在线预测原煤浮沉组成的方法.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 在线预测原煤浮沉组成的方法 煤炭科学研究总院唐山分院 刘 旌 中国矿业大学北京校区 路迈西 摘 要 通过对不同矿区、不同煤种、可选性差异较大的6个炼焦煤选煤厂的 75份原煤资料进行分析,给出了预测数学模型,提出了根据历史资料用原煤灰分 预测浮沉组成的两种方法。6个厂的24次预测结果显示,预测误差小,结果令人 满意。 关键词 浮沉组成 预测 在线 灰分代表煤炭完全燃烧后的残留部分, 是一种表示煤炭质量的宏观指标。浮沉组成 是表示原煤性质的定量指标,是评定和预测 重选效果的依据。目前了解浮沉组成只能通 过浮沉试验,但需要耗费大量的时间与人 力、物力,无法实现在线测量。灰分和浮沉 组成是从不同角度表现同一煤炭特性的指 标,必有一定的关系。同一母体的煤炭有相 似的变化规律,对于一特定选煤厂,原煤来 自同一矿井或矿区 , 不同时间阶段的物 料来自同一母体,其质量变化是渐近的,因 而有可能利用历史资料,利用统计学方法预 测原煤的可选性,从而实现重选过程的智能 化控制,为选煤厂的优化控制提供基础。 1 原始资料的获取 为了保证研究用原始资料的代表性,共 搜集了6个炼焦煤选煤厂的75份原煤资料。 原煤煤种有气煤、1/ 3焦煤、焦煤、瘦煤, 成煤年代大多为石炭纪;原煤的可选性为极 易选、中等易选和难选。 2 预测用模型的建立 211 原煤灰分 浮煤累计产率模型 相关分析结果显示,原煤灰分和- 118、 - 116、- 115 g/ cm3密度级含量有良好的 相关关系,相关系数大于019 ;与- 114 g/ cm3密度级含量的相关系数为0188 ,达到了 令人满意的结果图 1 。 图1 原煤灰分和浮物累计出量关系图 可以用线性方程来表示原煤灰分和浮物 累计出量的关系 γi aA b1 式中 A 原煤灰分; γi - 114、- 115、- 116、- 118 浮物累计产率; a、b 模型的参数。 原煤灰分与- 113级含量的相关关系很 差。 212 密度 基元灰分模型 煤炭的密度越高,煤中的不可燃物质含 9 第26卷第5期 煤炭科学技术 1998年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 量越高,灰分亦越高。资料分析证明,密度 和基元灰分有很强的相关关系,可以用多项 式表示 Aj a bD cD22 式中 D 密度; Aj 该密度下的基元灰分; a、b、c 模型的参数。 图2为回归分析的结果。 图2 3个选煤厂基元灰分和密度关系图 213 浮物累计灰分 密度、原煤灰分模型 浮物累计灰分是基元灰分和浮物累计出 量的函数,因此浮物累计灰分必然是密度与 原煤灰分的函数。有如下的二元一次方程 Ai aD bA c3 式中 Ai 浮物累计灰分; D 密度值; A 原煤灰分; a、b、c 模型的参数。 3 原煤浮沉组成的预测方法 预测的基础是在预测前的月综合原煤浮 沉试验结果、单机检查资料或其它原煤浮沉 试验结果。预测的方法有以下两种 1利用某一密度浮物累计出量与原煤 灰分之间的关系公式1 ,可以求出各 密度的浮物累计出量来。先选用距预测时刻 最近的原煤浮沉试验资料进行拟合,画出该 种煤炭的密度曲线1 ,再以该曲线的拟合参 数作为初始参数值,以计算出各密度的浮物 累计出量作为原始点,画出密度曲线2。曲 线2是由实际测量出的原煤灰分得到的,且 其拟合参数和曲线1非常接近,因此可以认 为曲线2是曲线1的同组曲线,反映了该原 煤灰分下的原煤浮沉组成图 3 。 图3 密度曲线预测图 1 实际浮物累计曲线; 2 计算浮物累计曲线 根据笔者的研究,拟合可选性曲线较好 的经验模型有 反正切模型 y t2-arctan〔k x - c / t2-t1〕 双曲正切模型 y a cth〔k x -x0〕 式中 th u e u - e -u / e u e -u 复合双曲正切模型 y a bx cth〔k x -x0〕 以上模型对密度曲线和浮物累计曲线的 拟合误差应小于2 。 由密度与基元灰分关系式公式2 , 可以求出某一密度的基元灰分。基元灰分表 示的是该密度点的灰分值,如果把密度级分 成足够的n份,那么从dk到dk 1密度级的 平均灰分就可以近似地用dk点的基元灰分 Ak表示。dk到dk 1密度级的出量γk可以 从拟合出的密度曲线2上查到,则dk到 dk 1密度级的平均灰分Ai为 Ai ∑ n k 1 γkAk ∑ n k 1 γk 这样可以求出- 118密度各级的出量和 01 第26卷第5期 煤炭科学技术 1998年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 灰分。 118密度级的出量和灰分由其它各 级计算得到。 2根据煤的浮物累计灰分和密度、原 煤灰分之间的关系公式3及浮煤累计 产率与原煤灰分的关系公式2 ,可以 得到拟合浮物累计曲线的原始点。和方法1 相似,先选用距预测时最近的原煤浮沉试验 资料进行拟合,画出该种煤炭的浮物累计曲 线1 ,再以该曲线的拟合参数作为初始参数 值,以计算出的- 114 ,- 118两个密度的 浮物累计出量和浮物累计灰分及原煤灰分点 作为原始点,画出曲线 2 图 4 。 图4 浮物累计曲线预测图 1 实际浮物累计曲线; 2 计算浮物累计曲线 由式3算出不同密度级的浮物累计 灰分来,再在曲线2上查出对应的浮物累计 出量,推导出浮沉组成 γi ∑ γi- ∑ γi-1 ∑ γ00 ; Ai Ai∑γi-Ai-1∑γi-1 ∑ γi- ∑ γi-1 式中 γi 某一密度级的出量; Ai 该密度级的灰分; ∑ γi 该密度级浮物累计出量; Ai 该密度级的浮物累计灰分。 4 预测方法的精确度 为了对比两种预测方法的准确性,对两 个选煤厂的数据进行了预测,每个厂进行4 次预测。两种方法的均方差都小于2 ,精 度较高见图 5 。从这几组的数据来看, 方法1预测出来的灰分和出量的均方差都比 方法2小。 为了验证以上方法的精确度,笔者采用 图5 各预测方法预测误差对比图 方法1对5个选煤厂的20组数据进行了预 测,预测结果见表1。将预测的浮沉组成与 实测的浮沉组成进行对比见图6 ,均方 差的平均值为0146 ,对各密度级浮物累 计灰分预测均方差的平均值为0173 ,结 果是令人满意的。 