共轨多无人行车协同作业优化策略

有效地优化共轨多无人行车协同作业任务,是行车吊运系统节能减排的关键环节,是控制仓库运行成本的关键所在。本文提出基于k-means算法进行"同抓同放"协同作业优化。首先,根据多无人行车共轨的特点,提出了同抓同放的吊运方案;其次,提出行车吊运任务的特征向量;再次,通过k-means算法,进行行车吊运任务聚类计算,优化吊运任务的行车分配,从而达到优化行车作业距离的目的。以某钢厂实际钢卷库为例进行作业任务优化,结果表明,本文方法多行车行驶距离比传统方法节省20.8%,说明该方法能有效优化多无人行车协同作业任务。     

双向路径不对称状态下无人行车吊运路径优化

针对行车在货物间行走双向距离不同的问题,提出基于双向路径不对称状态下的蚁群优化方法进行吊运路径优化。首先,分析行车吊运货物特征,提出行车在不同吊运次序下行驶距离的计算原则;其次,定义行车路径优化评价函数;再次,提出基于双向路径不对称状态下的蚁群优化方法求解该评价函数优化问题。以某钢厂实际钢卷库为例进行优化吊运,结果表明,本文方法行车行驶距离比传统方法节省19.5%,说明该方法能有效优化无人行车吊运路径。     

露天矿无人驾驶矿卡速度规划研究

露天矿道路结构复杂,由于行驶轨迹冲突、感知受限等原因,矿卡行驶中易发生碰撞事故,现有基于传感器的感知避障方法易出现急刹急停和减速停车再启动等决策,不仅造成轮胎磨损和燃油浪费,而且会严重影响通行效率。为解决上述问题,结合露天矿通行场景的特殊性以及无人驾驶矿卡可精准执行规划速度的优点,提出了一种基于时间距离约束消解车间冲突和基于自适应梯形速度规划方法规划速度的矿卡全程无冲突协同通行速度规划方法。试验结果表明：该方法在不影响已有矿卡正常通行的前提下消解车间冲突,提高目标矿卡行驶速度的平稳性,相对于传统“停—走”式策略通行算法总通行时长减少了21%。     

浅谈矿山井下巷道测量

井下巷道测量包括平面测量和高程测量。井下巷道平面测量的目的是建立井下平面控制,确定井下巷道、硐室及采掘工作面的平面位置,指导矿井采掘施工,满足矿图填绘的要求,为矿井安全生产和规划发展提供数据资料。巷道高程测量的目的是建立井下高程控制系统,进而确定井下导线点、高程点的标高,以及巷道硐室的标高,达到指导矿井采掘施工和满足矿图填绘高程注记等目的。     

基于改进YOLOv8的露天矿区行车障碍物检测

露天矿区场景复杂,行车障碍物检测受扬尘和颗粒物等粉尘噪声干扰严重,难以准确识别障碍物,尤其是光线较差的夜间,不利于做出正确决策,从而影响无人作业的安全性和整体效率。针对以上问题,提出了一种基于YOLOv8n模型的露天矿区行车障碍物检测算法YOLOv8n-Enhanced。该算法主要从3个方面进行了改进,具体包括：首先,针对受粉尘噪声干扰严重和夜间光线不足的问题,提出了C2fCA模块结构,提高了模型特征提取能力;其次,使用轻量级卷积技术GSConv和VoV-GSCSP模块,减轻模型复杂性,实现检测器更高的计算成本效益;最后,使用WIOU损失函数,提高了模型泛化能力。试验结果表明：改进算法在保持实时性的前提下,可将YOLOv8n的平均精度（mean Average Precision,mAP）分别提高1.8%和2.6%,实现白天与夜间场景下不同尺度的障碍物识别。     

