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。

特大型硫磺储运系统粉尘防控技术应用总结

普光天然气净化厂设计硫磺产能2.4 Mt/a,是亚洲最大的硫磺生产基地。针对该厂特大型硫磺储运系统存在的皮带输送单元落地硫磺粉尘扩散、地下廊道硫磺粉尘超标、装车单元粉尘闪爆等安全隐患,围绕固体硫磺仓储、输送、装车环节开展粉尘风险防控难题攻关,研究皮带机集成清扫、地下廊道粉尘消减及粉尘闪爆综合治理技术,形成了特大型固体硫磺储运系统全流程粉尘防控关键技术,实现了安全清洁生产,提高了装置本质安全水平。

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。

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。

面向退化环境的多传感器融合SLAM方法的研究

准确的定位和地图信息是实现井下铲运机自主导航行驶的关键。然而,对于井下环境,颠簸和湿滑的路面使编码器里程计提供的信息偏差大,没有显著特征的长巷道即感知退化的环境使雷达等传感器的位姿估计容易产生漂移,获得准确的位置和地图信息在井下环境仍具有挑战性。为实现这一目标,创新地采用松耦合框架和监督算法结合,提出了一种面向退化环境的多传感器融合SLAM(同时定位和建图)方法。此方法使用激光雷达和IMU(惯性测量单元),通过卡尔曼滤波器对IMU的高频数据和激光雷达低速姿态估计进行融合,从而提供更为准确的定位估计。此外,此系统可以自我评估退化环境,当评估到系统进入退化环境时,忽略激光雷达的位姿估计从而减少漂移。通过在井下环境中对此系统进行测试,并与其他主流方法进行对比,证明了系统的鲁棒性和高性能。

重型刮板输送机链轮轴组井下快速更换链轮的方法及工艺研究

链轮是重型刮板输送机链轮轴组的关键件和易损件,因现有重型刮板输送机链轮轴组的整体式结构限制,链轮不能在井下直接完成更换,维修成本高,维修效率低。为此在保证强度和互换性的前提下对现有整体式链轮轴组进行了分体式改造,使链轮能够直接在井下完成更换;同时,对改造后的分体式链轮轴组进行了快速拆装装置设计和快速拆装工艺设计,以保证装配质量,提高维修效率;制作了分体式链轮轴组样机,使用快速拆装装置按照快速拆装工艺完成了性能试验。试验表明,分体式链轮轴组在保证强度和互换性的条件下,可以实现链轮在井下的直接更换,可有效降低维修成本,减少人工作业量;快速拆装装置和快速拆装工艺的使用有效提高了链轮的更换效率。链轮轴组的分体式改造方法和快速拆装装置及工艺的研究具有显著的实用价值和工程意义。

铲运机在地下矿山出矿中的应用分析

自20世纪以来,我国各个行业在经济的带动下获得了飞速的发展,其中在矿业发展方面自动化采矿技术成为了主要趋势,相比传统的采矿技术,自动化采矿能有效地减少从事井下工作的人数,在一定程度上降低了矿产企业的运营成本,并改善了施工人员的工作环境。本文主要介绍了铲运机在地下矿山中的工作情况,并对利用铲运机所获得的出矿情况进行了分析,旨在为我国矿产行业奉献微薄之力。

矸石充填刮板输送机的改造研制及应用

由于岩巷进尺、巷道整修及原煤筛分产生大量矸石,为保护环境,防止地面沉降,保护地表附着物及地面建筑物,解决矸石处理问题,邢东矿专门设计了矸石充填工作面,保证矸石充填率以满足生产需求,利用现有设备对矸石充填刮板输送机进行重新研制,升级改造后SGZC900/400矸石充填刮板输送机,运输能力提高至656 t/h,提高产量1.87倍,保证了邢东矿每月的产量要求,实现了邢东矿井下矸石不升井,不在地面设立矸石山,生产过程中产生的矸石全部用于井下充填。

地下遥控铲运机遥控技术和精确定位技术研究

详细分析和评述地下遥控铲运机的遥控技术和精确定位技术等相关领域的国内外研究现状、存在的问题及今后的发展趋势等,阐述在我国研发地下遥控铲运机的遥控技术和精确定位技术的必要性。通过对地下遥控铲运机的遥控技术和精确定位技术的深入研究,以数字矿山无线通信系统为平台,研究遥控铲运机的智能化实现方法,初步建立我国无人采矿设备的技术开发体系和技术平台,并可获得我国地下矿山的自动化采矿关键技术和方法,为今后实现地下矿山无人开采设备开发和建立工业应用集成系统提供技术支撑。

