基于能量流分析的新能源地下铲运机能耗优化研究

能量流分析是一种分析车辆能量消耗的重要手段,是车辆能耗优化的基础。新能源电池地下铲运机是新型地下矿用设备,对其能量流动与各部件能耗效率研究较少。探究其井下作业的能量损耗是延长其续航时间的研究重点。首次将能量流分析方法应用于新能源铲运机的能耗分析,建立了能量流模型,根据电池温度与铲运机工况设计试验分组并进行工况测试,采集测试数据并基于能量流分析方法对测试结果进行研究。结果表明,新能源铲运机较大的能量损失集中于牵引系统与电池系统。其中驾驶员不适应电驱动操作造成的无效操作与牵引系统控制策略不完善,是导致牵引系统的高能耗的主要因素;电池系统快速充电造成的积温会影响铲运机的能量分配,降低其续航时间。通过对牵引系统与电池系统的优化,实现了新能源铲运机的能耗降低13%。研究结果表明,对新能源铲运机进行能量流分析能够直观了解其能量流动与能耗情况,有助于发现高能耗问题并提出优化方向,从而降低能耗,改善能量利用效率,延长续航时间。

井下铲运机无人驾驶系统发展及5G应用

铲运机无人驾驶是智能矿山建设的重要组成部分,为了实现高海拔高寒地区井下无人采矿,通过梳理国内外铲运机无人驾驶系统发展现状,分析铲运机自主行驶系统相关理论和关键技术,从地下铲运机轨迹偏差预测技术、自主行驶多偏差控制技术和防碰撞预测与控制技术等方面进行了归纳总结。以西藏华泰龙矿为例,采用最新网络通信技术5G,建设了5G+铲运机无人驾驶系统。对铲运机无人驾驶系统在高海拔高寒地区的发展具有重要意义。

融合点阵拓扑优化法和熵权法的铲运机外观设计

为更好地指导矿山开采大型机械设备的创新设计,归纳铲运机外观特点,提出点阵拓扑优化法和熵权法(EWM)设计、评估铲运机外观。首先,通过点阵拓扑优化法设计铲运机外观,使用层次分析法-熵权法(AHP-EWM)对评价指标赋权,搭建层次准则模型;其次,通过调研归纳出创造性指标、美学指标、功能性指标、经济性指标、技术性指标5个指标并建立评价体系;然后,运用层次分析法(AHP)对一级指标主观赋权,通过EWM分析二级指标的客观权重,依据python计算灰色关联度、多属性决策分析权重(CRITIC)、独立性权重、模糊综合评价法和逼近理想解排序法、理想点法(TOPSIS法)5种方法的权重,通过对比分析并验证AHP-EWM的可行性;最后,基于指标权重与方案得分优化备选方案设计,并使用最小支持向量机(LSSVM)来验证模型。结果表明:使用LSSVM模型进行回归分析,其决定系数达到0.93以上,均方误差在0.01以内,明显优于传统模型且精度较高,验证点阵拓扑优化法和EWM相结合的优化决策模型。

基于DDPG算法的混动铲运机能量管理策略研究

目前混合动力铲运机能量管理策略通常为基于规则的策略,为了进一步优化铲运机的燃油经济性与系统能量稳定性,首次将深度确定性策略梯度(DDPG)算法应用于混合动力铲运机的能量管理策略,针对铲运机高频率循环、短时大功率输出的特点,协调控制系统能量流动,满足整车功率需求的同时,对发动机的工作区域进行“削峰填谷”,在减少油耗的同时保持超级电容SOC的控制目标下,设计奖励函数。利用基于DDPG算法的能量管理策略在铲运机不同循环工况下进行了仿真实验。结果表明,相比于传统的基于规则的能量管理策略,利用基于DDPG算法的能量管理策略,在两种工况下节油效果分别达到了8.36%与8.41%,同时更充分地利用到了超级电容的能量缓冲作用。

电动铲运机无损智能化改造及应用实践

为了解决矿山采空区矿石回收利用及在恶劣环境下消除作业人员直接接触危险危害隐患等,远程遥控采矿技术应运而生,开展其相关研究和工程应用对于促进我国地下金属矿山安全、经济、高效开采意义重大。通过对山特维克LH514E电动铲运机进行无损化改造,在未破坏原车线路的同时,实现了远程遥控行走和出矿,可随时切换遥控远程和本地手动控制,达到本质安全,现场工程应用效果良好,出矿效率达到人工出矿的85%,智能化改造后装备利用率提高30%以上,同时对其他型号铲运机无损改造提供了借鉴意义。

