科研成果

露天矿卡车电铲优化调度系统由煤炭科学研究总院抚顺分院和中国运载火箭研究院北京卫星技术导航有限公司联合开发研制的“露天矿卡车电铲优化调度系统”于1997年底在伊敏华能东电煤电有限公司一号露天矿投入运行,1998年12月24日通过专家鉴定。系统通过对露天矿采运设备电铲、卡车信息的采集,实现对卡车、电铲位置及工作状态的跟踪、显示,优化调度卡车运行,及时查询统计当前生产情况,起到优化车队运行、准确执行生产计划等作用。该系统集卫星定位（GPS）技术、计算机技术、无线数字通信技术、矿山系统工程等现代高新技术于一体,在国…     

我国金属矿露天开采技术的进展

中国近代的露天矿出现于二十世纪初。从1958年研究新型穿孔设备,到七十年代才开始更新露天矿的穿孔设备。现在,大型露天矿山主要使用牙轮钻机,中小型露天矿山主要使用潜孔钻机。钢绳冲击钻机正在被淘汰。1956年以后,露天矿爆破技术得到迅速改进。最近几年来,在微差爆破、新型炸药和硐室大爆破技术等方面,已经接近了国外先进水平。露天矿的装载设备以4米~3电铲为主。先进电铲的生产能力已经超过100(万吨/米~3·年)。近几年来,业已制成10～15米~3铲斗的大电铲,斗轮挖掘机和5米~3前端式装载机。在露天矿里,铁路运输应用较多,并积累了丰富的经验。汽车运输也得到广泛应用,并且愈来愈多地使用国产自卸汽车。溜井运输和胶带运输机运输受到极大重视。在露天矿设计理论、提高露天矿综合生产能力的措施、计算机在露天矿应用、矿山系统工程、边坡稳定等方面,也做了很多工作,取得了有意义的进展。     

露天矿生产车辆调度的优化选择

露天矿车辆优化调度问题,关键是如何分配和调度现有条件下的卡车和电铲,使设备的利用率达到最大,从而降低采矿成本。根据露天生产的实际要求,运用运筹学中的目标规划的方法,建立车辆调度的优化模型,利用Lingo11软件进行计算;利用卡车编队运输、卡车转移运输的思想和贪心算法,得出一种最优的调度方案。研究表明,优化结果能符合实际生产需求。     

MineSched软件在露天矿车辆需求分析中的应用

露天矿全生命周期内的车辆需求分析是一个庞大而复杂的数学计算问题，利用传统方法求解计算过程相对复杂繁琐，且对实际运输过程中的多因素影响未能综合考虑，存在一定的局限性。为快速准确获得露天矿全生命周期内的车辆需求分析结果，精准预测或评估露天矿山的运输能力问题，以纳米比亚某露天铀矿为例，结合该矿山全生命周期排产的基础信息，在MineSched软件中构建全生命周期排产方案，利用软件中的Haulage功能模块对全生命周期内的车辆需求进行计算分析，以获得全生命周期内的卡车数量，并结合现有卡车数量和采矿承包商现有产能的分配，对全生命周期内的运输能力进行测算和评估，对运输能力缺口提出应对建议。结果表明，利用MineSched软件中的Haulage功能模块开展露天矿车辆需求分析较传统方法求解效率高，且能在真实模拟矿山物料实际运输路线轨迹的同时，综合考虑路况条件、道路坡度、季节变化、设备效率等多因素影响，充分显示了MineSched软件用于露天矿车辆需求分析的精准性和优越性，同时也为露天矿山运输能力的预测和评估提供了新的思路和方法。     

基于液位传感器的露天矿卡车油料监控系统研究

通过对露天采矿工艺的研究,结合液位传感器技术和GNSS系统,建立适合露天矿的卡车油料监控系统,实时监控卡车油料信息。依据液位传感器技术建成卡车油料监控系统,系统运行稳定,车辆状态清晰、油料计算准确、报警推送及时,满足露天矿生产需要。     

WiFi无线通信定位技术在露天矿中应用研究

针对露天矿实际生产管理需求,利用WIFI无线通信定位技术,在露天矿山建立卡车定位、语音生产调度和视频监控一体化的数字化监控调度平台。该系统不仅可以满足露天矿的日常生产调度,而且可以实现对矿山设备人员无线定位和视频监控,有利于矿山的安全生产管理,提高矿山企业的劳动生产效率,降低开采成本。     

