大规模矿山的长距离胶带输送系统设计探讨

国外某大型矿山,生产规模达6 000万t/a,且地处内陆地区,矿体狭长,距离选矿工业场地较远、地势起伏陡峭、地形自然坡度大。该项目矿石运输兼具运量大、运距长、运输难度大等特点。对于大规模矿山而言,带式输送机因其具有运输量大、可长距离运输、自动化程度高、并能实现连续运输的优势,在矿山生产过程中发挥着极其重要的作用。与此同时,由于需要输送的距离越来越长,单段带式输送机很难满足矿山整体的散料输送要求,大运量、大角度接力运输的带式输送机系统得到普遍应用。本文借鉴现有矿山带式输送机接力系统的生产数据,以该大型矿山为背景,对带式输送机系统的可靠性和能耗情况进行分析计算,为类似项目提供参考。

数字孪生驱动的长距离带式输送机运行优化方法

长距离带式输送机是矿山、港口等领域运输散装物料的主要工具.针对长距离带式输送机的安全节能运行问题,研究数字孪生驱动的运行优化方法.首先,构建由数字孪生模型、模型同步算法、控制策略和现实带式输送机组成的数字孪生驱动运行优化框架;然后,建立数字孪生模型,包括基于变质量牛顿第二定律和有限元分析法的输送带动力学模型、物料流动态模型和动态能耗模型;最后,提出数字孪生驱动的计算决策-仿真评估-优化校正(Decision-simulation-correction,DSC)优化决策方法,优化带式输送机的稳态和暂态运行带速,形成可行带速设定曲线.实验结果表明,数字孪生驱动的带式输送机运行优化方法可以实现带式输送机安全节能运行.与传统控制方法相比,能够根据运行工况实时调速,提高输送带填充率,节能13.87%.

带式输送机智能变频系统应用分析

随着煤矿采掘范围及产能的不断增加,带式输送机铺设距离、装机功率及能耗等均不断增大,是现阶段煤矿井下主要能耗设备。为提高带式输送机使用效率并降低能耗水平,在对带式输送机变频控制分析的基础上,提出了基于煤流监测的带式输送机智能变频系统。对智能变频系统架构、煤流监测及智能调速流程等进行分析,并提出综合煤流量、功率的智能调速策略。经现场应用后,构建的智能变频系统运行平稳,在降低带式输送机能耗及磨损方面效果显著。

基于激光测量的输送机低能耗运行控制系统的研究

针对李楼煤矿带式输送机运输系统在运行过程中主要采用的是额定最大速度运行模式,无法根据输送带上的煤量情况实时调整带速,实际运行时存在输送带满载率时高时低不稳定,带式输送机的运行成本相对较高的问题,从提高效率、降低能耗、减少磨损、提高使用寿命出发,提出了基于激光测量的煤量精确识别系统及变频调速系统改造方案,利用激光分割技术和激光条纹中心提取算法实现了对输送带上煤量的精确识别;利用变频调速和闭环反馈控制技术实现了带式输送机在运行过程中根据煤量自动调节带速。实际应用表明,改造后煤量识别系统对煤量的识别偏差为±1.1%,同等条件下将输送带的运行速度降低了24.8%,提高了带式输送机输送效率和运行的经济性。

基于计算机视觉的输送带跑偏检测方法

在煤炭输送过程中,输送带的安全、稳定运行至关重要,在发生跑偏故障时若不能及时得到处理,会造成更为严重的事故。为了能够对输送带进行更加准确的跑偏检测,采用计算机视觉技术,提出一种输送带跑偏实时检测方法。首先采用改进的Canny算子对输送带图像画面进行边缘轮廓信息提取;然后采用改进的累计概率霍夫变换提取输送带边缘直线特征;最后根据计算出的输送带中心位置与标准位置的偏差、输送带两侧边缘角度与标准角度的偏差对输送带是否跑偏进行判定,并对跑偏级别进行划分。实验结果表明,提出的输送带跑偏检测方法能够准确计算出输送带的中心位置及输送带两侧边缘角度,算法具有有效性。

