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矿山生产集成与安全应急管控平台研发与应用
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作者 刘允秋 徐修平 +9 位作者 席浩睿 华绍广 隋福仁 叶飏 程小舟 肖益盖 尹宜雪 于正兴 曹帅 岳利平 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期137-145,共9页
为应对矿山采矿生产系统与安全智慧应急系统面临的挑战,满足矿山多源数据集成分析的需求,解决智慧矿山建设中的数据孤岛问题,基于物联网、大数据等技术,设计并研发了智能矿山生产集成与安全应急管控平台。该平台主要包含矿山基础信息管... 为应对矿山采矿生产系统与安全智慧应急系统面临的挑战,满足矿山多源数据集成分析的需求,解决智慧矿山建设中的数据孤岛问题,基于物联网、大数据等技术,设计并研发了智能矿山生产集成与安全应急管控平台。该平台主要包含矿山基础信息管理、生产管控以及安全智能应急3个子系统。在技术实现上,平台采用微服务架构,基于J2EE规范和轻量级Spring Boot框架进行搭建,能够对矿山数据进行采集、预处理、存储、分析与应用,实现矿山安全生产的实时监测预警与调度指挥功能,推动互联网与矿山行业的深度融合。在某大型金属矿山对所研发的平台进行了应用,结果表明:该平台在矿山安全监管方面展现出显著优势,实现了对矿山各区域的实时监测与数据自动化采集,有效提升了监管效率;同时,在自动化管理方面,平台优化了矿山生产流程,减少了人工干预,降低了人为失误风险。所研发的平台有助于提升矿山安全监管的精准度与自动化管理水平,促进矿山智能化发展,为矿山行业数字化转型提供有力支持。 展开更多
关键词 智能矿山 物联网 矿山生产集成 安全应急 管控平台
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凿岩机-岩石模型的延拓分析和实验
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作者 马威 张健 +1 位作者 姜鑫 吴文章 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1625-1637,共13页
介绍了液压凿岩机的原理,将凿岩机钻进岩石的过程建立成三自由度干摩擦力岩石物理模型,引入了钻进速率的概念,研究了粘滞和非粘滞模式,解释了这两种运动类型之间的差异。将非线性分段光滑动力系统数学模型的周期轨迹进行分段。利用拟弧... 介绍了液压凿岩机的原理,将凿岩机钻进岩石的过程建立成三自由度干摩擦力岩石物理模型,引入了钻进速率的概念,研究了粘滞和非粘滞模式,解释了这两种运动类型之间的差异。将非线性分段光滑动力系统数学模型的周期轨迹进行分段。利用拟弧长延拓法和Floquet理论,将液压作用力的角频率和振幅作为控制参数,得到稳定周期轨迹和最大钻进速率点。发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。介绍了液压凿岩机钻凿岩石的数据采集系统,比较了模型和实验测得的活塞的位移和速度。结果表明,为了使凿岩机工作在周期-1轨迹,应该选择的角频率范围为ω<6.814,振幅范围为0.03<a<3.051。实验和模型之间存在很强的相关性,相比于实验,模型中活塞与钎尾在碰撞之前经历了减速,多了一个冲击减速行程。 展开更多
关键词 液压凿岩机 岩石模型 延拓 Floquet乘子
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高塑性选铁尾泥改性制备球团黏结剂的试验
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作者 许继龙 张祖刚 +3 位作者 张鑫 张津 韦承志 宋锐 《烧结球团》 北大核心 2025年第3期59-69,共11页