基于改进混合A*算法的地下无人铲运机智能路径规划

矿山无人铲运机自主定位导航是井下采矿装备智能化程度评价的重要指标,其中路径规划是铲运机自主行走的重要组成部分。而目前井下铲运机的规划路径多以巷道中心线为基础或难以执行,本文提出了一种适用于地下矿采场无人铲运机的混合A*算法进行出矿点到卸矿点的全局路径规划。首先分析了井下铲运机的运动模型,确定其路径规划参考点及车辆本身的数学结构关系,简化路径规划问题复杂度;其次针对铲运机作为非完整约束机器人,从栅格地图中当前点到目标点启发式函数构建以及子节点扩展方法两个方面设计了混合A*算法进行全局路径规划方法;最终采用地下矿采场中常见的五种巷道交岔口场景进行了路径规划试验分析,证明了以Dubins曲线、Reeds-Shepp曲线以及A*算法的启发式函数值中最大值作为该节点启发式函数的值进行混合A*算法搜索更新较为合理,能得到可以行驶的优化路径。为进一步推进井下铲运机无人化提供了理论基础,保证了规划路径的可执行性。

略谈井下铲运机的合理选择

本文从适用性、先进性、安全性和经济性等方面阐明如何合理选择井下铲运机，以充分发挥铲运机的作用，提高采矿效率，降低采矿成本。

90年代我国铲运机的概况

在对铲运机的结构和原理进行论述的基础上，详细介绍了进入９０年代以来我国铲运机的概况、铲运机的制造情况及５０种型号铲运机在我国矿山的分布情况及其在几个典型矿山的使用概况。

基于5G+无人驾驶铲运机远程出矿技术及应用

以多金属采矿场407中段东部采场为背景,建设“5G+无人驾驶铲运机远程出矿应用场景”,该系统采用5G技术、铲运机搭载工控机、激光雷达、IMU传感器、毫米波雷达、超声波传感器、视频摄像头等设备,以车载工控机作为计算中心,融合传感器数据算法感知环境,利用SLAM技术实现作业场景地图构建和车辆定位,通过5G网络将设备信息及井下场景与地面操控台进行数据交互,实现铲运机从自主行走、装矿、卸矿全流程无人化驾驶出矿作业,为国内智能矿山推广无人驾驶铲运机模式提供实践经验。

地下轮式内燃铲运机铲斗设计与仿真

针对传统铲斗设计方式复琐的问题,提出了一种逆向设计的新思路。论文以斗容量为4 m^(3)的地下轮式内燃铲运机铲斗为研究对象,进行铲斗设计并运用UG建立铲斗的三维有限元模型。根据铲斗工作时的实际情况,对所设计铲斗的斗体和铲斗刃选择不同的材料和厚度,分析铲斗在铲取工况和转斗时所受的载荷,并进行静态结构有限元仿真和模态分析,得到了整个铲斗装配体的应力、位移分布和各阶模态下的变形量。有限元仿真和模态分析的结果表明:这种逆向设计思路具有可行性,所设计铲斗结构可靠。有限元仿真的结果为进一步研究铲斗的结构优化提供依据;模态分析的结果可以避免铲运机工作机构整体设计时共振发生,也为工作机构动力学仿真奠定基础。

矿用多功能铲运机全液压制动系统设计

介绍了矿用多功能铲运机的制动形式,阐述了定量泵与变量泵全液压制动系统的构成,对比分析了定量泵、恒压泵与负载敏感变量泵全液压制动系统的特点。分析了负载敏感充液阀与反向调节制动阀的结构与工作原理,综合整机布置以及制动、转向与工作机构液压系统的设计因素,完成了矿用铲运机全液压制动系统的设计,实现了整机行车制动、紧急制动与驻车制动功能,为配置发动机动力系统和采用液力机械传动设备的全液压制动系统设计提供了参考。

三种进口铲运机在矿井下使用情况分析

铲运机是集铲、装、运、卸一体的联合设备。本文将在矿井下使用的三种进口铲运机使用情况作了总结和系统比较分析,从使用者的角度和使用情况提出了一些看法,体会、经验,供铲运机使用单位和设计制造单位借鉴,使铲运机这种设备更好的服务于我们的建设,产生更大的经济效益。