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。

铁矿排土机排土生产组织管理中的相关问题研究

以攀枝花新白马铁矿为例,在不规则排土场形态条件下采用排土机排土工艺,在生产组织中对排土机安装、汽车转排区域、胶带分料、排土方式、排土机操作安全管理等方面进行优化,以提高排土作业效率。

带式输送机稳定运行的研究

带式输送机在运转过程中始终受到力的作用,受力不均匀时会出现跑偏的情况。通过研究皮带机运行过程中的受力情况,以及皮带运转过程中的不同现象,详细分析造成皮带跑偏的原因,从而达到快速寻找故障点的目的,及时解决皮带跑偏问题。针对长期性的跑偏问题,提出了部分改进方案并分析利弊,从而达到有效提升皮带稳定性的目的。

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。

矿用带式输送机自移式机尾的设计及应用分析

针对带式输送机自移式机尾日常应用中现存的运行寿命短,机动性、灵活性差,稳定可靠性差等不足,结合自移式机尾的主要设计要求与设计结构,在分析了自移式机尾的工作原理与主要操作流程的基础上,对自移式机尾进行了优化设计,并进行了应用分析,结果表明:优化后自移式机尾,不仅结构更简单,而且运行可靠性及适应性更强,其能更好地进行机尾的前移调节、高度调节及快速进行调偏,可让机尾大修时间从优化前的2~3 Mt提升至4~5 Mt,在延长了其运输寿命的同时,也提高了运输效率,取得了较好的应用效果,可为类似工况下带式输送机自移式机尾的优化设计提供参考。

带式输送机的节能优化与试运行

为解决带式输送机当前所面临的功耗大、效率低的问题,在对带式输送机运行阻力和能耗分析的基础上得出了不同煤流量下最佳的输送带运速,在保证生产任务的同时达到了节能效果;根据节能控制的需求,分别实现了对煤流量、运速的实时监测,并提出基于模糊控制算法实现节能控制。最后,通过实践生产对比验证了节能控制系统的节能效果。

煤矿皮带机自动变频控制系统设计与研究

为了进一步提高煤矿皮带机的运行效率,降低皮带机的运行功耗,针对恒转速运行皮带机因带速与运煤量不匹配导致的运行效率低下、运行稳定性差及电能损耗严重等问题,进行了皮带机变频控制及自适应调速技术研究,并设计了一套基于自适应调速的皮带机自动变频控制系统。采用模糊控制算法及模糊控制器的方法实现了对变频器输出频率的实时调节,同时具备皮带机防堆煤、防跑偏、防打滑等保护功能,实现了对皮带机电机功率的智能分配及带速跟随煤量的自适应调节;当皮带机处于空载、轻载运行工况下,可自动调节带速,使皮带机进入低功耗运行,有效降低系统功率损耗,减小设备磨损度。经测试,自动变频控制系统可有效降低皮带机的运行功耗,达到节能运行的目的。

平朔东露天矿选煤厂带式输送机无人值守系统

介绍了平朔东露天选煤厂带式运输机无人值守系统的整体架构,从人员安全管理、环境安全监测、设备预防管控方面论述了系统建设内容,详细介绍了钢丝绳输送带绳芯监测、输送带纵向撕裂检测、红外热像仪、声纹听诊系统、金属探测仪等关键故障监测技术。平朔东露天选煤厂带式运输机无人值守系统的应用,实现带式运输故障提前预警、人员安全管理、设备运行状态在线管控,进一步提高选煤生产运行稳定性、降低选煤厂运营成本。

基于煤流检测实现带式输送机节能运行控制

为解决当前带式输送机工频运行存在小煤流量时电能浪费的问题,在对输送带煤流检测基本原理分析的基础上,提出了以激光直射三角测距原理为基础的煤流检测系统,进而换算得出输送带的实时煤流量;其次,根据实时煤流量的预期带速和实时带速的偏差值基于模糊控制器实现对输送机的节能控制。

