主井箕斗卸载粘煤堵仓异常工况识别方法与监测系统研究

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主井煤仓和箕斗中的煤炭受到煤仓和箕斗壁的摩擦力和自身内聚力等因素的影响,在箕斗卸载过程中,箕斗内的煤易粘附在箕斗壁上,甚至大块煤炭卡滞堵塞箕斗闸门口,造成煤炭滞留而无法正常卸载;煤仓壁也易粘附煤炭和大块煤炭堆积,造成煤仓口堵塞,从而引发粘煤堵仓问题。因此,本文在综述国内外主井箕斗装卸载特征及其监测与处理技术等,以主井箕斗卸载口与煤仓口为研究对象,结合图像采集、特征提取、工况判断、疏煤决策和系统设计,深入开展了主井箕斗卸载粘煤堵仓异常工况识别方法与监测系统研究工作,主要的研究成果和结论总结如下:(1)构建了箕斗卸载过程的动力学模型,得到了不同工况下箕斗卸载煤流时间与弹性位移特点,得到了卸载过程粘煤堵仓的表征参数;结合卸载完后箕斗内部与煤仓口的状态特征,得到了箕斗卸载完后粘煤堵仓的表征参数。(2)研究了箕斗卸载过程煤仓口和箕斗口目标区域的自然光与彩光的灰度分布与标准差特征,以及煤仓口支撑杆的线轮廓、箕斗口的边缘线轮廓以及滚轮罐儿的圆轮廓特征,给出了煤仓口和箕斗口区分卸煤与无煤工况下,基于灰度分布占比、标准差、轮廓特征数确定煤流时间以识别粘煤堵仓异常工况的方法;结合箕斗卸载完后箕斗口与煤仓口灰度分布与轮廓特征,探讨了卸载完后煤仓口与箕斗内粘煤堵仓的特征,为疏煤决策提供了判断依据。(3)基于主轴周向运动与箕斗运行位置的关联性,探讨了基于主轴周向标签运动的箕斗位置定位方法;基于箕斗进入曲轨过程的承载力学模型与卸载冲击动力学模型,研究了进入曲轨不同速度下的冲击动态特性,探讨了粘煤堵仓异常工况下箕斗复动冲击的疏煤处理策略,以及结合煤仓口粘煤工况,探讨了基于煤仓周围空气炮冲击的疏煤处理策略,给出了箕斗卸载粘煤堵仓异常工况的疏煤综合策略。(4)结合箕斗卸载口与煤仓口粘煤堵仓表征参数以及疏煤策略,开展了主井箕斗卸载粘煤堵仓异常工况监测系统硬件与软件的总体设计,并进行了现场布置,并设计了粘煤堵仓异常工况监测系统模块,实现了现场的在线监测与粘煤堵仓异常工况的预警。该论文有图101幅,表3个,参考文献102篇。
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