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基于改进Keras模型的煤矸石快速识别 被引量：1
1
作者 向艳芳 梁龙 +1 位作者 潘跃亮 张家臣 《采矿技术》 2025年第1期268-273,共6页
为解决煤矸石分选过程中检测算法复杂度高、训练周期长和不易部署等问题,对获取的煤矸石增强数据集进行检测研究,提出了一种基于轻量化Keras模型的煤矸石快速识别方法。首先通过背景差分法将获取的煤矸石前景信息分离出来,运用灰度共生... 为解决煤矸石分选过程中检测算法复杂度高、训练周期长和不易部署等问题,对获取的煤矸石增强数据集进行检测研究,提出了一种基于轻量化Keras模型的煤矸石快速识别方法。首先通过背景差分法将获取的煤矸石前景信息分离出来,运用灰度共生矩阵(GLCM)提取煤矸石样本关键特征参数;然后采用Keras神经网络模型对目标进行语义分割检测,使用ReLU和Softmax激活函数完成非线性变换,增加网络的表达能力;最后利用采集的煤矸石图像数据对训练完成的GLCM-Keras模型进行全面测试。试验结果表明:改进Keras模型在测试集的准确率达到97%,相较于经典SVM模型,改进Keras模型在准确率和训练时间上均有优化。该方法不仅满足了煤矸石检测要求,也有效提升了矿用机器人的矸石分拣作业精度。 展开更多
关键词 煤矸石识别 灰度共生矩阵 Keras神经网络模型 深度学习 背景差分
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基于AE-RRT^(*)的煤矸分拣机器人避障拣轨迹规划方法
2
作者 曹现刚 藏家松 +3 位作者 吴旭东 王鹏 刘依哲 丁文韬 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期729-740,共12页
煤矸分拣机器人工作时主要通过安装有末端执行器的机械臂将煤矸流中的矸石拣出,煤矸流随带式输送机移动,待分拣煤矸石周围物体对分拣过程有一定阻挡作用;现有机械臂轨迹规划算法大多以末端执行器快速接近目标矸石或安全抵达其上方为目标... 煤矸分拣机器人工作时主要通过安装有末端执行器的机械臂将煤矸流中的矸石拣出,煤矸流随带式输送机移动,待分拣煤矸石周围物体对分拣过程有一定阻挡作用;现有机械臂轨迹规划算法大多以末端执行器快速接近目标矸石或安全抵达其上方为目标,未能兼顾机械臂在动态环境中运行的安全性和分拣效率;使用机械臂对煤矸石这类移动中的大质量物体进行分拣时,还需考虑同步抓取以降低末端执行器与目标间速度差导致的冲击载荷。为保证煤矸分拣机器人工作的安全性、提升分拣效率并避免冲击载荷损伤末端执行器,以具有三自由度笛卡尔坐标机械臂的煤矸分拣机器人为研究对象,提出一种基于改进RRT^(*)的煤矸分拣机器人避障轨迹规划方法。首先,根据视觉识别系统获取的煤矸序列,以分拣收益函数为指标,将待分拣矸石任务分配至指定机械臂,结合末端执行器尺寸对障碍物进行适当膨化处理,将时间窗内其余煤与矸石建立为障碍环境,建立末端执行器与动态矸石间的同步跟踪约束关系;然后,使用人工势场法(Artificial potential fields)对RRT^(*)算法路径扩展过程中新节点的生长方向进行引导,提升扩展的方向性,并针对人工势场法易陷入局部最优的问题提出一种环境敏感型目标偏置策略(Environment-sensitive target bias strategy),根据新节点所处位置的势场情况实时调整目标偏置概率阈值,提升路径局部特性,使用改进后的RRT^(*)(AE-RRT^(*))对障碍环境中由起点前往目标矸石的避障路径进行求解,并使用贪心算法对路径冗余节点进行剪枝处理;最后,考虑同步约束与机械臂各关节速度、加速度约束,使用三阶B样条曲线进行跟踪动态煤矸石轨迹规划。实验结果表明:所提出的AE-RRT^(*)相较于现有煤矸分拣机器人避障轨迹规划方法,路径长度分别减少18.97%、3.09%,相较于传统RRT^(*)算法,路径长度平均减少5.92%、路径规划时间平均降低67.66%;所提出的煤矸分拣机器人避障轨迹规划方法相较于现有方法,在保证分拣效率的同时使机械臂末端抓取时刻位置与速度精度平均提升33.87%和51.88%,分拣动态煤矸石过程中顺利避开了移动障碍物且自身运行平稳。 展开更多