基于勺容比的露天矿车铲系统效率研究

简述了勺容比固有且常用的3个计算模型并对露天矿车铲匹配进行了定性分析;建立了基于勺容比的露天矿车铲系统效率分析模型,通过介入经济因素对卡车工作效率、电铲工作效率的分析和计算推导,建立了勺容比与卡车纯运输时间、卡车调换时间、电铲装车循环时间以及车铲效率比重之间的关系。以某露天矿为实例,得出合理勺容比模型及车铲效率系统计算公式对其车铲类型进行匹配,并与其实际生产的匹配方案进行对比,结果一致。     

基于遗传算法的多车型露天矿卡车调度模型研究

针对露天矿多车型卡车调度问题,以运输成本最小化为目标,综合考虑了卡车空载费用、卡车等待时间、道路通行能力、电铲生产能力等约束条件,采用整数规划方法建立了露天矿多车型卡车调度模型,实现了卡车利用率的最大化和运输成本费用的最小化。以某矿山实际数据为例,进行了仿真分析。仿真结果表明:该模型与已有模型相比,得到的调度方案更加符合矿山生产实际,满足了露天矿多车型卡车调度需求,同时减少了末趟卡车非满载造成的资源浪费,有效降低了卡车运输成本,提高了卡车运输效率。     

胜利东二露天矿冬季电铲与卡车调配的探讨

基于露天采矿学知识主要研究胜利东二号露天矿冬季作业电铲与卡车的调配问题,保证冬季作业电铲和卡车的作业效率。     

基亏GIS／GPS／GPRS的露天矿配矿动态管理系统

针对露天矿山规划与管理矿石质量的配矿需求,应用先进的地理信息系统（GIS）技术、全球卫星定位（GPS）技术及通用无线分组传输（GPRS）技术设计实现了露天矿山配矿生产动态管理系统。该系统针对多出矿点多卸矿点的情况,建立线性规划模型,不仅能够自动生成班配矿生产计划,而且还能对配矿作业过程实时控制。现场测试表明：该系统性能稳定,能满足矿山生产配矿要求。     

智能卡车调度系统在塞尔维亚波尔市VK露天矿的运用

塞尔维亚波尔市Veliki Krivelj矿(简称VK矿)是塞尔维亚境内规模最大的露天铜矿山,经历了43年的开采历史,采用多台阶陡帮开采工艺,设备大型化作业。矿山开采过程中采剥设备与运输设备信息传输不及时,生产过程中迟滞现象明显,为了提升生产效率,降低生产成本,VK矿引进了智能卡车调度系统。论述了智能卡车调度系统的原理和主要功能,分析了智能卡车调度系统在VK矿的应用情况、存在的问题和进一步提升的空间,表明智能卡车调度系统是采用计算机技术、无线通讯技术与GPS技术等相结合,实现采剥设备与运输设备的实时定位、实时调度、智能调度,同时包含了车辆防碰撞预警、自动报表等功能。智能卡车调度系统在VK矿运用过程中,存在着运行轨迹丢失、报表准确性不足等问题,可以通过进一步增强信号措施进行解决。同时,智能卡车调度系统还可进一步提升智能配矿系统、高精度挖机系统与高精度钻机系统等功能。智能卡车调度系统投入使用后,VK矿设备出勤率提升了6.8个百分点,显著地提升了作业效率,降低了油耗,节省了成本。智能化是当前世界采矿的前沿与趋势,作为塞尔维亚境内第一家引进、采用智能卡车调度系统的露天矿山,VK矿在智能化卡车调...     

露天矿运输调度优化的生物地理学改进算法

露天矿生产运输调度优化问题是一类典型的具有非线性、多变量特征的优化问题。首先,在对露天矿卡车调度优化进行系统分析的基础上,以总运输费用最小为目标函数,给定矿石量、运输能力等约束条件,建立运输调度优化模型;然后,提出将差分算法中局部搜索功能引入到基本生物地理学优化算法的迁移策略中的改进生物地理学优化算法;最后,以MATLAB软件为平台,以露天矿实际生产运输实例数据为依据,计算出改进的生物地理学算法优化路径的综合运输成本比实际花费成本节约5 994万元,且比单一的生物地理学算法和差分算法优化路径的运输成本更低,验证了该算法求解露天矿运输调度问题的优越性。     

井下运矿卡车的设计原则

井下运矿车和露天矿用自卸卡车虽然同为矿用自卸卡车,但由于其工作环境截然不同,因而两者的设计原则迥异。本文从废气净化,总体结构及参数的确定,机构布置等方面论述了两者的区别,进而阐明了井下运矿卡车的设计原则。     

