富钴结壳采矿车微地形行走技术的研究现状

富钴结壳采矿车需要在复杂的海底矿区微地形上采集钴结壳,前提是解决微地形行走技术问题。针对富钴结壳微地形特点和物理特性,提出了富钴结壳采矿车的基本性能要求,总结了国内外富钴结壳采矿车的发展历程、结构型式设计并进行了综合评述,提出了富钴结壳采矿车亟待解决的关键技术问题和主要发展方向。     

针对深海采矿车的遍历路径规划方法研究

针对深海采矿车在海底复杂条件下周围环境信息缺少,实时处理数据能力低,环境建模困难复杂,难以自主和高效完成深海采矿作业等问题,提出一种深海采矿车遍历采矿作业的全覆盖路径规划方法。首先利用AUV(自主水下机器人)采集数据得到的水下DEM(数字高程模型)数据模型构建出海底的三维静态地图模型,根据得到的底质类型数据划分障碍物构建出二维静态栅格环境模型;然后考虑栅格状态、距离因素和转向因子建立启发函数,实现遍历路径采矿工作。结合实际采矿过程中出现的采矿死区问题,引入改进A*算法规划逃离出死区路径,保证了重复率尽可能小;最后通过MATLAB仿真验证。结果表明,该算法确保采矿覆盖率为100%的同时降低了重复率和转弯次数,提高了深海采矿车的工作效率和经济效益,为深海采矿车海底路径规划提供了理论基础。     

海底自行式四履带车的差速转向性能研究

四履带采矿车在海底富钴结壳矿区的稳健转向,可有效提升其在复杂地形上的作业能力。基于库仑摩擦理论,建立了打滑条件下四履带采矿车的稳态差速转向的数学模型,采用拟牛顿法(BFGS)对模型进行数值求解,分析了在硬地面条件下,轨距、纵向间距、履带宽度、履带长度等参数对四履带采矿车转向驱动力、滑转率等性能指标的影响规律。结果表明,履带宽度和履带长度对转向驱动力的影响可忽略不计,而轨距减小、履带纵向间距增大会使得滑转率和驱动力显著增大。进一步研究发现,前后履带间距和轨距之比大于1.5时,即使转弯半径很大,其滑转率和滑移率也会超过30%。研究结果为四履带车辆的设计和性能的预测提供了一种新的参考。     

富钴结壳微地形建模及分析

简述了海底富钴结壳的分布特征,把富钴结壳微地形简化为一系列圆锥表面,从数学的角度及采矿车采矿头的角度对富钴结壳的微地形进行了分析。认为以采矿头开采富钴结壳,其实就是再现富钴结壳层的下表面或基岩表面,因此可将其看作是数学上的曲面拟合问题。其次,从采矿头的角度提出了“伪突起”的概念,且找出了“伪突起”的大小与结壳厚度及要求的矿石贫化率之间的关系。本文的微地形建模及其分析对海底采矿车行走机构、采矿头的设计及富钴结壳厚度的检测等有一定的参考价值。     

深海浮游式采矿车性能的影响因素研究

游式采矿车（ROV采矿车）是切削头和集矿头作业的载体,是采矿系统的行走平台,该平台的性能直接关系到切削头和集矿头作业。因此根据钴结壳矿床赋存区矿岩的物理力学特性和微地形地貌特点,研究浮游式采矿车在钴结壳富存地面上的行驶特性,分析牵引性、稳定性。分析其部件受力情况,找出对浮游式采矿车作业性能有重要影响的因素,并进行尺寸预测,对于论证浮游式缆控水下机器人用于钴结壳开采的可行性具有重要的参考价值,对于钻结壳开采具有指导意义。     

哈尔乌素露天煤矿生产工艺系统选择的探讨

哈尔乌素露天煤矿境界内冲沟发育,地形复杂,选择合理的采矿工艺能够适应地形的要求,降低成本,提高矿山经济效益。从地形特点、经济要素方面提出了哈尔乌素露天煤矿采矿工艺的合理匹配。     

哈尔乌素露天煤矿生产工艺系统选择的探讨

哈尔乌素露天煤矿境界内冲沟发育,地形复杂,选择合理的采矿工艺能够适应地形的要求,降低成本,提高矿山经济效益、从地形特点、经济要素方面提出了哈尔乌素露天煤矿采矿工艺的合理匹配。     