关键词 煤矸分拣机器人 改进快速扩展随机树 环境敏感 同步约束 轨迹规划
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混合工作模式的双路径传动欠驱动机械手设计与接触力学分析
3
作者 曹现刚 向敬芳 +2 位作者 王鹏 吴旭东 藏家松 《机械传动》 北大核心 2025年第2期62-69,共8页
【目的】针对矸石、木块等煤炭异物形状轮廓不规则、粒度变化范围大、体积较薄的特点,导致煤炭异物难以抓取的问题,提出了一种混合工作模式的欠驱动机械手。【方法】该机械手应用包络抓取与平行抓取分别抓取轮廓不规则物体与薄类物体;... 【目的】针对矸石、木块等煤炭异物形状轮廓不规则、粒度变化范围大、体积较薄的特点,导致煤炭异物难以抓取的问题,提出了一种混合工作模式的欠驱动机械手。【方法】该机械手应用包络抓取与平行抓取分别抓取轮廓不规则物体与薄类物体;通过平行移动改变手指的抓取空间,以适应不同粒度范围内煤炭异物抓取;根据手指的运动过程,提出了不同粒度范围内煤炭异物的抓取方法;建立手指的接触力模型,得到手指抓取时的接触力变化,为该机械手抓取的稳定性研究提供依据。【结果】研究结果表明,该机械手能够满足50~300 mm粒度范围内的矸石与薄类物体的抓取。 展开更多
关键词 欠驱动机械手 包络抓取 平行抓取 接触力
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基于图像灰度共生矩阵的煤矸识别方法
4
作者 张超 肖帅毅 +5 位作者 李连坡 杨莉娜 谢子超 刘法政 王佳兴 易文华 《煤炭技术》 2025年第10期239-243,共5页
煤与矸石分类是实现煤矿智能开采、智能选矿的关键技术之一,针对实验研究阶段使用的样品单一、目前识别方法普适性不强等问题,采集了我国7个主要产煤区的无烟煤、烟煤、褐煤,以及相应煤层围岩样品共43块,采用二值图像的边缘检测去背景,... 煤与矸石分类是实现煤矿智能开采、智能选矿的关键技术之一,针对实验研究阶段使用的样品单一、目前识别方法普适性不强等问题,采集了我国7个主要产煤区的无烟煤、烟煤、褐煤,以及相应煤层围岩样品共43块,采用二值图像的边缘检测去背景,通过灰度共生矩阵,实现煤与矸石图像在0°,45°,90°,135°方向上的灰度共生矩阵,完成对纹理能量、纹理熵值、对比度和逆差分矩等4个煤岩图像纹理特征参数的提取。结果表明:煤与矸石的灰度均值、最大频数对应的灰度值、纹理熵和纹理能量存在明显差异。基于此,对煤矸图像进行分类,并进行了实验验证,取得了较好的效果。研究结果可为图像煤矸分类提供特征参考依据,对煤矸智能分选有一定指导意义。 展开更多
关键词 煤矸分类 图像识别 灰度 纹理 智能开采
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智能化选煤厂典型应用场景及展望
5
作者 王全强 郭佳佳 《山西焦煤科技》 2025年第7期36-37,51,共3页
选煤厂智能化建设是提高选煤厂经济效益和社会效益的有效手段,列举了选煤厂智能化建设中的典型应用场景,分析了其存在问题,提出进一步推进选煤厂智能化建设的建议。
关键词 选煤厂 智能化建设 密度控制 BIM 智能运维
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选煤厂原煤皮带下料溜槽技术改造与应用
6
作者 薄春丽 王大卫 《山西大同大学学报(自然科学版)》 2025年第5期55-58,共4页
马道头选煤厂291原煤仓下转载皮带机头下料溜槽在运行过程中存在块末分配不均匀、翻板密封不严、无法灵活调控两套系统带煤量等问题。通过在溜槽上方中部安装承载物料的过渡平台,在落料点处安装用于物料缓冲的混合导向平台,确保块煤、... 马道头选煤厂291原煤仓下转载皮带机头下料溜槽在运行过程中存在块末分配不均匀、翻板密封不严、无法灵活调控两套系统带煤量等问题。通过在溜槽上方中部安装承载物料的过渡平台,在落料点处安装用于物料缓冲的混合导向平台,确保块煤、末煤均匀混合,同时将原有的分煤翻板改造为可调的物料分流导向板,以便灵活调控一、三套系统带煤量,在下半部分溜槽上分别加装液压闸板,实现一、三套系统互不影响,均可单独带煤生产。保证生产系统运行更加平稳,设备开机率提高约2%,选煤厂生产能力提升300 t/h,创造了可观的经济效益。 展开更多
