工矿自动化

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霍振龙, 顾俊

2012, 38(11): 1-4.

<摘要>(59) <PDF>(8)

摘要:
针对矿井应急通信系统存在的呼吸器影响语音清晰度、缺少视频信息、缺少环境参数监测和传输功能等问题，提出了一种基于无线 Mesh 技术的矿井应急救灾通信系统设计方案, 简要介绍了无线 Mesh的基本原理及结构，给出了矿井应急救灾通信系统的组网方式、整体架构和主要设备的设计方案，详细阐述了网络服务质量的保证、无线Mesh网络的动态路由选择、业务准入与控制和音视频流无缝移动传输等关键技术难题及解决办法。实际应用表明，该系统能同时实现井上指挥中心、井下指挥中心和井下救护人员之间的语音和视频通信功能，并能在井上和井下指挥中心实时显示救灾现场的环境参数。

煤矿本质安全支撑体系平台研究

贺耀宜

2012, 38(11): 5-8.

<摘要>(26) <PDF>(5)

摘要:
针对目前我国煤矿安全形势依然严峻的现状和国内煤矿安全管理信息化系统建设存在的问题, 提出建立以本质安全理论为基础, 以风险预控为核心, 以人、机、环、管理本质安全为主线, 具有开放式系统架构的符合国内煤矿管理现状、体现煤矿现代信息化管理理论与方法的煤矿本质安全支撑体系平台。该平台实现了矿井重大危险源识别与排查、预测分析、分级评价功能, 使事故风险降到最低；通过可视化培训、岗位对标、制度及措施管理等手段及相关配套装备提高员工安全知识和技能, 使其具有良好的安全意识, 确保各项安全管理措施得到有效落实, 从而实现矿井本质安全化管理。

矿井主通风机不停风倒机控制系统改进方案

孟琳山, 马小平, 李全保

2012, 38(11): 9-10.

<摘要>(42) <PDF>(7)

摘要:
针对矿井主通风机不停风倒机控制系统中工控机使用一定年限后容易死机的问题，提出将传感器连接到交换机上，并采用多台工控机同时读取数据的解决方法。针对温度巡检仪及电参数采集模块输出的RS485信号无法直接接入交换机的问题，提出增加串口服务器和增加PLC的RS485模块两种改进方案；分析了两种方案的优缺点，并最终选择增加PLC的RS485模块的方案。实际应用表明，系统改进后运行良好，达到了预期的效果。

应用于矿井LED电子显示牌的点阵式绘图软件设计

丁瑞琦, 贺耀宜, 王勇, 张卫国, 闫兆振, 苏琳

2012, 38(11): 11-13.

<摘要>(47) <PDF>(7)

摘要:
针对矿井LED电子显示牌采用矢量图技术绘图存在的图形绘制不精确、可视性差等问题，提出一种可应用于不同型号电子显示牌的点阵式绘图软件设计方案，介绍了该软件的总体设计及BMP图像的灰度化步骤。点阵式绘图软件基于组件的设计理念，实现了所见即所得的绘图功能、文字点阵转换功能、BMP图片导入/转换功能、ICO图标导入/导出功能、模拟显示功能及对外通用接口功能。比较发现，采用点阵式绘图软件绘制的原始图形及实际显示效果均明显好于采用矢量图技术绘制的图形。

煤矿管道瓦斯流量计量技术研究

李涛

2012, 38(11): 14-17.

<摘要>(91) <PDF>(22)

摘要:
阐述了煤矿管道瓦斯流量计量技术的发展现状，分析了孔板流量计、涡街流量计、皮托管流量计、旋进漩涡流量计、V锥流量计的优缺点;针对瓦斯流量测量准确度受气体中的杂质和瓦斯体积分数变化影响的问题，提出了解决办法;建议煤矿瓦斯抽放管网中的主管、干管、支管采用V锥流量计，汇流管以及各评价单元采用多点采样的插入式流量计；指出煤矿管道瓦斯流量计量应根据不同的现场状况、工况条件及测量需求选择相应的流量计。

工作面回风巷瓦斯分布研究及监测布置探讨

李忠辉, 樊新亭, 宋晓艳

2012, 38(11): 17-20.

<摘要>(43) <PDF>(6)

摘要:
测试了采煤工作面回风巷不同位置断面的瓦斯体积分数，作出了巷道断面的瓦斯分布云图，研究了回风流瓦斯体积分数分布规律, 得出结论：距离工作面不同位置的巷道断面上瓦斯体积分数分布是不均匀的，瓦斯随着风流运移约100 m后才能逐渐和空气混合均匀；上隅角涌出的采空区瓦斯对巷道瓦斯体积分数分布影响较大。对工作面回风流瓦斯监测及传感器布置提出了改进建议，即回风巷道瓦斯传感器应该布置在巷道的中线上，距离顶板不大于300 mm，距上隅角10 m处也应布置一个传感器测点。

电动轮矿用车启动电压降解决方法

刘强, 张强, 郭海全

2012, 38(11): 21-23.