通风障碍物作用下独头巷道热环境数值模拟研究

当前深部矿井高温高湿问题已变得愈加严峻,本文采用CFD数值模拟软件对金属矿山采场的独头巷道进行热环境数值模拟研究,建立了铲运机等通风障碍物存在情况下的巷道几何模型,通过改变风管出风口风速,探讨了不同送风速度对巷道热环境的影响规律,为通风降温能耗优化提供理论基础。     

硐室型辅扇及应用研究

分析了辅扇、风机机站设置的问题及原因,提出了硐室型辅扇替代巷道型辅扇的通风新技术,并以某大型钨矿山为研究对象,针对现场存在的实际问题,依据硐室型辅扇理论模型,应用矿井通风网络三维仿真与优化系统软件优选了双机并联的硐室型辅扇型号及参数。结果表明:硐室型辅扇能有效辅助主扇通风,能合理分配生产作业中段的风流,且有效解决在无轨运输巷道或易受爆破冲击波破坏的巷道中难以安装巷道型辅扇的难题,不影响行车和行人,对改善矿井通风效果、保护矿工身心健康、促进安全生产具有十分重要的意义。     

基于计算机视觉技术的矿井电机车无人驾驶障碍物检测技术

针对传统计算机视觉方法难以实现障碍物实时检测和定位的问题,提出传统计算机视觉技术与深度学习 目标检测算法YOLOv3相结合的障碍物智能检测方法.首先,采集电机车行驶区域(即有效检测区域)存在的障碍物数据并制作VOC格式数据集,使用YOLOv3训练数据集,得到障碍物检测模型;然后,采用传统计算机视觉技术定位到轨道,使用"...     

基于混合整数规划的风流两步骤调控优化方法

实现按需通风是当前矿井智能通风系统推进建设过程的核心技术问题。为解决矿井通风网络优化调控非线性模型求解困难的问题,在改进两步骤通风优化方法的基础上,提出了一种基于混合整数规划的风流两步骤调控优化数学模型。该模型以通风能耗最小、调节点个数最少和调节点位置最佳等为目标,是一种多目标线性规划模型,其求解结果更加符合矿山实际调控需求。改进的两步骤通风优化方法具有以下优点：通过引入混合整数规划方法,该模型可以对调节方案的调节点个数和调节方式进行约束;通过引入分支调节级数,该模型可以根据井下实际情况对调节方案的位置进行约束,从而提高了通风网络优化调节方案的灵活性;此外,通过多次求解风量分配对应调控方案的方式,该模型既可以得到近似满足风量未知调控模型的求解方案,也可以避免非线性模型求解不收敛的问题。通过构建矿井通风优化调控计算实例模型,在通风网络模型进行分风计算的基础上验证了通风网络模型调控的可靠性。     

煤矿支护方式优化研究与实践

针对同煤集团某矿巷道的支护,提出了不同的优化方案,根据数值模拟的结果进行方案对比,选择了最优方案。通过实践应用,证明该方案能够在保证安全的前提下,缩短工期、提高效率、节约成本。可以为同煤集团类似矿井的支护提供参考。     

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。     

基于GRU神经网络的巷道平均风速获取研究

针对矿井智能通风系统不能及时获取风速进而影响后续通风系统解算及优化的问题,利用ANSYS巷道风速分布模拟获取神经网络所需训练集,在人工测量与风速传感器监测数据的基础上,构建基于门控循环单元（Gated Recurrent Unit）神经网络的巷道平均风速预测模型。首先,提出神经网络模型,然后采用Adam优化算法对ANSYS模拟的点风速进行异常值和归一化等预处理,通过对不同形状巷道的监测点风速进行结构化处理后用于训练神经网络,找出各点风速与平均风速之间的强非线性关系,使预测风速逼近巷道实际平均风速,最后构建基于GRU神经网络的巷道平均风速预测模型。以王家岭煤矿实测数据作为测试集,将其应用于预测模型中,结果表明GRU神经网络模型具有较高精度和较强的泛化能力,能够获取巷道平均风速。矿井通风巷道平均风速预测模型在煤矿领域的成功应用,将为其他金属矿山智能通风系统及时准确获取风速参数提供新思路。     