关键词 选煤厂 原煤皮带 溜槽 配煤 经济效益
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基于神经网络的DAB变压器端电流预测模型
7
作者 李小松 廖宣淋 +1 位作者 刘佳涛 聂国强 《太原科技大学学报》 2025年第4期340-345,共6页
由于DAB高频变压器端电流无法使用常规仪器测量,所以在实际工业的DAB变换器的控制策略中通常包含开环部分。因为开环环节的存在,使得DAB变换器会产生控制参数整定难度高、输出纹波大、调节时间长等问题,而那些使用高精度变压器端电流传... 由于DAB高频变压器端电流无法使用常规仪器测量,所以在实际工业的DAB变换器的控制策略中通常包含开环部分。因为开环环节的存在,使得DAB变换器会产生控制参数整定难度高、输出纹波大、调节时间长等问题,而那些使用高精度变压器端电流传感器的控制算法由于成本问题也难以应用到实际场景中。根据这些问题,提出了一种基于神经网络和数字滤波器的变压器端电流预测模型,仅使用易于测量的参数就能实现对变压器原边和副边电流的精准预测,进而使用该模型代替高成本的变压器端电流传感器,使得那些需要依赖变压器电流反馈的控制算法可以应用到实际工业中。最后在Simulink上搭建的仿真模型和DAB样机上进行验证,结果表明该方案的电流预测模型对变压器原边与副边的电流预测与实际的变压器原边和副边电流的误差小于4%,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 双有源桥 TensorFlow神经网络 软开关 模型预测控制
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我国智能浮选核心感知技术研究与应用进展 被引量：2
8
作者 于跃先 刘帆 +6 位作者 石伟 王海生 赵永喜 魏立勇 田立新 佟顺增 叶贵川 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期8-17,共10页
近几年,随着相关政策的出台以及传统产业数字化转型,我国智能矿山建设步伐明显加快。由于其特殊性,智能浮选是矿物加工智能化中的难点。文章从选煤和选矿两个维度,按照智能控制程度对现有浮选技术进行梳理,重点阐述了当前智能浮选核心... 近几年,随着相关政策的出台以及传统产业数字化转型,我国智能矿山建设步伐明显加快。由于其特殊性,智能浮选是矿物加工智能化中的难点。文章从选煤和选矿两个维度,按照智能控制程度对现有浮选技术进行梳理,重点阐述了当前智能浮选核心感知技术,并列举了工业应用实例。分析认为,围绕智能浮选的研究集中在智能感知技术和智能决策系统的开发。工业应用表明,智能浮选可实现相关操作参数的自动控制,可在一定程度上稳定产率和产品指标。但整体建设仍处在初级阶段,有关智能浮选技术的感知精度、时效性、抗干扰性、环境适用性等方面仍有较大提升空间,新型高精度矿浆品位(灰分)测量技术亟待开发。受限于智能感知技术的精度,大规模推广应用仍有待进一步发展。 展开更多
关键词 智能浮选 系统架构 灰分检测 品位检测 粒度分析
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胜利一号露天矿原位移动式智能干法分选技术研发与应用
9
作者 李伟 《智能矿山》 2025年第10期35-41,共7页
