工矿自动化

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董丁稳, 屈世甲, 王红刚

2015, 41(9): 1-4. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.001

<摘要>(85) <PDF>(7)

摘要:
针对矿井瓦斯监测数据包含异常数据、存在数据缺失及数据含噪等特征，提出了瓦斯监测数据预处理方法。首先利用移动平均线处理法或自回归模型处理法进行异常数据替代，然后采用三次指数平滑法补齐缺失数据，最后通过小波软阈值法进行数据消噪处理。实例分析表明，该方法可在不改变瓦斯监测数据统计特征的基础上，消除异常数据的干扰，保证监测数据的完整性，使监测数据表现特征平滑、波动性较小。

矿用雷达物位监控装置研究

叶锦娇

2015, 41(9): 5-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.002

<摘要>(76) <PDF>(8)

摘要:
针对目前煤位测量采用超声波测量方法，存在抗干扰性差、可靠性不高等缺点，设计了一种矿用雷达物位监控装置。该装置通过物位传感器发射高频电磁波到被测物体，采用噪声阈值处理技术、滤波处理技术和虚假回波处理技术处理反射信号，实现了对物位的实时、高精度测量。测试结果表明，该装置可靠性高、测量误差较小、抗干扰性强。

探地雷达探测煤岩界面的方法与试验

李亮, 王昕, 胡克想, 赵端, 丁恩杰

2015, 41(9): 8-11. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.003

<摘要>(108) <PDF>(8)

摘要:
介绍了探地雷达探测煤岩界面的原理，探讨了利用探地雷达技术进行煤岩界面探测的可行性与实用性，经理论分析，证明200 MHz~1 GHz的雷达天线可实现绝大多数的煤岩界面探测；采用LTD-2100探地雷达在郭庄煤矿进行了相关试验，结果表明，400 MHz雷达天线可实现气煤-砂岩界面的探测，且误差较小。

一种新型智能矿灯充电柜设计

黄鹤松, 魏国招, 廖玉波, 张人元, 魏兰磊

2015, 41(9): 11-14. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.004

<摘要>(93) <PDF>(10)

摘要:
针对煤矿目前矿灯电池种类多，存在各种不同的矿灯充电方式的问题，设计了一种可兼容多种矿灯类型的智能矿灯充电柜。该充电柜可精确控制锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍氢电池及铅酸蓄电池的充电电压、充电电流，还可检测与显示矿灯充电状态、矿灯在架、电池故障等信息以及对电池健康状态进行快速鉴定、维护等。

一种新型装载机动态定量装车系统设计

宗伟林, 李佳, 张亚健, 尚应民, 王业超, 裴毅, 陈德同

2015, 41(9): 15-18. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.005

<摘要>(67) <PDF>(7)

摘要:
针对现有煤炭装运方式存在装载效率低的问题，根据煤炭企业的实际情况，设计了一种新型装载机动态定量装车系统，介绍了该系统的硬件、软件设计及数据处理方法。该系统无需中途停斗计量，在装载机作业的过程中即可完成称重作业，并可实时准确显示货物质量；利用组态软件还可实现多机协同装载，提高了装载机的装载效率。

微波干燥煤环境下的模拟信号光纤传输系统设计

高仙儒, 周新志

2015, 41(9): 18-21. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.006

<摘要>(48) <PDF>(5)

摘要:
在大功率微波环境下，电信号的传输极易受电磁干扰的影响而损失传输精度。针对该问题，设计了一种微波干燥煤环境下的模拟信号光纤传输系统。该系统基于V/F转换，以光纤为传输通道，FPGA为频率测量计，ARM为数据处理控制器，可以有效抑制电磁干扰和提高传输精度。实验结果表明，该系统抗干扰能力强，传输距离远，稳定性高，且电路结构简单，模拟小信号传输误差小于0.1%,为复杂环境中的模拟信号传输提供了一个优良的解决方案。

矿用开关磁阻电机车控制系统设计

李瑞金

2015, 41(9): 22-25. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.007

<摘要>(59) <PDF>(4)

