基于地下铲运机自主铲装过程的控制算法设计与实验分析

本文以某地下铲运机铲装机构为研究对象,介绍了铲运机及铲装工作机构组成及工作原理,针对不同铲装方法详细分析了自主铲装过程,建立出铲装轨迹并对其轨迹进行跟踪控制,以实现铲运机自主铲装作业。结合专家知识经验,设计了自主铲装控制算法,并对控制算法进行了实验验证,结果表明：自主铲装过程精度高,满斗率达标,验证了该控制算法的准确性和可靠性。     

基于土力学原理的地下铲运机自主铲装过程力学特性分析

本文以某地下铲运机铲装机构为研究对象,分析了地下铲运机及铲装工作机构组成及工作原理,针对铲装过程进行分析,获得了连续且光滑的铲装轨迹曲线,基于土力学原理,建立了铲取阻力受力模型,提出了一种铲装阻力的估算方法：在铲装过程中,假定铲装阻力和铲运机的牵引力动态平衡,利用牵引力来估算铲装过程的铲装阻力。为自主铲装控制算法设计和自主铲装运行提供理论参考和技术支持,具有重要的工程应用价值。     

基于V-REP的井下铲运机自主作业仿真试验软件平台研究

虽然增强学习方法能够为井下铲运机自主铲装作业提供解决方案,但直接将其应用在真实环境中进行数据采集存在诸多问题。为满足自主铲装作业训练对数据的需求,借鉴某型号正转四杆结构的井下铲运机,在V-REP中建立铲运机、矿石爆堆及其工作环境的动力学模型,并通过编写控制脚本实现外接设备操纵铲运机作业,仿真和模拟矿石爆堆的生成,从而构建了仿真试验平台。结果证明在虚拟环境下可以实现对井下铲运机在溜井处铲装矿石,并经由运输巷道运输至溜井处卸载矿石这一完整作业流程的仿真。虚拟环境中模型的运动状态良好、模型间交互正常,可作为后续增强学习框架下自主铲装作业的训练环境,也可作为井下作业人员上岗前的培训平台。     

新型铲运机研制成功

由金湘重科公司与北科大车辆研究所联合开发研制的TDCY-2型电动铲运机日前制造完工,进入调试、试车阶段。主要用于井下铲装、运输爆破后的物料,以及铁路、公路、水利、隧道等工程。对工作条件恶劣、作业现场狭窄、低矮、泥泞的作业面有较强适应能力。其主要元器件采用国外产品,手动阀控制转向,安全、平稳、高效。控制大臂升降和铲斗倾翻的先导阀采用具有人性化设计的人机学手柄,操作轻便、简单,且噪音低、污染少。据冬瓜山铜矿使用,基本达到国外同类产品技术要求,部分优于国外同类产品。新型铲运机研制成功     

规模化高效采矿地下无轨设备配套应用研究

铲装、运输是地下矿山高效开采的关键环节。本文就铲运机与卡车的合理配套问题进行研究,分析了多个型号铲运机的生产能力,以及运矿卡车与铲运机配合使用时的生产能力。针对矿山的产能需求及使用工况,给出了相应的配套方案。对采矿运输设备的选型具有一定的参考价值。     

地下铲运机动臂断裂有限元分析

以WJ-3B型地下铲运机工作机构为研究对象,利用Solidworks对地下铲运机动臂进行三维实体建模,通过Solidworks与ANSYS系统的接口将其输入到ANSYS中,再根据地下铲运机的作业工况,建立其极限工况下的受力模型,并通过ANSYS分析计算其极限工况下的力学分析、疲劳寿命分析,得出动臂断裂的原因所在,为动臂的结构优化提供有力的参考依据。     

露天矿电铲铲装移动轨迹规划研究

自主铲装技术是未来露天矿智能开采的核心环节之一.为提高电铲在自主铲装过程中的工作效率,提出了一种电铲铲装移动路线的优化方法.在已知电铲工作区域的基础上,基于贪婪算法规划出电铲移动次数最少的作业位置集;在给定起始挖掘点的基础上,使用遗传算法生成电铲铲装移动最短路径,并规划每个位置对应的挖掘区域;最后结合电铲作业的相关几何...     

无线遥控地下铲运机的发展及液压系统改进

无轨运输是未来矿山设备的一个发展趋势,而地下铲运机(LMD)的使用是无轨化采矿技术的一个重要组成部分.为了解决采空区残矿回收以及环境恶劣和危险作业地点的出矿问题,近年来国外主要发展了地下铲运机的无线视距遥控技术.从介绍无线遥控地下铲运机的应用人手,详细阐述了无线遥控技术的特点,并介绍了既能满足手控又能满足遥控的液压回路改造,最后对无线遥控地下铲运机未来的发展趋势做了展望.     

“863”项目“地下金属矿智能开采技术”成果丰硕

正"地下金属矿智能开采技术"是国家在"十二五"期间资源环境技术领域优先启动的主题项目,主要针对我国矿产资源因不断消耗,开采模式逐步由浅地层开采转向地下深部开采,工作环境危险恶劣、生产要素调度管理复杂等突出问题,瞄准我国地下矿山采矿生产中的凿岩—装药—铲装—运输这一主体作业流程,研制了"智能中深孔全液压凿岩台车"、"地下高气压智能潜孔钻机"、"地下智能     

基于ANFIS的挖掘机器人挖掘轨迹仿真

为提高液压挖掘机器人工作装置挖掘作业轨迹规划控制精度,将挖掘机器人工作装置简化为斗杆、铲斗两关节二维机械臂进行分析.在建立逆运动学模型时,要将铲斗末端位姿空间与工作装置关节空间和油缸空间联系起来进行轨迹规划,以便在各个空间实现对挖掘机器人的控制.为提高跟踪期望轨迹精度,采用两个自适应神经模糊推理系统(ANFIS)分别学习两个关节的(x,y)坐标与关节角间的逆映射关系,建立了ANFIS逆映射模型.选取逆映射间的输入、输出曲面数据训练ANFIS结构,得到模糊模型的输入、输出映射曲面,实现给定的期望挖掘轨迹,获得相应的关节角.最后将得到的模糊模型用于跟踪期望的运动轨迹,仿真表明跟踪精度能够满足实际要求.     

