大口径固体物料垂直投料孔设计与应用

邢东矿为了实现地面固体物料合理、快速运输至井下,本着成本低、工期短、系统简单可靠的原则,设计了大口径固体物料垂直投料孔。通过计算固体物料最大颗粒直径及单位时间内所需投料量,综合确定投料孔内径;通过研究充填物料的水平运动速度、固体物料与投料管碰撞倾角、总投放量等因素,确定投料管结构及壁厚。最终实践表明,设计的垂直投料孔可以满足使用要求,且成本低,确保了邢东矿地面固体物料的高效垂直输送。

大型带式输送机中间架的计算与校核

目前随着带式输送机在煤矿中的运用越来越广泛,老、旧带式输送机的改造任务也随之增多。在带式输送机改造项目设计中,一般只针对带式输送机输送能力、电机功率、输送带强度、张紧装置、制动装置、逆止装置等主要部件进行设计计算,而一般不对改造后带式输送机中间架进行校核。这就导致中间架强度、刚度不满足要求时可能会发生变形、输送带跑偏等问题,严重时可能会影响矿井生产,由此可见改造项目中对中间架的校核是十分必要的。本文针对某煤矿带宽B=1800 mm的带式输送机改造更换上、下托辊为例,讨论了在仅更换带式输送机部分部件时,中间架的校核计算。通过对带式输送机中间架强度、刚度、稳定性的校核,更换后中间架仍满足带式输送机运行的需要。该校核方式仅针对中间架所受静载荷做计算校核,对研究中间架受力情况有一定的参考价值。

基于粒子群优化PID控制的高速列车主动稳定性控制研究

为研究高速列车动力学与控制系统的稳定性,采用粒子群优化PID的高速列车稳定性主动控制方法,运用SIMPACK软件建立整车动力学仿真模型,并搭建整车PID主动控制系统。利用粒子群算法优化PID控制参数,结合相应的控制策略,建立新轮无故障、磨耗轮无故障以及新轮有故障3种不同的仿真工况对其主动稳定性进行仿真分析,提出以构架横向振动位移和速度状态为反馈,在构架梁位置施加控制力的主动稳定的方案,研究在不同速度下粒子群优化PID控制系统直线运行性能的影响。仿真结果表明:粒子群优化PID主动控制明显改善车体平稳性和减小轮对轮轴的横向力,在新轮和磨耗轮工况下其轮轨系数在大部分速度下均大于无控制状态;当磨耗轮运行速度大于400km/h或者新轮单侧抗蛇行减振器运行速度大于320km/h时,粒子群优化PID控制可明显减小轮对脱轨系数。

基于颗粒阻尼的管状带式输送机减振研究

针对管带机运行时产生振动及刺耳的噪声问题,文中以管带机支撑钢架为研究对象,基于颗粒阻尼技术提出一项新型的减振降噪措施。建立管带机三维模型,以耗能值为标准,对颗粒的粒径和填充率进行仿真探究,确定阻尼器最佳参数方案。通过现场试验采集了最佳参数方案下管带机钢架的加速度响应,试验数据表明:管带机支撑钢架在安装颗粒阻尼器后减振率达61%,为煤炭设备减振降噪提供了新措施。

基于弹性FA算法的混凝土罐车自适应液压驱动优化控制

混凝土罐车在行驶过程中罐内流体晃动引起的非轴对称问题受到复杂路面对车辆的激励影响,使得流体晃动与车身动态出现耦合。传统的液压驱动比例积分微分(PID)控制方法在应对此类问题时效果欠佳,容易导致倾覆等事故的发生。为提升液压驱动控制系统的精度和稳定性,该文提出了基于弹性萤火虫(FA)算法的优化粒子滤波器PID自适应控制方法,加速控制参数优化的收敛速度,并分析其液压驱动控制特点和结构上的应用。结果表明:提出的自适应控制方法与传统PID控制相比,能够显著降低液压驱动控制平均速度误差至0.06 km/h,最大速度误差降至0.29 km/h,同时还提高了控制跟踪性能和稳定性,对混凝土罐车液压驱动控制优化的实际应用具有重要的参考价值。