表1 预测与实测结果对比 厂名 密度 / gcm- 3 实测结果 产率/ 灰分/ 预测结果 产率/ 灰分/ 选 煤 厂 之 一 - 114571766157571886117 114～115911215177819915154 115～116317623156314023113 116～118311035110310734191 11826126801082616680133 合计1001002812210010028122 选 煤 厂 之 二 - 114701656141701816169 114～11511107161781112616169 115～116319425179315825136 116～118219839139312338192 11811136861251111286132 合计1001001813810010018138 5 结 论 1同一矿区原煤灰分与原煤- 114、 - 115、- 116、- 118浮煤累计产率有良好 11 第26卷第5期 煤炭科学技术 1998年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 大型履带机械接地比压的动态预测 东北电力学院 杨若愚 摘 要 指出了现有两种履带机械接地比压计算方法的局限性,根据大型履带 机械的特点,提出了包含履带板节距、支重轮间距等因素在内的履带接地比压分布 计算模型,可预测大型履带机械在任一时刻的接地比压分布规律,并可分析各种因 素对接地比压的影响,为研究大型履带机械的通过性提供了依据。 关键词 履带机械 接地比压 计算机仿真 1 概 述 斗轮挖掘机、排土机等大型多履带机械 的特点是① 只需克服自身的行驶阻力,而 不另外发出牵引力,履带板平滑无履刺;② 履带接地面积大,履带板的节距也较大,整 机重量通过多级平衡梁式履带架静定地分配 在各支重轮上。 准确计算大型履带机械的接地比压,对 于预测其在不同地面上的通过性及进行履带 机械行驶力学分析都是十分重要的。目前计 算履带接地比压的方法有两种,一种是将履 带接地面简化成一块“刚性”的板来计算, 忽略了履带接地面上各块履带板间的相对转 动;另一种是将履带看成是“柔性”的带 子,忽略了履带板的节距。大型履带机械采 用多级平衡梁履带架,履带接地长度大,履 带节距也大,因而履带板间的相对转动及履 图6 5个选煤厂预测20次的灰分产率均方差 的线性相关关系。 2同一矿区原煤密度与基元灰分有良 好的相关关系。 3同一矿区浮煤累计灰分与密度、原 煤灰分有良好的相关关系。 4根据以上相关关系,可根据历史资 料及原煤灰分预测原煤的浮沉组成,两种方 法的预测误差都较小。 5通过对6个厂25份历史资料的预 测,证明根据原煤灰分及历史数据预测原煤 可选性预测误差小,令人满意。该方法是完 全可行的,为重选过程智能控制及选煤厂全 厂优化控制提供了基础。 作者简介 刘 旌 1967年生,工程师, 1991年毕 业于中国矿业大学,获硕士学位。一直从事选煤技术与设 备的开发工作,曾在国际会议和各类刊物上发表论文数 篇。地址河北省唐山市新华西道21号,邮码 063012。 收稿日期1997 - 06 - 21;责任编辑赵志军 21 第26卷第5期 煤炭科学技术 1998年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 煤炭科学技术 ENG LISH ABSTRACTS Characteristics of Rock Pressure During the End of Mecha2 nized Caving PeriodBase on a site measurement , this paper analyzed the rock pressure characteristics and roof stability dur2 ing the end of the mechanized coal caving operation. The final line of the longwall face was located within a main roof breaking line. The stability of the hydraulic powered supports and the direct roof in the longwall face were directly influenced by ro2 tary deationsof the main roof. From the rotary to stable of the main roof , the hydraulic powered supports were dynamical2 ly loaded to statically loaded. At this time , the hydraulic pow2 ered supports could not be easily put forward as in a normal op2 eration time. The working resistance of the hydraulic powered supports had reached a setting value of the safety valve and the safety valve was in a open position. The front legs of the hy2 draulic powered supports in the middle of the longwall face were highly loaded than the rear legs. During the end of the caving period , the stability of the roof was analyzed. When 0. 05 0. 25 mm/ h , the roof was stable and some safety measure should be taken. When 0.25 mm/ h , the roof was not stable and the supports should be removed. Study on New Mine Shaft Combined Sliding PlateA sliding plate for a combined guide of a new mine shaft is mainly rolling sliding plate.The rail guide of the previous coal mine shafts were mostly made of solid tin/ bronze.The prices were high and the service time was short , The consumption of the sliding plate was very high. One cage rail guide for a mine