溜井全景扫描图像处理技术

溜井全景扫描仪是一种用于溜井井壁检测的图像采集设备。通过分析溜井全景扫描仪摄像机布置方式及溜井内部采集环境,提出一种基于溜井井壁直径变化的图像裁剪平移拼接方法;对比图像直方图均衡化增强技术与线性增强技术的优缺点,提出基于线性增强的溜井全景图像对比度增强方法。武钢矿业公司金山店铁矿阶段溜井检修工程应用结果表明,经图像拼接与增强方法处理可得到清晰的溜井井壁全景图像,为溜井的检修和修复工作提供了依据。     

溜井全景扫描仪升降系统研制

为了升降溜井全景扫描仪的扫描探头,研制了包括多功能扁电缆、主轴装置和机架的升降系统。由网线、钢丝绳、电缆线和橡胶构成多功能扁电缆,由卷筒、转轴、绞盘和复合式滑环等构成主轴装置,由角钢、挡板和脚轮等构成机架。将配备该升降系统的溜井全景扫描仪用于某矿山的溜井井壁检测,试验表明,该升降系统可保证溜井全景扫描仪图像数据稳定传输、满足扫描探头的升降控制要求,可以帮助溜井全景扫描仪安全实现各项溜井检测功能。     

溜井扫描探头升降速度控制研究

针对溜井全景扫描仪因扫描探头升降速度不稳定导致的图像模糊、变形和不连续等问题,在分析全景扫描仪升降装置结构的基础上,建立了扫描探头升降速度与转筒角速度之间的关系模型,以此作为设定转筒角速度曲线的理论依据,并采用防积分饱和的闭环PI控制方法实现扫描探头升降速度的恒定控制。实验及应用结果表明,该扫描探头升降速度控制方案实现了扫描探头恒速升降,所得图像清晰,无变形。     

储能系统对间歇式新能源电站并网特性的影响分析

针对风电和光伏为代表的新能源电站有功出力波动给电网安全稳定带来的不利影响,给出了利用储能系统平滑间歇式电源有功出力的解决方案,并基于DIgSILENT PowerFactory,建立风光储混合新能源电站模型,对其并网运行特性进行研究。结果表明,储能系统可有效平抑风光联合出力的波动,提升有功功率的可控性,改善电能品质,且对于新能源电站低电压穿越能力的提升具有积极意义。     

基于GRNN的金山店铁矿爆破振动峰值速度预测

为研究爆破振动对金山店铁矿地表构筑物和井下巷道的影响,引入广义回归神经网络(GRNN)的方法,分别以地表、井下部分振动监测数据为学习样本对GRNN进行训练,构建地表、井下爆破振动峰值速度的GRNN预测模型,以剩余振动监测数据为检测样本对地表和井下GRNN预测模型进行检验,并将GRNN模型的预测结果与BPNN、基函数回归法和经验公式法作对比。同时,将地表、井下GRNN模型的预测结果与以地表和井下综合训练数据为学习样本构建的综合GRNN预测模型进行对比。研究结果表明:对于地表监测点,四种方法的预测误差率依次为12.1%、18.9%、30.3%、43.7%;对于井下监测点,四种方法的预测误差率依次为14.0%、16.2%、19.9%、23.0%。GRNN的预测精度最高,其为爆破振动峰值速度的预测提供了一种新方法,且采用GRNN对地表、井下质点爆破振动峰值速度分别进行预测更加合理。     

铁古坑采区地下开采对露天最终边帮稳定性影响分析

舞阳铁矿铁古坑采区由露天开采转入地下开采,地下开采的不同阶段会对已有露天最终边帮的稳定性产生不同影响,若无法有效判断露天最终边帮的失稳工况,将对地下开采的安全生产造成威胁。选取典型勘探线剖面,建立二维有限元数值模型,按开采顺序分露天开采结束、-160 m阶段、-220 m阶段、-280 m阶段、-340 m阶段、 -400 m阶段开采完成共6个工况,运用有限元局部强度折减法计算露天最终边帮顶、底帮的安全系数,分析地下开采对露天最终边帮稳定性的影响。结果表明：有限元局部强度折减法可以通过1个数值模型分别计算出顶、底帮的安全系数;随着地下开采深度的增加,露天最终边帮顶帮安全系数逐渐降低,在地下开采至-220 m阶段时顶帮处于极限稳定状态,开采至-280 m阶段及以下阶段时顶帮发生破坏;地下开采对露天最终边帮底帮安全系数影响较小,整个开采过程中底帮一直处于稳定状态。     