矿用井下防爆无轨胶轮车运输安全技术分析及发展趋势

矿用井下防爆无轨胶轮车是一种经济实用、安全高效的巷道运输车辆,它的使用简化了采矿过程,增加了采矿的产能和作业的安全性,对于煤矿井下作业有着十分重要的意义。文章对矿用井下防爆无轨胶轮车在应用中的安全技术进行分析,经过工业性试验得出矿用井下防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车具有效率高、无污染、可靠性高、温升低、重量轻、操控简单、维护使用成本低等优点,市场应用前景极其广泛。因此,矿用井下防爆无轨胶轮车的电动化已成为近几年煤矿井下辅助运输装备的发展趋势。     

坐底式深海采矿系统力学分析

为了隔离中继站与软管及采矿车的相对运动,提出了一种坐底式深海采矿系统,建立了考虑波浪、海流等因素影响的采矿船、张紧器和输送管的全系统耦合分析模型,对各设计工况下张紧器张力、输送管等效应力以及挠性接头转角等参数进行了计算分析,结果均满足相关规范要求,验证了坐底式深海采矿系统的可行性和作业的安全性.     

露天矿分期保持生产能力的设计特点

矿山采掘企业和其它各工业部门的企业不同,在矿床开采的整个时期内其工作条件是变化的,并且越来越复杂。开采倾斜和急倾斜矿体时,采矿作业的深度、作业区的高度和时间剥采比均在不断变化。众所周知,随着采矿作业的降深,每     

深海集矿车速度控制与轨迹跟踪设计及实现

对履带式集矿车进行了速度控制与轨迹跟踪系统设计,针对左右两边履带在相同输出情况下速度不一致现象,运用模糊控制调整左右履带速度差。根据长基线水声定位系统的原理设计实验室水池定位系统,在进行水下试验时实现对集矿车的精确定位与轨迹跟踪。实车水下试验结果证实,速度测量精确且稳定,加入模糊控制后左右履带速度达到平衡;水池定位系统可实现对集矿车的轨迹跟踪,行走轨迹表明集矿车可在水底自动直线行走,为集矿系统进行海试提供了基础保障。     

深海采矿系统浮力配置对集矿车受力状态的影响

基于1 000 m深海采矿试验系统设计参数, 分析了不同工况条件下软管的受力状态和空间形态的特征规律, 研究集矿车接地比压和水平拖曳力的变化规律, 并模拟软管浮力配置的选取, 结果表明:当浮力配置大小及位置固定时, 随着软管内流颗粒体积浓度增高, 集矿车受到的水平拖曳力减小且接地比压增大; 集矿车与中间仓之间水平距离增大时, 软管对集矿车水平方向上的分力增大, 集矿车受到的水平拖曳力增大, 反之减小。通过研究软管形态和集矿车受力状态的变化规律及内在机理, 可为深海采矿系统软管输送参数的优化提供依据。     

采动地表移动变形与建筑物损坏程度评价的再认识

实测数据分析的目的是认识地表移动规律和确定预计参数,而沉陷预计的目的是评价采动损坏程度。无论实测数据分析还是形变预计,地表倾斜、曲率和水平变形等主要指标都是基于下沉和水平位移2个移动分量;不均匀下沉在引起地表倾斜和曲率变形的同时,也会导致采动建筑物水平变形和破坏。通过分析起伏地形和不均匀沉陷在实时位形上对地表变形的作用关系,建立了地表水平和起伏条件下采动地表倾斜变形引起的地表水平变形表达式;以采动地表正曲率变形为例,分析确定了建筑结构长度、高度、最大挠度、挠度比与地表曲率的关系,定性给出了建筑结构顶部伸长量、拉伸变形及其影响规律;进一步分析了建筑结构与地基相互作用的反力分布以及拉伸和剪切作用下建筑物损伤破坏特征。在继承我国现行规范中采动建筑物损坏评价优点的基础上,针对硬性分级存在的不足以及I,IV级损坏再划分的模糊性,借鉴英国沉陷工程师手册中考虑建筑物结构长度影响的思想,建立了综合考虑水平变形、建筑物结构长度和挠度比的采动损坏分等定级指标体系;实验结果分析表明,同等采动地表变形条件下建筑结构越长其损坏越严重,证明该指标体系的损坏程度评价结果比现行规范中单纯考虑地表变形的方法更科学、客观,同时消除了原来I,IV级损坏再划分的模糊性和不确定性。     

