工矿自动化

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李骏, 林福严

2014, 40(2): 1-4. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.001

<摘要>(67) <PDF>(7)

摘要:
给出了采煤机自动控制系统结构；介绍了采煤机自动控制的实现：采用全截深双向跟机自动化割煤工艺和采煤机记忆截割技术，通过定义采煤机的位置参数和采煤机记忆截割参数表、液压支架跟机操作状态表，实现1个采样间隔长度内采煤机割煤流程，针对煤层条件突变采用基于人工免疫的方法处理；研究了基于灰色系统理论的采煤机自动控制优化方法。测试结果验证了该方法的可行性。

矿用大容量磷酸铁锂电池管理系统设计

芮骐骅, 赵亮, 王磊, 李继云

2014, 40(2): 5-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.002

<摘要>(53) <PDF>(9)

摘要:
为了保证矿用磷酸铁锂电池的安全性，结合煤矿工业实际需求，设计了8节单体60 A?h磷酸铁锂电池串联、24 V额定电压输出的矿用电池管理系统。该系统将微处理器配合集成芯片LTC6803组成电池保护模块，利用安时法估算电池组电量，采用电阻分流型均衡技术改善电池组性能。现场应用结果表明，该系统运行稳定可靠，保证了矿用磷酸铁锂电池的安全高效性。

基于ZigBee的井下人员生理指标监测系统设计

黄剑波, 朱宗玖, 徐欢

2014, 40(2): 8-10. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.003

<摘要>(56) <PDF>(4)

摘要:
针对传统的井下人员监测系统多用于井下人员的定位而无法实时获取井下人员生理指标的问题，设计了一种基于ZigBee的井下人员生理指标监测系统。该系统通过多个无线传感器采集井下人员生理指标，路由器接收传感器采集到的生理指标数据，并通过无线链路发送给网关；网关通过以太网接口将数据上传到地面监测中心，实现井下人员生理指标的实时监测。测试结果表明，该系统满足心率监测要求，进一步提高了煤矿安全管理水平。

一种新型井下人员组合定位系统设计

刘勇, 罗宇锋, 王红旗, 李芳

2014, 40(2): 11-15. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.004

<摘要>(57) <PDF>(4)

摘要:
针对目前井下人员定位精度低、无法实时全局定位、搜救被困人员困难等问题，设计了一种基于微惯性测量组合（MIMU）导航技术和WiFi技术相结合的井下人员组合定位系统；给出了发生矿难后的基于该组合定位系统的搜救方案。该系统利用WiFi提供的可靠位置信息来给定MIMU最初的位置信息并校正MIMU的位置，弥补了MIMU误差随时间累积的缺点；利用MIMU的实时全局定位来弥补WiFi的局部定位。选用卡尔曼滤波将两者进行信息融合，进行最优组合处理。测试结果表明，该系统实现了对矿井井下人员实时三维全局定位及快速搜救，具有一定的工程实际意义。

工业无线网络WIA—PA终端节点设计

杜小杰, 王永皎

2014, 40(2): 15-18. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.005

<摘要>(109) <PDF>(4)

摘要:
针对在恶劣的工作环境下工业无线网络WIA-PA的可靠性问题，分析了WIA-PA的特点，详细介绍了WIA-PA终端节点的硬件及软件设计。测试结果表明，设计的WIA-PA终端节点的射频距离在没有外界干扰的情况下为600 m，在有外界干扰的情况下为400 m，满足WIA-PA的需求。

矿用起重机能耗感知系统Sink节点设计

张峰, 宋泊明, 徐溪, 徐钊

2014, 40(2): 19-22. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.006

<摘要>(102) <PDF>(5)

