M.TECH.(采矿工程)第一部分第一学期 MN5101:运筹学(3 个学分)运筹学简介基本概念。线性规划单纯形法、对偶问题和后最优性分析。动态规划概念、递归方程方法、计算程序、正向和反向计算以及维数问题。网络分析网络表示、关键路径计算、项目调度中的概率和成本考虑、时间表的构建和资源平衡。库存模型定义、确定性和概率模型。排队论基本概念、到达和离开的公理推导、泊松队列的分布、泊松排队模型、非泊松排队模型、具有服务优先级的排队模型。非线性规划无约束外部问题、约束外部问题、规划 - 可分离、二次、随机和几何。 MN5102:应用岩石力学(3 学分)地应力地壳中的地应力。地应力测定方法。矿井开口周围的应力各种形状的矿井开口周围的应力分布。矿井开口和矿柱的设计支架设计岩石锚杆、锚索、顶板封堵、喷射混凝土、房柱支撑和长壁工作面。采空区支撑崩落和填充力学。岩爆和冲击机制、预测和控制。沉降机制、预测和控制。竖井柱设计。
摘 要: 采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。 综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟 踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的 “ 智能感知、位姿控制、速度控制、 截割轨迹规划与跟踪控制、位 − 姿 − 速协同控制 ” 五大关键技术,并给出解决方案。针对智能感知 问题,提出了构建智能感知系统思路,给出了智能采煤机器人智能感知系统的架构,实现对运行 状态、位姿、环境等全面感知,为智能采煤机器人安全、可靠运行提供保障;针对位姿控制问题, 提出了智能 PID 位姿控制思路,给出了改进遗传算法的 PID 位姿控制方法,实现了智能采煤机器 人位姿精准控制;针对速度控制问题,提出了融合 “ 力 − 电 ” 异构数据的截割载荷测量思路,给出 了基于神经网络算法的截割载荷测量方法,实现了截割载荷的精准测量;提出牵引与截割速度自 适应控制思路,给出了人工智能算法牵引与截割速度决策方法和滑模自抗扰控制的牵引与截割速 度控制方法,实现了智能采煤机器人速度精准自适应控制;针对截割轨迹规划与跟踪控制问题, 提出了截割轨迹精准规划思路,给出了融合地质数据和历史截割数据的截割轨迹规划模型,实现 了截割轨迹的精准规划;提出了截割轨迹精准跟踪控制思路,给出了智能插补算法的截割轨迹跟 踪控制方法,实现了智能采煤机器人截割轨迹高精度规划与精准跟踪控制;针对 “ 位 − 姿 − 速 ” 协同 控制问题,提出了 “ 位 − 姿 − 速 ” 协同控制参数智能优化思路,给出了基于多系统互约束的改进粒子 群 “ 位 − 姿 − 速 ” 协同控制参数优化方法,实现了智能采煤机器人智能高效作业。深入研究五大关键 技术破解思路,有利于加快推动研发高性能、高效率、高可靠的智能采煤机器人。
扩展摘要 欧盟的目标是到 2050 年实现温室气体 (GHG) 净零经济,到 2030 年比 1990 年的水平减少 55%。目前,供暖和制冷占德国最终能源需求的 50% 以上,主要由化石燃料衍生的能源供应(BMWK,2022 年)。供热系统脱碳面临的一个挑战是供热和可持续能源供热之间的季节性不匹配。只有通过灵活管理供热网络和各种不同的存储技术,才能充分利用不稳定的可再生热能的潜力。矿井热能存储 (MTES) 系统可以提供这样一种可复制且智能的解决方案,以抵消供暖和制冷需求的季节性下降和峰值。到目前为止,在 HEATSTORE 项目框架内仅建立了一个高温 MTES 试验工厂(德国波鸿),其中成功测试了在废弃煤矿中储存热能的可能性。鲁尔大学 (RUB) 的当地区域供热网目前由两个总容量为 9 MW 的热电联产模块和三个总热输出为 105 MW 的燃气峰值锅炉运行。它们位于 RUB 的技术中心内。废弃的 Mansfeld 煤矿位于地下约 120 m 深处,位于发电厂的正下方,计划用作储热池。PUSH-IT 项目中的波鸿 MTES 演示站点将与 RUB 一起在其技术中心内建立。