风流扰动下露天矿土质路面粉尘运移规律研究

为降低露天矿土质路面粉尘质量浓度,提高清洁生产水平,采用气固两相流理论,建立粉尘颗粒起动模型,分析粉尘起动风速及变化规律,利用实验研究进行验证,并确立粉尘运移规律以及运动形式,选取正交实验极差分析各因素对起尘量影响显著性。研究结果表明:粉尘起动风速与粉尘粒径、含水率、负荷均有函数关系;起尘量在粒径、含水率、负荷、风速4种因素下呈现不同变化规律,与粒径、风速均呈非线性关系,与含水率呈负相关,与粉尘负荷呈正相关,影响显著性为:粒径>负荷>风速>含水率;粉尘运动形式与风速和粒径相关,在5 m/s风速下,(0,75]μm粒径粉尘易做悬浮运动,(75,500]μm粒径粉尘易做跳跃运动,(500,1000]μm粒径粉尘易做蠕移运动。研究结果可为降尘措施提供理论指导。

基于改进DeepLabv3+与SE注意力机制融合的非结构化道路识别方法

针对露天矿非结构化道路信息无法有效提取或提取精度不高的问题,提出一种基于改进DeepLabv3+网络融合SE注意力机制的露天矿道路识别方法,使用不同采样率的空洞卷积并行采样获取目标图像的高级特征。引入SE注意力模块对采样获取的高级特征和骨干网络提取的低级特征进行特征权衡,以区分不同特征的重要性,提高融合后特征信息的准确性。试验证明,该网络在矿山道路识别中优于其他算法,各项道路识别评价指标均得到提高,可有效识别非结构化的露天矿山道路。

露天矿非道路移动机械尾气中颗粒物去除研究

为了寻求针对露天矿非道路移动机械尾气中颗粒物去除的有效方法,分析了添加布朗气助燃法、添加燃油清净剂法和加装颗粒捕集器法3种方法对平朔露天矿区14辆不同类型的非道路车辆尾气中颗粒物的去除效果。结果表明:未采取颗粒物去除措施时,测试车辆尾气的初始烟度值超标率高达71.4%;在采用添加布朗气助燃法和加装颗粒捕集器法后,车辆尾气的烟度值均能够达标;而采用添加燃油清净剂法后,车辆尾气的烟度值超标率仍高达64.3%。

北露天煤矿卡车道路保湿型抑尘剂研发及工业试验

卡车道路运输是露天煤矿最大粉尘源之一,尤其在夏季高温环境下路面水分蒸发量极大、卡车扰动强度极高。以霍林河北露天煤矿卡车路面为研究对象,分析NET200自卸卡车轮胎黏结粉尘受力状态及产尘机理;采集并测试道路岩土含水率、化学官能团及粒径分布,确定研发抑尘剂保湿、润湿及凝并的功能定位。单体优选试验确定保湿剂丙三醇、润湿剂十二烷基苯磺酸钠、凝并剂聚丙烯酰胺作为正交试验材料,以蒸发量作为主控指标,采用极差法确定保湿型抑尘剂最佳配方为3.0%丙三醇、0.25%十二烷基苯磺酸钠、0.05%聚丙烯酰胺;通过观测不同喷洒量下粉尘表面成膜状态和含水率变化,确定单位路面最佳喷洒量为1.6~2.0 L/m^(2)。北露天煤矿12 d抑尘工业试验结果表明:单次试验周期内所有路段全尘、呼尘浓度均呈逐渐增高趋势,3次试验期间喷洒抑尘剂承重、非承重路段的全尘、呼尘浓度均显著低于常规洒水路段,且均分别低于全尘(4 mg/m^(3))、呼尘(2 mg/m^(3))规定限值,表明自主研发保湿型抑尘剂单次喷洒有效抑尘时间为3~4 d;喷洒抑尘剂能够有效提高粉尘中大颗粒占比,凝并团聚效果显著;喷洒抑尘剂承重、非承重路段土壤平均含水率分别为14%、12%,均为常规洒水路段2倍以上。保湿型抑尘剂能够大幅度延长单次喷洒有效抑尘时间,对矿区道路等动态工况抑尘具有显著适用性。

