露天金属矿典型运输工艺发展现状及展望

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作者 汪昕 李贲 +2 位作者 张媛 毕林 代碧波 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期17-31,共15页

露天金属矿运输工艺的改进和优化对降低成本、提高生产效率及减少开采对生态环境的影响具有重要意义。近年来,诸多学者对露天金属矿运输工艺进行了深入研究,涌现出一系列优秀的研究成果。全面梳理了卡车—电铲间断运输工艺(TS)与半连续... 露天金属矿运输工艺的改进和优化对降低成本、提高生产效率及减少开采对生态环境的影响具有重要意义。近年来,诸多学者对露天金属矿运输工艺进行了深入研究,涌现出一系列优秀的研究成果。全面梳理了卡车—电铲间断运输工艺(TS)与半连续运输工艺(IPCC)在经济效益、安全性和社会指数、环境影响和可持续性等方面的研究现状。鉴于IPCC工艺在露天金属矿中展现出的广阔应用前景,对国内外露天金属矿IPCC工艺优化技术的研究成果进行了归纳和总结,从最佳过渡时间(深度)和安装位置、最佳生产调度与破碎站搬迁计划、最优最终坑界(UPL)与输送机布局等方面深入分析了各种优化技术的研究进展。然而,IPCC工艺在露天金属矿山的应用上仍存在不足之处,即:①在露天金属矿运输工艺评价方面,多数研究仍停留在单一指标维度,少数涉及多指标综合评价的工作尚未建立统一的评价框架,无法全面准确地反映运输工艺的整体性能;②现阶段多数研究主要通过数学建模或仿真模拟预测露天矿运输工艺的性能,但这类研究方法缺乏考虑如设备故障、天气条件等不可预测事件对运输性能的影响;③目前IPCC运输工艺优化模型主要关注成本效益,较少涉及环境和社会等因素,且在求解模型时通常采用启发式算法,模型收敛速度和解的全局最优性受限于具体问题特征与算法参数取值。针对以上不足之处,面向“十五五”时期以及更长远的高质量发展要求,露天金属矿运输工艺的研究与优化应向以下方向深化:①构建多维度、多层次的综合运输工艺评价体系,充分考虑各关键指标之间的协同与制约关系;②引入机器学习、深度强化学习等智能算法,提升运输工艺的动态优化与预测能力;③基于启发式与元启发式相结合的算法框架,开发覆盖经济、环境、社会等多维目标的综合优化模型;④探索“区段—块段—条带”开采模式下的阶段式移动破碎新理念,提出面向矿石流的“短程转载—移动破碎—大倾角提运”的广义连续运输新工艺,为新一代智能矿山建设提供理论支持与技术路径参考。 展开更多

关键词 露天金属矿 半连续运输工艺 评价方法 IPCC优化 智能算法 移动破碎

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基于改进YOLOv5的道路裂缝目标检测方法

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作者 牟宗磊 赵明 +2 位作者 王彦 杜厚林 刘春晖 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期86-94,共9页

针对目前道路裂缝目标检测方法存在的对早期裂缝特征识别能力弱、目标检测精度低等问题,提出基于改进YOLOv5的道路裂缝目标检测方法。首先,设计融合注意力机制的轻量化DP-CBC3模块,提高主干网络特征提取能力;其次,采用去权重的双向特征... 针对目前道路裂缝目标检测方法存在的对早期裂缝特征识别能力弱、目标检测精度低等问题,提出基于改进YOLOv5的道路裂缝目标检测方法。首先,设计融合注意力机制的轻量化DP-CBC3模块,提高主干网络特征提取能力;其次,采用去权重的双向特征金字塔网络(Dw-BiFPN)替代路径聚合网络(PANet),实现更高层次的网络特征的融合,提高网络双向特征融合能力;最后,采用α-IoU损失函数替代CIoU损失函数,提高目标预测框的回归精度。实验结果表明,相较于原模型,改进的YOLOv5检测模型精确率提升21.39%,召回率提升2.33%,平均精度均值提升6.54%。该方法提升了道路裂缝目标检测效果,可有效解决道路裂缝目标检测难、精度低等问题。 展开更多