<摘要>(46) <PDF>(6)

摘要:
针对电动轮矿用车在发动机启动后因蓄电池组电压降导致控制系统无法正常重启的问题，分析了发动机启动过程中蓄电池组的电压变化情况，提出了增加为控制系统单独供电的蓄电池组、修改控制线路2种解决方案；分析了2种方案的优缺点，认为方案2更佳。工厂调试和工业性实验表明，方案2表现优越。目前采用该方案的电动轮矿用车已在某矿山成功运行4 000 h，保证了发动机控制系统100%的启动成功率，而且启动过程安全、可靠。

基于D-FNN的混沌铁磁谐振系统非线性补偿控制方法

马草原, 刘建峰, 高山, 刘浩

2012, 38(11): 23-26.

<摘要>(47) <PDF>(5)

摘要:
针对电网混沌铁磁谐振系统产生的混沌现象，提出基于动态模糊神经网络的混沌铁磁谐振系统非线性补偿控制方法。该方法采用动态模糊神经网络来逼近系统的非线性部分，消除了过电压的混沌现象，将系统稳定到目标位置，实现了对系统的非线性补偿控制。Matlab仿真结果表明，基于动态模糊神经网络的非线性补偿控制方法控制结果正确，响应快速。

工矿供电系统谐波治理新方法研究

廖青华, 杨柳林, 李璨

2012, 38(11): 27-30.

<摘要>(48) <PDF>(5)

摘要:
针对现有无源滤波器滤波效果较差，易出现谐振过电压、谐波放大等现象的问题，提出一种基于基波谐振原理的谐波治理新方法。该方法在电网与无源滤波器之间的三相线路中分别串联一组由电感和电容组成的基波谐振电路，迫使谐波电流最大限度地流入无源滤波器，从而大幅提升滤波器的效率。实验结果表明，增加基波谐振电路后，电流畸变率从10.6%下降为0.942%，滤波效果更佳。

基于人工蜂群算法的电网故障诊断

韦晓广, 陈奎

2012, 38(11): 30-36.

<摘要>(81) <PDF>(4)

摘要:
针对电网故障诊断中的0-1规划问题，从代数和几何角度优化了人工蜂群算法。仿真结果表明，人工蜂群算法具有可行性和合理性，并且综合性能显著优于传统的遗传算法；在两种人工蜂群算法中，基于几何思想的人工蜂群算法具有更好的稳定性和搜索能力，更加适用于对稳定性和精准度要求很高的场合。

智能振动时效控制系统PWM设计

王安明

2012, 38(11): 36-39.

<摘要>(50) <PDF>(4)

摘要:
分析了智能振动时效控制系统在实现脉冲宽度调制时存在的单片机定时器定时时间过短、定时器初始值的写入方法、频率精度低等问题，给出了相应的解决方法；提出了利用单片机实现脉冲宽度调制的基本思路：定时器在高电平和低电平时分别定时，使单片机通用I/O口输出频率不变或频率可变而宽度不变的脉冲。Proteus 与Keil C联合仿真结果表明，智能振动时效控制系统脉冲宽度调制设计方法能够输出符合要求的脉冲信号。

基于半监督学习和支持向量机的煤与瓦斯突出预测研究

孙云霄, 方健, 马小平

2012, 38(11): 40-42.

<摘要>(62) <PDF>(6)

摘要:
针对支持向量机要求输入向量为已标记样本，而实际应用中已标记样本很难获取的问题，提出将半监督学习和支持向量机结合的煤与瓦斯突出预测方法；介绍了采用SVM预测煤与瓦斯突出的流程及其输入向量的选择；对半监督学习中的协同训练算法进行了改进：在同一属性集上训练2个不同分类器SVM和KNN，将2个分类器标记一致的样本加入训练集，从而充分利用未标记样本不断补充信息，更新训练集标记样本，达到强化训练集的目的。测试结果表明，改进后的算法比单独的支持向量机预测方法准确率更高。

一种改进的矿井区域选择性联锁保护方案设计

黄翠柏, 唐白山

2012, 38(11): 43-46.