摘要:
针对采用有线传输方式难以实时监测起重机能耗的问题，提出了一种基于无线传感器网络的矿用起重机能耗感知系统Sink节点软硬件设计方案。该节点采用CC2530无线射频芯片实现起重机工作参数的采集和无线收发，采用ENC28J60以太网控制器将接收到的采样数据转换成以太网数据包，上传给后台监控中心；在分析uIP协议栈的数据通信流程与特点的基础上，详细阐述了uIP协议栈在CC2530芯片上的移植，以及Sink节点功能函数的编写。测试结果验证了该设计方案能够准确地实现TCP数据包的传输，满足矿用起重机能耗感知系统数据传输需求。

数字矿山信息标准化基本方法探讨

潘涛, 王继生, 张骐, 史有群

2014, 40(2): 23-26. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.007

<摘要>(82) <PDF>(10)

摘要:
从信息标准化的角度探讨了数字矿山建设过程中的基本内容，包括信息标准化的体系结构、分类。按照生产管理的特点把数字矿山的信息标准划分为总体标准、信息资源标准、基础信息标准、应用系统标准和信息技术标准，重点描述了数据元和元数据的概念和描述方法，给出了数据集分类方法和数据描述实例，为数字矿山建设过程中信息标准化奠定基础。

传感器在我国选煤厂的应用

孙庆芳, 匡亚莉, 桑凯, 曹冰

2014, 40(2): 26-29. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.008

<摘要>(79) <PDF>(8)

摘要:
介绍了各类传感器在我国选煤厂主要选煤工艺如跳汰、重介选煤、浮选和煤炭称重、配煤调度中的应用和优缺点，提出了新型传感器要朝着智能化、多功能化、高精度化的方向发展。

强力输送带接头抽动检测算法研究

樊荣, 张荣华, 方崇全, 胡宗亮

2014, 40(2): 30-33. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.009

<摘要>(40) <PDF>(3)

摘要:
针对现有的强力输送带接头检测算法存在效率低、实时性差、精度不高的问题，提出一种基于迭代阈值法图像分割的接头抽动检测算法。由于X射线图像由不同的探测板传回的数据组成，该算法首先采用迭代法对X射线图像进行阈值分割；然后根据接头的特征，在接头与背景交接处通过Y-差分算法进行接头检测；最后根据接头相邻距离进行匹配，并计算匹配点之间的垂直距离实现接头抽动检测。实验结果表明，该算法检测精度高、速度快，满足实际应用要求，为煤矿安全运输提供了保障。

煤矿设备润滑油故障诊断研究

王守艺, 李臻, 朱益军, 陈思安

2014, 40(2): 33-36. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.010

<摘要>(43) <PDF>(5)

摘要:
针对传统润滑油分析方法存在测试及分析周期较长、成本较高、不能系统地反映润滑油状态及煤矿设备运行状况的问题，提出了一种多参数融合诊断方法。该方法通过采集煤矿设备在用润滑油的黏度、密度、介电常数和温度来构造润滑油多参数模式向量，对待检状态的模式向量与标准模式向量进行分析来判断设备所属状态；对比润滑油的铁谱分析结果，发掘润滑油污染状态参数的内在关联和变化规律。实验结果表明，该方法可实现润滑油污染状态及煤矿设备运行状况的准确、快速诊断。

基于模型驱动架构的煤质管理系统测试研究

张小艳, 杨阳, 文辉

2014, 40(2): 36-39. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.011

<摘要>(28) <PDF>(4)

摘要:
针对煤质管理系统不断变化的业务逻辑、软件开发成本过高并难以维护的问题，提出了一种基于模型驱动架构的模型测试方法。通过建立测试模型，在加入动作规约语言的基础上执行测试用例和反馈测试结果，发现模型缺陷并及时重构，从而提高系统质量。结合煤质管理系统回采和掘进工作面绘制进行建模和测试，验证了该方法的可行性。

一种有效的齿轮故障识别方法

张文斌

2014, 40(2): 40-44. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.012

<摘要>(32) <PDF>(2)

