露天煤矿无人矿卡的发展研究

露天矿山智能转型,实现高效、经济、可持续化发展,是矿山发展的必然趋势。通过分析国内外露天煤矿无人矿卡发展现状,指出中国露天煤矿无人矿卡发展中可能会面临的问题,即:无人矿卡改造及维护成本高、矿区无人矿卡配套辅助设施和基础设施滞后,以及无人矿卡相关企业之间存在商业壁垒。为解决上述存在的关键问题,分别从缩减成本和提升效率的方向提出无人矿卡零碳化以及智能调度系统优化。

煤矿液压支架搬运车液压系统故障诊断方法

煤矿液压支架搬运车液压系统在运行过程中容易出现故障,若处理不及时,会对煤矿开采工程的安全建设造成严重影响。针对这一问题,提出了一种新的液压系统故障诊断方法。根据液压支架搬运车液压系统的工作原理,建立液压系统故障诊断数学模型;提取液压系统故障时域信号特征,获取故障样本均值与方差;分析液压支架搬运车运行状态与运行模式,对液压系统故障进行全方位诊断。通过实验分析,该方法能够在短时间内快速完成故障诊断,且诊断结果的准确率在95.27%以上,可行性较高。

山西梁家碛露天矿90E与90S卡车能耗对比研究

为了研究不同卡车对露天矿山的适用性及经济性,基于采场、内排土场等生产数据进行周期性计算与分析,对比90E卡车与90S卡车因距离不同而对应的能耗情况。结果表明:短距离运输时(3.0 km以内)90E卡车比90S卡车节省能耗成本,长距离(3.0 km以上)运输时90S卡车有一定的优势;90S卡车短距离运输时的碳排放量指标高于90E卡车指标,长距离运输时,90E卡车的碳排放指标将大于等于90S。

基于卷积神经网络的煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划方法

为解决当前煤矿支架搬运车轮胎助力机械手抓取姿态规划精度较低、无法保证抓取轮胎受力均匀、导致轮胎部分位置受力过大、对轮胎产生了不同程度损害、消耗大量人力与物力资源的问题,提出基于卷积神经网络的轮胎助力机械手抓取姿态规划方法。引入卷积神经网络,通过提取目标物体位姿变化特征,得出目标物体在坐标系中的位置信息与姿态信息;基于卷积神经网络建立抓取预测模型,获取机械手抓取物体成功的概率;设计轮胎助力机械手的抓取轨迹,并设计机械手抓取姿态规划算法。通过试验分析可知,该方法在抓取过程中最大耗时与平均耗时均较短,抓取质量与效率得到了显著提升。

露天煤矿道路双侧管路喷雾降尘数值模拟研究

卡车道路运输是露天煤矿最大粉尘源之一,粉尘污染对煤矿职业人群健康、卡车司机能见度均产生影响。湿式喷雾是从产尘根源上解决道路粉尘的有效方法,且喷雾参数直接决定防尘效果及其经济成本。以霍林河北露天煤矿卡车路面为研究背景,采用FLUENT19.2建立卡车道路喷雾降尘模型;分析喷嘴角度、孔径及喷洒量对粉尘浓度的影响机制。研究结果表明:卡车路面粉尘产生机制为碾压破碎、离心抛洒及诱导气;增加颗粒含水率可有效减少扬尘负荷,喷嘴最佳入射角度为30°时,雾距对路面覆盖度良好;喷嘴孔径为10 mm时,斯托克斯碰撞系数最大;喷水量为0.15 L/m^(2)及土壤含水率为4.0%时,路面粉尘控制效果最好。研究结论为有效控制露天煤矿卡车路面运输粉尘提供了理论依据。

新型矿用普轨全卡液压制动牵引车的设计研究

为了提高煤矿井下无极绳卡轨车运输的安全性,设计了一种新型矿用普轨全卡液压制动牵引车。通过分析目前无极绳牵引车存在的问题,有针对性地设计了普轨全卡液压制动牵引车的卡轨轮组件、液压控制系统、液压抱闸装置以及普轨改造方案,解决了无极绳牵引车脱轨掉道问题和断绳跑车安全制动问题。该新型矿用普轨全卡液压制动牵引车保障了无极绳卡轨车的运输安全,也为下一步的无极绳卡轨车智能化升级提供了必要的技术基础。

电驱自卸车在露天煤矿中的应用前景分析

为了贯彻实行国家环保相关政策,结合露天矿目前生产实际,调研行业内主流运输自卸车的使用情况,分析了燃油自卸车和电驱自卸车经济、使用效能等方面的优缺点;通过不同角度对比得出电驱自卸车相比燃油自卸车优势显著,同时结合当下环境和政策,新能源自卸车快速发展,电驱自卸车将成为市场主流选择。