基于RBR+CBR双重推理的带式输送机驱动系统故障诊断研究

基于规则推理(RBR)和基于案例推理(CBR)的方法均适用于带式输送机故障诊断领域。针对二者在故障诊断中或侧重原因分析或侧重维修手段的问题,对基于RBR+CBR双重推理的推理机制进行了研究,并建立了专家系统,对带式输送机驱动系统进行了故障诊断。首先,在传统专家系统的结构基础上构建了故障诊断专家系统;然后,根据故障机理建立了驱动系统故障树,采用产生式表示法设计了故障规则库,根据故障案例与专家经验,采用矩阵表示法设计了故障案例库;基于规则推理(RBR)和基于案例推理(CBR)的方法,设计了专家系统推理机制;利用LabVIEW程序开发平台设计了专家系统人机交互界面,实现了传感器—知识库—客户端之间的串联通信;最后,为了验证上述专家系统的可行性,在某矿带式输送机运行现场进行了实验,并进行了结果分析。研究结果表明:该带式输送机专家系统的故障原因分析准确率超过95%,故障维修方案有效性超过94%;与RBR、CBR算法支持下的专家系统相比,该专家系统具有更优的收敛性、有效性和准确性,为带式输送机的故障智能诊断提供了一种有效的方法。

给料器拉杆分离装置研究与应用

针对火车内部拉杆脱落引起给料器下游输送带撕裂问题,在调研分析拉杆撕裂输送带原因后,提出一种能分离出混合在煤料中拉杆的装置,该装置成功应用于秦皇岛港煤二期B1F和B2F翻车机下方的8台给料器设备。经实践证明,该装置能分离拦截全部长拉杆和绝大部分短拉杆,有效防止输送带撕裂。

智能化无人装车系统

随着智能化煤矿建设的不断推进,对煤炭智能化无人化装车的需求越来越迫切。研发了适用于散装物料汽车装车、火车装车等多场景的智能化无人定量装车系统。该系统采用激光三维扫描技术、射频识别技术、图像识别技术、多传感器信息融合技术、智能控制算法,实现车号识别、车辆定位、车速测量、配料、称重、卸料等功能;采用深度学习算法不断优化控制参数,提升了控制精度,实现了煤炭、矿石、粮食等多种散装物料的智能化无人装车;实现了融合远程运维、综合管控平台以及压实、防冻液喷洒等辅助系统的装车系统整体智能化建设。

低碳限制下综合成本最小的露天矿卡车运输优化研究

露天卡车运输是露天矿山企业生产管理中的重要环节,合理控制卡车运输的能源消耗和碳排放量是低碳经济背景下保护资源环境的重要举措。在低碳限制下针对露天矿卡车运输问题,以油耗成本、碳排放成本和卡车启用成本最小为优化目标,综合考虑各装载点与各卸载点之间的多条运输路径和生产任务,建立了低碳限制下综合成本最小的卡车运输优化模型,然后利用IAS算法对模型进行求解,对卡车运输行驶的能源消耗进行了优化,并将3种不同目标函数做了对比,最后利用实例进行验证。结果表明:该优化研究能够有效减少运输成本、能源消耗和碳排放量,同时也能减少卡车使用数目,降低了矿山企业的经营成本,为建设资源节约型和环境友好型矿山提供了保障。

基于混合动力变速箱的矿用车传动系统特性分析

基于传统的液力机械变速箱结构,提出了一种适用于百吨级以下矿用车的混合动力变速箱传动系统,使矿用车实现纯电、纯机械及混合动力等16种不同工作模式的切换.利用模拟杠杆法分析混合动力变速箱系统在不同工作模式下的动力传动特点;对两种不同传动方式下的矿用车整车结构进行仿真建模,并利用实际矿山道路循环工况实验数据对其进行仿真分析.结果表明:与传统的液力机械传动方式相比,混合动力变速箱传动方式下的整车驱动性能提高了7.3%;矿山道路单循环工况中,整车经济性能提高了15.5%,其中54%是由于电机对发动机工作点的主动调节,46%来自于电机对制动能量的回收利用.

