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期刊信息/Journal information
金属矿山
金属矿山

刘效良

月刊

1001-1250

jsks@vip.163.com

0555-2404796 2404666 2309833

243000

安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号

金属矿山/Journal Metal Mine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国金属学会主办国内外公开发行的矿业工程类专业技术刊物，主要报道国家矿业方针政策、冶金、有色、黄金、煤炭、化工、核工业、非金属、建材等矿山采选工艺、理论、研究成果与技术实践，介绍国内外先进技术与发展动态。《金属矿山》是美国Ei数据库Page One收录期刊，列全国中文核心期刊，矿业工程类首位，国家及省部优秀期刊。
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    自动接卸钻杆液压机械手研发与应用

    颜武刚王毅代建龙王锋...
    158-166页
    查看更多>>摘要：在大直径深孔钻机凿岩作业过程中,钻杆联接与拆卸是一个非常重要的环节,传统钻机的接卸杆以人工为主,劳动强度大、安全风险高、作业效率低.设计了一种高效、稳定的自动接卸钻杆液压机械手,以实现钻杆的自动抓取、转运和放置,提高作业效率,降低人力成本,增强作业安全性.通过对自动接卸钻杆过程的分析,明确了机械手的功能需求和运动特点,设计了机械手的整体结构,包括滑台、关节臂和夹爪等关键部件,并进行了优化和仿真分析,提出了基于双阀芯电液数字阀控制技术的 5 自由度液压机械手设计方法,有效验证了该方法的可行性.生产实践表明:所设计的液压机械手具有良好的抓取性能、运动性能和稳定性,可准确、快速地抓取、转运和放置钻杆,能够满足大直径深孔钻机凿岩作业自动接卸钻杆的需求.该机械手在大直径深孔凿岩作业中具有广泛的应用前景,尤其对以下向凿岩阶段空场采矿法等采矿工艺为主的地下矿山实现自动化、智能化乃至无人化开采具有重要现实意义.

    自动接卸钻杆液压机械手性能分析大直径深孔钻机电液数字阀

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    基于离散元方法的旋回破碎机碎矿过程研究

    郭舟陈伟
    167-172页
    查看更多>>摘要：旋回破碎机运行工况复杂,影响破碎机破碎性能的因素众多,为实现旋回破碎机内矿石破碎过程的动态可视化观测和定量化表征,提出了一种基于离散元法与离散破碎模型的矿石颗粒破碎仿真方法,采用该方法对某矿山旋回破碎机矿石破碎过程展开数值模拟.通过建立与工业旋回破碎机结构一致的全尺寸物理模型,基于物理试验标定矿石颗粒力学特性参数,以旋回破碎机生产率作为主要评价指标,将仿真结果与现场生产情况进行对比,结果显示二者误差极小,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为旋回破碎机运行优化研究提供了一种新方法.

    旋回破碎机离散元方法矿石破碎数值仿真

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    多径与非视距影响下的精确目标定位关键技术

    胡青松李鹤罗渝嘉王柳笛...
    173-184页
    查看更多>>摘要：多径与非视距传播使得定位系统难以准确测量收发节点之间的距离,严重影响定位精度,甚至导致定位失败.给出了多径与非视距场景下的目标定位框架,探讨了多径与非视距的成因和对目标定位的影响机制,综述了主流的视距信标识别、非视距路径识别及其针对性定位方法,主要有:① 非视距信标识别,包括基于距离测量识别和基于残差检验识别;② 视距信标中的非视距路径识别,包括基于统计特征识别、基于CSI信息识别、基于传统机器学习识别和基于神经网络识别;③ 多径和非视距辅助的目标定位,包括利用视距信标的多径路径辅助定位、利用非视距信标的测距结果进行定位,以及仅用非视距信标进行定位;④ 多径与非视距场景下的盲定位,包括直接提取相位信息进行定位和基于滤波方法定位.最后,以矿井无人驾驶为例,分析了多径与非视距场景目标定位框架的应用方法,并对未来研究方向进行了展望.