为解决胜利一号露天矿极寒条件下原位分选及坑下分选系统移动不便问题,研究了极寒条件下智能干选机稳定运行技术、坑下智能干法分选系统移动方式及智能干选机处理能力提升技术。通过开发集装箱内部热循环系统与自适应温控系统,建立了极... 为解决胜利一号露天矿极寒条件下原位分选及坑下分选系统移动不便问题,研究了极寒条件下智能干选机稳定运行技术、坑下智能干法分选系统移动方式及智能干选机处理能力提升技术。通过开发集装箱内部热循环系统与自适应温控系统,建立了极寒环境设备保障方案;对比多种移动方式,确定了组合式移动方案;优化煤矸识别算法与设备结构,构建了高效处理系统。结果显示,设备在极寒环境可稳定运行,坑下移动便捷,干选机输送带速度达3.2~3.6 m/s,煤矸识别准确率≥95%,提升了煤矿智能化水平与资源利用率。 展开更多
关键词 煤矸识别 露天矿 智能干选机 资源利用率
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基于深度学习的精煤灰分分类预测方法研究与实现
10
作者 黄显武 郝艺童 《煤炭技术》 2025年第10期230-233,共4页
浮选精煤灰分是精煤产品质量的指标之一,在研究煤泥浮选的灰分分类预测任务中,设计了一种基于多特征融合的双通道卷积神经网络架构,用于煤泥浮选过程中的精煤灰分分类预测。该方法地结合了ResNet101和VGG16这2种深度卷积神经网络的特征... 浮选精煤灰分是精煤产品质量的指标之一,在研究煤泥浮选的灰分分类预测任务中,设计了一种基于多特征融合的双通道卷积神经网络架构,用于煤泥浮选过程中的精煤灰分分类预测。该方法地结合了ResNet101和VGG16这2种深度卷积神经网络的特征提取能力。实验表明,该预测方法在各个灰分区间的分类正确率均超过90%。同时,设计了煤泥浮选泡沫图像处理与分析系统。这一系统利用深度学习和机器视觉技术,能够对采集的图像数据进行处理与分析,提取泡沫的关键特征信息,实时反馈浮选工况状态,为浮选过程的智能化提供了坚实的技术支撑。 展开更多
关键词 灰分分类预测 深度学习 卷积神经网络
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基于遗传算法优化的LightGBM浮选尾煤灰分预测模型研究 被引量：2
11
作者 韩杰 王然风 +3 位作者 付翔 王珺 魏凯 张茜 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第1期269-276,共8页
为了提高煤泥浮选过程灰分在线检测的水平,研究了煤泥浮选过程中尾煤灰分的预测,并建立了基于遗传算法优化的LightGBM浮选尾煤灰分预测模型。通过采集的生产过程数据,包括矿浆流量、浓度、起泡剂量、捕收剂量和干煤泥量,构建了模型训练... 为了提高煤泥浮选过程灰分在线检测的水平,研究了煤泥浮选过程中尾煤灰分的预测,并建立了基于遗传算法优化的LightGBM浮选尾煤灰分预测模型。通过采集的生产过程数据,包括矿浆流量、浓度、起泡剂量、捕收剂量和干煤泥量,构建了模型训练数据集,并对模型进行了测试验证。试验结果显示,该模型预测结果的平均绝对误差为0.72,比未优化的LightGBM模型提升了11.1%的预测精度,相较于其他模型,GA-LightGBM模型预测结果的平均绝对误差降低了15.8%,进一步证明了所建模型在尾煤灰分预测精度上的有效性,为实现智能化浮选提供了新的技术支持。 展开更多
关键词 煤泥浮选 尾煤灰分 遗传算法 LightGBM 预测建模
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基于FBRM技术的高岭土、石英和煤颗粒动态絮凝沉降过程研究 被引量：1
12
作者 白来平 袁帅 +3 位作者 袁雪 卜祥宁 孙玉金 沙杰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期144-159,共16页
