煤炭工程

作者：刘舒通,王然风,付翔,魏凯,柴宇青,窦治衡,任涵弛

单位：太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024

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,

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。

来源：2025年第10期

《煤炭工程》期刊编辑部

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