该项目将在夏季从峰值负荷为 700 kW 的数据中心补充余热。为了在冬季利用这些余热,废弃的 Mansfeld 煤矿将通过四口井(计划于 2024 年第三季度)开发为 MTES,进入煤矿的第一个石巷。根据预见的泵测试结果,这些井将用作生产/注入井或监测井。图 1 展示了废弃的 Mansfeld 煤矿的矿井工作面(第一层),深度约为 120 mbgl,位于“技术中心”发电厂的正下方。根据 Leonhardt(1983)假设的地热梯度,第一层的天然岩体温度应约为 11 °C。FUW 电网的发电厂位于先前开发的 HEATSTORE MTES 试点东北仅 300 米处,因此现有结果(如地质、水文地质、区域数值模型)可用于 FUW 区域供热网络的下一阶段转型。必须更加仔细地考虑前曼斯菲尔德煤矿内的 MTES 中可能的季节性余热输入和输出,同时考虑到 FUW 电网区域供热网络的框架参数。季节性热储存和区域供热网络中不同的温度水平可能会带来问题。虽然 MTES 中最高储存温度似乎可以达到 90°C,但区域供热网络采用天气补偿流动温度运行。为了能够提供所需的热量输出,流动温度从室外温度低于 8°C 时的 80°C 线性上升到室外温度为 -10°C 时的 120°C。
摘要 凿井是地下矿山的一项经典活动。在横截面积较小的竖井或机械化指数较低的矿井中,通常使用手动风钻和炸药筒爆破,采用自然通风或带有轴流风扇的柔性管道排出气体和烟雾,用手铲将矿渣铲入可提升的倾卸斗中。这里研究了这种类型的系统,包括一个矩形横截面竖井(3.7 mx 2.0 m),最终深度为 94 m,开挖目的是在露天矿工业启动前获取中试规模矿物加工试验的样品。竖井有一个混凝土套管,其墙壁由间距 1.5 m 的木板和 25 mm 厚的木板作为衬砌支撑。该竖井是在位于 Chapada(巴西 Mara Rosa 市)的变质热液铜金矿床的片岩中开挖的。对涵盖一个月活动的每日生产工作表进行了统计分析,涵盖了整个采矿作业周期,即钻孔、装药和爆破、烟尘排放、出渣、修整和刮平壁面和工作面以及安装支撑系统。还量化了作业停机时间。生产力指标的统计分析可以检测作业的关键点并为类似的采矿作业建立参考。关键词:矿山工作;地下矿;小型矿;统计分布。摘要 矿山基础是地下矿山的经典活动。 Em poços de pequena seção transversal ou em minas com baixos índices de mecanização é comum or uso de perfuratrizes pneumáticas manuais e desmonte por gelatin explosiva em cartuchos, empregando tiragem natural ou dutos flexíveis com ventiladores axiais para exaustão degas e fumos,删除古手册中的材料并通过 caçambas basculantes içáveis 进行运输。系统设计为矩形截面 (3,7 mx 2,0 m),最终高度为 94 m,可通过逐步升级的矿物开采方法,在工业领域开展邮政业务。在这个时代,我们以 25 毫米的 25 毫米马德拉四边形为基础,以 25 毫米的速度进行了马德拉四边形的支撑。可以在 Chapada(巴西玛拉罗莎市)的水温变质过程中快速解决问题。论坛分析统计为坎帕尼亚的生产日记、更改所有操作的待办事项、名称:性能、保养和装饰、排气、材料装饰、装饰和面孔esscoramento 系统蒙太奇。作为paradas de operação Também foram quantificadas。生产率指标的统计分析可以发现作业中的关键点,并为类似的采矿作业建立参考。关键词:矿山工作;地下矿井;小型地雷;统计分布。摘要 凿井是地下矿山的一项经典活动。在小井或机械化程度较低的矿井中,通常使用手动风钻并使用药筒中的炸药明胶进行爆破,使用自然通风或带有轴流风扇的柔性管道进行气体和烟雾抽排,用手动铲子清除碎片材料并提升翻斗。这里进行了一项研究