矿区土地复垦中的地形地貌研究综述

概括了矿山开采对矿区地形地貌的破坏形式,阐述了研究矿区的地形地貌及演变在土地复垦工作中的意义和作用。通过对现有的地形地貌的监测方法和数据分析手段进行分析和总结,指出快速、精确的野外数据获取以及动态监测方法,结合数字化、可视化的数据分析为矿区土地复垦的规划和有效实施提供了基础。     

π型钢放顶煤的优越性

π放工艺采煤方法适应地质条件复杂、断层多、块段小、煤层厚度不均、煤质松软破碎的条件,具有采区生产系统简单、单产高、搬家次数少、工人劳动强度低、安全性高、占用设备少、工效高、材料消耗低及经济效益高等优点,近几年来被广泛采用。     

基于FLAC3D的采矿方法优选及采场结构参数优化

为保证贵州簸箕田金矿复杂矿床安全、高效开采，利用FLAC3D数值模拟软件分别对3种采矿法(上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向分层充填采矿法)不同采场结构参数进行了数字模拟分析。结果表明，采场高度3 m、宽度6 m的上向进路充填采矿法最优，更符合矿山开采安全、稳定、经济要求。研究成果对类似复杂矿山开采具有指导意义。     

基于SBAS-InSAR的大采深条带开采地表沉降监测与特征分析

矿区地下开采造成地表不同程度的沉降,引发安全隐患,InSAR技术是地表变形监测 的重要手段之一。项目利用31景Sentinel-1A影像,基于SBAS-InSAR技术,通过去除地形误差、轨 道误差及大气延迟误差等,获得下沉盆地年平均沉降速率达到61 mm/a,最大沉降127 mm,整体呈 现下沉趋势,不均匀沉降较为明显,局部区域沉降量持续增大。统计下沉盆地沉降面积发现,沉 降量大于100 mm的沉降面积达到0.32 km2,累计沉降面积达到4.33 km2,沉降面积呈现逐渐增加 的趋势;将SBAS-InSAR结果与水准数据对比分析,均误差为2.9 mm,两者结果基本吻合。从SBAS 结果提取研究区下沉盆地的剖面时序沉降信息并做高斯曲线拟合,曲线形态与开采沉陷概率积分 法特征一致。研究表明：基于SBAS-InSAR在大采深条带开采矿区地表变形监测中是可行的,受条 带工作面开采的影响,引发相邻老采空区持续发生沉降,地表变形较小,地表移动范围大, SBAS-InSAR可以有效得到全盆地、全要素地表变形信息,为类似矿区开采沉陷高精度监测提供参 考。     

悬臂式采矿车越障性能研究

研究了悬臂式铰接结构采矿车的越障机理, 分析了悬臂位置对采矿车越障性能的影响。使用按比例缩小的实验车数据, 计算了不同悬臂位置参数下的极限越障坡度, 同时根据计算结果, 对相关参数进行了优化; 建立了基于优化后的结构参数的实验车虚拟样机系统, 并对该虚拟样机的越障过程进行了仿真分析。研究表明, 摩擦系数μ=0.4时, 该实验车可越过极限坡度为50°、垂直高度大于车轮直径的障碍物。结构参数优化后, 其越障极限坡度可达65°。     

结合3S技术的矿山生产车辆管理系统

矿山的地质情况较为复杂,而且使用的车辆也随着机械化作业的需求提高而增加,这就给车辆管理带来困难。利用3S技术将车辆信息、地质信息、网络技术结合起来,对车辆实行实时化监控为矿山车辆管理提供了巨大的帮助。在3S技术的支持下,实现了互动化的管理方式,提高了管理的效果和效率。     

基于改进谱聚类和交叉标注的多人员指纹定位方法

在目前矿井集中式人员定位方法精度与运行效率较低的背景下,文中分析了分布式矿井定位系统模型构建的必要性与算法要求,将现今较为先进的机器学习谱聚类算法使用图论的方法进行了算法改进,分析了运用切比雪夫多项式估计方法完成图谱滤波器与特征值的运算简化过程,构建了一套与矿井定位要求相匹配的改进谱聚类算法。结合矿井具体定位应用过程,分析了传统定位指纹数据收集方式的局限性,提出多人员定位指纹数据交叉标注技术,在数据采集与算法运行两个层面提高了矿井人员定位系统的整体精度,从根本上改进了定位时效性。