深海集矿机行走的视景仿真系统设计与实现

针对深海采矿系统在海底黑暗地带工作无法直观、便捷地监测这一问题,设计和实现了一种基于Visual C++和Vega Prime软件联合开发的深海采矿视景仿真系统。利用Terra Vista软件和Multigen Creator软件构建了三维虚拟场景,包括采矿系统三维实体模型的创建和海底地形的生成,并在Vega Prime软件中实现了视景仿真。介绍了利用Visual C++二次开发Vega Prime视景仿真系统的方法,根据加载的实时数据驱动集矿机模型,控制其运动路径。阐述了Vega Prime与OpenGL联合开发的关键技术及方法,并绘制了集矿机的行走轨迹图。仿真结果表明:此方案能逼真、准确、实时地模拟集矿机在海底的动态运动,对深海采矿作业的顺利进行具有一定的参考意义。     

SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统的研究

集矿机在数千米以下的深海底进行采矿作业时,如何掌握集矿机所在确切位置,实时跟踪集矿机的运行轨迹,并控制集矿机在特定的矿区按照规划的采集路线进行行走和采矿,是集矿机导航定位系统研究亟待解决的问题。由于深海工作环境的特殊性,目前国内外应用的深海导航定位大多采用应答式的基线水声系统,但在深海应用中暴露出精度不够、干扰严重、滞后严重等问题,无法满足集矿机定位要求。SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统以萨格奈克效应作为理论基础,利用激光陀螺捷联惯性测量技术,首次将该项新技术成功应用于深海水下移动设备,有效地解决了水声定位存在的问题,使深海水下移动设备的导航定位有了突破性进展,最大误差降至1 m以内,满足了集矿机水下定位要求,并使我国在这一研究领域迈进世界先进行列。     

矿业简讯

我国深海采矿试验研究取得生大进展一个为国家长远发展项目──深海采矿技术研究服务购大型多功能海洋采矿实验室最近在长沙矿山研究院建成，并通过中国有色总公司验收．该实验室占地面各400Om2，由集矿机试验大水池、集矿头试验小水池、场矿试验塔、维修间和露天试验场等五部分组成。可进行深海采矿的某矿方法、设备性能、管道提升方法及其工艺参数的试验，是目前世界上唯一的一个实现某矿、扬矿、测控一体化的实验室。它的建成为我国开展深海多全月结核采矿技术的研究开发温供了条件用证，同时标志③我国深海采矿技术的试验研究条件进入…     

深海采矿集矿机的研究与开发

介绍了我国深海采矿集矿机的研制背景和研究开发历程,对我国现有深海采矿集矿机的组成与结构特点、关键技术问题及其解决情况进行了总结。对集矿机在我国深海采矿研究中的应用,及其在深海底栖工程装备方面的移植和拓展前景进行了展望。     

深海采矿集矿机定位系统的研究

为了采集海底资源,世界有关国家研制了不同结构的集矿机。但确定集矿机与采矿船的行走路线是深海采矿的难题。介绍了利用短基线声学原理进行集矿机定位,并阐述了定位系统的工作原理、系统组成、水下集矿机的运行轨迹,以及抗干扰的对策和延时的修正。     

深海水力提升式采矿系统的研究

介绍深海水力提升式采矿系统所拟用的采矿船、提升系统、集矿机和监控系统，并就其结构、设备配置、设计要点和半工业试验结果等方面进行探讨，给出了本研究结果。     

深海集矿机的模糊控制系统

深海集矿机在采矿工作中,多因素扰动使集矿机偏离预定的行走线路。这些扰动量对于集矿机来讲具有非线性、时变随机性,传统的控制方式无法建立精确的数学函数来真实地描述集矿机的变化过程。利用模糊控制系统无须建立被控对象的数学模型,只需解被控对象的输入量对输出量产生什么样的影响,模仿人的思维和经验,用人的语言(模糊控制规了则)建立了深海集矿机模糊控制系统,最终使集矿机始终保持正确的采矿路线。     

深海履带式集矿机设计的研究

集矿机是深海流体提升式采矿系统的核心设备。基于太平洋Ｃ－Ｃ区锰结核的赋存条件，介绍集矿机的采集原理、类型及其设计要求，并着重讨论了履带式集矿机在集矿头与行走机构设计方面必须考虑的问题，对我国现阶段的集矿机研制工作具有参考意义。     

深海履带式集矿机设计的研究

集矿机是深海流体提升式采矿系统的核心设备。基于太平洋Ｃ－Ｃ区锰结核的赋存条件，介绍集矿机的采集原理、炎型及其设计要求，并着重了履带要矿机在集矿头与行走机构设计方面必须考虑的问题，对我国现阶段的集矿机研制工作具有参考意义。     

德国深海采矿技术的研究

介绍了所考察的德国深海采矿关键技术和设备－集矿机．扬矿系统和环境保护的研究近况。     

深海集矿作业车行走控制系统的研究

针对深海稀软底质上采集多金属结核的集矿作业车行走控制问题,采用了上位机-下位机控制模式。采用NI控制器、采集板卡和实时操作系统,基于LabVIEW进行控制系统的软件开发,综合利用惯导、多普勒计程仪(DVL)以及声学定位技术等进行作业车姿态测量和轨迹跟踪,采用分层控制策略实现对集矿作业车水下行走的智能控制。通过实验室水池实验,检验了集矿作业车控制系统的运行性能,为后续海上试验奠定了基础。     