基于改进人工蜂群算法优化支持向量机的设备故障诊断方法

为了对煤矿井下带式输送机的核心部件滚动轴承的运行状态进行精确诊断,针对故障分类方法中支持向量机存在的惩罚因子确定困难的问题,引入交叉操作和全局最优解结合的改进人工蜂群算法,构建了故障诊断模型,通过仿真分析对比了改进模型与传统模型之间的差异性,仿真结果表明,改进的诊断模型能够快速精准地识别设备故障的类型,缩短了设备故障的诊断时间,提高了井下设备故障诊断的工作效率。

矿用皮带输送机智能巡检机器人系统设计

针对矿用皮带机传统工人巡检方式存在的工人劳动强度大、巡检效率低、检测结果不可靠以及事故隐患难以及时排查等问题,在分析矿用皮带输送机常见故障和特征识别机理的基础上,提出了矿用皮带机智能巡检机器人系统。首先,采用模块化驱动设计,使得巡检机器人系统具有体积小、结构紧凑和爬坡度大等优点。其次,对硬件系统选型和软件算法进行编程,应用红外热成像和高清视频技术精准识别皮带输送机打滑、跑偏、纵撕和托辊损坏等异常。最后,采用数据智能处理算法将现场采集的视频、声音和温度等物理信号集成回传到上位机监控系统,对异常进行自动报警并生成历史记录。现场应用表明,智能巡检机器人系统对托辊异常的识别仅用时2.83 s,故障识别准确率高达98.7%,取得了满意的应用结果。

矿用带式输送机智能监控系统设计

矿用带式输送机采用人工值守现场控制的管理模式,在复杂工况下运行时,存在运行故障难以快速感知和及时控制、传送带转速与运载煤量匹配效果差、设备能耗高和人力投入多等问题。针对上述问题,设计矿用带式输送机智能监控系统,基于组态软件TIA portal和SIMATIC S7-1500PLC,提出具有自动化综合保护、远程变频调速等功能的集控平台设计;通过ZigBee技术构建矿井无线通信系统实现工作现场与远程监控终端间信息的实时传输;使用Profibus-DP总线和变频调速技术开发了输送机智能调速系统。应用结果表明:智能监控系统有效减少了工作人员投入,提高了输送机故障的监测切除效率,缓解了传送带上物料堆积问题并降低输送机的运行能耗,使主煤流运输系统的安全性和可靠性得到保障,为无人化智能矿山建设提供参考。

带式输送机监控系统的设计

设计了由地面中心站、工业以太网和基于CAN总线的带式输送机保护装置组成的带式输送机监控系统,给出了带式输送机综合保护装置的软硬件实现方案。该系统可实现在地面对煤矿井下带式输送机的远程集中控制,对保障带式输送机的安全运行具有重要意义。

基于S3C6410的嵌入式胶带运输机监控系统

针对现存煤矿井下胶带运输机控制系统不够灵活。可靠性低等缺陷,提出将Linux操作系统移植到ARM11体系结构的主控制芯片S3C6410中,实现现场控制与异地控制的结合。主屏采用EB8000 Project Manager软件开发的多功能人机交互界面,实现用户级的设备灵活控制。系统运行表明:嵌入式的胶带运输监控系统不但节省了成本,还具有便于维修,可扩展性强,稳定性高等优点。

矿用带式输送机纵向撕裂检测方法研究

目前国内输送带纵向撕裂检测在精度和可靠性方面不能满足要求,随着数字图像处理技术的不断发展其已被广泛应用于工业检测中,文章提出一种应用数字图像处理技术对输送带纵向撕裂检测的方法并使用蚁群算法对canny算子进行优化。实验结果表明优化的边缘检测是一种有效的输送带纵向撕裂检测方法。