露天矿山沙石骨料制备地聚合物路面硬化材料力学性质研究

地聚合物材料作为一种新型胶凝材料,具有与水泥相当的力学性能;露天煤矿运输道路采用地聚合物材料将原有路面进行重筑,能够显著改善运输道路质量,同时提高运输效率。以露天煤矿2种沙石材料为骨料设计了对照试验,研究了不同配合比下露天矿山地聚合物筑路材料强度变化规律。试验结果表明:磨耗层砂石骨料相对露天矿山路面原始材料制备地聚合物材料具有更高的力学强度,3 d强度能够达到通车要求;露天煤矿现场沙石材料为骨料制备地聚合物没有改变材料的基本性质,试样力学强度随着矿渣含量的增加和激发剂模数的减少而增加。

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。

基于数据挖掘的露天矿道路质量研究

探讨了露天矿山道路质量评价方法;通过深度挖掘露天矿山运输环节矿卡运行数据,设计道路提取算法,分析了竖直加速度和高程数据,将2种评价指标高度H标准差和竖直加速度均方根RMSVA分别进行研究,并验证了二者的一致性和有效性;将评价结果划分为良好、一般、差3个级别,指出了不同级别道路对应的道路问题并给出修护建议。结果表明:2种指标在坡度-4%~4%范围内均可有效评价露天矿山道路质量,有助于提高矿山道路维护效率和质量。

基于振动信号分析的露天矿道路工矿质量识别

探讨了露天矿山运输环节领域中道路质量识别方面新的分析方法,通过采用频率分析中滤波技术对矿用卡车三轴加速度进行了详细分析,并从实验中取得了具体数据。三轴频率分析方法可减少数据存储需求、提高运算性能,相比于时域分析在研究周期性、振动性、全面性等方面提供了更好的分析性能,且通过过滤噪声,可以获得更真实、准确的数据;矿卡运行频率小于30 Hz,而外部噪声大于40 Hz,并通过特征值运算得出矿卡在三轴的质量结果,以三轴频率研究的道路质量结果分别存在较强的关联性。

DIMINE软件在矿山道路设计中的应用

露天矿山的道路设计工作是确保矿山生产高效、稳定的重要环节^([6])。文中以德兴铜矿为例,运用DIMINE软件对该矿富家坞采区运岩公路进行设计,并分析探讨该软件在道路设计中的应用效果。结果表明:DIMINE软件在矿山道路设计工作中与传统CAD道路设计方法相比具有明显的优势。DIMINE软件优化了道路设计过程中的制图程序,解决了道路设计工作中填挖方量快速计算的问题,有效提高了道路设计工作的效率和准确性。

基于3Dmine软件的露天矿山道路设计

矿山道路开拓工程的设计是矿山工程设计最重要的工作之一,由于露天矿山具有地形条件复杂,导致其道路具有线型复杂,道路坡度较大等特点,在设计中常常需要考虑诸多因素。本文以实际工程为例,研究讨论利用3Dmine软件快速进行复杂地形条件下的道路设计。

3Dmine软件在露天矿山基建开拓中的应用

以舟山绿色石化基地大小鱼山岛多规格石料高强度开采工程为背景,采用无人机航测技术获取矿区的地形地貌信息,利用3Dmine软件建立矿区的数字表面模型,并进行运输道路优化设计、首采工作面布置以及开拓工程量计算等,最后进行动画模拟,分析露天矿山开拓系统的车-路协同效果,确保满足工程施工强度要求。实践表明:基于无人机航测技术与3Dmine软件规划设计露天矿山开拓系统,具有现场数据更新速度快、开拓系统设计便捷且可视性好的优势,有助于采场合理布局和石料科学调配,为多规格石料的高强度开采施工奠定了技术基础。

鸿业市政道路设计软件在露天矿山道路设计上的应用

鸿业市政道路设计软件在市政道路设计中应用比较广泛,因采用的设计规范不同,所以在露天矿山道路设计中应用较少。本文以某露天矿山为例,详细的阐述了利用鸿业市政道路设计软件进行露天矿山道路的设计过程,为设计人员提供借鉴。

露天煤矿道路交通标志文字高度的研究

由于我国露天煤矿矿用卡车较汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸均较大;矿山道路与公路横断面不同;矿用卡车限制速度较公路低;矿用卡车左侧行驶,与我国《道路交通安全法》第35条规定“机动车、非机动车实行右侧通行”相反,因此露天煤矿矿山道路交通标志若按照现有国家标准设计,在使用过程中会有一定的问题。文中通过对露天煤矿矿山道路交通标志文字高度的研究,提出了适用于露天煤矿矿山道路交通标志设计的思路,研究出了露天煤矿矿山道路交通标志文字高度与矿用卡车类型的关系,推出拼音或少数民族文字高度、阿拉伯数字高度、公里符号高度等一系列尺寸,并在哈尔乌素露天煤矿现场进行可视性试验验证文字高度,为以后露天煤矿矿山运输道路交通标志设计、制作及使用提供参考。