煤泥水是选煤厂生产过程中产生的废水,含有大量的悬浮固体和有害物质,实际生产中煤泥颗粒的絮凝沉降是在动态过程中进行的,因此探究药剂与不同矿物颗粒的动态作用具有重要的意义。利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术,探究Mg^(2+)离子和阴... 煤泥水是选煤厂生产过程中产生的废水,含有大量的悬浮固体和有害物质,实际生产中煤泥颗粒的絮凝沉降是在动态过程中进行的,因此探究药剂与不同矿物颗粒的动态作用具有重要的意义。利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术,探究Mg^(2+)离子和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)药剂对高岭土、石英和煤样颗粒絮凝过程的影响及作用机理。通过实验发现,单独加入Mg^(2+)离子或低浓度的APAM可以使3种颗粒的数量减少、平均弦长(MCL)增加,颗粒发生凝聚或絮凝现象,但形成的聚团并不稳定,容易发生破裂。Mg^(2+)离子与APAM共同作用效果显著优于单独作用,能够形成更稳定的絮团,并导致颗粒数量缓慢降低。此外,提高APAM浓度对不同矿物的影响存在明显差异,高岭土颗粒几乎全部沉降,而石英颗粒的絮凝现象不明显,最终煤样颗粒的数量大幅减少。然而,提高Mg^(2+)离子浓度对3种矿物颗粒的絮凝沉降影响很小。研究深入揭示了Mg^(2+)离子和APAM在絮凝过程中的作用机理,以及对颗粒数量、粒径的影响,结果表明Mg^(2+)离子和APAM在絮凝过程中的相互作用和影响差异,可为优化煤泥水处理工艺提供参考。 展开更多
关键词 煤泥水 絮凝过程 处理和沉降 FBRM 聚丙烯酰胺
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准东煤蒸汽直接干燥脱水提质特性研究 被引量：1
13
作者 郁卫江 高金龙 +2 位作者 蔡明祥 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期147-155,共9页
采用蒸汽直接干燥技术对新疆准东地区高含水低阶煤进行提质研究,并探究了温度、粒度、干燥时间对高含水低阶煤水分脱除效果的影响,考察了干燥后水分复吸规律和发热量改善情况。研究显示蒸汽温度是影响准东煤炭脱水效果的关键因素,脱水... 采用蒸汽直接干燥技术对新疆准东地区高含水低阶煤进行提质研究,并探究了温度、粒度、干燥时间对高含水低阶煤水分脱除效果的影响,考察了干燥后水分复吸规律和发热量改善情况。研究显示蒸汽温度是影响准东煤炭脱水效果的关键因素,脱水效果随着蒸汽温度的升高而显著增强,同时温度越高产品的水分波动范围越小,脱水效果更加稳定。验证了蒸汽直接干燥能量输入加热和水分蒸发是2个独立的过程,应合理控制干燥温度以免造成能量浪费。粒径是影响脱水效果的重要因素,13~0 mm的煤炭料群兼具了大颗粒形成的料层空隙率大和小颗粒内部水分迁移阻力小的优势,脱水效果最优,在234℃条件下干燥后脱水率可达59.93%,而增加干燥时间对物料脱水效果的影响较小,表明物料的脱水行为发生在蒸汽快速释放的瞬间。蒸汽直接干燥不仅可以脱除煤的自由水,还可以降低部分结合水含量。提质煤水分在96 h内几乎不发生复吸现象,提质煤复吸水分增加量均小于1%,表明含氧官能团的分解使得煤亲水能力降低从而降低水分复吸能力。脱水前后提质煤高位发热量维持在26 MJ/kg左右,低位发热量从17.94 MJ/kg增加到22.66 MJ/kg。 展开更多
关键词 低阶煤 蒸汽直接干燥技术 发热量 干燥提质 脱水效果
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复合振动筛筛分性能的离散元模拟研究 被引量：1
14
作者 王晓川 杨华瑞 +2 位作者 马学东 赵轩瑾 宋梅雪 《应用力学学报》 北大核心 2025年第4期821-827,共7页
现有直线振动筛、圆振动筛、椭圆振动筛,其激振力均作用在竖直平面内,筛面宽度方向缺乏有效的激振,颗粒群的松散程度、颗粒群分层效果以及筛分效率有提升空间。为了强化现有振动筛的筛分性能,依据LISSAJOUS振动合成理论,把2个相互垂直... 现有直线振动筛、圆振动筛、椭圆振动筛,其激振力均作用在竖直平面内,筛面宽度方向缺乏有效的激振,颗粒群的松散程度、颗粒群分层效果以及筛分效率有提升空间。为了强化现有振动筛的筛分性能,依据LISSAJOUS振动合成理论,把2个相互垂直且频率之比为1∶2的简谐直线振动合成为复合振动,并将此复合振动加入到振动筛中,使振动筛按照此复合振动曲线轨迹进行振动,在筛面宽度方向上增加颗粒的分运动,使颗粒在宽度方向上受到激振力,进而使颗粒更加松散,分层效果更加显著,构建了一种新型复合振动筛。利用EDEM软件,在振动参数相同的情况下,进行直线振动筛和复合振动筛的离散元对比模拟研究。模拟结果表明:复合振动筛比直线振动筛筛分效率提高了2.98%,在物料输送能力方面提高了3.17%,分层效果明显且筛网所受到的冲击较小。在以上述基础上,采用L_(9)(3^(3))正交试验,得出影响筛分效率的3个影响因素按显著程度依项为:主振动频率、筛面、倾角、振幅。 展开更多
