工矿自动化

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黄鹤松, 毕忠思, 薛琳, 张向阳

2016, 42(7): 1-4. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.001

<摘要>(42) <HTML> (11) <PDF>(5)

摘要:
设计了一种新型矿用高压保护器综合测试台，介绍了该测试台的总体结构及软、硬件设计方案。该测试台以S7-300系列PLC为控制器，可以产生短路、过流、欠压、过压、零序过压、零序过流等故障信号，并将故障信息、试验项目及相关硬件运行状态显示在上位机监控界面上，从而快速检测高压保护器的性能。以ZBT-11高压保护器电流保护功能测试为例进行了测试台功能检测，结果表明该测试台能够快速、准确地检测出高压保护器故障。实际应用验证了该测试台效果良好。

矿用无线雷达物位传感器设计

李继来

2016, 42(7): 5-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.002

<摘要>(76) <HTML> (9) <PDF>(7)

摘要:
针对目前煤仓煤位监测系统中的雷达物位传感器存在的设置、维护、布线困难，维护成本高等问题，设计了一种矿用无线雷达物位传感器。该传感器采用集成无线射频模块的ESP8266单片机作为核心处理模块、雷达探头作为传感单元，能够在WiFi网络覆盖的环境中接入WiFi网络，在没有WiFi网络覆盖的环境中作为无线接入点来建立WiFi网络，建立Web服务与移动设备通信，以进行数据传输与传感器配置，还可通过RS485总线与现有煤仓煤位监测系统的矿用信息采集站连接，应用灵活。

基于无线Mesh网络技术的一氧化碳传感器设计

赵庆川

2016, 42(7): 8-11. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.003

<摘要>(34) <HTML> (9) <PDF>(7)

摘要:
针对传感设备在煤矿工作面移动环境中使用的特点，设计了一种基于无线Mesh网络技术的一氧化碳传感器，详细介绍了传感器硬件电路设计及各部分电路低功耗工作机制等。测试结果表明，该传感器实现了对煤矿井下一氧化碳浓度的实时、准确在线监测，具有组网速度快、抗干扰能力和避障能力强、无线通信距离远、功耗低的特点，特别适合在工作面等设备多、环境复杂的地方应用。

基于DDS技术的矿用风速传感器设计

苗可彬

2016, 42(7): 12-15. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.004

<摘要>(61) <HTML> (8) <PDF>(6)

摘要:
针对现有煤矿井下用风速传感器工况条件差、性能易下降的问题，设计了一种基于DDS技术的矿用风速传感器。该传感器采用DDS技术设计了具有高稳定性谐振频率的超声波振荡电路，利用卡曼涡街原理实现了风速值实时、精准的测量。试验结果表明，该风速传感器可靠性高，测量误差较小，抗干扰性强。

基于双循环测量隔离管路的离心泵加速寿命试验平台设计

姚宇, 宋建成, 韩毅, 席庆祥, 李建华

2016, 42(7): 15-19. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.005

<摘要>(59) <HTML> (8) <PDF>(5)

摘要:
针对离心泵失效过程复杂、故障数据库不健全的问题，设计了基于双循环测量隔离管路的离心泵加速寿命试验平台。该平台利用含砂粒子大小与粒子浓度作为离心泵加速寿命应力因子，以流量-扬程特性曲线作为寿命评价指标。测试结果表明，该平台可以有效加速离心泵失效过程，并能实现离心泵特性曲线拟合和试验数据的在线测量，满足了加速寿命试验要求。

采煤机牵引四象限变流器驱动控制系统设计

邓永红, 曹浩堃, 张全柱

2016, 42(7): 20-25. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.006

<摘要>(80) <HTML> (14) <PDF>(7)

摘要:
针对采煤机四象限变流器指标要求，设计了一种新型的采煤机四象限变流器驱动控制系统，详细介绍了系统硬件电路设计及软件实现。现场调试结果表明，该系统实现了采煤机的快速制动，可为采煤机提供持续的制动力，提高了采煤机牵引运行的控制性能和可靠性，具有较好的工程应用推广价值。

煤层钻孔有效抽采半径数值模拟研究

魏风清, 程沛栋, 张钧祥, 杜晓奇

2016, 42(7): 25-29. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.007

<摘要>(68) <HTML> (10) <PDF>(5)