反应式导航在地下自主行驶铲运机中的应用

基于"沿墙壁"的反应式导航技术,设计了铲运机自主导航算法。通过对铰接转向角和油门的控制,使铲运机车体与墙壁保持一定的安全距离和安全角度自主行驶。根据条形码技术设计了一种可识别的编码信标,该信标可以有不同的编码组合,利用激光雷达的扫描和这种编码信标可以实现对若干关键位置(例如起点、采掘点、倾倒点等)的判定,为导航决策系统提供精确的位置信息以做出行为决策。"沿墙壁"的反应式导航技术结合"信标识别"的关键位置判定技术,实现了地下铲运机的自主导航行驶。

地下铲运机动臂的运动仿真与有限元分析

以WDJ-1.5型地下铲运机工作装置为研究对象,介绍了虚拟样机技术在地下铲运机工作装置中动臂机构分析中的应用,在动力学分析结果的基础上对动臂强度进行有限元分析,分析数据为设计改进提供了依据,对产品进行局部更新和全新设计具有重要指导意义。

地下铲运机工作装置运动仿真与工作性能分析

以WDJ-1.5型地下铲运机工作装置为研究对象,介绍了虚拟样机技术在地下铲运机工作装置机构分析中的应用,对现设计方案进行了评估,分析数据为设计改进提供了依据,对产品进行局部更新和全新设计具有重要指导意义。

基于模糊控制的井下自主铲运机的安全导航

针对井下自主铲运机导航中的安全问题,研究了基于模糊控制的安全导航方法。以反应式导航为基本原理,采用模糊逻辑法,利用基于拓扑地图的结点追踪方法和基于导航线的识别及障碍物的定位技术,实现了井下自主铲运机的安全导航。研究结果可为铲运机提供一种安全实用的导航手段,有效提高铲运机导航的工作效率,提高了井下作业的安全性。

WJD-1井下铲运机摆动架的最新改进

本文在分析WJD-1井下铲运机摆动架的组成及工作原理的基础上,针对使用过程中WJD-1摆动架出现的问题,参考了WJD-1.5及WJD-2井下铲运机摆动架,重新设计了一款新型的摆动架,并投入了试生产和应用。

地下电动矿用铲运机能量管理控制策略研究

针对地下电动矿用铲运机动力传动系统,分析了系统在不同模式下的工作特性并提出了相应的能量管理方案;基于发动机规则控制策略,在Matlab软件中进行了仿真研究。表明,地下电动矿用铲运机动力源电池组SOC很好地印证了所提出控制策略的有效性,发动机与电机的运行模式从侧面加强了能量管理的合理性。

地下铲运机动臂断裂有限元分析

以WJ-3B型地下铲运机工作机构为研究对象,利用Solidworks对地下铲运机动臂进行三维实体建模,通过Solidworks与ANSYS系统的接口将其输入到ANSYS中,再根据地下铲运机的作业工况,建立其极限工况下的受力模型,并通过ANSYS分析计算其极限工况下的力学分析、疲劳寿命分析,得出动臂断裂的原因所在,为动臂的结构优化提供有力的参考依据。

铲运机在地下矿山的应用现状与前景

在介绍地下矿山铲运机应用现状的基础上，就今后发展前景的几个问题进行分析探讨，对国产铲运机的研制和应用具有现实意义。

地下铲运机举升臂焊接工装研究

举升臂是地下铲运机的主要部件之一,工作中受载巨大,制造精度要求较高。为了保证焊缝质量和控制焊接变形,通过对举升臂结构、焊接工艺及定位要求分析,设计出举升臂焊接简易工装。该工装的使用能够保证焊接精度,提高焊接质量和效率,方便焊接作业。

WJ-3型地下柴油铲运机双变液压系统的试验和优化

在介绍WJ-3型地下柴油铲运机工业试验样机的传动系统布置方式和双变工作原理的基础上,为进一步优化产品结构,减少故障率,提高液力传动的稳定性,延长元件的使用寿命,结合样机在使用过程中出现的制动压力不足、工作机构无力、密封损坏、系统过热等现象,分析故障产生的根本原因是双变油温过高,再从组成双变系统各个元件和必要条件出发,逐个进行故障诊断排查,发现导致双变油温过高的根本原因是依靠变矩器到变速箱贮油槽的重力回油管回油不畅,传动油得不到充分冷却。通过在变矩器和变矩器贮油槽构成的回路中增加一个排油清扫泵进行强制循环,以达到充分冷却传动油的目的。优化后,增强了双变系统的散热效果,明显降低了故障率,大大改善了整机传动的工作性能。

2m^3铲运机上采用PosiStop制动系统的设计与计算

在巷道中,地下无轨车辆行驶制动的稳定性与制动系统性能密切相关.基于LCB和PosiStop制动液压系统及其原理,提出了在2 m3铲运机上采用PosiStop制动系统,并进行了设计、计算与应用分析.实际使用效果表明,在2 m3铲运机上采用该新的制动技术,可提高地下铲运机的安全性能,满足地下安全生产的需要.