    多径效应非视距传播信道状态信息深度学习精确定位无人驾驶

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    露天矿山智能网络视频三维建模技术研究

    颜宇周洪文陆世东晏承进...
    185-191页
    查看更多>>摘要：露天矿山智能网络视频三维动态监管与预警技术研究,是实现矿产资源储量利用实时化、精准化管理的关键,是矿政管理重要的基础性工作.将智能网络视频监控技术引入露天矿山矿产资源监管领域,提出了一种旋转双摄像头视频影像三维矿山建模方法.该方法采用共线方程与Brown模型,实现摄像头的高精度标定;通过相对定向、模型连接、概略绝对定向和自由网光束法平差,实现时序影像自动定向;最后通过SGM密集匹配与三维点云构网,实现矿山三维建模.应用结果表明:所提方法可满足矿山储量动态监测的精度要求,实现矿产资源实时监管,提高矿产资源监管效能,为构建矿产资源动态监管系统提供理论依据和技术支撑.

    露天矿视频监控三维建模储量监测

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    基于分层强化学习的矿区无人驾驶车辆路径规划算法

    魏晓娟李纪云巩闯
    192-198页
    查看更多>>摘要：在复杂而危险的矿区环境中,矿区无人驾驶车辆的路径规划涉及如何使车辆智能地选择最佳路径,以实现安全和高效运行.然而,传统的路径规划算法难以有效应对矿区内多变的路况和环境.提出了一种基于分层强化学习的矿区无人驾驶车辆路径规划算法,该算法通过分层强化学习技术训练图指针网络,求解矿区无人驾驶车辆路径规划问题.为将矿区无人驾驶车辆节点的向量映射成低维稠密向量,首先对图嵌入层的上下文向量进行均值化处理,用于保持网络的全局属性.再将交叉熵损失函数的范式加入分层强化学习的基准函数中,用于衡量 2 个不同驾驶车辆间的差异分布程度.试验结果表明:该算法在复杂的矿区环境下能够实现高效、安全、智能的路径选择,且模型收敛速度、时间花费上的优化效果优于传统算法和专业求解器,并具有良好的适应性和泛化能力.研究结果对于提高矿区无人驾驶的自主性、效率和安全性具有重要意义.

    矿区无人驾驶车辆分层强化学习路径规划图指针网络

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    基于多视觉传感器的矿井移动机器人目标定位模型研究

    孙逍远薄煜明
    199-204页
    查看更多>>摘要：矿井作业环境具有复杂性和危险性,很大程度上降低了井下移动机器人的定位精度,为此提出了一种基于多视觉传感器的矿井移动机器人目标定位模型.首先,设计了一个包含多个相机和深度传感器的传感器系统,以获取丰富的环境信息.这些传感器通过与移动机器人协同工作,可以提供准确的三维场景感知能力.其次,提出了一种基于深度学习的目标检测和识别算法.通过训练一个区域深度卷积神经网络,可以从传感器获取的图像数据中准确地检测和识别井下的目标物体,如设备、人员等.然后,发展了一种融合定位算法,将传感器获取的视觉信息与机器人的运动模型相结合,实现移动机器人在井下的精准定位.该算法能够根据传感器数据和机器人的运动信息,实时更新机器人的位置和姿态,从而达到精确定位的目标.在实际矿井环境中对所提定位模型的有效性和鲁棒性进行了试验验证,结果表明:该模型能够在复杂且危险的井下环境中准确定位目标物体,为井下移动机器人安全和高效运行提供了可靠支持.

