露天矿钻机电缆智能收放技术

针对钻机人工卷缆存在的工作量大、安全隐患与难以智能化控制的问题,对电缆智能收放设备工作方式与卷筒驱动方式进行了系统总结,对卷缆速度、卷缆张力/力矩与卷缆层数的关系进行了深入分析;根据现场的实际情况,采用后置式卷缆装置与变频控制驱动方式,设计与研制了相关设备。现场应用表明:卷筒收放缆智能自如,排线整齐,应用效果良好。

基于OBE理念的采矿学国家一流“金课”建设

高校采矿专业肩负着培养国际矿业发展创新型人才的重任。在OBE理念的指引下,采矿学课程教学要顺应时代要求,改革提升课程教学新模式,革新教学内容和课程体系、编著配套教材,建设开放的国家级精品课程,翻转课堂,打造国际一流的科技创新平台,组建科技创新团队,培养适应国际矿业发展的卓越采矿工程专业创新型人才,推动采矿工程高新技术快速发展。

露天矿牙轮钻机智能清灰除渣技术与装备

针对钻机钻后人工清理岩渣存在的工作量大、劳动强度大、粉尘危害大等问题,本文提出了六爪式、独立小车式、倒渣桶式三种清灰除渣技术,分别论述了三种方式的总体技术方案、系统组成、工作原理与优缺点,研发了相关设备,进行了实验室试验与现场实验,通过优化对比最终采用倒渣桶方案。经现场使用证明效果良好,对提高钻孔作业的智能化技术水平与工作效率,具有重要意义。

基于TOF相机的露天矿卡车装载体积测量实验研究

TOF相机作为新兴技术设备,在三维建模、体积计算等方面具有良好的应用前景。针对露天矿山多个环节都涉及到的矿用卡车装载计量的需求,为了更进一步提升矿用卡车装载计量评价效果,本研究利用TOF相机进行矿用卡车装载体积计量的方法。该方法首先采用TOF相机提取矿用卡车的点云,然后使用cloudcompare对点云进行降噪、分割等预处理,构建矿用卡车的点云表面模型,并对装载前后的点云模型进行配准,最后计算矿用卡车的装载体积,并且同时提供了2种矿用卡车装载体积计算的方法。实验室环境下对矿用卡车模型装载体积进行多次测试,同真实体积相比,平均误差小于5%。

统计信息系统中单位名称及统计口径变化追溯管理

单位名称和统计口径是统计信息系统中的基础信息,但是由于集团公司重大战略调整、业务重组或组织变革,难免引起单位名称及统计口径变化。针对单位名称及统计口径变化所产生的单位名称追溯、汇总数据集成和统计口径中单位排序等问题,研究设计了统一的单位编码规则,提出了以时间为节点的历史信息追溯方法。基于数据库高性能嵌套查询的表达式语句,对统计口径管理设计了单一数据表;对单位信息管理设计了多数据表和单一数据表两种解决方案,通过数据库空间占用和系统响应时间对两种解决方案进行对比分析,择优选择了单一数据表方案。为方便代码统一调用,采用C#语言编写多个程序接口,实现了单位名称、数据汇总和统计口径的有效管理,在平庄煤业集团综合统计信息系统的实际运用中取得了良好的效果。

露天矿车流路网均衡分配模型

露天矿传统车流规划以路径最短为基础,没有考虑路段通过能力和路段拥挤程度,车流规划结果存在超过路段通过能力的隐患。为了解决这一问题,以Wardrop均衡原理为理论依据,综合考虑路段车流、路段通过能力的影响,引入综合路阻理念,建立了露天矿车流路网均衡分配模型,实现了在传统车流规划结果基础上对路段车流进行再次优化。实验结果表明,路网均衡分配模型在不考虑路段综合路阻时,其分配结果与传统车流规划一致;当考虑综合路阻时,各路段的车流行驶总时间最小,有效避免了路段拥堵,实现了对卡车调度进一步优化,证明本模型具有更强的通用性和实用性。