<摘要>(56) <PDF>(4)

摘要:
针对井下综保开关因生产厂家不同和型号不同而存在的保护响应时间长、响应时间不确定等问题，在分析传统区域选择性联锁保护方案的基础上，提出了一种改进方案：将智能控制模块的开关闭锁信号接口串联在综保开关的脱扣信号回路中，采用1∶1霍尔型电流传感器从原保护装置的电流互感器的副边取电流信号作为智能控制模块采集的信号，直接通过电流传感器检测故障电流，使得各级保护响应不受综保开关的影响。测试表明，改进方案中智能控制模块的响应时间为800 μs，明显优于传统方案。

异步电动机故障诊断方法研究

史鹏飞

2012, 38(11): 46-49.

<摘要>(37) <PDF>(5)

摘要:
介绍了基于Park矢量变换的故障诊断方法、基于傅里叶变换的定子电流频谱分析、基于小波分析的故障诊断方法的原理，并分析探讨了该3种故障诊断方法在三相笼型异步电动机故障诊断中的应用效果。

主从履带复合式越障机器人软土行走研究

徐飞, 杨海忠

2012, 38(11): 50-52.

<摘要>(57) <PDF>(9)

摘要:
分析了履带行走系统的力学系统原理，并采用多体动力学软件RecurDyn对主从履带复合式越障机器人虚拟样机在平地软土路面环境中的行走状态进行了仿真分析。仿真结果表明，由于样机的重心位置没有与几何中心位置重合，导致引导轮下履带沉陷量较大，而压力分配不均匀又可能导致履带局部接地，降低履带寿命，因此设计时要注意车体重心的合理分配问题。

煤矿井下电网区域联锁保护方案及其实时性研究

董玉杰, 许丹, 郭益督, 余盈盈

2012, 38(11): 53-56.

<摘要>(48) <PDF>(4)

摘要:
针对煤矿井下供电系统通信网络无法满足数据传输实时性、可靠性的要求，很难同时实现保护速动性和选择性的问题，提出了基于交换式以太网的区域联锁保护方案，并采用OPNET网络仿真软件对交换式以太网进行了实时性研究。该方案采用树形结构的交换式以太网，在各综合保护装置上增加具备以太网通信接口的智能联锁装置，组成区域联锁系统。仿真结果表明，在同时有64个网络节点收发数据的极端情况下，网络整体延时最大值不超过0.65 ms，端到端最大延时不超过1 ms，整体数据收发流量比较平稳，说明交换式以太网具有很高的稳定性和可靠性，能够满足本区域联锁保护系统实时性要求，防止越级跳闸事故发生。

波特率自适应RS485隔离中继器设计

杨生元

2012, 38(11): 56-60.

<摘要>(81) <PDF>(7)

摘要:
针对传统RS485隔离中继器收发状态转换需要等待时间等问题，提出一种以单片机可编程计数器阵列为控制核心的波特率自适应RS485隔离中继器设计方案；分析了3种传统RS485隔离中继器的设计原理及其缺点，详细介绍了波特率自适应RS485隔离中继器的原理、计算波特率及字节实际发送时间的方法。实际应用表明，在通信波特率小于100 kbit/s的条件下，该中继器数据传输稳定可靠，完全满足矿用产品的远程数据通信要求。

一种矿用皮托管式风速传感器设计

蒋泽, 郝叶军, 刘炎

2012, 38(11): 61-63.

<摘要>(80) <PDF>(6)

摘要:
针对传统风速传感器因井下特殊环境常造成超声波探头性能减弱，不能正确反映环境风速值的问题，提出一种矿用皮托管式风速传感器设计方案，详细介绍了其原理及软硬件设计。该传感器采用S型皮托管测量风的压力，利用差压芯片计算差压信号值，并根据电信号、差压信号、风速之间的对应关系求取风速信息。实验结果表明，在0.4～15 m/s风速范围内，该传感器测量误差低于±0.2 m/s，且具有较好的温度稳定特性、贮存特性和防潮防堵性能。

矿井电网谐波治理及无功补偿的研究与应用

郭金龙, 吕景江, 王以磊

2012, 38(11): 64-66.

<摘要>(40) <PDF>(4)

摘要:
针对谐波污染会导致电网电压与电流发生畸变、浪费电网容量等问题，结合上海大屯能源股份有限公司姚桥煤矿的实际情况，进行了电能质量测试及分析，提出了采用SVG进行谐波治理及无功补偿的方案。谐波治理及无功补偿结果：电力系统功率因素从0.8～0.85提高到0.98～1；电压总谐波畸变率小于4.0%，奇次谐波畸变率小于3.0%，偶次谐波电压畸变率小于1.5%；各次谐波电流大大减少，电能质量得到很大改善。

辐射型配电网络中智能零时限电流保护的应用

丁静波

2012, 38(11): 67-69.