摘要:
针对齿轮故障特征信息往往被信号中的噪声淹没的问题，提出了一种基于谐波小波包、样本熵和灰色关联度的齿轮故障识别方法。首先，采用顺序形态滤波器，并结合实际选用最简单的直线结构元素，对实测齿轮振动信号进行顺序形态滤波降噪预处理。然后，采用谐波小波包将不同故障的齿轮振动信号分解到3层共8个频带上，并计算各频带的样本熵。最后，以样本熵为元素构造特征向量，通过计算标准故障模式特征向量与待识别样本的灰色关联度来判断齿轮的工作状态和故障类型。试验结果表明，该方法能够有效地应用于齿轮系统的故障诊断。

基于永磁同步电动机的矿用电机车调速系统设计

张俊卿, 梅奕, 黄友锐, 凌六一

2014, 40(2): 45-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.013

<摘要>(32) <PDF>(2)

摘要:
针对采用传统直流调速系统的矿用电机车在实际运行过程中存在维护量大、故障率高等问题，设计了一种基于永磁同步电动机的矿用电机车交流调速系统。该系统以TMS320F28335为控制核心，配合电流采样、转速测量等外围电路，采用直接转矩控制策略，实现了对电机车的高精度控制。实验结果表明，该系统调速性能良好、动态响应速度快、维护量低。

电缆长度对采煤机变频调速系统性能影响的研究

刘聪, 刘振坚

2014, 40(2): 49-53. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.014

<摘要>(20) <PDF>(3)

摘要:
为了研究长电缆对采煤机变频调速性能的影响，对不同长度牵引电缆进行了加载试验。理论分析和试验研究表明，输出电缆对变频器和电动机的影响与电缆长度有密切关系，随着电缆长度增加，其不良影响明显加剧；可通过优化变频器参数改善电动机负载能力，利用滤波器有效抑制变频器输出谐波，从而减小长电缆对采煤机变频调速系统性能的负面影响。

矿井提升机直接转矩控制系统转矩脉动最优控制

王真, 陈召磊, 曹晓冬

2014, 40(2): 54-58. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.015

<摘要>(39) <PDF>(3)

摘要:
针对矿井提升机直接转矩控制系统低速段运行时存在转矩脉动过大的问题，提出了一种矿井提升机转矩脉动最优控制方法。该方法以预测模型为基础，采用零电压矢量注入方式进行最优电压矢量的占空比调整。整个占空比计算过程以转矩脉动最小为设计指标，采用在线计算的方式实时获得最优占空比。实验结果表明，该方法在低速时可有效减小电动机转矩脉动，获得优异的转矩控制性能。

某煤矿通风机站直配线路防雷保护方法研究

周易龙, 熊家伟, 邓杰文, 赵宪, 阳萍华, 童年

2014, 40(2): 58-62. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.016

<摘要>(21) <PDF>(2)

摘要:
针对直配线路上的旋转电动机易受雷击损坏的问题，分析了某煤矿通风机站直配线路的防雷保护现状及存在的问题，指出直配线路仅依靠避雷器的保护是不够的，旋转电动机的防雷保护应考虑主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护要求；提出了一种安全可靠的防雷保护方法，即在直配线路母线侧避雷器端并联电容、电缆进线端串联电抗的方法，并分别从旋转电动机主绝缘、匝间绝缘和感应雷过电压防护等方面进行效果分析。仿真结果表明，该防雷保护方法能有效限制雷电侵入波的陡度和幅值。

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

董瑞洪, 薛红录, 林国富, 党存禄

2014, 40(2): 63-67. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.017

<摘要>(43) <PDF>(2)

摘要:
针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题，在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统；同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上，采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进，从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。

基于双调谐滤波的动态电压恢复器设计

巫付专, 侯婷婷

2014, 40(2): 68-72. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.018

<摘要>(32) <PDF>(2)

摘要:
针对储能装置为不可控整流器的动态电压恢复器易造成直流侧电压不稳定以及电网谐波污染的问题，给出了采用低通滤波和电压闭环控制策略稳定直流侧电压的方法；提出了在不可控整流器前并联双调谐滤波器来滤除谐波，降低储能装置对电网的谐波污染的方法，并详细介绍了双调谐滤波器参数的设计原则。仿真和实验结果验证了设计的合理性。