巨型非公路用轮胎在线管理系统在露天矿的应用

本文立足准能集团露天煤矿生产模式，针对数字矿山“卡车轮胎在线管理系统”建设，本文提出的巨型非公路用轮胎在线管理系统在准能集团露天煤矿正式投入使用。该系统不仅能保证轮胎在其最佳性能下运行，同时可延长轮胎使用年限，降低轮胎维护成本，合理调动卡车生产。提高安全生产，提高智能生产一体化，旨在发挥其在矿车运行生产过程中的安全及效率。该系统的上线提高了准能集团 露天开采智能化生产能力，提高安全采矿、高效生产、设备维护及投入节约水平。保障准能集团露天煤矿安全有效生产，为同类型露天矿卡车轮胎监测研究提供参考意义。     

基于产量完成度和车流饱和度的露天矿卡车调度方法

针对露天矿卡车实时调度应用比较普遍的Modular公司Dispatch系统动态规划法存在的问题,提出了目标产量完成度与当前车流饱和度的概念,论述了以这两个概念为基础的实时优化调度准则.以车流规划结果为基础,充分考虑系统随机因素的影响,兼顾卡车运输距离,实现了实时调度的整体最优.不仅适用于铲车数量匹配的情况,而且适用于铲车数量匹配失调的情况.既适用于空车调度,也适用于重车调度,比动态规划法的通用性和适用性更强,调度结果更合理,优化效果更好.经在露天矿使用证明,生产效率提高了8.0%~17.8%      

露天矿SQL Server生产数据的空间分析

针对传统露天矿生产管理模式下,运输工作量需人工统计、矿区路径更新需借助重新测绘及外部程序等问题,从空间分析的角度出发,着力探究提高系统自动化程度的途径。依托已构建的露天矿卡车调度系统数据库,将露天矿生产数据作为基础数据,利用SQL Server空间数据类型geography的属性和方法,基于生产数据的空间分析,提出了由数据库独立完成的运输工作量自动统计方法、矿区路径自动更新方法。矿区实验证明:上述2种方法准确、可行,提高了露天矿生产管理的自动化水平。     

低碳限制下综合成本最小的露天矿卡车运输优化研究

露天卡车运输是露天矿山企业生产管理中的重要环节，合理控制卡车运输的能源消耗和碳排放量是低碳经济背景下保护资源环境的重要举措。在低碳限制下针对露天矿卡车运输问题，以油耗成本、碳排放成本和卡车启用成本最小为优化目标，综合考虑各装载点与各卸载点之间的多条运输路径和生产任务，建立了低碳限制下综合成本最小的卡车运输优化模型，然后利用IAS算法对模型进行求解，对卡车运输行驶的能源消耗进行了优化，并将3种不同目标函数做了对比，最后利用实例进行验证。结果表明：该优化研究能够有效减少运输成本、能源消耗和碳排放量，同时也能减少卡车使用数目，降低了矿山企业的经营成本，为建设资源节约型和环境友好型矿山提供了保障。     

露天矿综合开采工艺前设计及可靠性影响因素分析

 我国露天开采的矿田地质、开采条件复杂,研究适用于此的综合开采工艺有着重要的意义。在研究露天矿开采工艺的基础上,分析了露天矿开采综合工艺的开拓运输系统的配合模式、开采参数的匹配,并对综合开采工艺系统进行了可靠性分析。     

大型露天矿汽车道路坡道的模糊综合评判及其在永平铜矿的应用

本文在深入分析总结国内外有关大型露天矿汽车运输的研究成果和实践经验的基础上,运用模糊数学等理论和计算机手段,提出“等效运距系数”的概念,并对大型露天矿汽车道路坡道进行模糊综合评判及其在平铜矿应用的结果进行了阐述。由于成功地开发出“等效运距系”的计算方法,从而可用数学方法对坡道进行综合评判,及获得定量化的结果。     

基于HGSVMA的露天矿卡车行程时间动态预测研究

针对露天矿卡车在车流规划中的行驶时间预测问题,提出一种基于遗传算法优化SVM参数方法,并考虑卡车状态、速度、载重量以及路面类型、坡度等9个影响因子,构建了基于HGSVMA的露天矿卡车行程时间预测模型。实验选取某大型露天矿卡车调度系统所采集的卡车行程时间进行仿真模拟,并将HGSVMA模型与GS-SVM、PSO-SVM和GA-SVM模型的预测结果进行对比,结果表明,HGSVMA模型预测效果最好,对提高露天矿卡车行程时间预测具有良好的应用前景。