关键词 复合振动筛 筛分性能 离散元模拟 LISSAJOUS振动合成 正交试验
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废弃油脂制备新型浮选捕收剂及其浮选炼焦煤试验 被引量：1
15
作者 刘佳 张德轲 +2 位作者 刘广山 李云昌 杨海昌 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期112-118,共7页
为改善稀缺炼焦煤泥的浮选效果,创新性地使用废弃油脂制备出新型浮选捕收剂DS-B,并基于煤泥样性质分析及浮选试验,系统研究了炼焦煤泥在传统浮选捕收剂柴油和DS-B下的浮选效果,利用GC-MS分析了捕收剂的组分,进一步揭示了药剂的作用机理... 为改善稀缺炼焦煤泥的浮选效果,创新性地使用废弃油脂制备出新型浮选捕收剂DS-B,并基于煤泥样性质分析及浮选试验,系统研究了炼焦煤泥在传统浮选捕收剂柴油和DS-B下的浮选效果,利用GC-MS分析了捕收剂的组分,进一步揭示了药剂的作用机理。结果表明,当柴油和DS-B用量均为100 g/t时,1次单元浮选精煤灰分分别为14.75%和14.31%,可燃物回收率分别为76.06%和77.85%,DS-B浮选效果优于柴油;在1粗1精工艺和捕收剂用量均为200 g/t情况下,均能获得灰分低于11%的精煤,但DS-B对应的精煤产率为52.30%,比柴油对应的精煤产率高11.08个百分点;DS-B中含有大量醇、酯、酸等极性成分,这些成分作用在煤表面的含氧官能团上,使煤泥表面更加疏水;分子动力学模拟结果表明,极性成分与煤表面的含氧官能团作用形成氢键,同时疏水长链向外铺展,有效提高了煤泥表面的疏水性,从而显著改善了对煤泥的浮选效果。 展开更多
关键词 炼焦煤 新型浮选捕收剂DS-B 分子动力学模拟 GC-MS
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脂肪酸羧基对低阶煤–水界面弱相互作用的影响机理
16
作者 刘泽晨 董宪姝 +2 位作者 樊玉萍 廖寅飞 曹亦俊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3150-3160,共11页
复合捕收剂中脂肪酸的羧基数量对于低阶煤浮选影响机理的研究仍然有限。利用密度泛函理论(DFT)结合傅里叶红外光谱(FTIR)和Zeta电位,研究了不同羧基数量的脂肪酸(正癸酸和癸二酸)分别与十二烷组成的复合捕收剂在低阶煤–水界面的分子间... 复合捕收剂中脂肪酸的羧基数量对于低阶煤浮选影响机理的研究仍然有限。利用密度泛函理论(DFT)结合傅里叶红外光谱(FTIR)和Zeta电位,研究了不同羧基数量的脂肪酸(正癸酸和癸二酸)分别与十二烷组成的复合捕收剂在低阶煤–水界面的分子间弱相互作用。DFT计算结果表明有着2个羧基的癸二酸分子与苯甲酸/苯酚/水分子的氢键作用、电荷转移及相互作用能均强于有着一个羧基的正癸酸分子,而且癸二酸分子与水分子的相互作用要强于与苯/苯甲酸的相互作用,说明含有较多羧基数量的羧酸分子与低阶煤表面的相互作用受水的影响很大。FTIR和Zeta电位结果表明羧基数量对低阶煤疏水位点的吸附影响不大,具有2个羧基数量的复合捕收剂与低阶煤之间的氢键作用强度较强,同时对煤样表面的电位影响较小,表明部分癸二酸分子的羧基基团与水分子间发生氢键作用,导致煤样表面吸附较少的含有癸二酸的复合捕收剂。同时,使用含有癸二酸的复合捕收剂可获得较低的精煤灰分,但是牺牲了更多的精煤产率,而含有正癸酸的复合捕收剂在兼具捕收性能同时有着较好的选择性。说明在实际的浮选过程中,癸二酸与水较强的氢键作用以及静电相互作用削弱了其复合捕收剂对于低阶煤的捕收性能,这也证实了DFT、FTIR、Zeta的研究结果。 展开更多