露天煤矿无人驾驶下交叉口协调通行策略研究

为实现露天煤矿无人驾驶下交叉口无人卡车间协调通行,提出了基于间隙理论的交叉口协调通行策略。策略主要涉及车辆间冲突协调策略与车辆跟驰行为,冲突协调策略方面:拆解露天煤矿交叉口冲突类型为交叉冲突与合流冲突,分析交叉冲突加速协调与减速协调2种策略的判定条件,建立不发生交叉冲突的数学模型;理清合流过程中车辆间的跟驰关系,设计基于跟驰行为的合流冲突区域,明确不发生合流冲突的数学模型与协调策略;车辆跟驰行为方面:改进Krauss跟驰模型,实现车辆自适应车间安全距离要求;分析车辆间隙对间隙理论下的交叉口协调通行影响,提出满足协调通行的最小车辆间隙;策略验证方面:基于露天煤矿实际场景搭建了交叉-合流混合冲突的交叉口仿真模型,建立了协调策略-跟驰模型混合决策机制,以交叉口小时车流量密度、车辆速度与间隙变化作为评价指标,无高优先级车辆时的测试结果作为对照组。结果表明:初始车辆平均间隙达到3(4)倍及以上安全距离时,交叉冲突(合流冲突)协调通行表现较好,交叉口通行能力接近无冲突时的通行能力,车辆调整次数较少,证明了提出的交叉口协调通行模型在理论上存在可行性,反映了车流量密度是影响运输效率的因素,在满足生产的条件下,尽量采用大载重无人矿卡,减少无人化矿卡数量,降低设备间的干扰,是减少交叉口冲突,提高交叉口车辆通行能力的途径之一。

智能化锚杆钻车电磁型自动抓网装置的设计开发

针对现有煤矿井下锚杆钻车抓网速度慢,铺网效率低,参与人员多等问题,根据智能化锚杆钻车的基本要求,提出了一种智能化锚杆钻车自动抓网装置的设计方案。根据锚网属性,采用多直流电磁铁均匀分布吸网模式实现锚网的自动抓取。基于SolidWorks对抓网装置进行了三维建模,以确定各构成单元之间的工作协调性。通过理论计算获得了直流电磁铁的相关参数,为选择电磁铁提供理论依据。基于ANSYS Workbench有限元仿真平台分析了直流电磁铁吸合面处于不同位置时对锚网的吸力大小,验证了理论计算和布局方式选择的正确性。最后,搭建了实验平台,对自动抓网装置技术方案进行了实验验证。结果表明:电磁铁位置布局设计合理,吸力大小满足锚网稳定抓取及自由移动的技术要求。

全封闭无烟装煤车在安钢焦化厂的应用

为满足日益严格的环保要求,通过对全封闭无烟装煤车原理及存在的问题进行分析,对相关工艺及设备进行改良,对操作制度进行优化等一系列措施的实施,实现了在装煤过程中不冒烟,符合无可见烟尘外逸的国家无组织排放环保标准要求。

基于IGWO-BPNN的露天矿卡车故障预测方法

为有效解决露天矿中卡车的故障预测问题,提出了一种基于改进灰狼算法的BP神经网络模型,并成功应用于预测露天矿卡车故障次数和故障持续时间。首先,针对传统灰狼算法的不足,引入了新的非线性更新机制和基于线性插值的种群更新机制,提出了融合多策略的改进灰狼优化算法。其次,将IGWO应用于BP神经网络的权值和阈值搜索中,形成了基于IGWO的BP神经网络模型(IGWO-BPNN)。最后,以宝日希勒露天煤矿卡车故障数据为例,成功将该模型应用于卡车故障预测研究。结果表明,在相同实验条件下,与其他算法相比,IGWO-BPNN具有更高的模型预测性能和分类精度,可帮助露天矿山科学制定卡车预防性检修计划,并为智慧露天矿山建设提供科学有效的基础决策数据。

基于煤氢协同与柴油动力的露天矿卡综合排放性对比

矿卡运输是露天煤矿的关键生产系统,随着绿色低碳和清洁环保要求的提高,能源转化和矿卡动力系统运行是露天煤矿大气污染物和温室气体排放的主要来源之一,其已成为研究热点。为研究露天矿卡能源与动力方案综合排放性,以某露天煤矿及其运输系统作为研究对象,对能源转化和矿卡动力2个子系统设计了3种基于煤氢协同的技术方案及另外1种传统技术路线的对比方案,确定研究范围和边界条件,建立研究模型和数据清单,以10 a为周期对运输1 m^(3)·km的土石方或煤炭的燃料周期过程中的大气污染物和温室气体排放进行定量分析和对比。结果表明方案2采用绿氢动力的综合排放性最好,方案1和3可将排放从矿卡动力转移到能源转化环节,有利于采取集中有效措施进行减排,方案1的减排重点为脱硫和除尘,方案3和方案4的减排重点为CO_(2)捕集、封存和利用,方案4矿卡柴油动力系统的大气污染物CO和HC+NO_(x)排放量大,减排技术难度大,有必要开展矿卡新型清洁高效动力系统研究。