摘要:
为了改善蓄电池电机车在煤矿井下的工作性能，同时降低能耗、提高工作效率，设计了一种基于ARM的开关磁阻电机车控制系统。该系统采用角度位置控制与电压斩波控制相结合的控制方式，应用转矩分配函数控制策略，结合速度、电流双闭环系统实现对蓄电池电机车的控制。实验结果表明，该系统转矩脉动小，效率高，具有较强的鲁棒性和良好的调速性能。

含瓦斯煤循环加载破坏表面电位实验研究

刘永杰, 陈鹏, 张立强, 李思瑶

2015, 41(9): 26-30. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.008

<摘要>(64) <PDF>(2)

摘要:
为了研究循环加载条件下瓦斯对煤体破坏表面电位的影响，搭建了含瓦斯煤受载破坏表面电位实验系统，测试并分析了不同瓦斯压力条件下，煤体循环加载破坏产生表面电位信号的特征规律，探讨了有瓦斯参与情况下煤体受载破坏的机理。实验结果表明，煤体在有瓦斯的条件下受载破坏能够产生表面电位信号，且电位信号与应力和瓦斯的变化趋势具有一定的关联性；对于同一类型煤样，随着充入瓦斯压力的增加，电位信号最大时的应力水平逐渐减小；在循环加载过程中，当应力超过前一次加载应力最大值时，电位信号明显增大。

矿层无线透地系统中甚低频电磁波的传播特性

贾雨龙, 李凤霞, 陶晋宜, 王鹏

2015, 41(9): 31-33. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.009

<摘要>(105) <PDF>(3)

摘要:
基于麦克斯韦方程组建立了甚低频电磁波在矿层中的传播模型，研究了甚低频电磁波在矿井巷道与矿层分界面、矿层中、矿层与地面分界面的传播特性，得出结论：甚低频电磁波由矿井巷道向矿层传播时，均近似垂直于分界面入射；由矿层向地面传播时，临界角非常小，在分界面发生全反射，部分电磁波无法穿透地面。

2种止回阀对长输管道振动特性影响研究

吕馥言, 曹平, 贾旋凯, 高洁, 郝雪弟, 吴淼

2015, 41(9): 34-39. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.010

<摘要>(72) <PDF>(3)

摘要:
为了研究不同止回阀的执行效果，分别在装有弹簧被动式止回阀和液压主动式止回阀的试验系统进行振动试验，研究管道时域信号及频域信号的规律，比较2种止回阀在管道中作用时对管道振动强度的影响。试验结果表明，液压主动式止回阀能够更明显地降低管道振动强度，该结论为确定合理的管道输送参数提供了依据。

基于模糊控制的煤矿主井通风机不停风倒机自动控制系统设计

董素玲

2015, 41(9): 39-43. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.011

<摘要>(40) <PDF>(4)

摘要:
针对现有通风机不停风倒机控制系统中存在通风机启动风阻过大、喘振等问题，提出了基于通风机风门开度调节的热备用方案，设计了基于模糊控制的煤矿通风机不停风倒机自动控制系统。该系统采用PLC为控制核心，使用模糊控制算法对主要通风机的运行工况进行分析，不依赖电动机运行状态方程及参数，自动选择最佳输出量对2台通风机进行控制，以实现整体风量稳定的同时顺利完成倒机。应用结果表明，该系统运行鲁棒性好，可实现在倒机过程中通风系统的稳定运行，消除了原倒机系统可能存在的瓦斯积聚和超限的隐患。

基于JSCORS的矿区变形监测基准站选取研究

陈忠伟, 陈西斌, 邱川, 张书毕

2015, 41(9): 44-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.012

<摘要>(29) <PDF>(4)

摘要:
基于JSCORS网数据信息，结合某矿区实测变形监测GPS网中的6个站点解算，讨论了CORS基准站数量及其分布对矿区变形监测GPS网数据解算精度的影响。实验结果表明，处理区域GPS网时，最好选取CORS基准站提供的参考框架，且CORS基准站空间分布要尽量均匀，个数为4个即可，但是不必选择位于区域同一侧的CORS基准站。这一结论可为选取合适的CORS基准站处理区域GPS网数据提供依据。