煤矿井下斜巷控制系统的研究

目前煤矿井下辅助运输系统特别是轨道运输系统自动化装备水平低,运输效率不高;安全运行保障性差,辅助运输事故的频繁发生,阻碍了矿井"本安型"建设全面推进,为了保障井下斜巷运输的安全性、高效性,介绍了自行开发的煤矿井下斜巷控制系统。系统结构简单、操作方便、安全可靠、适应性强、具有广阔的应用前景。

百吨级电传动矿用自卸车轮边驱动系统的配置优化

针对国际近30款不同品牌百吨级电传动矿用自卸车车型,分析了轮边减速器采用的结构形式、传动比变化的规律。根据国内电传动矿用自卸车技术条件和电动机发展现状,基于电机功率和轮边减速器传动比的计算方法阐述了轮边驱动系统的配置优化方法,为国内同类轮边驱动系统的配置优化提供了依据。

惯性导航下煤矿移动车辆动态定位研究

针对煤矿井下封闭环境下GPS无法使用的问题,提出了一种采用含有三轴加速度和陀螺仪的惯性测量单元,对移动车辆姿态、加速度、速度及位置等惯性数据进行了估计,并在搭建的定位平台上对移动车辆的位姿性能进行了综合评估。实验结果表明:利用惯性测量单元能够对移动车辆姿态进行有效跟踪,在运动状态估计辅助下能有效降低煤矿移动车辆累计位置误差。

GIS动态属性管理在露天矿卡车调度中的应用

露天矿卡车调度系统结合了全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的优势,其中GIS信息主要涉及地形地貌、道路网、关键点等,这些信息具有随生产变化快、需要无线网络传递给移动终端共享、功能要求简单等特点。为满足系统工作效率和质量要求,对调度系统涉及的GIS信息进行了系统分类,根据类别的不同采用不同的简化手段,并提出了矿山GIS动态属性管理的方法。

矿区铁路运输系统可靠性研究

把一般可靠性原理引入煤炭矿区铁路运输系统可靠性研究,并综合运用系统分析方法、概率与数理统计、运筹学原理、铁路运输和采矿工程专业知识,对煤矿矿区铁路运输系统可靠性的基本特点、评价指标体系、主要研究内容和方法进行了综合分析与系统研究,结合矿区铁路运输生产实际进行了实例验证.

地面车场多媒体信息融合监控的研究

运用一个实例 ,即东滩煤矿地面车场的多媒体信息融合监控 ,对信息融合展开了研究 .首先介绍了融合监控系统的组成和功能 ,建立了系统融合监控的结构模型 .然后以机车闯红灯为例 ,阐述了融合监控的具体实现过程 ,即系统对来自轨道传感器、图像传感器两路传感信息分别进行时域融合 .在此基础上 ,多媒体工作站对时域融合的局部结果 ,进行空域融合 ,从而给出最终的判决结果 .

露天煤矿的运输道路优化实践

煤矿是我国最重要的资源之一,随着社会发展,对煤矿资源的需求量越来越大,煤矿生产能力随之提升。露天煤矿作为常见煤矿类型,当生产量和运输量持续增加时,其运输道路的压力骤然增加,为了满足煤矿日常生产运输要求,需对运输道路进行优化。本文以元宝山露天煤矿为例,分析运输道路的优化措施,旨在增强矿山道路的承载力,确保其安全稳定性的提升,为矿山安全生产奠定基础。

煤炭运输系统架构及应用研究

以汾西矿业集团煤炭运输系统实施实例为研究背景,介绍了煤炭运输系统在煤炭运销调度中的重要作用,详细介绍了煤炭运输系统的总体架构和具体流程,同时对煤炭运输系统在汾西矿业集团的现场实施效果和经济效益进行了分析。分析结果表明,该系统规范了煤炭运输流程,大大提高了煤炭运输效率;可有效控制运输成本,为企业带来巨大的经济效益。

快速定量装车系统自适应配料控制研究

为满足智能化快速定量装车系统智能、快速、定量的装车需求,提出一种自适应配料控制方法。首先,建立了配料系统模型并分析了配料控制原理;其次,基于Smith预估开展自适应配料控制方法研究;最后,采用递推最小二乘法对配料系统误差进行了分析,并实现了配料系统精度实时估计。自适应配料控制方法为智能化快速定量装车奠定了坚实基础。

矿用重型卡车前梁的多工况强度分析

首先分析了矿用重型卡车前梁在满载弯曲、制动和转弯三种工况时的受力情况,确定不同工况的载荷和约束的施加方法;然后利用ANSYS Workbench软件对前梁进行上述工况的强度分析。结果显示应力较大处出现在钢板弹簧座附近以及板簧座下表面。其中,制动工况的最大应力超出了材料的屈服极限,前梁不符合强度要求。最后针对应力较大处对前梁进行了改进,并再次进行了强度验证。