煤矿巡检机器人智能传感与控制系统设计研究

煤矿带式输送机运输系统人工巡检工作强度大,特别是大坡度带式输送机巡检易受落煤、飞石等影响,具有一定的危险性。因此,设计了煤矿悬挂式巡检机器人智能传感与控制系统,研究了系统整体架构和各类传感器布置方式,重点探讨了巡检机器人图像采集、语音识别、环境感知和无线通讯模块的功能设计和参数优化。开展了煤矿现场工业性试验,验证了机器人智能传感与控制系统性能,结果表明：该系统能够实现仪表数据识别、旋钮状态识别、胶带跑偏识别、火焰识别、声音检测、异常报警等功能,具备煤矿运输系统状态的地上、智能手机端的全面感知和实时监控能力。采用巡检机器人替人,可实现低温、粉尘、低照度等恶劣环境下的连续巡检作业,有效避免漏检、错检等问题。     

水力振荡器在塔中地区水平井中的应用

塔里木盆地塔中地区奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层非均质性强、连续性差,为同时钻遇多个缝洞单元,钻井方式以超深水平井为主,水平段长度通常介于800~1 400 m。水平段长度主要由钻井过程中的井下摩阻决定,随着水平段的延伸,越来越大的井下摩阻会带来机械钻速减慢,起下钻困难等问题。当水平段超过800 m后,滑动钻进时托压现象非常严重,导致滑动机械钻速很低,同时也增加了卡钻的风险。针对这一问题,采用水力振荡器,并运用三维管柱力学分析确定水力振荡器最佳安放位置。现场应用结果表明:(1)通过水力振荡器自身产生的轴向震动减小井下摩阻,有效解决了钻进过程中托压、黏卡等问题;(2)使用水力振荡器的井平均机械钻速比未使用水力振荡器邻井的机械钻速提高了67%,缩短了钻井周期,降低了钻井风险,节约了钻井成本。在塔中地区实际应用的效果表明:水力振荡器在长水平井段钻井中具有较高的推广价值。     

通用(GE)PLC在煤矿运输过程中的应用

设计了基于GE Fanuc PLC的煤矿大功率带式输送机的电气控制系统,介绍了其系统结构以及实现功能,并且从系统的软硬件设计、大功率带式输送机的多电机启动以及功率平衡等方面提出了解决方案。     

基于BP网络的钢坯表面温度预测模型的设计

在轧制生产过程中,钢坯表面温度的检测一直是影响钢坯轧制质量的重要因素,也是如何更好地实现加热炉自动控制的重中之重,但是由于目前检测技术上的限制,常规的检测方式很难实现对温度的预测.利用BP神经网络,建立了钢坯表面温度的预测模型,并用Matlab仿真工具进行仿真预测.结果表明:理论预测值与现场实测值吻合较好.     

基于规则的最短路径查询算法

最短路径查询是图数据管理中非常重要的一类问题.研究了基于规则的最短路径查询,它是一类特殊的最短路径查询问题.给定起点和终点,基于规则的最短路径查询是指找到一条从起点到终点的最短路径,使得此路径经过用户指定点集中的所有点,并且某些点的访问顺序满足一定的偏序规则.该问题被证明是一个NP-hard问题.目前已有的工作侧重于空间数据集（两点之间的最短距离用欧氏距离表示）上基于规则的最短路径问题,它采用穷举的方式列出所有满足规则的路径,然后选择长度最小的路径作为问题的解.然而在实际的道路交通网中,两点之间的距离等于两点之间的最短路径的长度,它往往大于两点之间的欧氏距离;此外,采用穷举的方式会造成大量重复的计算.因此,设计了一种前向搜索算法以及一些优化技术来求解该问题.最后,在不同的真实数据集上设计了大量的实验来验证算法的有效性.实验结果表明,该算法可以快速给出问题的解,而且算法的效率在很大程度上超过了现有的算法.     

霍林河北露天煤矿相邻采区转向时期煤柱安全回采及内排空间优化研究

基于霍林河北露天煤矿开采条件和开发现状，针对露天煤矿实际生产中相邻采区转向过渡、采区间煤柱回采、内排土场空间紧张等难题；分析了采场-内排土场复合边坡稳定性，采用内排压脚、随采随排、及时压帮的方式解决内排土场滑坡区域带来的边坡安全隐患问题，确定了采区间煤柱区域最终开采形态和开采方式，提高煤炭资源回收率；详细规划了采区转向过渡时期的采剥工程计划，优化内排土场排弃空间，避免发生外排占地，为露天煤矿安全高效生产提供了保障。