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。

基于改进YOLOv5s的煤矿输送带异物检测算法

为了解决现有煤矿输送带异物检测模型存在的参数量大、占用计算机资源多、检测异物种类少等问题,对YOLOv5s目标检测算法进行了优化。首先,将轻量化卷积神经网络ShuffleNetv2作为YOLOv5s骨干网络并对异物图像进行了特征提取,进而减少了模型参数量,提高了网络并行度;其次,将双向特征金字塔网络作为特征融合网络,融合了不同特征图尺度中的细节信息;最后,添加了坐标注意力机制,增强了特征提取能力,强化了异物目标关注度,从而提高了网络模型检测精度。实验结果显示,与原始模型相比,基于改进YOLOv5s的目标检测网络模型其参数量压缩为3.60×106个,检测帧率提升了8.4%,表明该算法能够在计算资源较少的情况下实现快速、准确的煤矿输送带异物检测。

矿井输送带与煤粉混合热解特性及动力学研究

矿井输送带火灾极易引发重特大事故,而煤炭运输过程中的煤粉在带式输送机故障时常成为输送带火灾的引燃物。为掌握煤粉在输送带燃烧过程中的作用,开展热重-红外联用实验,研究掺入不同比例煤粉的输送带在不同升温速率下的热解特性及其动力学。输送带热解主要有两个失重阶段,掺入不同比例煤粉均对其热解有促进作用,同时略微促进CO_(2)的生成,降低输送带热解活化能,导致输送带更易燃烧热解;而升温速率的升高则导致活化能略微增大,对混合热解具有轻微抑制作用。研究可为矿井输送带火灾预警与防治提供相应理论参考。

胶带输送机节能与设计研究

分析了影响煤矿胶带输送机功耗的主要阻力因素,分为摩擦阻力、偏转阻力(物料重力)、外因阻力(环境)三部分。并从输送机带宽、带速两方面探究与输送机运行阻力、驱动功率之间的关系,确定带宽1400mm、带速3.15m/s下输送机运行阻力、驱动功率最低。并结合节能设计需求,对胶带输送机进行选型参数设计,在满足矿井生产需求2000t/h条件下,实现节能效果。

煤矿皮带机跑偏故障处理措施分析

煤矿皮带机是煤矿生产中的重要物料运输设备,然而由于各种原因,煤矿皮带机常常出现跑偏故障,严重影响生产效率和安全性。通过分析煤矿皮带机的跑偏故障,探讨了跑偏故障的原因和特点,并提出了一系列处理措施,包括调整辊道安装、优化皮带材料、改进皮带对中机构等。实践验证,这些处理措施能够有效预防和解决煤矿皮带机的跑偏故障,提高生产效率和安全性。

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。

煤矿井下带式输送机PLC集控系统设计研究

为提高煤矿井下输送系统的自动化水平,确保作业的安全性和效率。以PLC技术为核心,阐述了PLC集控系统的基本组成及各项功能,分析硬件设计的主要思路,重点就外围硬件电路、PLC软件、温度监测以及控制子程序等环节的设计要点进行分析,适配当代井下作业条件,提出一种以PLC为核心控制装置的带式输送机集控系统的设计方案。实验结果表明,应用设计思路所制造的集控系统能够有效发挥多台带式输送机连锁控制、保护试验报警、故障监测以及调度中心集中控制的作用,进一步优化相关机组的运行效能,具备自动化控制以及低碳环保的优势。

煤矿井下带式输送机智能巡检机器人系统的应用与研究

为解决煤矿井下带式输送机传统人工巡检存在劳动强度大、巡检效率低、结果不准确以及潜在故障无法查明等问题,设计了一种轻量化轨道式智能巡检机器人系统。通过多种传感器实时采集煤矿井下带式输送机运行参数,并由智能软件分析系统分析参数特征,可准确判断故障。根据参数的波动情况准确判断潜在事故,可有效预防事故发生,保证设备稳定运行。结果表明,带式输送机智能巡检机器人可替代4~5人完成井下的巡检任务,故障识别率达99.3%以上,识别响应时间不超过0.98 s,平均每年可节省企业成本50万元左右,取得了满意的应用效果。