基于RANSAC的地下矿山巷道边线检测算法

巷道边线是井下铲运机反应式导航系统中重要的感知信息。为了准确可靠地在井下环境中感知巷道边线,提出一种基于二维激光扫描信息和随机抽样一致性(RANSAC)的巷道边线检测算法。首先计算每个激光点的曲率,根据曲率阈值将激光点云划分为多个区域;然后基于RANSAC从每个区域提取直线,并根据铲运机航向角及巷道的设计标准进行筛选;最后合并筛选后的激光点云数据,使用RANSAC算法生成最终的巷道边线。基于地下矿山6种典型的巷道场景对算法效果进行验证,结果显示提取的巷道边线可靠度均达到96%以上,且算法具有很高的实时性和稳健性。     

矿井环境高精定位技术研究现状与发展

地下矿山开采环境恶劣,井下设备的自动化、智能化发展势在必行。井下设备高精度自主定位技术是推动地下智能开采的关键技术之一。为了系统地了解和研究国内外矿井设备定位技术的发展情况和问题所在,基于国内外井下设备高精定位的研究现状分析,综合评述了当前井下定位的核心技术和发展前景。首先归纳了井下常用的环境感知传感器;然后根据井下设备定位的技术手段、硬件基础及算法特点,对当前的研究成果进行了归类分析;最后进行了总结展望,认为不需要外部设备辅助的多传感器融合技术（如基于SLAM的定位方法）是当前地下矿山井下设备定位发展的必然趋势。     

三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场.通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法.该采场方法的各个开采中段与主斜坡道相通,设备可在各个中段之间按照开采计划进行调度;中段通...     

地下矿山高深溜井防堵塞技术研究及实践

高深溜井在使用过程中频繁发生堵塞现象,已成为影响地下矿山安全高效生产的重要因素。针对高深溜井井筒堵塞问题,以某金铜矿高深溜井为研究对象,分析了溜井矿石的移动规律,发现高深溜井矿石移动过程中在自由落体下落区和等速垂直全断面移动区之间存在垂直全断面间隔移动区;总结了高深溜井堵塞的主要原因有贮矿高度不合理、贮矿时间过长和溜井破损严重等;通过调查该金铜矿溜井运行过程存在的问题,提出了溜井料位监测技术、井筒加固技术和溜井放矿自动控制技术等预防高深溜井堵塞的技术措施,应用效果较好,可为类似矿山提供参考借鉴。     

地下金属矿山采掘作业计划优化模型

为了实现地下金属矿山采掘作业计划编制的实时准确与科学有效性,针对矿山作业地点分散、生产组织复杂、矿石质量难以控制等特征,构建了基于0-1整数规划的作业计划优化模型.通过分析开采技术经济指标及空间逻辑关系,以最小品位偏差为目标,将产量均衡、出矿能力以及品位高低结合开采等转化为约束条件,考虑各采场作业工序、回采顺序、生产能力以及其他生产要素等,运用计算机技术和整数规划方法,得出地下矿山采掘作业计划最优方案.以国内某大型金矿为案例进行了模型的有效性验证,解算出矿山最优的采掘作业计划,并得出作业计划甘特图.结果表明,模型能够指导完成生产作业任务,且满足作业计划连续性和均衡性要求.     

某金矿矿仓治理研究

矿仓是地下金属矿山的咽喉工程。矿石在转运过程中相互冲击、磨损,易造成矿仓塌方事故。矿仓运行状态良好对矿山企业的持续稳定发展具有重要影响。以某金矿仓的修复治理工程为例,详细介绍了矿仓的破坏机理以及治理方案的选择。通过比较跟管注浆法、分层浇筑法和新建矿仓3种治理方案的优缺点,指出跟管注浆法治理效果最优且工期最短,因此选择跟管注浆法对原矿仓进行治理,对类似矿山工程的治理具有一定的借鉴意义。     

露天多金属矿山采空区的钻探分析与工程应用

由于盗采等历史原因,在大宝山矿由地采转露采过程中,露天多金属矿铜采场采空区给露天采矿作业造成很大安全隐患.技术人员逐渐摸索出地质钻与潜孔钻联合钻探、三维激光扫描空区定位、探采结合的采空区超前钻探安全管理模式.该模式无论对现有矿山规模的正常生产,还是后续铜硫大开发项目的基建工程和正式运营均能取得良好的经济效益和社会效益,可以促进大宝山多金属矿的危机转型,为同类危机矿山的转型提供了有益的经验.     

云南省非煤小型矿山通风系统建立的若干问题探讨

矿井通风系统作为非煤矿山地下开采主要系统之一,其建立并可靠运行对矿山地下开采有重要作用,云南省作为全国矿业大省,矿产资源分布广,拥有大量的矿山企业,其中小型矿山开采过程中未充分意识到矿井通风系统建立的重要性,本文针对目前这些矿山通风系统建立中存在的一些主要问题,提出云南省小型矿山通风系统建立的途径,以便为小型矿山井下安全可靠开采提供保障。