兼顾固定配车需要的露天矿车流规划模型

传统生产组织采用固定配车模式,而优化调度采用机动配车模式,2者各有优点和缺点,以往研究没有实现2者的有效兼容。为了在兼顾固定配车情况下实现优化配车,将传统固定配车的概念进一步扩展,分为固定卡车、固定车型、固定卸点3种类型。在此基础上,提出了兼容固定卡车、固定型号、固定卸点、优化机动配车4种情况的通用车流规划数学模型,讨论了4种情况独立应用的差别。实验结果表明,优化配车效果最佳、固定车型较好、固定卡车效果较差、固定卸点最差,据此对模型用于矿山生产提出了具体建议。该模型实现了优化机动配车、固定卡车、固定型号、固定卸点既可同时进行车流规划,又可独立进行,具有较强的兼容性、扩展性、通用性、实用性。

露天矿卡车自动化调度系统中移动车载终端的研制

依据露天矿电铲、卡车等关键设备运行状态的分析,提出了可快速、高精度定位和自动识别移动目标运行状态等方法,研制出具有自主知识产权、通用性和实用性较强的AVLS2100移动车载终端,经在一露天煤矿的实际应用证明达到了良好的效果.

露天矿卡车优化调度系统实时调度方法

实时调度是露天矿卡车优化调度的核心.根据卡车的位置和状态将实时调度分成常规调度和特殊调度2大类数个基本类型,根据调度类型的不同采用不同的调车方法;提出了最早装完车法和电铲配车失衡调整法2种新的调车方法.经在露天矿使用,证明提高生产效率8%～17.8%.

数字矿山建设是解决露天煤矿信息化应用深层次问题的有效途径

本文分析了国内露天煤矿信息化现状及存在的问题,论述了国内露天煤矿实施数字矿山的必要性,提出了数字露天煤矿的建设原则,设计了数字露天煤矿总体构架,阐述了露天煤矿决策、生产、管理三大业务信息化技术改造途径和数字露天煤矿核心系统的内容和建立方法。

根据露天矿长期计划自动形成短期计划的0-1整数规划方法

针对露天矿生产不均衡产生的长期计划与短期计划严重脱节问题,通过对露天矿时空发展关系的分析,分时段建立露天矿短期计划的0-1整数规划模型,提出了超级组合块的概念,论述了短期计划优化处理逻辑。并在Surpac平台上采用TCL语言二次开发完成长期计划制作、台阶条块划分与动态显示功能,在VC++环境下通过调用LindoAPI数学软件自动优化形成短期计划。结果只需十几分钟到几小时的时间,即可实现传统方法根本无力解决的根据长期计划自动形成短期计划、进而验证长期计划的难题,实践证明这种方法稳定性强、工作效率高。

自动优化露天矿短期进度计划的渐进细化法

分析了露天矿生产计划技术现状,提出计算机辅助设计法与数学规划法有机结合是制定露天生产进度计划的最佳手段.针对整数规划和具有前后时段顺序的0-1整数规划在露天矿生产进度计划应用中存在的问题,提出了渐进细化的生产进度计划优化方法,论述了渐进细化过程,建立了相应的0-1整数规划模型.在VC++环境下通过调用LindoAPI实现模型求解,该细化0-1整数规划方法,较前后时段0-1整数规划方法提高了计算速度,满足设计细化需要.

露天矿电铲装车与卡车卸车精准识别方法研究

针对露天矿卡车调度系统装卸状态难以有效识别、装卸车时间难以精准获取的问题,提出了基于双定位天线的电铲装车精确识别法与基于水平倾斜仪的卡车卸车状态精准识别法,论述了2种方法的系统组成与识别原理,建立了相应的识别模型,具有安装简单、维护方便、不受粉尘、金属、天气影响等特点。现场实验证明:装卸车状态识别可靠,铲斗装车次数与装卸车时间识别精确,可有效提升卡车智能化识别水平,为卡车装卸运行精细化管理、优化调度、卡车厢斗举升行车安全预警等提供实时精准可靠的基础信息。

满足各种矿岩配车需求的露天矿车流规划模型

将汽车运输露天矿的运输设备与物料匹配关系分为统一运输、独立运输、组合运输3种类型,分析了难度最大的组合运输的车流特点,并充分考虑统一运输、独立运输的兼容性,提出了满足各种矿岩配车需求的通用车流规划数学模型.讨论了模型在3种类型下的应用差别,论述了简化模型计算步骤及提高模型计算速度的办法.实验结果不仅验证了模型的通用性,而且还证明在卸矿点与装岩点或卸岩点与装矿点的距离较近时,矿岩混运具有明显优势,对露天矿车流规划具有评价和指导价值.