隔离层厚度对露天最终边帮破坏形式及稳定性影响研究

以霍各庄铁矿露天转地下首阶段开采为工程背景,选取典型勘探线剖面,建立二维有限元数值模型,运用有限元局部强度折减法计算不同隔离层厚度下地下首阶段开采时露天最终边帮破坏形式及安全系数。分析表明,霍各庄铁矿地下首阶段开采时,隔离层厚度低于19 m时会造成露天最终边帮失稳,隔离层厚度在19~28 m范围内时,顶帮塑性变形区由坡脚先向首阶段采空区上盘侧壁发展,再向坡顶扩展贯通,隔离层厚度在28~50 m范围时,顶帮塑性变形区直接由坡脚贯通至坡顶; 顶帮安全系数随隔离层厚度增大而增大,但增长速率逐渐减小,隔离层厚度超过45 m时,顶帮安全系数变化不再显著; 底帮塑性变形区由坡脚贯通至坡顶,且安全系数无变化,底帮破坏形式和稳定性受隔离层厚度影响较小; 霍各庄铁矿考虑边帮稳定性时隔离层厚度应不低于25 m。研究结果可为霍各庄铁矿及类似露天转地下开采矿山合理隔离层厚度的选择提供指导。     

确定交叉巷道锚杆支护参数的围岩平均应力集中系数分析方法

大跨度交叉巷道多采用锚杆支护,支护后巷道周壁应力分布的均匀程度可以作为评价支护参数合理性的指标。将支护后巷道周壁某一点大主应力与周壁大主应力均值的比值定义为围岩平均应力集中系数,用该系数表征巷道围岩的应力分布均匀程度。以某铁矿交叉巷道为研究对象,根据矿山工程条件及均匀设计试验方法,选取锚杆长度、锚杆间距和锚杆排距3个锚杆支护参数设计4种不同的支护方案,分别计算未支护与4种支护方案下巷道周壁的围岩平均应力集中系数,通过对比分析,确定最优的交叉巷道锚杆支护参数。结果表明:未支护时,巷道周壁围岩平均应力集中系数在0.3~2.9,应力分布极不均匀;锚杆支护后,最大围岩平均应力集中系数与未支护时相比降低幅度超过50%,围岩应力分布得到较好的改善;确定最优的支护参数为锚杆长度2.2 m、锚杆间距1.1 mm、锚杆排距1.0 mm,此时巷道周壁的围岩平均应力集中系数在0.9~1.19,其变化幅度仅有0.29,围岩应力分布较均匀;围岩平均应力集中系数能对围岩应力分布的均匀性进行有效评价。     

主溜井矿石运移及井壁破坏特征的相似试验研究

为研究溜井矿石运移及井壁破坏特征,以金山店矿垂直主溜井为例,根据工程特点和相似理论,构建了由井口卸矿模拟装置、井筒适配装置、底部放矿适配装置、高速摄影系统和数据分析系统等部分组成的溜井溜放矿相似试验平台。以运动学理论为基础,在试验平台上进行溜矿段溜矿相似试验,得到了溜矿段矿石的运动轨迹,试验的井壁冲击破坏部位按相似比还原后与理论分析和矿山井壁冲击破坏检测结果相近;以椭球体放矿理论为基础,在试验平台上进行贮矿段放矿相似试验,得到了贮矿段井壁磨损分区范围,试验的井壁磨损破坏区域按相似比还原后与理论分析、PFC2D放矿数值模拟以及矿山井壁磨损检测结果相符。研究结果表明,溜井溜放矿相似试验平台及其溜放矿相似试验适用于溜井的矿石运移及井壁破坏特征研究,试验结果为金山店矿现服役主溜井的井壁加固方案优化和新设计的采区溜井支护方案优化提供了依据。     

颗粒级配对溜井放矿矿石混合特性的影响

将放出混合矿样的中值粒径(d₅₀)与放矿前初始中值粒径(d₅₀')的差值与d₅₀'的百分比定义为中值粒径偏析量(MDS), 并将其作为矿石混合特性的定量评价指标。以湖北金山店铁矿主溜井放矿过程为背景, 借助相似试验与数值模拟, 采用TFe品位在24.75%~59.21%的7种铁矿石, 以及粉矿含量为11%~19%对应的5种颗粒级配, 组成35种不同品位的矿石级配方案, 研究主溜井放矿过程中矿石的混合特性。结果表明: 相似试验与数值模拟所得结果吻合性较高;同一级配方案下, 不同品位矿石放矿计算得到中值粒径偏析量的变化趋势基本一致, 随着入井矿石品位升高, MDS均不断减小, 矿石混合均匀性越高;同一品位、不同级配下, 级配中粉矿含量占比不断增大, MDS表现为先减小后增大, 矿石混合情况首先变好逐渐变差;粉矿含量为13%对应级配方案下, MDS最小, 矿石混合情况最优;MDS能对溜井放矿过程中矿石的混合特性进行有效评价。