模糊控制在胶结充填系统中的应用研究

针对胶结充填采矿系统中,尾砂造浆浓度控制为利用常规方法难以控制的随机性的过程,探索将先进的模糊控制引入到尾砂造浆过程的自动控制中,以实现比较好的控制效果,详细介绍了模糊控制器的设计过程,表明这种方法设计简单,实现容易通过仿真试验表明,模糊控制鲁棒性好,浓度控制可靠、稳定、为胶结充填系统的自动控制提供了一种新的控制思路和方法,并且对于随机性的非线性形系统是一种很好的控制策略。     

细颗粒尾砂含量对充填体强度影响的试验研究

为探究细颗粒尾砂含量对充填体强度特性的影响,利用液压伺服试验系统进行充填体单轴抗压强度试验,分析细颗粒尾砂含量、水泥含量和料浆浓度对充填体强度的影响规律。结果表明:细颗粒尾砂含量对充填体强度存在一定影响,充填体强度影响因素敏感性顺序为水泥含量、料浆浓度和细颗粒尾砂含量;各因素之间存在交互作用,水泥含量和料浆浓度一定时,细颗粒尾砂含量在35%～50%范围时,充填体强度最大;当水泥含量高于15%,料浆浓度高于72%后,充填体强度急剧上升。推荐矿山在充填过程中使细颗粒尾砂含量处于50%左右,同时提高浓度,降低水泥用量,可降低充填成本,增加企业经济效益。     

尾砂充填自动控制系统

根据尾砂充填工艺的要求和工艺流程的特点,提出了尾砂充填自动控制系统设计方案,介绍了系统的配置、功能和控制方法。经多家单位应用证明：该系统功能齐全、运行稳定可靠、设备选型合理、操作简单方便,胶结尾砂浓度和灰砂比等工艺参数控制准确,确保了充填作业的连续性和稳定性,有效提高了充填作业的效率和质量。     

某矿山胶结充填体质量影响因素研究

针对某矿山全尾砂胶结充填过程中充填体开裂、崩解的问题,采用化学分析法对尾砂进行测定,并开展不同灰砂比和浓度条件下的充填体单轴抗压强度试验。结果表明,尾砂中S含量高达8.82%,Ca SO4的含量达到4.07%,同一浓度同一灰砂比充填体60 d强度与28 d最高强度相比均下降约50%。矿山全尾砂胶结充填体质量主要受尾砂中S及其氧化物的影响较大,需降低尾砂中的S及其氧化物,以保证充填体后期强度满足生产要求。     

罗河铁矿全尾砂胶结充填配比优化试验研究

针对罗河铁矿充填料浆浓度波动大,充填料浆灰砂比等关键指标难以控制,并最终影响充填体质量等问题,开展了罗河铁矿全尾砂胶结充填配比优化试验,对充填材料的物理化学性质进行了测定。同时采用全面法试验,对不同质量浓度和不同灰砂比的全尾砂流动性、流变及其强度进行了对比分析,试验结果表明：罗河铁矿全尾砂-74 μm占比达59.87%,属于细粒级尾砂;由于胶固粉中添加了表面活性物质,能够提高料浆的流动性,导致灰砂比越大,料浆的流动性越好;质量浓度为66%~68%时,料浆屈服应力均在100 Pa以内;在满足自流输送和强度要求的前提下,推荐罗河铁矿一步骤充填料浆质量浓度为68%,灰砂比为1∶10,二步骤充填料浆质量浓度为68%,灰砂比为1∶16。     

和睦山铁矿尾砂添加骨料充填技术研究

和睦山铁矿充填材料采用全尾砂,全尾砂粒度细导致充填浓度低、配比高。为降低充填配比,减少充填成本,姑山矿业公司利用白象山尾砂和黄砂作为骨料,分别添加到和睦山全尾砂中,可将充填配比降低至1∶10,充填浓度提高到60%以上。和睦山尾矿添加骨料的充填具有提高充填浓度,降低充填成本,充填体脱水量小等优点,具有广阔的应用前景。     

基于降粘效应的碎石全尾砂最佳配合比研究

碎石-尾砂充填系统中骨料的配合比直接影响浆体输送系统的稳定性。为确定碎石全尾砂的最佳理论配合比,本文通过探究碎石全尾砂混合前后极限浓度的变化,获得混合料极限浓度与碎石全尾砂比例关系的函数曲线,曲线表明：存在某个最佳碎石全尾砂比例,使混合料的极限浓度达到峰值;在相当大的范围内,混合料极限浓度高于二者各自的属性值,即碎石全尾砂混合后存在降粘效应。最后通过数学分析,得到碎石全尾砂最佳配合比计算模型。取某矿山碎石全尾砂充填骨料进行分析,计算得到混合料中理想的碎石比例为70%。通过室内配比实验验证,同等输送浓度、灰砂比条件下,当混合料中碎石比例为65%左右时,混合料浆流动性能最佳(塌落度最大),与公式计算结果(70%)偏差控制在10%以内。本文研究成果具有一定的可靠性,可以为相类似工程计算提供依据。     