为资源化利用铁矿选矿过程中产生的大量尾矿,本文以某高塑性选铁尾泥为主要原料,经过改性处理开发尾泥替代膨润土作为球团黏结剂的新技术。试验结果表明:选铁尾泥粒度极细,且富含黏土矿物,小于0.038 mm粒级质量分数为98.79%,高岭石质量... 为资源化利用铁矿选矿过程中产生的大量尾矿,本文以某高塑性选铁尾泥为主要原料,经过改性处理开发尾泥替代膨润土作为球团黏结剂的新技术。试验结果表明:选铁尾泥粒度极细,且富含黏土矿物,小于0.038 mm粒级质量分数为98.79%,高岭石质量分数为27.6%。采用80%选铁尾泥与20%F黏结剂共反应制备改性尾泥,可得到性能优良的黏结剂;改性尾泥的膨胀容由1.9 mL/g提升至18 mL/g。铁精矿的比表面积对生球的质量影响显著。以某弱成球性铁精矿为研究对象,在铁精矿的比表面积为850 cm^(2)/g和最优造球工艺参数下,添加1%的改性尾泥进行造球,生球的落下强度可达11.10次/(0.5 m)、抗压强度可达12.60 N/P、爆裂温度>500℃,优于同条件下3%膨润土用量的生球质量。选铁尾泥在焙烧过程中发生高岭石脱羟基、菱铁矿和方解石分解等反应,影响预热球团的强度,但改性尾泥中少量有机物的燃烧可促进次生赤铁矿的生成,提升球团矿的强度。在预热温度为1050℃、预热时间为16 min,焙烧温度为1220℃、焙烧时间为12 min的条件下,预热球的强度达到466.1 N/P,焙烧球的抗压强度达到2309 N/P,可满足工业应用的要求。 展开更多
关键词 选铁尾泥 黏结剂 膨胀容 球团
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凿岩机-岩石接触模型的非线性动力学分析和试验
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作者 马威 张健 +2 位作者 姜鑫 吴文章 李叶林 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期8-20,41,共14页
该研究介绍了凿岩机的结构。结合线性岩石模型,将凿岩机钻进岩石的过程建立成四自由度力学和数学模型。将液压作用力的角频率、振幅和垂直偏移量作为控制参数,进行了单参数延拓分析,发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。此外,还介绍... 该研究介绍了凿岩机的结构。结合线性岩石模型,将凿岩机钻进岩石的过程建立成四自由度力学和数学模型。将液压作用力的角频率、振幅和垂直偏移量作为控制参数,进行了单参数延拓分析,发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。此外,还介绍了凿岩机钻凿岩石的数据采集系统,比较了模型和试验测得的活塞位移和活塞速度。结果表明,为了使凿岩机工作在周期-1轨迹,应该选择角频率的范围为2.3500<ω<6.6110,振幅的范围为0.0272<a<1.0000,垂直偏移量的范围为0.0467<b<0.2125。模型较好地模拟了试验结果。 展开更多
关键词 凿岩机 岩石模型 延拓 黏滞
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梅山铁矿通风系统多时段变频分风方法应用 被引量:1
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作者 许志逞 居伟伟 《黄金科学技术》 CSCD 2021年第1期129-135,共7页
梅山铁矿通风系统15台主通风机总装机容量为2 730 kW,全天满负荷运行实耗功率为1 940.76 kW,机学和流体力学理论中频率、转速和风量之间的关系式,精确计算出满足3个时段矿井需风量时各主通风机的实际运行频率,然后通过远程控制系统对各... 梅山铁矿通风系统15台主通风机总装机容量为2 730 kW,全天满负荷运行实耗功率为1 940.76 kW,机学和流体力学理论中频率、转速和风量之间的关系式,精确计算出满足3个时段矿井需风量时各主通风机的实际运行频率,然后通过远程控制系统对各主通风机进行精确调频,按需通风。系统运行正常后实际风量能够满足3个时段所需风量的要求,各时段实耗功率分别为1 093.28 kW、1 385.06 kW和1 786.38 kW,15台主通风机每年可节省通风成本386.59万元,解决了主通风机满负荷运行造成的风量和能耗浪费等问题。 展开更多
关键词 多时段 多风机 通风系统 按需通风 精确变频 实耗功率 通风节能
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基于机器学习的矿井通风数据清洗系统设计 被引量:2
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作者 刘国榜 朱政 方挺 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第9期190-197,共8页