一种新型电动机转子断条故障诊断方法

徐懂理

2015, 41(9): 49-53. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.013

<摘要>(33) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的谱分析理论存在因加窗和截断造成频谱泄漏、谱分析困难等问题，提出了一种基于AR模型和LMS自适应陷波的电动机转子断条故障诊断方法。该方法采用LMS自适应陷波滤除定子电流基波分量，再进行AR参数模型谱估计，可精确检测出故障特征量的幅值和频率，为电动机转子断条故障的检测提供了一条新途径。

井下人员人脸识别方法研究

杨卓

2015, 41(9): 53-57. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.014

<摘要>(45) <PDF>(4)

摘要:
针对光照突变、视角变化以及遮挡等因素容易导致井下人员人脸识别精确度低的问题，提出了一种隐马尔科夫模型下基于SIFT特征的人脸识别方法。该方法将提取的SIFT特征作为隐马尔科夫模型的训练样本，经训练建立精准匹配库，对人脸部位和非人脸部位的SIFT特征进行分类，从而实现人脸图像的识别。实验结果表明，该方法识别速度快、准确率高，平均识别准确率达97.14%。

基于改进粒子群算法的阶梯波调制功率均衡控制策略

叶满园, 黄凯峰

2015, 41(9): 57-62. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.015

<摘要>(41) <PDF>(2)

摘要:
针对级联型多电平逆变器阶梯波调制时各级联单元输出功率不均衡问题，提出采用调整脉冲开关角的阶梯波调制功率均衡控制策略，该策略以1/4输出周期为单位互换各级联单元的输出电压波形，从而实现各级联单元在1个输出周期内的功率均衡。同时将一种基于惯性权重动态调整的粒子群算法引入到对阶梯波调制功率均衡控制策略下开关角的求解中，该算法不需要开关角初值，随着迭代次数的增加而动态减小惯性权重，能快速有效地求解出开关角最优解。仿真结果验证了基于改进粒子群算法的阶梯波调制功率均衡控制策略的可行性及有效性。

煤矿外因火灾早期探测方法研究

王媛彬, 马宪民

2015, 41(9): 63-66. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.016

<摘要>(53) <PDF>(4)

摘要:
针对煤矿井下环境特点，提出了基于数字图像处理和支持向量机的煤矿外因火灾早期探测方法。该方法根据火灾初期的变化特征，用图像处理方法提取温度变化率、面积增长率、火焰闪烁频率和整体稳定性等特征值，并将其作为输入信号，利用支持向量机进行数据融合后实现火灾探测。实验结果表明，该方法能够对煤矿井下高危火源和干扰信号进行分类识别，具有探测率高、误判率低、实时性好、鲁棒性强的特点。

基于Petri网的煤矿瓦斯爆炸危险源分析

杨萌萌, 袁梅, 许石青

2015, 41(9): 67-70. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.017

<摘要>(43) <PDF>(3)

摘要:
通过分析与煤矿瓦斯爆炸相关的危险源，将Petri网理论与瓦斯爆炸演变过程结合起来，构建了基于Petri网的瓦斯爆炸演变模型GEFRPN，并得出了如下结论：从瓦斯爆炸演变模型的推理过程可以很清楚地看到瓦斯爆炸演变过程中各个危险源可信度的变化，从而得出各个危险源在瓦斯爆炸演变过程中所起的作用大小；由推理结果以及Petri网图可分析危险源对瓦斯爆炸的重要度，以便及早采取措施，避免瓦斯爆炸事故发生；瓦斯爆炸演变模型引入了置信度，演算结果具有模糊性，克服了事故树方法所得结果与实际情况有一定出入的不足。

一种基于OpenLayers的GIS图形系统实现方案

张卫国

2015, 41(9): 71-73. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.018

<摘要>(41) <PDF>(3)

摘要:
针对目前煤矿类系统软件中图形多数为模拟图展示的现状，介绍了一种基于OpenLayers的GIS图形系统的实现方案。该方案在OpenLayers的基础上进行二次开发，采用 HTML + CSS + JavaScript 的开发技术组合，在完成常用GIS图形功能的基础上，实现了图形系统可同时在Web和移动终端上进行图形信息浏览的功能，并且通过采用图形数据驱动方式使得系统具有良好的通用性。