基于煤流量监测的带式输送机节能控制系统研究

采用机器视觉技术获取带式输送机煤流量并预测煤流变化趋势,通过模糊控制调节带式输送机变频器输出电流频率,从而使得实际带速接近期望带速;采用阶梯调速方式避免频繁调速问题,提高节能控制系统运行可靠性并降低带式输送机故障率。现场应用后,该节能控制系统运行平稳,煤流量监测精度较高,带式输送机平稳运行,在节能降耗方面表现出明显优势。

煤矿带式输送机数字孪生系统的HCPN性能评价方法

为解决带式输送机在复杂工况下难以进行性能评价的问题,提出一种基于排队论和层次颜色Petri网相结合的性能评估方法。通过排队论将带式输送机建模为服务台,将带式输送机的原煤运输等价为一个层次颜色Petri网模型。将基于概率分布的运输时间、故障概率因素纳入建模因素,构建Python仿真算法,提出适用于智慧煤矿系统的带式输送机性能评估体系。实验证明该方法能实现复杂工况下的带式输送机性能评估,弥补了现有研究针对此类系统无法获得性能解的不足。

基于RetinaNet深度网络的煤矿带式输送机异物智能识别方法

为解决煤矿带式输送机异物识别的尺度变化问题,提高煤矿生产安全性和效率,提出基于RetinaNet深度网络的煤矿带式输送机异物智能识别方法。通过局部伽马变换和单参数同态滤波对摄像机采集的煤矿带式输送机图像进行增强处理,为后续异物识别提供良好基础。将增强后的图像输入到RetinaNet深度网络中,通过其内部特征金字塔网络提取煤矿带式输送机运输图像深度特征,输入到各子网中实现边框回归和分类,同时定义损失函数对网络进行调整。通过大量包含煤矿带式输送机异物的图像来训练RetinaNet深度网络,最终通过训练好的网络实现煤矿带式输送机异物智能识别。通过实验验证,该方法能够迅速且准确地识别出异物,并通过醒目红色标识框对异物进行精确标注,提升带式输送机运输的连续性和稳定性,有效提高煤矿的生产效率和经济效益。

煤矿带式输送机的常见故障及其防护措施分析

煤矿带式输送机在煤炭生产中占据重要位置,但结合企业生产现状来看,该装置的故障发生率偏高,极大地影响了企业的正常生产。为解决上述问题,将详细分析煤矿带式输送机的常见故障,包括运输带跑偏、运输带断裂、运输带火灾等;之后,针对如何有效解决上述问题提出了相应的解决对策,希望为相关人员的工作有所帮助。

煤矿带式输送机改向滚筒静力学分析

以DLL160/400/4×900煤矿带式输送机为研究对象,对带式输送机改向滚筒静力学分析进行了分析。应用该方法分析时,先要构建出相应的仿真模型,然后分别从静力学、焊缝应力及疲劳寿命等方面着手,全面对带式输送机改向滚筒运行状态进行分析,确定改向滚筒的受力薄弱点,最后通过实例的方式对静力学分析方法应用效果进行评估,以此为煤矿带式输送机改向滚筒的设计提供支持。

煤矿带式输送机滚筒结构部件应力变形分析

为进一步探究煤矿带式输送机滚筒结构的运行特征,以某型号主斜井带式输送机为研究对象,结合其具体特征建立有限元分析模型,并以此为基础,对滚筒结构部件中的卸载滚筒、驱动滚筒和转向滚筒三类部件进行仿真分析,以明确其应力与应变分布。结果显示,在该带式输送机面临的主要运行工况下,各个滚筒的最大应力值均小于许用应力值,表明该滚筒结构部件质量符合预期要求。

煤矿带式输送机支架结构优化分析

为解决三角支架因承受过大的载荷,导致支架结构变形和损坏;工作时间过长,降低了支架的工作极限,支架结构严重失效,导致输送系统停机的问题,以带式输送机三角支架为研究对象,建立支架三维实体模型,利用ABAQUS软件对三角支座模型进行结构优化设计,分析荷载作用下三角支座的应力-应变位移,并根据软件分析结果对三角支座进行优化.