基于红外图像的矿石传送带托辊异常检测

为了解决传统的传送带托辊异常检测方法效率低、实时性差等问题,提出一种基于红外图像识别的托辊异常检测模型。通过现场采集并使用标签平滑和Mosaic数据增强处理对托辊红外图像数据集进行扩充,降低模型的训练成本。在特征提取模块提出使用GhostNet骨干特征提取网络,能够有效地降低特征提取所需成本。在特征融合模块,提出使用SPP-Net模块优化PaNet特征融合网络,增加模型的感受野。通过深度可分离卷积块简化模型结构,降低模型的计算量和参数量,并通过LeakyReLU激活函数提高模型的学习能力。试验结果表明：该检测模型能够有效识别托辊异常。在实际检测中,该方法在托辊检测中平均准确率达到94.9%,检测速度达到39.2 FPS,为矿山传送带托辊的准确高效巡检提供了保障。     

矿井通风井巷断面优化的数学模型研究与应用

通风井巷断面优化是矿井优化的主要内容之一,通风井巷断面大小对矿井通风阻力及矿山经济效益有直接影响。通过建立通风井巷断面优化的数学模型,以南温河钨矿井巷断面优化研究为实例,确定出基建费用和通风费用之和为最小的通风井巷最优断面,以达到节省经济效益的目的,为通风系统优化提供一定的理论依据。     

基于LQR-QPSO的地下铲运机控制参数优化研究

现代控制理论是实现地下铲运机路径跟踪控制的重要技术之一。目前,控制算法应用的难点在于参数的选取和整定。为解决控制参数整定问题,提出应用量子行为粒子群优化算法（QPSO）对基于线性二次型调节（LQR）的状态反馈控制器进行参数优化,实现对地下铲运机精准、稳定的路径跟踪控制。状态反馈控制器基于铲运机的误差动力学模型得出,优化后的路径跟踪控制最大横向位置偏差低于0.23 m。仿真试验结果表明：相较于标准粒子群优化算法,QPSO算法优化的路径跟踪控制器的最大横向位置偏差减小53.4%,优化效果更好、成功率更高。     

地表超高渣堆对井下巷道稳定性的影响研究

The continuous growth of the height of the coal mine surface slag heap will make the stress size and distribution characteristics of the surrounding rock of the underground roadway under it change significantly, which will seriously lead to large deformation or damage of the roadway, and affect the safe and efficient production of the mine. Based on the geological occurrence conditions of coal strata, mining production and the actual situation of surface super-high slag pile in Wuhushan Coal Mine, a threedimensional model of surface slag pile and underground mining face in Wuhushan Coal Mine is established. The characteristic parameters of roadway surrounding rock stress peak value and location, mining influence range under different slag pile heights have been simulated and calculated, and then the influence law of different slag pile height on roadway stability is analyzed. Combined with the measured data of roadway deformation, the safety critical height of the surface slag pile is initially determined. The research results have important reference value for the safe and efficient production of similar mines.     

巷道腰线的标定

由于矿山测量工作涉及地面和井下,不但要为矿山生产建设服务,也要为安全生产提供信息。矿山测量的任何疏忽或粗率都会影响生产或有可能导致严重事故发生。因此,巷道的定向与测量,掘进时中、腰线的给定,井下巷道贯通,弯道设置、竖并联测、斜洞布设,井下场地开拓,回采定水平,矿量计算,井上下对照等等,处处都离不开测绘。而巷道的坡度和倾角是用腰线来控制的,所以腰线的标定是井下巷道施工测量的主要任务之一。     

加强烧结过程控制与稳定烧结矿质量

烧结矿的金属性能包括机械强度、氧化还原性和强度稳定性项指标,而影响这些因素种类繁多、错中复杂。介绍了烧结厂通过加强对烧结全过程的控制,稳定烧结矿金属质量的方法和效果。