<摘要>(52) <PDF>(3)

摘要:
针对多级辐射状配电网络中传统电流保护无法同时满足选择性及速动性要求、存在保护死区等问题，介绍了一种智能零时限电流保护方案的原理及其应用实例。智能零时限电流保护采用光纤实现上下级电流保护间的信息交换，解决了上下级保护配合问题；将各级保护装置速断延时定值均整定为0 s，使得进线的速断保护可同时作为母线故障的主保护，从而解决了保护死区问题。应用结果表明，该方案能够成功地阻挡井下越级跳闸。

交流矿井提升机控制系统实训平台的设计

杨柳, 阎有运, 韩超超, 曹宏, 苏豪飞

2012, 38(11): 69-72.

<摘要>(92) <PDF>(3)

摘要:
设计了基于PLC的交流矿井提升机控制系统实训平台，介绍了控制系统的总体设计及软硬件设计方案。该控制系统采用S7-1200 PLC作为控制核心，三相异步电动机作为动力源，直流电动机作为负载，并分别采用变频器和直流调速器对三相异步电动机和直流电动机进行调速，实现了对交流矿井提升机在特定负载下运行工况的模拟。通过实训平台，受训人员能够基本了解现代交流矿井提升系统的运行原理与操作方法，从而达到培训目的。

基于工业以太网的顶板离层检测传感器设计

李学哲, 黄成玉

2012, 38(11): 73-76.

<摘要>(58) <PDF>(5)

摘要:
针对传统的顶板离层检测方法存在测量精度低、测量结果无法自动上传的问题，设计了一种基于工业以太网的顶板离层检测传感器。该传感器采用2个拉绳式位移传感器检测顶板离层的深部和浅部位移量，通过位移检测电路将拉绳式位移传感器输出的电流信号转换为电压信号，供单片机采样；单片机根据采样的电压值，分析计算深部和浅部位移，得到顶板离层量；计算结果通过以太网自动上传，供地面监控计算机分析使用。测试结果表明，该传感器可以实现顶板离层位移的精确测量，测量误差为±2.5%，并可以方便地上传测量结果。

基于Hadoop平台的OLAP煤炭销售数据分析系统

聂瑞, 卢建军, 卫晨

2012, 38(11): 77-80.

<摘要>(45) <PDF>(3)

摘要:
针对煤炭销售数据量大而信息量少的问题，开发了基于Hadoop平台的OLAP煤炭销售数据分析系统，介绍了系统设计思想及架构，并以销售量统计为例阐述了实现数据深层次快速挖掘和直观显示的具体过程。该系统利用Hadoop云平台对数据进行ETL处理，创建Hive分布式数据仓库，并采用Hive的HQL语言进行OLAP统计分析，能够快速、准确地实现对销售量信息的多层次、多角度、深层次的数据挖掘、统计和分析，并直观、多角度地反映数据分析结果。

防爆柴油机车自动保护装置测温方法研究

李飞

2012, 38(11): 81-83.

<摘要>(68) <PDF>(3)

摘要:
分析了常用的温度监测方法，指出铂热电阻测温方法比较适用于柴油机车自动保护装置的温度监测，并介绍了铂热电阻测温方法的具体实现。该方法根据ADC采样值计算铂热电阻的阻值，并根据铂热电阻与测点温度的关系计算温度值。工业现场应用结果表明，该测温方法反应速度快，在测温范围内特性稳定，长期运行温度无漂移。

基于LonWorks总线的全分布式瓦斯监控系统

杨帅, 周奎, 薛岚

2012, 38(11): 84-87.

<摘要>(72) <PDF>(3)

摘要:
针对传统主从式瓦斯监控系统布线复杂、信息传输误码率高等问题，提出利用LonWorks技术构建全分布式瓦斯监控系统，介绍了基于LonWorks总线的全分布式瓦斯监控系统的结构及软硬件设计。该系统由监控分站、网络控制器和监控工作站三层结构组成，其中网络控制器用于实现监控分站与监控工作站的远程通信，监控分站完成对瓦斯的现场监控。测试结果表明，基于LonWorks总线的全分布式瓦斯监控系统性能良好，在一定条件下控制执行时间不大于1 s，传输误码率小于10-6。

压风机热能回收系统在车集选煤厂的应用

张文斌, 刘献普

2012, 38(11): 87-89.