基于GPS数据的露天矿道路网自动提取

传统栅格法提取路网精度较低,尤其在提取露天矿道路网时,路段缺失与偏移现象更加明显。针对这一问题,摒弃了传统栅格法通过增大栅格来保证道路网连通性的处理方式,以GPS数据存在偏移这一事实为根据,假设GPS数据偏移服从正态分布,提出了通过求取GPS轨迹点在道路上的概率进行栅格初始化的方法,建立了相应模型;采用二维中值滤波方法对初始栅格数据进行修正;对查表细化算法进行改进,采用改进的细化算法对道路网栅格图像进行细化处理,得到道路网骨架信息;采用追踪法实现道路矢量化。实验表明,该方法较传统栅格方法的覆盖率提高6.43%~11.54%,错误率降低42.13%~83.02%,为道路网提取工作提供了一种有效办法,揭示了栅格大小对于路网提取结果的重要影响。

数字矿山建设中的系统应用集成与数据共享方法

随着矿山企业信息化应用的不断深入,系统独立运行和数据独立使用存在的问题日益突出。应用数字矿山理念进行系统应用集成与数据共享是解决这些问题的有效途径。为了既实现信息系统的应用集成和数据共享,又保证各应用系统运行的独立性和安全性,还不给各研制单位增加过多的额外工作量,提出了通过总控平台进行系统应用集成、通过数据复制实现数据共享的方法,并根据矿山企业的业务特点,分实时转换、定时转换、人工控制转换3种情况进行数据转换。实践证明这种方法非常有效。

矿山运输系统优化模型及解算方式探讨

计算和货流分配优化是矿山运输系统需要解决的两大关键优化问题,国际上有许多成熟的数学软件包可以求解这些问题,建议工程应用中应把主要精力放在模型建立上,把模型求解交给专业软件完成。从图论角度对矿山道路网进行了深入分析,提出了基于0-1整数规划的最短路模型和基于线性规划的货流分配模型,推荐了LINGO专业软件,并给出了计算实例。

露天矿卡车调度系统综合评价方法

针对露天矿卡车调度系统难以量化因素指标并进行综合评价的问题,提出了层次分析与模糊评价相结合的综合评价方法。首先依据层次分析法(AHP)原理,对影响卡车调度系统的因素进行了分析,将卡车调度系统流程分为目标层、准则层、指标层3层结构,从而确定了相应的评价指标体系。在此基础上,根据层次分析法得出的各层因素的权重,采用模糊评价方法进行综合评价。通过实例应用验证了综合评价方法的合理有效性,为矿山卡车调度系统的评价和选择提供了有效的方法和依据。

露天矿设备调度图表绘制及设备时间利用率分析系统

针对人工绘制露天矿设备调度图表存在的费时费力、效率低、缺乏纠错手段等问题,以规范化、模块化、智能化、可视化为目标,确定了系统功能和新的故障处理业务流程,设计了数据库、图表绘制、故障指标统计与可视化展示等技术方案,并以Visual C#2013为集成开发平台、以SQL Server 2008为后台数据库,开发了扩展性和实用性较强的露天矿设备调度图表绘制与管理系统,实现了调度图表的智能可视化,提高了统计信息的实时性和准确性。经抚顺西露天矿数据检验,取得了较为满意的效果。

数字矿山建设探索与实践

数字矿山是一项崭新的系统工程,许多概念和内涵目前还没有统一的定论。文中对国内数字矿山建设的几种观点进行了概括总结,根据矿山企业的特点,结合当前世界科技的发展水平和我国矿山现阶段的技术、装备、管理水平,提出了数字矿山建设的目标、主要内容、基本思路和总体技术方案,并在某露天矿实践应用。