模块化膏体充填站研究与开发

摘要

以坚持绿色开采、“全采全充”为理念的煤矿膏体充填采矿技术已经在我国的部分煤矿得到应用。但当前固定式煤矿膏体充填站集成运行全部充填设备，存在初期投资及吨煤充填开采成本相对较高的问题，尤其在采矿完成后充填站大多数设备无法回收、转移再利用。虽然固定式煤矿膏体充填站对于采煤时的环境保护问题十分有利，但其高额的投入成本及无法回收的缺点在很大程度上限制了膏体充填采煤技术的大力推广。鉴于此，本文针对煤矿膏体充填站的可转场重构再利用问题进行研究。 本文通过分析某煤矿固定式膏体充填站总体结构、机电产品的可拆卸设计方法、机电系统的模块化设计方法及设备的转场运输超限设计，提出了针对煤矿膏体充填站的可转场重构模块化设计方法，同时建立了可转场重构的模块化设计准则，并通过AHP法求解了模块划分准则的相对权重。 本文针对膏体充填站模块划分过程中的不确定性问题引入粗糙集理论及模糊聚类数学方法。将以粗糙数形式表示的膏体充填站零部件关联强度矩阵转化为模糊等价矩阵，通过MATLAB求解了模糊等价矩阵粗糙上限及粗糙下限的动态聚类图。根据模块划分粒度适中原则，在粗糙上限及粗糙下限动态聚类图中选取了划分结果相同的三个方案作为膏体充填站的初始划分方案。 以模糊综合评价理论为基础建立了膏体充填站的初始划分方案评价方法。确定了针对煤矿膏体充填站模块划分的两级评价指标体系，以隶属度最大为原则建立了各指标的隶属函数。通过求解各方案在二级指标下的隶属度及一级指标评价矩阵，最终确定了膏体充填站的最优划分方案。

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