关键词 道路裂缝 目标检测 YOLOv5模型 去权重的双向特征金字塔网络 α-IoU损失函数

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基于深度学习的输送带跑偏状态智能监测方法 被引量：3

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作者 左明明 张习 +4 位作者 杨子豪 孙其飞 张梦超 张媛 李虎 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期166-172,182,共8页

针对现有输送带跑偏状态监测方法实用性、鲁棒性不足及数据集制作难度大的问题,提出了一种基于深度学习的输送带跑偏状态智能监测方法。将输送带边缘识别问题看作特定场景下的直线检测问题,提出以目标检测网络预测框的对角线表征输送带... 针对现有输送带跑偏状态监测方法实用性、鲁棒性不足及数据集制作难度大的问题,提出了一种基于深度学习的输送带跑偏状态智能监测方法。将输送带边缘识别问题看作特定场景下的直线检测问题,提出以目标检测网络预测框的对角线表征输送带边缘直线的检测策略,以预测框的右上−左下对角线表征输送带左边缘,以左上−右下对角线表征输送带右边缘;通过YOLOv5模型对输送带边缘进行检测,并设计了跑偏量计算方法和跑偏状态判定规则。实验结果表明,利用目标检测网络预测框的对角线特征可稳定高效地实现输送带边缘识别和跑偏量量化,简化了图像数据处理流程和数据标注,具有较强的泛化能力和快速迁移学习能力;结合直线检测策略的YOLOv5模型对料流边界、支柱等其他直线的抗干扰能力强,在CUMT−BELT数据集上的检测精度达99%以上,检测速度最快达148帧/s,实时性好。 展开更多

关键词 带式输送机 跑偏监测 直线检测 输送带边缘识别 深度学习 YOLOv5

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带式输送机双侧犁式卸料器力学分析与结构优化 被引量：10

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作者 张媛 王君 +3 位作者 张哲 孙斌武 张少杰 李刚 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第6期77-79,共3页

为计算满足应力条件下带式输送机双侧犁式卸料器导向板合理的夹角和板长,分析了带式输送机用双侧犁式卸料装置的受力特点,推导出卸料导向板的挤压和剪切强度条件公式,根据理论力学中动量守恒定律,求出运动物料对卸料导向板的动态冲击力... 为计算满足应力条件下带式输送机双侧犁式卸料器导向板合理的夹角和板长,分析了带式输送机用双侧犁式卸料装置的受力特点,推导出卸料导向板的挤压和剪切强度条件公式,根据理论力学中动量守恒定律,求出运动物料对卸料导向板的动态冲击力,将其代入挤压和剪切强度条件公式,进而推导出双侧犁式卸料器的夹角与卸料导向板的正应力、双侧犁式卸料器导向板板长和剪切应力之间的关系,采用MATLAB软件得出导向板夹角和剪切应力、正应力的关系曲线,找出曲线中的规律特点。通过分析给出带式输送机双侧犁式卸料器优化结论,即建议带式输送机双侧犁式卸料器的导向板夹角在40°～90°取值,并根据相关公式可以得出其合理的导向板板长。 展开更多

关键词 犁式卸料器 力学分析 卸料导向板 带式输送机

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带式输送机等寿命品字形托辊组压陷阻力研究

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作者 石浩 张皓男 +1 位作者 周满山 张媛 《煤炭工程》 北大核心 2023年第8期143-147,共5页

压陷阻力是输送带运行过程中主要阻力,为了减小压陷阻力,基于一维Winkler粘弹性基础模型和标准线性固体模型,推导了输送带压陷阻力的表面应力分布,提出一种新型等寿命品字形45°托辊组。分析了其布置优势,并对压陷阻力进行了数值模... 压陷阻力是输送带运行过程中主要阻力,为了减小压陷阻力,基于一维Winkler粘弹性基础模型和标准线性固体模型,推导了输送带压陷阻力的表面应力分布,提出一种新型等寿命品字形45°托辊组。分析了其布置优势,并对压陷阻力进行了数值模拟,对载荷、输送带运行速度、不同托辊运行间距的影响进行了分析,并通过实验结果对数值模拟正确性进行验证。得到以下结论:等寿命品字形45°托辊组的压陷阻力比标准35°托辊组减少30%左右,压陷阻力大大降低,进而达到带式输送机整机节能降耗的目的。 展开更多