白光LED煤矿工作面可见光通信调制技术研究

徐鲁辉, 张言明, 刘运真

2014, 40(2): 73-75. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.019

<摘要>(38) <PDF>(5)

摘要:
介绍了煤矿工作面可见光通信系统总体结构；研究了煤矿工作面可见光通信关键技术，包括载波调制技术、调制驱动电路设计以及调制带宽，得出兼顾带宽和发光效率的白光LED是理想的可见光通信系统光源。

煤层瓦斯资源量预测研究

宁志勇

2014, 40(2): 76-80. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.020

<摘要>(41) <PDF>(2)

摘要:
利用VBA语言对AutoCAD进行二次开发，通过拓展数据功能实现对矿井瓦斯地质图中瓦斯抽采钻孔的钻孔初始瓦斯流量、钻孔瓦斯流量衰减系数和钻孔抽采起止日期等钻孔属性信息的赋值和查询，并根据钻孔初始瓦斯流量和百米钻孔瓦斯流量分别实现了块段内钻孔瓦斯抽采量的预测；在矿井瓦斯地质图的基础上，应用距离幂次反比法和瓦斯地质统计法实现了块段内瓦斯资源量、瓦斯剩余量的自动计算。实际应用结果表明，瓦斯资源量和钻孔瓦斯抽采量的预测误差为3.7%，预测结果为煤层瓦斯资源量和瓦斯抽采效果的评价提供了参考。

煤矿安全生产智能管理平台设计与分析

彭渝, 王安义

2014, 40(2): 80-83. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.021

<摘要>(59) <PDF>(4)

摘要:
给出了煤矿安全生产智能管理平台的建设目标，介绍了该平台的总体设计及实现；结合该平台在某矿销售部的实际应用案例，表明该平台实现了对煤矿实时动态的精细化管理。

基于4M-C-I煤矿安全评价指标体系的灰色关联分析

吴开兴, 贾明灿, 张惠民

2014, 40(2): 84-87. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.022

<摘要>(37) <PDF>(2)

摘要:
针对现有煤矿安全评价指标体系不能全面体现事故发生根本原因的问题，从人员、设备、环境、管理、安全文化和安全信息6个方面分析了煤矿安全评价影响因素，给出了煤矿事故轨迹交叉致因模型，建立了煤矿安全评价指标体系，对影响煤矿安全事故的因素进行灰色关联分析，明确各因素间的耦合及关联关系。应用结果表明，该分析能客观评价煤矿企业的真实安全程度，为煤矿事故预测提供实施决策管理。

基于虚拟现实技术的煤矿安全培训系统

张红岩

2014, 40(2): 88-92. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.023

<摘要>(51) <PDF>(7)

摘要:
针对传统煤矿安全培训手段单一、效果不理想的问题，提出了基于虚拟现实技术的煤矿安全培训系统。该系统应用虚拟现实开发软件3DS MAX和Virtools DEV来完成设备建模、场景构建和交互式系统的开发，实现了煤矿风险预控、事故案例再现和事故应急救援的仿真。应用结果表明，该系统通过三维仿真和交互形式可有效提高煤矿安全培训的针对性和实施效果，达到提高安全意识、减少安全事故的目的。

矿用便携式多参数气体检测仪设计

陶德保, 朱峰, 江涛, 陆小丽

2014, 40(2): 92-95. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.024

<摘要>(40) <PDF>(3)

摘要:
针对现有气体检测仪只能同时检测一种气体的问题，设计了一种矿用便携式多参数气体检测仪。该检测仪采用低功耗单片机作为核心处理器，可完成实时参数（温度、CO、CH4、H2S、O2）检测、信息（气体体积分数、时间、温度、电量）液晶显示、报警数据的存储及查询、无线数据传输等功能。实际应用表明，该检测仪具有使用携带方便、测量准确、可视性好、低功耗等特点。

