自主行驶铲运机路径跟踪控制

铲运机是集铲土、运土功能一体化的铰接式车辆,常用于井下物料运输。跟踪控制是实现该类设备自动驾驶的核心技术之一。针对该种车辆特有的惯性大、响应慢、约束条件多、行驶易蛇形摆动等问题,提出了适用于铰接车路径跟踪的模型预测控制算法。引入铰接式车辆运动学模型预测未来车辆行驶状态,以路径跟踪的横向偏差、纵向偏差、航向角偏差、铰接角偏差最小化为目标函数,结合实际车辆的转向、加减速度、车速约束求解车速、转角速度最优控制序列。使用Matlab/MapleSim软件进行仿真试验,结果表明：使用该控制器可以实现y向偏差小于0.06 m,航向角偏差小于0.3°,最大铰接角控制偏差小于0.8°的控制精度。于三山岛金矿-645中段进行实车试验,实现从主巷道至溜进口的自动驾驶,具有实际工业应用前景与参考价值。     

湿喷混凝土配合比优化试验

针对锦丰金矿破碎、易风化的围岩条件及钢网支护存在的问题,进行了湿喷混凝土配合比优化现场试验,研究了关键物料掺量对湿喷混凝土单轴抗压强度的影响规律。结果表明:增加水泥掺量,可以显著提高湿喷混凝土单轴抗压强度,且水泥掺量达430 kg/m3时,湿喷混凝土强度足以保证围岩稳定;塑料纤维的掺量由1 kg/m3提高到3,5 kg/m3时,湿喷混凝土单轴抗压强度先提高后降低;在保持湿喷混凝土料浆可泵送性不变的前提下,增加减水剂的掺量,可以显著提高湿喷混凝土的单轴抗压强度;当液体速凝剂掺量增加时,混凝土7,28 d单轴抗压强度均会降低。最后,提出了抗压经济强度指数的概念,以此为依据优化了湿喷混凝土配合比,应用于现场施工并获得良好支护效果,为国内矿山喷射混凝土支护提供了借鉴。     

三山岛金矿井下电机车自动驾驶系统设计

电机车是金属矿山矿石运输的主力装备,用于井下运输大巷和地面的长距离运输,智能化和自动化是电机车未来的发展趋势。传统的有人驾驶电机车进行作业时,劳动强度大且存在一定的安全风险。在恶劣工况下如何提高电机车工作效率、降低安全风险,是制约井下生产的瓶颈问题。利用自动控制、高速低延时网络、优化调度等技术,构建了三山岛金矿电机车自动驾驶系统,实现了智能化矿石运输。电机车是矿山智能化的重要装备支撑,可以提高矿石运输效率和作业安全性,具有良好的安全效益和经济效益。     

凡口铅锌矿电机车全自动无人驾驶系统开发及应用

针对凡口铅锌矿-650运输水平电机车无人驾驶系统进行设计。通过电机车本体改造、全自动无人驾驶系统、视频监控系统、信集闭系统、障碍物检测系统、自动装卸矿系统、人车联动安全保障系统等系统建设,形成基于5G技术的凡口铅锌矿-650运输水平井下电机车无人驾驶系统。该系统依托5G网络技术,通过计算机自动控制和远程遥控控制相结合,完成电机车的无人驾驶和自动控制,实现了地表远程监控,下达生产任务后,便可按任务计划自动循环装卸矿,直至任务完成。改善驾驶人员工作环境、减少作业人员、降低生产人员劳动强度、提高生产力与安全水平。     

三维采矿设计软件在智能矿山的实践应用

本文通过介绍3DMine三维矿业工程软件在某金矿地质、测量、采矿等方面的一些实际应用,研究了三维矿业软件在智能矿山建设中的作用,建立了三维矿业软件在矿山生产中的工作流程,提高了各专业的办公效率。     

低强度易风化破碎露天边坡综合加固与排水技术

锦丰露天矿岩体强度低、易风化崩解、遇水易泥化。按照“分区支护”的原则,分别采取了喷锚网+长锚索支护、长锚索+钢带支护、喷锚网支护、抗滑桩支护及HDPE防渗膜护坡等的边坡综合加固措施,支护总面积达到52 500 m2;通过修建地表排水沟和边坡内部凿泄水孔的排水措施,有效疏干了边坡积水,使该矿边坡坡面角达到55°~65°,整体边坡角达到34°~40°,边坡高度超过275 m,实现了低强度易风化破碎深凹露天矿的陡帮开采。同时结合多年的工程实践,阐述了各种边坡加固手段的支护效果,客观评价了其适用性。     

湿喷混凝土可泵性、强度和回弹率的关键影响因素

为了更好地推广湿喷混凝土在矿山的应用,以提高湿喷混凝土的支护效果,基于大量室内实验及多年现场经验,对影响湿喷混凝土可泵性及强度、回弹率的关键因素开展了深入研究。详细阐述了水泥掺量、砂石原材料强度及粒级组成、微硅粉掺量、纤维类型及其掺量、速凝剂和减水剂类型及掺量,以及水灰比等因素对湿喷混凝土可泵性及强度的影响;分析了料浆水灰比、速凝剂掺量、喷枪与受喷面距离、喷枪与受喷面夹角等因素与湿喷混凝土回弹率的内在关系;根据板庙子金矿现场实践,回弹率一般为10%,湿喷混凝土28 d单轴抗压强度为362 MPa,抗弯拉强度为3.2 MPa,与干喷混凝土进行对比,各项技术经济指标明显占优,可见湿喷混凝土是喷射混凝土未来的发展趋势。