关键词 带式输送机 压陷阻力 新型托辊组 数值模拟

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基于深度学习的矿用输送带损伤检测方法 被引量：16

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作者 张梦超 周满山 +2 位作者 张媛 于岩 李虎 《工矿自动化》 北大核心 2021年第6期51-56,共6页

针对目前输送带损伤检测方法缺乏对输送带撕裂以外其他损伤类型研究的问题,提出一种基于深度学习的矿用输送带损伤检测方法,通过Yolov4-tiny目标检测网络对输送带损伤类型进行分类。Yolov4-tiny目标检测网络以CSPDarknet53-tiny作为主... 针对目前输送带损伤检测方法缺乏对输送带撕裂以外其他损伤类型研究的问题,提出一种基于深度学习的矿用输送带损伤检测方法,通过Yolov4-tiny目标检测网络对输送带损伤类型进行分类。Yolov4-tiny目标检测网络以CSPDarknet53-tiny作为主干特征提取网络,借鉴Resnet残差思想,使用残差块防止深层网络中高层语义特征丢失,同时采用特征金字塔网络实现高低层语义信息融合,达到提高检测精度的目的;将CSPDarknet53-tiny中的2个有效特征层输入预测网络Yolo Head,通过得分排序和非极大值抑制算法对预测框进行筛选,从而预测输送带损伤类型。实验结果表明,Yolov4-tiny目标检测网络在输送带损伤数据集上对表面划伤、撕裂、表面破损和击穿4种损伤类型检测的平均精度分别为99.36%,94.85%,89.30%,86.76%,平均精度均值达92.57%;与Faster-RCNN,RFBnet,M2det,SSD,Yolov3,EfficientDet和Yolov4目标检测网络相比,Yolov4-tiny目标检测网络在数据集上取得了最快的检测速度,帧速率达101帧/s,实现了较好的速度与精度的平衡,且占用计算资源相对较少;通过对数据集外新鲜样本的检测,验证了本文方法具有较好的泛化能力。 展开更多

关键词 带式输送机 损伤检测 深度学习 目标检测 表面划伤 撕裂 表面破损 击穿

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矿用永磁直驱电机异响声信号降噪方法研究 被引量：7

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作者 马红荣 刘洪伟 牟宗磊 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期44-53,共10页

针对矿用永磁直驱电机异响声信号噪声干扰大,有用信号被噪声淹没难以提取的问题,提出一种融合改进VMD与小波软阈值的降噪方法。首先,利用粒子群算法优化变分模态分解算法得到分解层数k和惩罚因子α的最优参数组合,基于最优参数组合分解... 针对矿用永磁直驱电机异响声信号噪声干扰大,有用信号被噪声淹没难以提取的问题,提出一种融合改进VMD与小波软阈值的降噪方法。首先,利用粒子群算法优化变分模态分解算法得到分解层数k和惩罚因子α的最优参数组合,基于最优参数组合分解获得矿用永磁直驱电机异响声信号k个本征模态分量(IMF)。其次,利用加权裕度指标筛选出有效信号分量和需进一步分解的含噪分量,基于小波软阈值对含噪分量进一步降噪。最后,将有效信号分量与小波软阈值降噪后的分量重构得到最终降噪信号。应用此方法分别对仿真信号和矿用永磁直驱电机异响声信号降噪,并与其他方法对比。试验结果表明,该方法能将仿真信号信噪比提升至27.5247 dB,均方根误差降低至0.0855,实测信号信噪比提升至34.7153 dB,均方根误差降低至0.0067,降噪效果较好,为后续的故障特征提取与故障诊断工作提供数据基础。 展开更多