shaft hoist2 ing operation will have a tin/ bronze alloy consumption about 2 t and a material cost of RMB 300 , 000 to 400 , 000. There are many mine shafts still using such sliding plates in China and the total consumption is very high each year. After the research and test , the completed sliding plate is rebuilt to be a combined sliding plate. The combined sliding plate is consisted of sliding plate base , sliding plate liner and top/ low jammed plates. The sliding plate base is made of high strength material. The base was a quick - wear parts and has become a permanent parts. The weight of the liner is only 25 of the completed sliding plate.The liner was made of iol bearing casting and special graphite component material. After a three month industrial trial in coal mines , the trail results shown that abrasion was very low , almost as zero. Such combined sliding plate can make a mine shaft with a material saving of RMB 3000 , 000/ year , in comparison with the tin/ bronze alloy sliding plate. The eco2 nomic benefit of the combined plate is very great. Application of Mold - Mode Base Combined Code in Coal Mine Dispatch System - A coal mine production dispatch and management system is consisted of several subsystems. Among them , the video picture of the optical fiber industrial TV moni2 toring subsystem has a great data. If the date does not com2 pressed , the data will bring a difficult to the storage of the stat2 ic picture and transmission. This paper provided the mold - mode base combined code to improve the picture of the monitored picture , base on special characteristics of the indus2 trial TV picture. After the boundary measurement and other treatment s , with the dynamic monitoring , the picture was resoluted into background section and moving section. The background section of the industrial TV is basically static. In case of no influence to the observation , the pictures can be sim2 ilar. Therefore it should be fully to use the high compress ratio of the compressed code of the mold picture and the high speed and no resolution ratio and other advantages during the period of the dis - compressing to have mold code in the background section and have a mode base code for the moving sec2 tion. This combined code for the industrial TV picture has a great practical value. On - Line Prediction of Raw Coal Floating and Set2 ting Components -With analyses of 75 raw coal sample infor2 mation from 6 coking coal preparation plants and from different coal mines , different coal and different preparation ability , this paper provided a predictional mathematical mode. It also pro2 vided two to predict floating and setting components according to historical ination. The 24 prediction results from 6 plants shown that the predictions have a little error and the results are well satisfied. 英文翻译 孟宪德 本期技术编辑孙惠兰 95 第26卷第5期 煤炭科学技术 1998年5月