基于降黏效应的碎石全尾砂最佳配合比研究

碎石—尾砂充填系统中骨料的配合比直接影响浆体输送系统的稳定性。为确定碎石全尾砂的最佳理论配合比,通过探究碎石全尾砂混合前后极限浓度的变化,获得混合料极限浓度与碎石全尾砂比例关系的函数曲线。曲线表明,存在某个最佳碎石全尾砂比例,使混合料的极限浓度达到峰值;在相当大的范围内,混合料极限浓度高于二者各自的属性值,即碎石全尾砂混合后存在降黏效应。最后通过数学分析,得到碎石全尾砂最佳配合比计算模型。取某矿山碎石全尾砂充填骨料进行分析,计算得到混合料中理想的碎石比例为70%。通过室内配比试验验证,同等输送浓度和灰砂比条件下,当混合料中碎石比例为65%左右时,混合料浆流动性能最佳(塌落度最大),与公式计算结果(70%)偏差控制在10%以内。研究成果具有一定的可靠性,可以为相类似工程计算提供依据。     

不同尾砂充填体强度及沉降性能对比分析

为了给充填系统总体规划及充填系统运行参数提供依据,在实验室进行全尾砂与分级尾砂充填体强度及沉降性能的对比分析研究。根据试验结果:在起始浓度(40%)下,分级尾砂的沉降性能要优于全尾砂充填体。增大灰砂比对于提升充填体强度的效果:全尾砂要优于分级尾砂,在养护初期时,分级尾砂优于全尾砂,而在养护后期,全尾砂充填体要明显强于分级尾砂。同时,3种因素对于提高充填体力学强度效果而言,养护龄期灰砂比浓度。     

全尾砂料浆流变特性试验

利用尾砂进行胶结充填,不仅可以有效避免尾砂堆存引起的环境、土地等问题,还可以有效保障矿区人员的人身和财产安全。充填尾砂的强度和流变特性对采空区的稳定性及料浆输送过程的难易程度有重要影响。在对某铁矿全尾砂物理化学性质研究的基础上,通过控制剪切速率的方法(CR法)研究不同灰砂比、不同质量浓度充填料浆的流变特性。结果表明:料浆流变曲线适合用宾汉塑性体的流变特征来描述;料浆的屈服应力随着料浆浓度的增加而增大,在灰砂比一定时,屈服应力与料浆浓度之间呈指数关系;在同一质量浓度条件下,充填料浆的屈服应力值变化不大;灰砂比为1∶6,1∶8和1∶10的充填料浆,当其浓度由72%增加到74%时,料浆的屈服应力呈现大幅度的增长;料浆的粘度系数随着质量浓度的不断增加而增大,粘度系数随着灰砂比的增大基本呈现增大的趋势,但是灰砂比对其影响不显著。     

浓密机耙架扭矩双重模糊PID控制系统研究与应用北大核心

深锥耙架浓密机脱水工艺机理复杂,具有非线性、大滞后、系统稳定性低的问题,难以实现耙架扭矩及底流浓度的稳定自动控制,耙架改进安装压水旋喷装置,建立浓密机耙架扭矩关系模型,建立双重模糊神经网络PID扭矩、底流浓度控制算法,仿真验证其参数指标优于神经网络PID和传统PID,算法稳定调节时间1709.32 s,超调量2.55%,工程应用表明,浓度控制更加稳定,连续高浓度充填时间延长0.7 h。     

基于IMC-PID控制的采煤机自动调高系统研究

针对采煤机自动调高系统的控制性能问题,提出了一种基于内模(IMC)PID控制器的控制策略。该控制策略采用H2最优控制方法对自动调高系统的输出进行优化,以提高该系统的目标跟踪能力,并根据内模控制理论将控制器转化为易于工程实现的PID控制器。仿真结果显示相较于常规PID控制器,文章所提出的控制器能有效解决调高系统中含有积分环节的控制问题,同时该控制策略还有较强的鲁棒性。     

基于模糊算法的充填不满管控制系统研究应用

低倍线采场进行充填时,充填管路垂直段料浆不满管问题显现,从而加速垂直管路磨损,甚至引发料浆相变造成管路堵塞,目前缺少提高满管度的有效控制方法。通过现场调研和理论分析计算,建立自流输送模型,在保障充填量的条件下,建立模糊控制算法,调节充填浓度和管路有效直径,提高料浆输送阻力和满管度,算法稳定调节时间17S,超调量6%,控制效果优于PID控制算法,可改善深井低倍线充填不满管状态。     