关键词 矿用永磁直驱电机 异响声信号 降噪方法 改进变分模态分解 小波软阈值

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防爆箱水压试验密封结构设计 被引量：3

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作者 路娟 武文璇 +1 位作者 吴在超 董伟 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期153-156,共4页

以某型号防爆箱为例,设计该防爆箱水压试验时的密封结构。介绍该防爆箱的整体结构,探讨箱体上的螺栓固定类门法兰、快开门法兰、接线孔和按钮孔的密封结构设计,以及箱体进出水口和透气口的选择和密封结构设计,并现场试验证明了该结构设... 以某型号防爆箱为例,设计该防爆箱水压试验时的密封结构。介绍该防爆箱的整体结构,探讨箱体上的螺栓固定类门法兰、快开门法兰、接线孔和按钮孔的密封结构设计,以及箱体进出水口和透气口的选择和密封结构设计,并现场试验证明了该结构设计的正确性和简便易行性。 展开更多

关键词 防爆箱 水压试验 密封结构设计

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矿用隔爆外壳水压试验机的研究与设计 被引量：2

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作者 路娟 武文璇 +1 位作者 吴在超 董伟 《机床与液压》 北大核心 2019年第13期103-106,共4页

针对传统隔爆外壳水压试验机的不足,设计出一种新型隔爆外壳水压试验机。进行了水压试验机的机械结构设计,运用等应力理论和有限元分析,设计出压紧端盖等关键零部件,使得工程机械材料合理利用,其次进行液压系统的设计,并通过现场试验,... 针对传统隔爆外壳水压试验机的不足,设计出一种新型隔爆外壳水压试验机。进行了水压试验机的机械结构设计,运用等应力理论和有限元分析,设计出压紧端盖等关键零部件,使得工程机械材料合理利用,其次进行液压系统的设计,并通过现场试验,验证了设计的正确性和新型水压试验机的简便易操作性。 展开更多

关键词 矿用隔爆外壳 水压试验机 等应力理论 液压系统

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钢丝绳芯输送带切割装置设计及研究 被引量：1

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作者 杨俊 寇子明 +2 位作者 吴娟 张立冬 孙长征 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第9期132-138,26,共8页

在带式输送机输送带更换过程中,由于整条输送带过长,需要将旧输送带多次切割。传统人工切割装置效率低、人工劳动强度大,且切割过程中会产生大量有毒气体。针对上述问题,设计了采用齿型切刀和盘型切刀的切割装置对输送带进行切割,并应用... 在带式输送机输送带更换过程中,由于整条输送带过长,需要将旧输送带多次切割。传统人工切割装置效率低、人工劳动强度大,且切割过程中会产生大量有毒气体。针对上述问题,设计了采用齿型切刀和盘型切刀的切割装置对输送带进行切割,并应用ABAQUS软件对切割过程进行动力学仿真,验证了该切割装置的可行性;应用RecurDyn软件分析了双蜗杆与单蜗轮齿面的受力情况,结果表明双蜗杆结构能有效减小齿面受力,可延长切割装置使用寿命;进行了工业性实验验证,结果表明该切割装置可快速连续作业,与传统切割方式相比效率提升了94.5%。 展开更多

关键词 切割装置 ABAQUS软件 输送带 工业性实验

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高铁车体喷丸清理装置设计与实现

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作者 王永震 桑子龙 《南方农机》 2020年第10期151-151,共1页

当前,高铁车体的清理存在一定的缺陷,需要工作人员手持喷枪,效率低下。文章针对现有的喷抛丸清理机,设计了一款专门针对高铁车体处理的相关设备,通过使用电脑控制机械手臂代替人工操作,实现对高铁车体高效率、高质量、低成本的机械自动... 当前,高铁车体的清理存在一定的缺陷,需要工作人员手持喷枪,效率低下。文章针对现有的喷抛丸清理机,设计了一款专门针对高铁车体处理的相关设备,通过使用电脑控制机械手臂代替人工操作,实现对高铁车体高效率、高质量、低成本的机械自动化清理,同时采用无地坑式回收装置,设备造价合理,维护更加简单。 展开更多

关键词 高铁车体 喷丸清理 自动化清理

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