地下金属矿铲运机自主驾驶系统设计

针对地下金属矿铲运机自主行驶控制问题,提出了一种适用于短距离矿石运输工作环境的铲运机自主控制方法。首先,基于对铲运机车辆结构的分析,多维度对比了不同操作方式的铲运机系统;然后,利用工业以太网、智能控制器和多线激光雷达搭建了铲运机自主驾驶系统;最后,提出了铲运机自主驾驶融合控制方法。该方法采用分段控制策略,在采场穿脉及放矿穿脉内采用“低速高稳定性”车辆控制模型,在运输大巷内采用“高速高效率”车辆控制模型。在此基础上,搭建了试验仿真平台。试验结果表明:所提出的控制方法可以保证铲运机井下工作的稳定性和矿石运输效率,可为地下金属矿铲运机自主驾驶提供有益参考。

银山矿井下开采危险区域出矿铲运机远程监控系统研究

银山矿业地质资源丰富,成矿地质条件复杂,矿体埋藏深度大,是国内标准的第二勘探类型矿床。银山矿九区铜硫金区段为地下开采,采矿方法为分段空场嗣后充填法,两步骤回采。由于矿岩不稳固,一步骤回采时出矿巷道眉线外矿房内经常发生冒顶、垮塌,出于安全考虑,铲运机的驾驶室不能越过眉线进入空区进行作业,因此铲运机只能铲出铲臂能铲到范围的矿石,更远处的矿石只能靠自重溜到能铲出的区域。由于矿石自然安息角的因素,仍然有一部分矿石留在空区里不能铲出,从而在采场底部形成矿石残留损失;同时,残留的矿石直接影响充填质量进而影响二步骤回采。为解决采场危险区域安全出矿问题,成功开发出铲运机远程监视遥控系统。该系统可以在井下无照明等复杂环境下对铲运机进行远程监视遥控操作,实现井下采场危险区域无人驾驶安全出矿。实践表明,银山矿采场残矿回收技术装备安全可靠,可以提高资源回收率,为企业带来可观的经济效益,并延长矿山服务年限。

地下铲运机智能化技术进展探索

地下铲运机的智能化是智慧矿山建设进程中的重要一环。本文调研了国内外地下铲运机智能化的发展现状,结合铲运机智能化的发展趋势分析了其主要技术瓶颈。结合我国金属非金属矿山的发展特点,本文对地下铲运机的智能化技术进行了初步探索。以公司自主研发的WJD-2型地下电动铲运机为平台,从铲运机车辆技术改造方面、无线网络通讯平台的搭建以及地表远程监视控制中心的搭建方面,详细介绍了地下铲运机智能化技术方案及方案实施的可行性,该技术方案的提出对提升采矿行业智能化水平具有借鉴意义。

液压破碎锤在矿用多功能铲运机上的应用

介绍了矿用多功能铲运机的工作机构组成及功能,分析了液压破碎锤工作原理,进行了矿用多功能铲运机液压破碎锤的选型计算。综合铲运机整机转向、制动及工作回路功能要求,完成了矿用多功能铲运机液压系统设计及参数设定,匹配了液压破碎锤工作参数要求。

俄罗斯有色冶金矿山铲运机的使用与发展

简略地介绍了俄罗斯有色冶金企业铲运机使用，生产，科研和发展情况。为我国有色冶金企业有关部门提供参考。

俄罗斯矿用铲运机的使用与发展

简略介绍俄罗斯有色冶金企业铲运机使用、生产、科研和发展情况。

地下铲运机成套化工装的设计和应用

针对某地下铲运机产品装配过程中存在的装配质量、安全性以及工作效率等问题,设计制作成套工装是非常有必要的。本文针对配备成套化工装进行产品试制,结果表明,工装的投入使用,大大提升了产品质量和工作效率,为公司节约了装配成本,降低了工作强度。

矿山地下内燃铲运机操作及维修保养要点分析

随着我国社会的不断发展,国家对矿山资源的需求量越来越多,在金矿资源的开采过程中,需要采取先进的开采技术,并且要使用更多先进的开采设备,进而提高金矿资源开采的效率,以便为促进我国社会的发展奠定良好的基础。但是在相关机械设备的使用过程中,如果没有明确其维修保养要点,可能会影响设备的使用寿命,所以要对金矿地下开采所使用的机械设备进行全面分析,尤其是要明确内燃铲运机的实际操作规范流程,以及相应的保养要点,进而提高其整体的工作效率。基于此,本文则通过分析内燃铲运机的操作步骤,探究其维修保养要点。