针对矿山通风系统数据中普遍存在的噪声、异常值和冗余等问题,提出了一种基于机器学习的数据清洗方法,旨在为矿井智能风险预警、通风策略调整和环境管理等决策过程提供可靠数据。构建了一个包含环境监测参数、风机运行参数和安全运营参... 针对矿山通风系统数据中普遍存在的噪声、异常值和冗余等问题,提出了一种基于机器学习的数据清洗方法,旨在为矿井智能风险预警、通风策略调整和环境管理等决策过程提供可靠数据。构建了一个包含环境监测参数、风机运行参数和安全运营参数等关键参数的数据集,该数据集支持数据清洗算法开发,并且作为评估数据清洗方法的基准。基于构建的数据集,提出了一种综合性的机器学习驱动的数据清洗框架。首先,采用自回归模型对时间序列数据中的缺失值进行估计和填补,该模型能够有效利用数据的时间相关性,提高缺失数据处理的准确性。其次,引入孤立森林算法,通过构建多个随机树来孤立和识别数据点,该模型适合处理高维通风数据中的异常检测问题,能够有效提高异常值的识别率。最后,使用K-均值聚类算法,通过分析数据特征将相似数据点聚合,以减少重复或相似的数据记录。试验结果表明,提出的数据清洗方法有效提高了矿井通风数据质量,为矿井通风管理提供了高质量的数据支持,展现出良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 矿井通风 智慧矿山 通风系统 机器学习 数据清洗
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基于改进随机森林的矿井空气质量评价系统设计及应用 被引量:1
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作者 刘国榜 朱政 +3 位作者 方挺 黄锦坤 董冲 刘强庆 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第11期210-218,共9页
为满足矿井变频通风系统对井下空气质量监测的需求,提出了一种基于改进随机森林的矿井空气质量评价方法,旨在精确监测矿井内部的空气质量,为变频通风系统推广应用提供重要参考,有效保障安全生产和矿工身体健康。首先,分析了矿井空气中... 为满足矿井变频通风系统对井下空气质量监测的需求,提出了一种基于改进随机森林的矿井空气质量评价方法,旨在精确监测矿井内部的空气质量,为变频通风系统推广应用提供重要参考,有效保障安全生产和矿工身体健康。首先,分析了矿井空气中污染物来源及其对矿工健康的潜在危害,选取CO、SO_(2)、H_(2)S、NO_(2)和粉尘这5项主要污染物作为评价因子,建立了评价标准。其次,利用受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线下的面积(Area Under Curve,AUC)改进随机森林算法,对矿井空气质量进行了综合评价。试验结果表明:模型性能较优,泛化误差最小值仅为0.0177,测试数据分类准确性最高达97.72%。基于改进算法开发的矿井空气质量评价系统,能够有效实现对矿井空气质量评价,具有较高的鲁棒性和准确性,为智慧矿山建设和矿井空气质量评价提供了新思路。 展开更多
关键词 智慧矿山 随机森林 矿井空气质量 评价标准
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干散堆料三维分布特征分析与抓取安全检测
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作者 于继明 徐楠 +1 位作者 杨余旺 汤乐军 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期687-691,共5页
为保证无人值守行车系统抓取干散堆料的安全性,提出抓取窗口检测方法。对现场实际数据进行规格化,根据抓取业务的安全需求,对堆料的中心子窗口、周边4个子窗口的均高、凹凸特征、表面坡度等特征建模。根据三维分布模型的特征值计算得到... 为保证无人值守行车系统抓取干散堆料的安全性,提出抓取窗口检测方法。对现场实际数据进行规格化,根据抓取业务的安全需求,对堆料的中心子窗口、周边4个子窗口的均高、凹凸特征、表面坡度等特征建模。根据三维分布模型的特征值计算得到安全特征值。结合实际三维图,根据重心与平衡的关系,特征值越小,重心越靠近抓取窗口的中心位置,抓取安全性越高。实际操作时,需避开大斜坡。设计抓取窗口安全模型,并对抓取窗口的安全特征进行仿真。仿真结果验证了该文方法的有效性。 展开更多
关键词 干散堆料 三维分布特征 抓取安全 抓取窗口 重心 平衡 斜坡
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