摘要:
在煤层瓦斯流动理论和弹性力学基础上，考虑煤体渗透率变化对瓦斯流动的影响，建立了含瓦斯煤岩渗流-应力耦合数学模型，根据该模型对COMSOL Multiphysics数值模拟软件进行二次开发，以某突出矿井为例建立了煤层钻孔瓦斯抽采模型，并进行求解计算，结果表明煤层瓦斯压力、煤体渗透率均随抽采时间的增加而逐渐降低，钻孔有效抽采半径随抽采时间的增加而逐渐扩大，但均具有一定的时效性；采用压力法进行现场测试，实测结果与模拟结果基本一致，证明了含瓦斯煤岩渗流-应力耦合数学模型的正确性及采用数值模拟方法计算煤层钻孔有效抽采半径的可行性。

井下电磁波超声联合定位方法

李宗伟, 李起伟, 温良, 孟庆勇

2016, 42(7): 30-33. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.008

<摘要>(75) <HTML> (5) <PDF>(5)

摘要:
针对现有井下人员定位技术定位精度较低的问题，通过分析电磁波、超声波测距原理及在井下巷道的应用特点，提出了一种井下电磁波超声联合定位方法。该方法根据对数-常态分布模型，通过近似运算得到移动节点到2个锚节点的距离之比，以电磁波测距方法得到移动节点的纵向坐标，以超声波测距方法得到移动节点的横向坐标。Matlab仿真结果验证了该方法的可行性及精确度。

基于振动模型的采煤机摇臂齿轮局部故障频谱分析

段蛟龙, 许春雨, 宋建成, 田慕琴, 郭俊, 严正凯, 关强

2016, 42(7): 34-39. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.009

<摘要>(55) <HTML> (10) <PDF>(4)

摘要:
从齿轮传动机理出发，考虑直齿轮局部故障对啮合振动的调幅调频作用，建立了直齿轮局部故障振动信号模型；在直齿轮局部故障模型的基础上，分析了行星齿轮结构特征及振动信号产生和变化规律，建立了行星齿轮局部故障振动信号模型。对带有不同齿轮局部故障的摇臂进行加载试验，对采集的试验振动信号进行了频谱分析，分析结果表明，所建立的齿轮故障振动信号模型能客观、准确地反映摇臂齿轮故障状态，应用频谱分析方法可实现摇臂齿轮局部故障诊断。

刮板输送机用可控启动传输装置控制系统仿真研究

王亚滨, 廉自生, 崔红伟

2016, 42(7): 39-43. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.010

<摘要>(30) <HTML> (5) <PDF>(5)

摘要:
分析了刮板输送机可控启动传输装置启动特性和电液伺服控制特性，介绍了可控启动传输装置及其控制系统的组成和工作原理。基于AMESim仿真软件，建立了电动机模型、可控启动传输装置模型、刮板输送机模型、转速与压力两级负反馈PID闭环控制系统模型，对刮板输送机正常软启动工况以及平稳运行阶段负载突变工况进行了仿真分析。仿真结果表明，通过PID整定的电液伺服闭环控制系统满足了刮板输送机的软启动和动态特性要求。

GA-BP网络在凿岩防卡阀推进压力预测中的应用

马威, 马飞, 郭荣, 耿晓光

2016, 42(7): 44-50. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.011

<摘要>(40) <HTML> (10) <PDF>(4)

摘要:
分析了凿岩钻车防卡阀的结构和工作原理，利用某采石场原始卡钎数据，建立了防卡阀BP神经网络模型。基于遗传算法理论对BP神经网络模型进行了结构拓扑优化和训练，建立了GA-BP网络模型。分析结果表明，BP神经网络模型和GA-BP网络模型均可以较好地预测卡钎时防卡阀的推进压力，但GA-BP网络模型具有更高的预测精度、非线性映射和网络性能。

基于优化模糊Petri网的矿井提升机故障诊断

公茂法, 柳岩妮, 王来河, 张超, 侯林源

2016, 42(7): 50-53. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.012

<摘要>(32) <HTML> (8) <PDF>(3)

摘要:
为提高矿井提升机故障诊断的准确率，提出了一种基于优化模糊Petri网的矿井提升机故障诊断新方法。该方法首先利用动量BP网络对模糊Petri网的权值、阈值和可信度参数进行优化，然后使用优化好的模糊Petri网模型对矿井提升机进行故障诊断。测试结果表明, 该方法对参数优化收敛速度快，故障诊断结果正确率高，有一定的实用价值。

