膏体充填工作面智能化系统的设计与应用

为了实现膏体充填工作信息化、可视化、智能化、自动化,保证人员和设备安全,优化生产工艺,降低事故发生率,促进我国煤炭绿色开采技术进步,设计了膏体充填工作面智能化系统。硬件方面,通过采用在后隔离板中间区域安装电容液位传感器的方式,在保证整体隔离效果的前提下,实现了精确测量充填液位的目的。同时,设计了一种新型的雷达液位传感器系统,实现了充填工作面液位的连续精确测量。软件方面,开发了一套智能充填开采全流程数据采集与监视控制(SCADA)系统。该系统已经在某煤矿厂成功运行,实现了充填工艺全过程的数字化及透明化,从而促进了充填过程的安全精益生产。所设计的系统将充填过程由地面集控室一键操作代替井下人工手动操作,可将充填工、管路巡视工、阀门操作人员定员由原来的12人缩减为3人,从而显著提升生产效率、提高充填工作面产能,具有良好的经济效益。

改进YOLOv3算法在矸石充填的应用

矸石充填长期以来依赖操作人员用眼睛判断捣实机构的位置,耗费大量人力,同时存在安全隐患。为解决此问题,提出1种基于改进粒子群优化(PSO)算法的自动你只看一遍(YOLO)v3网络超参调试算法。相对于传统基于YOLOv3的检测算法,改进YOLOv3算法可以有效地优化选择网络的超参数,检测捣实机构在图片中的精确位置,预防各装置直接的碰撞,从而保障捣实机构高效、安全运行。通过一系列理论分析和比较试验可以证明,传统算法运行后获得的平均损失函数为0.315 54,改进算法的平均损失函数为0.137 3。改进YOLOv3算法大大提高了精度,避免了捣实机构的碰撞,能将矸石更好地压实。

改进雷达安装结构在膏体智能充填的应用

根据膏体充填智能控制的工艺要求,采用雷达物位计控制充填的自动停止,主要研究雷达物位计的安装结构和膏体充填物位增长方式,建立待充填量测算数据模型,根据物位距离在线动态估算剩余充填方量,从而保证准确充填,防止堵管。

膏体充填液位检测方法研究

本文从当前膏体充填工作面液位检测需求的实际情况出发,提出一种非侵入式、非接触式和安全的动态膏体液位检测方法,通过工作原理分析和试验验证,有效解决了膏体充填工作面液位实时检测的问题,很大程度上能够促进膏体充填工作面自动化的研究和发展。

膏体充填远程测控系统研制

本项目研制出一套适合于山东新河矿业有限公司的膏体充填远程测控系统,包括充填数字化平台、膏体充填网络系统架构、调节阀控制系统、三通泄浆阀压力检测及控制系统和乳化泵站远程控制系统等关键部分。以山东新河矿业有限公司7304膏体充填工作面为试点,解决了膏体充填过程井上下联动用时长、用工多和机动灵活性差的技术难题。

三轴联动曲轴加工的实现

针对曲轴非圆磨削,以恒当量磨削厚度角度出发,研究了C-X-Y三轴联动的曲轴连杆颈切点跟踪磨削法,分析模型简化过程中可能产生的误差;并且基于西门子SINUMERIK 840D数控系统,实现数控曲轴磨床多项式插值算法的开发,提高了曲轴磨削加工精度。

提高曲轴非圆磨削精度的插补方法

为提高曲轴非圆磨削的精度,提出了一种分段多项式插补方法。这一插补方法引入中间参数P来构造函数,并根据磨削点的恒线速度确定插补参数步长ΔP。对这一插补方法的轮廓误差进行了分析与验证,确认这一插补方法的误差小,插补精度高。