基于中长期微震时空特征的采动地压灾害风险分析

地压灾害风险动态评估与分析是制约深井安全高效开采的关键技术之一。针对某矿山千米以深开采地压灾害现状,通过分析矿山开采技术条件,设计并建立了深部地压灾害风险微震监测系统,开展了爆破定位标定试验,优化了重点监测区域系统速度模型,探究了矿山微震事件中长期时空分布规律,提出了基于微震监测的地压灾害风险分布特征。研究结果表明：采用纵波波速5400m/s、横波波速3200m/s,重点监测区域综合定位误差小于7.4m,满足矿山深部地压灾害风险监测需求;微震事件主要分布在施工及回采区域、隔离矿柱区域,微震活动与采动呈现正相关性;分析微震事件时序分布特征,II-1#矿带地压活动风险较大,红尖山易发生突发性、强度较大的地压事件。研究成果为该矿山深部地压灾害风险防控提供了数据支撑。     

桃山矿胶结充填管道输送系统充填试验

为了解决桃山矿三井工作面充填开采过程中出现的堵管以及管道的高磨损率等问题,运用流体力学理论,结合该工作面的实际情况,采用自流+泵送的管道输送技术进行了工业试验,并利用ANSYS模拟分析了在速度2.0 m/s时,不同料浆浓度、管径对全程管压的影响。模拟结果表明:既定输送速度下,在合理的可控范围内且易于输送时的充填料浆浓度、管径取值范围分别为52%、140~180 mm时,输送管压分别为134.561 kPa、130.053~138.759kPa。根据模拟结果进行的工业试验表明,堵管和高磨损率等问题得到了解决,充填开采取得良好的效果,有效地控制了顶底板的变形,降低了顶板的下沉量,减少对环境的破坏,验证了该管道输送系统是一种"安全、经济、环保、可靠"的充填采煤系统,为该矿以及类似条件下的矿山充填开采提供了借鉴。     

陕北浅埋煤层绿色保水开采技术研究

王家沟煤矿为陕北典型浅埋煤层矿井,地下煤炭资源开采有可能破坏萨拉乌苏组潜水含水层。为有效的控制导水裂隙发育,最大限度保护地表含水层,基于协调开采的原理,结合力学模型和相似材料模拟试验,对比研究了一次采全高和限高留煤柱两种开采方法导水裂隙发育规律。研究表明,一次采全高条件下导水裂隙呈间歇式变速发育最大高度94m,穿过含水层|限高留煤柱协调开采导水裂隙发育平缓,最大高度60m|关键层的稳定决定着含水层的稳定,限高留煤柱能够显著的控制协调关键层挠曲下沉,有效的抑制导水裂隙发育,实现含水层下绿色保水开采。     

CY-400A联合采盐机水平自动控制技术

简述了CY-400A联合采盐机的工作原理和技术特点。通过对采盐机各环节传递函数的研究,提出了控制采盐头水平的串级控制方案,设计了采盐头自动调平系统。工业试验表明,该控制方案性能稳定,能够根据盐田盐面的平整度,自动调节采盐头摆动油缸的流量和方向,实现采盐头的水平自动调整,确保采盐头始终保持在水平位置工作状态,不受履带运行路面侧坡的影响。     

The ground movement,strata fracturing and changes in permeability due to deep longwall mining

This is an emperical study of the sub-surface deformation caused by retreating longwall mining. The strata movement was monitored by a multi-wire borehole instrumentation system consisting of mechanical anchors installed at different horizons in a borehole drilled over a longwall panel. The anchors were connected to the suspended weights on the surface by a system of pulleys and wires, and the movement of these weights was monitored during mining. Changes in strata bulk permeability were measured by packer tests before and after mining. Strata fracturing due to mining was estimated by comparing pre-mining fractures with post-mining fractures. The observed vertical strains in the overburden were generally small, varying between 0.5 and 4 mm/m. Tensile strains in the overburden extending from the surface to 112m depth Tensile strains in the overburden extending from the surface to 112m depth were less than 0.5 mm/m. There were increases in the number of fractures and permeability in the strata. However, no correlation was observed between fracturing and changes in permeability.     

沉积型铝土矿分层分级开采关键技术参数研究

分层分级开采技术是解决山西境内铝土矿合理开采的一种有效技术。定义了分层分级开采技术内涵，并确定了其开采的适用范围。在大量现场试验的基础上确定了孝义铝矿分层分级开采的合理技术参数：①不需爆破作业时，采矿条带宽度为5 m，有效松碎深度为0.5~0.8 m，松碎间距为1.0~1.5 m，采矿台阶高度为3.5～4.5 m，最小工作平台宽度为26~28 m，工作线长度一般为60～80 m。②爆破作业时，给出了爆破条带宽度与矿体倾角（6° ～18°）的关系曲线和作业线长度与矿体厚度的关系曲线。工作线长度随倾角的增加而增加，随厚度的增加而减小。     

适应富钴结壳微地形的采矿头失控故障分析

富钴结壳富含战略金属钴等元素,其表面一般有微地形起伏。介绍了深海集矿机滚筒式采矿头的控制系统原理及相应的控制器。分析了滚筒式采矿头易出现的故障、故障原因,提出了若干切实可行的解决办法,并在实验中加以验证。     

煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。     

姑山矿业公司后和睦山矿段开采方案研究

根据马钢姑山矿业公司后和睦山矿段的矿床开采技术条件,确定无底柱分段崩落与诱导冒落相结合作为和睦山矿体首采段的采矿方法,双工作面回采诱导冒落法为其采矿方案。采用较大结构参数（-150 m分段采场结构参数为15 m×12.5 m,-162.5 m分段采场结构参数为12.5 m×12.5 m）与诱导冒落技术,确定了采准工程施工顺序和回采顺序并进行了试验采矿工程,对松软矿岩采准巷道提出掘支技术措施,保证了采矿工作的顺利进行。