基于小波神经网络的电涡流传感器非线性补偿

付立华, 王刚

2015, 41(9): 74-77. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.019

<摘要>(40) <PDF>(3)

摘要:
为消除电涡流传感器的非线性误差，提高其测量精度，提出了一种基于小波神经网络和遗传算法的电涡流传感器非线性补偿方法。该方法利用小波神经网络的非线性映射能力，使得传感器的输入与输出线性化，并使用遗传算法搜寻网络的最优初始值，加强网络的非线性逼近能力和收敛能力，显著提高电涡流传感器的非线性补偿效果。实验结果表明，经过补偿后，极大提高了传感器的精度，传感器输出电压最大绝对误差为15.55 mV，最大相对误差为1.36%，非线性误差为0.34%。

煤矿安全监控系统双机热备软件实现方案

何雷, 刘会芳, 李筱

2015, 41(9): 78-80. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.020

<摘要>(36) <PDF>(2)

摘要:
针对煤矿安全监控系统的双机热备问题，提出了一种软件实现方案，即利用SQL Server 2000数据库的触发器拦截数据库更新的数据，采用双机热备软件实现数据双机同步，并通过人机界面与用户交互；针对该方案下可能出现的备机故障、数据库故障以及软件故障，提出了相应的解决方案。应用结果表明，该双机热备软件实现方案效果良好。

矿用随钻轨迹测量系统误差补偿方法

梁晓军, 陈光柱, 蒋成林, 景建中, 吴远方

2015, 41(9): 80-83. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.021

<摘要>(32) <PDF>(2)

摘要:
介绍了随钻轨迹测量系统构成和测量原理，从传感器自身误差、工况环境误差、传感器安装误差3个方面详细阐述系统误差来源及其补偿方法。通过模拟水平定向钻进物理场景并分析比较误差补偿前后的姿态角可知，对不同误差源作出相应的误差补偿可以提高姿态角测量精度。

基于ARM的装载机远程监控系统设计

刘贤锋, 乔宏哲

2015, 41(9): 84-86.

<摘要>(48) <PDF>(6)

摘要:
根据矿山开采企业的设备维护管理和安全生产管理需求，设计了一种基于ARM的装载机远程监控系统。该系统通过监控终端采集与存储装载机的设备状态信息和工作环境中的噪声、温度、湿度信息，并通过GPRS将采集数据传输至远程监控服务器，可为装载机维修和生产调度管理提供准确、可靠依据。

井下供电系统防越级跳闸方案浅析

栾永春, 陈坤鹏

2015, 41(9): 87-89. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.023

<摘要>(44) <PDF>(5)

摘要:
结合车集矿的防越级跳闸系统改造实例，介绍了适用于多级短线路供电系统的防越级跳闸方案，详细阐述了其保护动作原理。该方案首先采用光纤差动保护对井下联络线进行改造，然后通过增加通信服务器，切换到基于网络智能识别的煤矿电网防越级跳闸系统，彻底解决了井下供电系统的越级跳闸问题，且不存在重复改造带来的资源浪费问题。

Ventsim三维通风仿真系统在四台矿的应用

幸雁冰

2015, 41(9): 90-92. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.024

<摘要>(30) <PDF>(5)

摘要:
针对四台矿通风系统复杂、管理难度大、通风系统调整主要依靠经验等问题，应用Ventsim三维通风仿真系统构建三维立体通风网络模型，可真实反映四台矿通风系统状况，实现通风模拟、污染物模拟、热模拟、火灾模拟、经济性模拟等功能，为通风系统管理和优化提供辅助决策依据。

掘进工作面本体模型研究

药慧婷, 陈立潮, 潘理虎

2015, 41(9): 93-96. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.09.025

<摘要>(68) <PDF>(4)

摘要:
在深入分析掘进工作面生产模式的基础上，指出了构建掘进工作面本体模型是实现智能决策系统建设的重要步骤。通过分析井下安全生产的影响因素，得出了井下掘进工作面的工作人员、设备和周围环境之间的关系，并构建了掘进工作面安全生产的本体模型。以危险工作地点为例，简单验证了掘进工作面本体模型构建方法的有效性。

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2015年第41卷第9期

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