶轮车是一种专为矿井内部运输设计的重型车辆,具备无轨自行驱动的特点,广泛应用于矿物和人员运输。这种车辆因其操作环境的特殊性,如狭窄的空间、潮湿的条件及易燃易爆的环境,必须具备高级的防爆安全技术。文章详细探讨特大型矿井防爆无轨胶轮车的安全管理工艺,从风险识别与评估、技术安全控制、行为安全管理、应急预案制定等多个方面进行系统分析和设计,提出一套综合性的安全管理措施,以降低事故发生的风险,优化矿井运输系统的安全性能。

基于物联网超宽带无轨胶轮车运输定位系统的研究与应用

传统的无轨胶轮车调度管理方式已经难以应对现代化工业企业生产运输的实际需求。从智能化角度出发,在物联网超宽带技术的基础上研究无轨胶轮车智能化运输定位系统,并从硬件和软件两方面进行设计,利用MATELAB进行模拟分析,验证系统应用可行性,最后将其应用于某工业企业运输工作当中,分析系统应用的经济性。

盾构隧道洞内无轨运输系统安全性模糊综合评判

在盾构隧道施工中使用无轨运输能加快掘进速度,减小对环境扰动,但也会增加运输风险。文章在系统分析无轨运输系统相关因素的基础上,构建了包含运输人员、洞内环境、运输情况及安全管理在内的无轨运输系统安全性二级模糊综合评判模型。针对定量和定性因素并存的特点,分别采用三角形模糊分布和专家打分法获得定量指标和定性指标的隶属度;为了消除单个决策者的主观偏好影响,利用基于群组决策的层次分析法获得权重向量并应用加权平均法进行模糊综合运算。该模型应用于南京地铁十号线过江盾构隧道无轨运输系统安全性评价,评判结果为基本安全。根据结果进行改进后,施工期间未发生安全事故,验证了模型的有效性。

有限条件下的压入式通风极限通风距离分析

面临"多通道,多界面,多工序",且1#引水洞必须首先贯通等复杂局面,锦屏引水洞施工通风不得不各自形成独立的施工场面,独头通风必须最大限度地发挥作用。为此,通过理论研究并结合现场通风测试,探讨了在目前能代表国内通风最好硬件下压入式通风的极限通风距离。研究结果不但确定了极限通风距离的最小风速和压入式通风的合适极限控制距离,而且还给出了在支洞受限条件下可以实现的通风距离且其计算结果与风机的现场实际布置十分吻合。

遥控牵引式无轨山地果园运输机的设计

为解决山地果园果实、肥料和农药等运输劳动强度大、效率低的生产实际问题,在满足果园运输机施工简便、成本低的要求下,设计了一种遥控牵引式无轨山地果园运输机。运行试验结果表明：遥控牵引式无轨山地果园运输机无需人工驾驶,运行效果良好;运输机平均运行速度为0.56m/s,运行平稳可靠;运输机爬坡角度在20°~40°之间,上行运载最大载重400kg,下行运载最大载重600kg;遥控操作简单方便,在运输机停止、启动测试中准确无误,制动效果达到了设计要求。

无露头特长隧洞群无轨运输施工通风技术研究

基于锦屏II级水电站＂大断面、长洞室、内燃作业、无轨运输、污染量大＂等工程特点,针对该特长隧洞施工期通风难度大的问题,将运营通风射流技术引入施工通风中,通过理论研究结合现场通风测试,探讨了射流通风的需风量、风机台数计算公式及相关参数的取值原则。结果表明,能构成进出风通道的任何洞室群均可实施巷道式射流通风,其通风设备配置近似按通风阻力与射流升压计算。当实现通风距离5 730m（计入轴流距离）时,现场布置射流风机共43台,理论计算射流风机共41台,计算射流风机数量与现场布置十分接近,并且实际施工空气质量满足规范和人员健康的要求,主洞内平均风速大于0.2 m/s,施工支洞及排水洞内平均风速2~4 m/s。开挖爆破后5min内掌子面50m范围内即清晰可见,出碴时引水洞内能见度大于150m。