新能源卡车在露天煤矿的发展现状与展望

为了更好地推动新能源矿用卡车技术在露天煤矿的应用,完成“双碳”目标下的企业转型,分析了国内新能源矿用卡车的发展历程及行业现状,研究了目前新能源产业技术在推广过程中面临的问题;并对新能源矿卡技术的发展进行了展望。结果表明:随着新能源产业的不断完善,换电和氢能矿卡将逐步替代传统燃油矿卡。

双混砂车+双仪表车在深煤层大规模压裂作业中的应用

深煤层逐渐成为非常规油气新的产量增长点,为获得高产,需进行大规模压裂,需要用到14台以上的压裂泵车,为满足连续作业的要求,单个混砂车和单个仪表车作业能力有限,不能保证作业的安全性,双混砂车+双仪表车工艺的应用解决了该难题,为今后的大规模压裂提供参考。

煤矿井下燃油运输车辆调度多目标优化分析

为减少煤矿井下燃油运输车辆的尾气污染,降低能耗并控制运输成本,在考虑巷道坡度及车辆载重影响计算碳排放量的基础上,建立了车辆调度优化模型。该模型以运输总成本和碳排放量最小为目标,同时设计了基于动态拥挤度和启发式交叉算子的改进NSGA-II求解算法。实例仿真试验表明:多目标优化模型既可以保证煤矿企业的经济效益,也在一定程度上促进了节能减排。改进后的算法在总运输成本上平均节省超过4%,在碳排放量上最优值改进达到3.91%,表现出较好的求解性能。

焦炉煤塔防漏煤电气控制方法的改进分析

在某焦化厂焦炉煤塔下煤过程中,多次出现在煤嘴未关闭情况下,煤车开离受煤区域,造成煤塔漏煤,也多次出现煤车未在煤塔下方,煤嘴却自动打开造成漏煤,影响煤车正常作业,同时影响整个焦炉的正常出焦。针对该问题,对煤塔漏煤的原因进行深入分析,并从受煤关严信号、电气回路、程序、画面等多方面实施改进,从根本上解决了煤塔漏煤技术难题,保障了煤车作业的安全稳定性。

双电机驱动防爆电动车辆的速度协调控制研究

短壁机械化开采中配套使用的双电机驱动防爆运煤车具有零排放、噪声小、能耗低的优点。介绍了该运煤车的双电机驱动及转向结构。由于此运煤车没有机械式差速器,使用时轮胎磨损严重。根据双电机驱动运煤车的结构和工作原理,设计了电子差速控制系统,建立了仿真模型,分析了直行工况和转向工况下两侧轮胎的转速、转速比、滑转率及整车的转弯半径。将搭载电子差速控制系统的运煤车实际应用到某矿,提高了轮胎使用寿命。

铁路运煤车防冻液自动喷洒装置的分析与应用

潞安化工集团铁路运营分公司以往采用防冻液人工喷洒的方式,存在覆盖面不均匀、喷洒效率低、质量不稳定、浪费量大等问题。针对这一情况,设计了铁路运煤车防冻液自动喷洒装置,在王庄煤矿装车站进行了实践应用,有效防止运煤车车皮结冰上冻事故的发生,还节省了人力、物力,降低了人员劳动强度,提高了煤炭装运效率,实现了“零冻车”目标。

装煤车液压系统故障诊断与排除

装煤车液压系统中包含着各种各样的元件,极易出现故障,影响正常生产过程。在装煤车系统中,液压系统是其重要的组成部分之一,因此在了解液压系统与装煤车系统的前提下,对装煤车液压系统常见故障诊断与排除方法进行总结,从而提出排除液压故障的对策,以提升设备工作效率。

煤矿井下用牵引变频器的设计与应用

以重载运煤车用牵引变频器为研究对象,为匹配其牵引性能,综合考虑电气结构布置、散热、电磁兼容等特殊要求,详细阐述了牵引变频器的设计过程。重点分析了整体设计、叠层母排设计、散热设计三方面的设计思路和设计要点,运用高功率密度的方法满足重载运煤车的牵引性能,最终设计出结构合理、运行可靠、适应井下恶劣环境的牵引变频器,保障了重载运煤车的安全稳定运行。