煤矿鱼眼畸变图像校正

王永, 赵凯, 程德强, 寇旗旗

2016, 42(7): 54-58. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.013

<摘要>(44) <HTML> (13) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿井下视频监控系统中鱼眼图像的畸变问题，根据理想球面透视投影模型的保线性约束条件，提出一种面向内容的校正参数自动获取方法，即通过对鱼眼畸变图像进行数学形态学和随机霍夫变换预处理得到所需的图像边缘特征直线，然后统计水平和垂直线段在总线段中的比例，分析统计结果，获取最佳校正参数。为了减少图像信息过多对校正参数获取过程的影响，对理想球面透视投影模型进行了改进，提出一种改进的鱼眼畸变图像校正方法，实现了对图像中心的转移和部分区域的放大。实验验证了该方法对鱼眼畸变图像的校正效果较好。

基于FPGA的信号源设计

付扬

2016, 42(7): 59-62. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.014

<摘要>(43) <HTML> (7) <PDF>(4)

摘要:
针对模拟信号源存在精度低、频率范围小，以及定制直接数字频率合成信号源的控制方式、置频速率等不满足系统要求的问题，设计了一种基于FPGA的信号源。该信号源基于直接数字频率合成原理，采用FPGA的模块化设计方法，实现了频率、相位、幅值可调的正弦波、方波、三角波等波形输出。实验表明，该信号源输出波形质量好，频率分辨率高，控制灵活、方便。

煤炭企业信息化建设现状及发展对策探讨

谭章禄, 陈晓

2016, 42(7): 63-65. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.015

<摘要>(46) <HTML> (10) <PDF>(5)

摘要:
针对中国煤矿信息化建设现状，分析了煤炭企业信息化建设中存在的缺乏顶层规划、煤矿信息化标准建设滞后、缺乏能有效利用煤矿大数据的智能软件等问题，并提出了相应的对策，以期提高煤炭企业信息化建设水平，实现从数字矿山、感知矿山向智慧矿山的迈进。

陕西某煤矿涌水量预测

张耀文, 李海君, 张莉丽, 孔慧敏

2016, 42(7): 66-69. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.016

<摘要>(46) <HTML> (7) <PDF>(7)

摘要:
根据陕西某煤矿的水文地质条件，分析了影响该矿井涌水量的主要因素及指标，运用BP神经网络和大井法分别预测其二、三采区的不同工作面涌水量，并对计算结果进行比较分析。分析结果表明，BP神经网络模型的预测结果较为准确，可将其作为该矿井制定疏水降压方案的依据。

提高保护层卸压瓦斯量的方法研究

吕龙辉, 靳红霞

2016, 42(7): 70-72. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.017

<摘要>(26) <HTML> (8) <PDF>(3)

摘要:
根据气体径向流动理论和能量守恒定律，建立了地面钻孔瓦斯抽放模型及流动网络，提出了通过提高井眼底部阻力来增加保护层泄压瓦斯量的方法。工程应用结果表明，通过增加井眼底部的流动阻力，可以显著提高保护层卸压瓦斯量。

煤炭企业职业健康管理系统设计

刘建庆

2016, 42(7): 73-75. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.018

<摘要>(30) <HTML> (9) <PDF>(3)

摘要:
分析了煤炭企业职业健康管理现状及存在的问题，提出了利用信息化手段设计煤炭企业职业健康管理系统的方案，详细介绍了系统功能模块的设计与实现。该系统采用B/S构架，利用计算机平台和手机移动平台，即可进行相关信息的浏览及业务处理，可以有效解决企业职业健康管理中工作效率低、统计数据存在偏差的问题，为职业健康管理提供了一种有效的手段。

基于蓝牙自组网的液压支架压力监测系统设计

唐明珠, 衷卫声

2016, 42(7): 76-79. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.019

<摘要>(41) <HTML> (9) <PDF>(4)

摘要:
针对现有矿井液压支架监测系统布线复杂、数据传输不稳定、维护困难等问题，设计了基于蓝牙自组网的液压支架压力监测系统。该系统通过蓝牙技术组建的无线自组网解决了繁杂的布线问题，使用蓝牙无线通信和以太网传输液压支架压力数据，传输速率快，性能稳定，工作人员利用上位机软件，即可实时对液压支架压力值进行分析。

探测机器人电气系统设计

翟国栋, 苏一新, 高培源

2016, 42(7): 79-82. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.07.020

<摘要>(30) <HTML> (9) <PDF>(3)

摘要:
为了提高探测机器人的智能化，设计了一种以ARM架构为核心的电气系统。该系统采用2.4 GHz无线通信、电动机闭环控制、多自由度机械臂控制以及多传感器信息融合等技术，实现了避障、越障、定位、通信、传感器测量等功能；利用光伏效应和改进爬山法进行最大功率点追踪，解决了探测机器人能耗问题。

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2016年第42卷第7期

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