煤矿带式输送机安全保护装置分析

带式输送机作为煤矿井下的主要运输设备,其运行过程中安全保护装置发挥着重要的作用。基于此,通过分析带式输送机的工作原理,对煤矿带式输送机安全保护装置进行了进一步探讨,并提出了相应的改进措施。分析得出,在带式输送机运行过程中,必须要保证其运输路径的合理性和安全性。从煤矿带式输送机安全保护装置的重要性出发,分析了煤矿带式输送机保护装置的特点、带式输送机安全保护装置应用中出现的问题、煤矿带式输送机保护装置应用中存在的安全隐患及成因,探讨了煤矿带式输送机安全保护装置安装与应用要点。通过应用安全保护装置,可有效降低事故发生率,提高煤矿开采效率。

煤矿带式输送机尾架动力学分析

尾架是煤矿带式输送机中的重要组成部分,尾架性能的好坏直接关系到整个输送机的运行效果。所以,煤矿带式输送机设计时,应对尾架的动力学进行分析,以掌握影响尾架运行状态的主要因素。基于此,通过对煤矿带式输送机尾架结构的选择,进而在静力学有限元分析的基础上,对尾架动力学进行了仿真分析。通过动力学仿真分析可知,导致尾架振动的主要原因包括输送机启动过程、突然制动与输送带不平稳,以此为尾架及带式输送机更好地设计提供支持。

煤矿井下带式输送机智能巡检机器人系统设计

带式输送机作为煤矿核心运输设备,其日常检查及监测工作依靠人工巡检完成,不仅费时费力、工作效率低且监测效果差,影响煤矿正常生产作业。为解决上述问题,采用自动巡检方法及无人监测技术,设计了一套基于轨道式巡检机器人的井下带式输送机智能巡检系统。通过机器人搭载的多种智能传感器及无线通信网络,来实现对现场环境参数的采集和运行可视化监控;同时采用灰度化图像处理算法对跑偏检测方法进行优化,从而实现皮带跑偏故障精确预警诊断。经测试,系统可在不同条件下获取清晰、明显的跑偏特征图像,同时对带式输送机运行环境及设备温度的采集精度较高,可替代人工实现带式输送机自主跑偏检测及智能化巡检,有效提高带式输送机运行可靠性,具有一定推广应用价值。

矿用带式输送机运行状态监测系统应用

基于店坪煤矿井筒安装的DTL120/60/2×400S型带式输送机在运输过程中无法实时对其故障检测以及保障报警,对带式输送机设计了一套运行状态监测系统,该系统通过用带速、温度、拉力等各类传感器实时监测输送机运行参数,通过纵撕、跑偏等开关量传感器监测运行故障,利用专用软件对其故障进行监测、指令发送等,从而进一步提高带式输送机运行状态自检自动化水平。

煤矿带式输送机驱动装置架有限元分析

为进一步探究煤矿带式输送机驱动装置架可能的优化路径,以某型煤矿带式输送机为研究对象,建立其驱动装置架的仿真分析模型,对其进行有限元分析。结果显示,该驱动装置架在强度和刚度上符合预期要求,但模态分析结果显示其存在较高共振风险。针对此问题,经过研究后决定采用增加刚性连接的方式进行优化,从优化后驱动装置架的模态分析结果来看,该装置的共振风险得到有效降低,初步证明了此次研究的有效性。