关键词 低阶煤 浮选 复合捕收剂 羧基数量 密度泛函理论 界面相互作用
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基于RF-PR混合模型的浮选尾煤灰分检测研究
17
作者 徐博仁 钮键 +5 位作者 郝润芳 郭立旺 郭敏 袁仲云 景超 程永强 《煤炭工程》 北大核心 2025年第10期186-193,共8页
为了精确预测浮选尾煤灰分实现浮选自动化控制,基于近红外光谱分析与图像处理技术,提出了一种基于近红外图像分析的浮选尾煤灰分预测方法,构建了多项式回归初步预测(PR)与随机森林(RF)补偿预测混合的浮选尾煤灰分智能检测模型。从尾煤... 为了精确预测浮选尾煤灰分实现浮选自动化控制,基于近红外光谱分析与图像处理技术,提出了一种基于近红外图像分析的浮选尾煤灰分预测方法,构建了多项式回归初步预测(PR)与随机森林(RF)补偿预测混合的浮选尾煤灰分智能检测模型。从尾煤图像的灰度直方图及灰度共生矩阵提取其灰度、纹理共计12个特征数据,经过特征筛选后利用PR建立了的线性预测模型,其均方根误差(RMSE)为2.752,决定系数(R^(2))为0.977。为了提高预测效果,在PR的基础上引入RF补偿模型,筛选后的灰度、纹理特征数据作为输入,初步预测值与真实值的差值为输出,最终将初步预测值与补偿预测值相加得到浮选尾煤灰分,建立了基于RF-PR混合的浮选尾煤灰分预测模型。该模型具有较高的精度,在低灰分区间(11.1%~21.3%)以及高灰分区间(68.9%~76.2%)段内较初步预测值与尾煤离线化验值的差值减小;在中灰分区间(21.3%~68.9%)段内,较初步预测值的平均绝对误差(MAE)下降0.07。结果表明:RF-PR模型比PR模型和RF模型具有更高的精度,可满足浮选尾煤灰分检测要求。 展开更多
关键词 浮选尾煤 灰分智能检测 近红外光谱 图像处理 机器学习
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选煤厂转载点煤流撞击作用下粉尘逸散与分布特性模拟研究
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作者 温恬靓 耿凡 +2 位作者 李世航 郭恒 李林林 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期600-613,共14页
选煤厂煤炭输运系统中的转载点是产尘的重要源头。煤炭在转载点由于落差等作用产生大量粉尘,引发粉尘污染等问题。为抑制转载过程中的粉尘逸散,探究粉尘分布特征以控制粉尘污染,基于某选煤厂现场实际,构建了等比例的煤炭转载点三维结构... 选煤厂煤炭输运系统中的转载点是产尘的重要源头。煤炭在转载点由于落差等作用产生大量粉尘,引发粉尘污染等问题。为抑制转载过程中的粉尘逸散,探究粉尘分布特征以控制粉尘污染,基于某选煤厂现场实际,构建了等比例的煤炭转载点三维结构,研究了煤流对冲、撞击状态下的粉尘扩散过程。首先,依据相似理论,构建了缩尺比为3∶14的转载点模型实验台,研究了转载过程典型位置的风场分布特征,发现在高度方向上两侧风速较高,可达6 m/s左右,而中上部风速偏低,且模拟与实验研究结果一致性较好,验证了数值模拟方法及其相关结论的有效性。同时,基于CFD–DDPM方法,考虑了颗粒间的碰撞,对转载过程撞击作用下的粉尘撞击与扩散过程进行了可视化研究,发现粉尘撞击区两侧及其底部区域均存在一对旋涡,对粉尘分布影响较大;不同粒径的粉尘在不同区域的分布差异较大,水平输送段封闭侧出现质量浓度高达9000 mg/m^(3)的区域,此处宜加强密封防止粉尘泄露。基于Visual Basic自主开发了后处理程序,分析了不同粒径粉尘在不同区域的占比。比较发现,PM10~PM40气流跟随性好,PM50~PM100沉积显著。针对粉尘浓度较高的区域设计除尘方案以减少粉尘污染,在竖直落料段上方安装抽吸风机,其抽吸风速对竖直落料段粉尘分布影响显著,当抽吸风速为15 m/s时,高速气流促进粉尘往中上部区域聚集,粉尘质量浓度高达6 mg/m^(3),为优化转载结构、抑制转载过程的粉尘逸散提供了理论指导。 展开更多