<摘要>(57) <PDF>(4)

摘要:
针对压风机排出的热能无法得到有效的回收利用、造成极大能源浪费等问题，结合车集选煤厂热能系统的现状，提出采用压风机热能回收系统回收压风机产生的余热，并取代锅炉房为选煤厂澡堂供热的方案。对压风机热能回收系统进行了效益分析，结果表明，该系统每天可回收热量约8 820 MJ，一年可节约电费49.39万元，不仅具有节能减排的效果，还为企业节约了大量成本。

中置式高压电容器柜改进设计

张红光, 王玲, 乔俊力

2012, 38(11): 90-93.

<摘要>(42) <PDF>(3)

摘要:
分析了南屯煤矿白马河风井变电所高压电容器柜原设计方案存在的问题，并对其进行了改进设计：选用适用于容性负载的真空断路器；添加放电线圈，并将放电线圈与电容器直接并联，使放电线圈与电容器组成一个完整的放电回路；添加接地开关，接地开关既有机械闭锁又有电气联锁，操作方便，安全性高。实际应用表明，改进设计后的高压电容器柜功能更加完善，更加安全、可靠。

煤矿斜巷轨道运输综合监控系统设计

张永福, 史二听, 田建军, 杨坤

2012, 38(11): 93-95.

<摘要>(60) <PDF>(4)

摘要:
针对目前大多数矿井斜巷运输设施可靠性差、控制方式落后的问题，提出了以PLC为控制核心的煤矿斜巷轨道运输综合监控系统设计方案，详细介绍了系统结构、主要现场设备及系统功能。该系统实现了绞车速度、位置测量及行车人员监测，通过视频监视装置实现了斜巷的可视化，通过通信联络装置实现了各区段维护人员与绞车司机、地面人员与斜巷人员的联系。实际应用表明，该系统操作灵活方便，可靠性强。

智能化电能质量监测、分析、管理系统的研究

张鹏飞

2012, 38(11): 96-98.

<摘要>(39) <PDF>(7)

摘要:
介绍了一种智能化电能质量监测、分析、管理系统，重点研究了系统的总体结构、软件架构及各功能模块。该系统能够对变电站的用电情况和电能质量进行实时在线监测，自动对收集的资料进行分类处理，实现了对电能质量的在线分析及关联分析、应急报警等功能，为电网规划、电能质量趋势预测、事件预测、污染源治理以及电能质量纠纷的解决提供了参考依据。

矿井地质记录中手写数字自动识别方法

马飞, 程荣花, 吕海莲

2012, 38(11): 99-101.

<摘要>(64) <PDF>(3)

摘要:
针对目前矿井地质记录中采用人工判读方式识别手写数字效率较低的问题，提出了一种手写数字自动识别方法，详细介绍了颜色过滤及数字区域定位、数字分割、样本训练、数字识别等步骤。该方法利用计算机图像处理技术实现了对特定区域数字的自动定位和识别，提高了工作效率。

大采高采煤机挡矸装置的改进设计

李赫, 张啸, 张丽明, 闫鹏飞

2012, 38(11): 101-103.

<摘要>(41) <PDF>(3)

摘要:
分析了传统的大采高采煤机挡矸装置的结构原理、技术特点及存在的问题，提出了改进设计并进行了仿真分析。通过增加油缸数量、加强加厚顶护板、将刚性连接改为柔性连接、增设分流集流阀等手段，实现了对挡板的动态调节和支护，有效地提高了挡矸装置的可靠性和采煤机的开采效率。仿真结果表明，改进后的挡矸装置受力更均匀，挡板能承受的力更大。

一种基于区域保护原理的防越级跳闸系统

赵富裕

2012, 38(11): 104-106.

<摘要>(37) <PDF>(3)

摘要:
介绍了一种基于区域保护原理的防越级跳闸系统，详细阐述了区域保护技术的基本思想及工作过程、保护闭锁信号产生及控制逻辑，并以某煤矿供电系统为例进行了实例分析。分析结果表明，基于区域保护原理的防越级跳闸系统使得井下变电所的继电保护不再依靠故障电流值和动作时间的配合，可准确快速地切除故障，实现保护选择性，大大提高了井下变电所的保护水平。

基于PLC的单轨吊司控道岔系统设计

肖林京, 郭帅, 高峰, 孙传余

2012, 38(11): 106-108.

<摘要>(59) <PDF>(4)

摘要:
针对单轨吊道岔人工就地控制方式可能导致单轨吊频繁启停、影响运输的连贯性等问题，设计了一种基于PLC的单轨吊司控道岔系统。该系统以PLC为控制核心，实现了道岔远程司控、道岔状态指示、故障报警等功能，保障了单轨吊运输的安全性、连续性，提高了煤矿辅助运输系统的自动化程度和工作效率。

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2012年第38卷第11期

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