露天矿采场路面抑尘剂研制及性能表征

基于露天采场路面扬尘特点及机理的分析,确定抑尘剂组分。通过吸湿剂、凝并剂、表面活性剂单体选择试验,初步确定单体及浓度范围。基于正交试验,以失水率为评价指标,确定了最优配方,并对其自然环境下的吸湿放湿性、抗风吹等性能进行了测试。结果表明,研究出的抑尘剂具有较好的吸湿、保水性能,干燥条件下,表面强度高,固结性能好,具有较好的防尘抑尘性能,且材料来源广泛、制备简单、成本低,具有较好的应用前景。

露天矿汽车运输路面扬尘与控制方法的研究现状分析

针对露天矿汽车运输路面扬尘的危害及抑制问题,从汽车运输路面扬尘机制和抑尘原理出发,归纳总结近年来国内外路面抑尘剂研究与应用的成果和不足.分析认为,在环境质量要求高、低成本、节能减排的时代背景下,研发抑尘有效期长、无二次污染、原料价廉、综合效益高、生产工艺简单、适用于我国多数矿山的新型复合抑尘剂是今后路面扬尘控制的发展方向.

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。

基于时空演化的露天矿运输线路存留状态判别算法

露天矿采场是一个随时间协变的有源时空场,其内部的时空演化规律是露天矿开拓运输系统定线的重要基础,直接制约着露天矿运输道路的废除、重建和更新等相关决策。但多年受露天采场的自身复杂性限制,开拓定线仍以经验化的手工定线为主,尚缺乏一种科学化、系统化的定线方法,特别是对于已确定的运输线路随采、剥工程发展而发生的时空状态演化规律的判别与分析,直接制约着露天矿山道路运输系统设计的经济性。以开拓定线过程中既定坑线的存留问题为切入点,首先对露天矿采场内采、剥物料的运输线路的演化规律进行了有效分析和描述,并结合采、剥物料的场内流动特性,构建了不同坑线状态下的迁移模型。同时,为进一步定量化的描述运输道路的状态迁移模型,文中从分析运输线路与物料流之间的功能联系入手,引入矢量分析和场论的理论方法,结合采场采、剥物料实际给出了满足矢量场分析条件的均质流体假设,并进一步提出散度的概念、时空状态描述子的判别指标及利用散度的量化计算实现采、剥物料的迁移状态判别,从而为承载运输任务的运输线路的废除、重建和更新状态提供更为科学、合理的量化决策指标。最后,以不同计划工程位置上的开拓定线问题(混合坑线)为仿真实验,验证文中算法模型对于判别运输线路存留问题的有效性。实验结果表明:抽象散度的引入能有效地将采场内的有源矢量场划分为有源和无源区域,并能进一步判别出有源区域内流体的吸收或发散特性,且上述特性能极为理想的对应于运输线路的废除、重建、更新以及继续服务等几种状态,从而保证了这种区域化指标能为开拓定线过程中的区域性坑线布设提供更为理想的前期决策,有效解决了主观定线过程中线路更新难题。将应用数学、理论物理学中的通量、散度的概念引入到解决露天矿山的现实优化问题中,提出了一种定量化描述露天采场时空状态演化过程的新方法,弥补了现阶段手工定线主观经验化更新的不足,同时也为开拓运输系统的自动化优化定线算法的实现提供了一种路径更新判别的新思路。

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。

无人驾驶矿卡线扫描传感器布设高度优化

为推进国内智慧矿山建设,解决露天矿无人驾驶环境感知这一关键技术中传感器布设相关参数较少的问题,利用满足视距要求的竖曲线计算公式,结合露天矿道路设计规范,研究了露天矿无人驾驶矿用自卸卡车行驶至3种等级下的露天矿道路凸形竖曲线遇到障碍物时能安全停车制动的视线高度,即露天矿无人驾驶矿用自卸车传感器的最低布设高度。此外还分析了可视范围内道路端固定装置的合理高度范围。研究表明:我国大型露天矿常用矿卡的最低布设高度范围为2.2~3.3 m;不同等级露天矿道路的凸形竖曲线上固定装置的最佳布设高度为0.8~1.67 m。研究结果可为采用间断工艺生产的露天矿安全运输提供设计参数支持。