光纤光栅位移传感器在边坡监测中的应用研究

孙健

2014, 40(2): 95-98. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.025

<摘要>(63) <PDF>(5)

摘要:
针对传统的边坡监测不能依据边坡工程实际实时动态地掌握边坡发展、变形、破坏过程的问题，提出将光纤光栅位移传感器布设在露天矿工程潜在滑动面上对位移数据进行精确采集并预警的方法。该方法根据得到的位移数据掌握边坡变形破坏过程，然后依据边坡发展变化规律判别滑坡的临滑时刻，从而作出及时准确的预警。试验结果表明，将光纤光栅位移传感器应用在边坡监测中能够得到动态的位移监测曲线，同时依此作出的预警十分准确有效。

基于WCDMA网络的矿井水文无线监测分站设计

武斌, 欧阳名三, 张玲玲

2014, 40(2): 99-101. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.026

<摘要>(51) <PDF>(3)

摘要:
针对水文变化快、监测数据量大、地理位置偏远的场合，设计了一种基于WCDMA网络的矿井水文无线监测分站。利用监测分站上的变送器对矿井水位、水温、水压等参数进行测量，再通过WCDMA网络将所测数据远程传输到监控中心，同时采用SMS短消息链路传输实现短消息报警功能，增强了监测分站的可靠性。

矿用防爆无轨胶轮车数据采集装置设计

杨小凤

2014, 40(2): 102-104. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.027

<摘要>(40) <PDF>(4)

摘要:
针对传统防爆无轨胶轮车数据采集有限、采集方式集中的问题，设计了一种矿用防爆无轨胶轮车数据采集装置。介绍了相关行业标准中自动保护数据要求，指出防爆无轨胶轮车应采集温度、液位、压力、频率4种类型数据；给出了采集数据所用传感器的选型思路和信号采集原理框图。应用结果表明，该装置能够动态增减变送器数量、性能稳定、应用可靠。

一种新型煤矿瓦斯抽放站防雷接地方法

陈锦麟, 潘欢, 童年, 周利兵

2014, 40(2): 105-108. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.028

<摘要>(40) <PDF>(2)

摘要:
针对目前煤矿瓦斯抽放站使用独立避雷针防护直击雷这一现状，分析了其所存在的问题及隐患，提出了一种新型防雷接地方法。该方法用防雷构架、上层避雷网取代避雷针以防护直击雷，用侧向防绕击避雷线以防护雷电绕击，同时外引接地装置，保证其与站内的易燃、易爆物质保持一定的安全距离。实际应用结果表明，该方法具有良好的防雷效果，对油库、煤气站等其他易燃、易爆场所的直击雷防护及接地也具有借鉴价值。

副井提升系统安全回路及上位机优化改造

杜昆

2014, 40(2): 109-112. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.029

<摘要>(36) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿副井提升系统安全回路软硬件及上位机中存在的不足进行了优化改造，改进了过卷试验方式，将闸系统紧停信号引入安全回路，并将安全回路各节点状态信号引入RSView32人机界面，实时显示安全回路状态；根据现场检修需要，在上位机增加了复位显示功能及行程偏差大报警信号。实际应用表明，该优化改造可迅速定位故障节点，实现软硬件互查。

矿山安全生产应急救援指挥系统设计

郑家宋

2014, 40(2): 112-114. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.02.030

<摘要>(40) <PDF>(3)

摘要:
针对目前的煤矿应急救援指挥存在难以快速地进行联动和信息共享的问题，设计了一种矿山安全生产应急救援指挥系统。介绍了该系统的信息传输网络拓扑和软件功能模块设计。实际应用表明，该系统可及时提供发生事故矿井的基本信息、应急预案、各种矿井图纸以及应急人员、设备物资、救援车辆等救援资源的分布情况，为安全生产应急救援和指挥决策提供了全方位的信息支撑。

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