模糊控制在煤泥水处理系统中的应用

煤泥水的处理属于选煤厂的一个极其关键的过程,最终的处理结果能够影响到煤泥水的回用和洗水闭路循环指标,并且对于选煤厂以及其它环节,如发热量、分选效率指标等影响很大。也是制约经济以及社会效益的关键的因素。模糊控制原理包含的内容比较多,基于其整体性,提出自动添加药剂控制策略,用模糊控制算法代替目前使用的常规控制算法,根据在线设定的模糊规则参数,以进料浓度为输入量,以浓缩池沉积面厚度参数作为反馈量,以变频器频率为输出量,设计模糊控制器。对药剂添加系统进行补偿控制,基于此控制策略对实际数据进行验证采集。结果表明: 所设计的模糊控制系统项目参数选择符合控制要求,进而可以达到控制的标准,控制系统的稳定性也较好,煤泥水处理效果和处理速度得到了保证,进一步提升了经济效益等综合指标。     

基于FPGA的瓦斯浓度模糊控制系统设计

文章设计了一种基于FPGA的瓦斯浓度模糊控制系统,详细介绍了模糊控制算法以及该系统模糊控制规则的建立,并利用FPGA实现了模糊系统的控制,相对于传统的控制手段,该系统具有控制精度高、滞后性小的优点。     

矿用永磁无刷直流电机控制技术研究

在分析永磁无刷直流电机数学模型和模糊控制算法基础上,在MATLAB软件上搭建矿用永磁无刷直流电机控制系统仿真模型,包括矿用无刷直流电机、模糊PID控制器和相模块等。采用数字式双闭环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,采用模糊PID控制器。设置仿真参数和电机额定转速,对控制系统进行仿真分析。结果表明;所设计的控制系统响应速度快、稳定性好,可见模糊PID控制算法是矿用永磁无刷直流电机控制系统控制策略的理想选择。     

混合尾砂胶结充填及其浓度控制自动控制系统

采用一种由全尾砂和分级尾砂构成的混合料浆胶结的充填方式,以充分发挥全尾砂浆和分级尾砂浆在胶结充填工艺中的优势互补,实现现场参数的快速和准确控制,确保系统的稳定性和连续性。该系统采用西门子S7-300型PLC作为控制器,以经典控制和智能控制相结合的智能控制算法,设计PLC应用程序,实现对系统的各种运行参数进行监测和控制。在上位机上运用组态软件,绘制上位机的监控界面以实时显示工况参数。测试结果表明,系统可以对现场参数进行迅速、准确测量,实现了对充填尾砂浆浓度、流量等参数的有效控制,很好地解决了系统的大延迟和控制精度低的问题,满足了工艺控制的各项指标要求,极大地降低了生产成本,具有较好的应用前景。     

下向分层胶结充填开采中的协同性

胶结充填法已得到广泛应用，并在该领域诸多方面取得了理论和技术应用成果，这些研究成果主要是针对特定的研究对象，缺乏作为采矿方法整体性的论证和内在关系的研究，为此，基于“协同开采”理念，对下向分层胶结充填开采中的协同性进行了归纳分析。首先，分析了分层开采中的充填体顶板支护系统的协同性，论证了竖直钢筋、托盘、钢丝网及充填体之间作为顶板支护体系的协同性，重点阐述了作为顶板支撑作用的内在整体协同性，并介绍了该支护系统的工程应用效果。其次，将块体理论应用于进路侧帮稳定性分析，讨论了分层进路方向、分层进路回采顺序及上下分层回采进路之间的协同性，分析了和谐处理开采中不稳定性因素的过程及采矿要素间的协作性，进而论述了实际采矿工艺的良好协同性及整体效应。最后，针对矿体上盘围岩破碎不稳定的特定条件，提出了超前护帮充填方案，并通过数值模拟揭示了超前护帮充填提高采场顶板稳定性的机理；在此基础上进一步分析认为，超前护帮充填就是在本分层开采过程中，同时考虑了为下个分层的安全开采提高保障，其实质就是开采过程中避免后续灾害发生的一种“协同开采”理念。研究结果可为建立充填法开采的协同理论和技术体系提供一定的借鉴。     

基于强化学习算法的地下铲运机车速控制

针对铲运机无人驾驶行驶时车速变化难控制的问题,将强化学习算法应用于车速的控制,使车辆在各种状态下车速保持平滑稳定.对比了强化学习算法和经验法、模糊控制、传统PID控制、滑膜控制、逆控制、智能优化算法等算法,分析并设计了强化学习策略,推导出了强化学习模型,即控制车速和上一时刻车速、上一时刻航向角偏差、上一时刻位置偏差的关...     

基于模糊PID控制的矿井提升机智能系统研究

为进一步提高矿井提升机电气系统的协调控制,满足我国现代化煤炭、冶金等工矿企业实际生产需要,采用PLC作为主控制器,将模糊控制算法引入到提升机系统中,形成了模糊自整定的PID控制策略,并以组态王作为软件开发工具,实现整个矿井提升系统实时监控。该系统经仿真结果表明,控制精度高,操作简单,性能可靠,对实现工业自动化,提高生产率等起到积极作用。