    矿井移动机器人多视觉传感器目标定位融合定位

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    基于分数阶微分和聚类分析的矿岩三维图像裂缝提取算法

    蒋楠魏毅强隋丽丽
    205-209页
    查看更多>>摘要：针对矿岩三维图像存在较大阴影和非均匀背景导致浅层裂缝容易误判的问题,提出了一种基于分数阶微分和聚类分析的矿岩三维图像裂缝提取算法.首先采用分数阶微分最小邻域值方法,消除图像背景噪声并增强裂缝边缘信息;其次改进MASK匀光算法,提升算法的自适应能力,进一步用于提升图像对比度;最后采用K-means聚类分析算法对矿岩三维图像进行裂缝提取.试验结果表明:该方法能够有效降低低光照情况下阴影对裂缝提取的影响,对噪声具有平滑效果,实际矿岩三维图像裂缝提取的准确率达到了 91.5%,为矿岩图像信息提取与判读分析提供了有效方法.

    矿岩三维图像分数阶微分聚类分析裂缝提取

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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

    刘国榜朱政方挺黄锦坤...
    210-218页
    查看更多>>摘要：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、SO2、H2S、NO2 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0.017 7,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.

    智慧矿山随机森林矿井空气质量评价标准

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    极寒地区大型选矿厂智能通风系统研发与应用

    宋政文费圣城朱国燕张龙...
    219-226页
    查看更多>>摘要：东北极寒地区大型选矿厂冬季封闭保温需求高,造成浮选车间通风不畅,引起夏季室内高温、选矿药剂气味滞留和浮选泡沫爆裂产尘聚集,严重威胁了车间作业人员职业健康.以东北某金属选矿厂为例,提出"疏通风流通道、调节通风流向、智能高效调风"的技术思路,开发了以顶部自动通风天窗、车间下部智能调风系统、车间环境监控系统组成的智能通风系统,解决了大型封闭车间温度、气味和粉尘聚集带来的职业健康威胁.通过现场试验和数值模拟等手段探明了通风系统性能,采用机器学习方法优化了车间风流调控策略,并制定了车间智能通风方案.结果表明:该系统通风效果显著,完全满足浮选车间的空气质量控制要求;在春秋两季只需启用内外侧 4 台风机,即可实现低能耗下的车间最优风流调控;基于原型网络与多标签分类方法建立的风机启动项智能判别模型能根据车间各处的温度显示自动选择合适的风机启动项,其预测精度达到 87.69%,为管理人员选择风机最优启动项提供了依据.

    智能通风除尘降温原型网络多标签分类

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    对撞式喷吹与环形隔板协同改进除尘滤筒清灰性能研究

    邢真强钟建芳吴泉泉高康泰...
    227-235页
    查看更多>>摘要：针对干式过滤除尘器的滤筒存在清灰"盲区"且整体清灰效果不足的问题,通过数值模拟研究了环形隔板安设和对撞式喷吹策略对滤筒内喷吹流场的影响,考察了环形隔板尺寸、喷吹压力比PR对喷吹强度、喷吹均匀性、综合静压和喷吹耗气量的影响,分析了对撞喷吹与环形隔板对滤筒清灰的协同作用效果,探究了环形隔板及对撞喷吹最佳清灰参数.研究结果表明:① 环形隔板有利于减少滤筒顶部开口面积,抑制反弹的喷吹气流从开口处逸出,减小能量损失,环形隔板尺寸外径和内径[R,r]=[120,45]mm时滤筒的清灰性能最佳.② 提高对撞式喷吹的PR值有利于对撞形成的相对高压区域在滤筒内上移,但PR过大会导致底部喷吹气流径直通过环形隔板中心而失去有效阻挡;分段对喷PR=[1.00,1.00,1.33,2.00]模式在保证喷吹性能的同时可以降低消耗的压缩气体,与环形隔板协同作用时尤其有利于促进滤筒上部区域对撞形成静压的蓄积,显著提升喷吹效果.③ 在推荐的最佳清灰参数([R,r]=[120,45]mm、喷吹压力比PR=[1.00,1.00,1.33,2.00])条件下,较普通单向喷吹时滤筒上部区域喷吹静压提升了249.1%、整体喷吹强度提升了 63.0%、综合静压提升了 111.6%、均匀性提升了 26.7%.

    干式除尘器滤筒清灰分段对喷环形隔板喷吹性能

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