关键词 转载点 粉尘 气固两相流 分布特性 撞击流 缩尺模型 CFD–DDPM
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离子型表面活性剂对气泡铺展影响的实验研究
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作者 江晓凤 龚雨 +5 位作者 刘金凤 孟献梁 吴国光 胡羽 邢耀文 许恩乐 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期769-778,共10页
表面活性剂可以改变固/液和液/气界面的性质从而影响颗粒–气泡间相互作用。前人对纯水中的颗粒–气泡间液膜薄化、TPL的形成与铺展进行了深入研究,但关于表面活性剂对气泡铺展过程的影响尚未明晰。因此采用高速摄像仪追踪慢速生长的气... 表面活性剂可以改变固/液和液/气界面的性质从而影响颗粒–气泡间相互作用。前人对纯水中的颗粒–气泡间液膜薄化、TPL的形成与铺展进行了深入研究,但关于表面活性剂对气泡铺展过程的影响尚未明晰。因此采用高速摄像仪追踪慢速生长的气泡在不同固体平面上的动态铺展过程,运用MATLAB软件分析TPL演变规律,系统研究了阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂SDS、非离子表面活性剂Tween-80对气泡三相接触线铺展动力学的影响。结果显示,表面活性剂体系中玻璃和特氟龙表面TPL运动出现快速铺展和慢速铺展的阶段特征,而由于煤表面有机质/无机质和亲/疏水位点的掺杂、微气泡和裂隙分布的不均一性,表面活性剂对慢速铺展阶段影响较大。气泡铺展过程中由于Marangoni效应,使流体向三相接触线运动,表面活性剂抑制三相接触线的铺展,且随表面活性剂浓度增大,Marangoni效应增强,TPL最终铺展长度减小。此外,3种表面活性剂由于电荷性不同与固体表面形成不同吸附方式,从而影响气泡铺展过程。 展开更多
关键词 气泡 表面活性剂 铺展 三相接触线 浮选
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机械臂辅助浮选尾矿分层灰分检测实验研究
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作者 刘舒通 王然风 +4 位作者 付翔 魏凯 柴宇青 窦治衡 任涵弛 《煤炭工程》 北大核心 2025年第10期202-210,共9页
针对传统浮选尾矿灰分检测多依赖表层矿浆颜色、相关性不高且易受环境干扰等问题,提出并实现了一种基于机械臂辅助分层的尾矿灰分检测新方法。首先,利用物理力学原理分析煤与矸石在静置及流动倾倒过程中的沉降速度差异,为尾矿中煤矸分... 针对传统浮选尾矿灰分检测多依赖表层矿浆颜色、相关性不高且易受环境干扰等问题,提出并实现了一种基于机械臂辅助分层的尾矿灰分检测新方法。首先,利用物理力学原理分析煤与矸石在静置及流动倾倒过程中的沉降速度差异,为尾矿中煤矸分层提供理论支撑。随后,基于DH参数法建立六自由度机械臂模型,并借助MATLAB Robotics Toolbox对其运动学和工作空间进行仿真,验证了所选机械臂在选煤厂空间环境下可达且运行平稳。为了实现快速高效的在线监测,进一步采用TOPP-RA算法对机械臂的时间最优轨迹进行规划,在满足速度与加速度约束的同时,显著缩短操作周期。实验过程中,机械臂通过合理的倾斜角度与振动动作,使尾矿中煤与矸石产生明显分层;随后利用图像处理技术提取分层后煤、矸石的面积占比,将其与实际化验得到的灰分值进行对比分析。结果表明,在多煤种、多工况条件下,煤矸占比与尾矿灰分的皮尔逊相关系数可达0.42,显著优于传统基于表层矿浆颜色的检测方式。 展开更多
关键词 智能分选 尾矿灰分预测 机械臂建模 机械臂辅助尾矿分层 轨迹优化
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