工矿自动化

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孙继平, 杨坤

2017, 43(5): 1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.001

<摘要>(84) <HTML> (38) <PDF>(33)

摘要:
提出了一种基于二进制十字对角纹理矩阵的煤岩图像特征提取与识别方法。该方法首先提取煤岩图像的二进制十字对角纹理矩阵，然后利用二进制十字对角纹理矩阵的角二阶矩能量、相关性、方差、逆差矩、熵、和熵、差熵、和均值、对比度、惯性矩及相关信息测度构造煤岩图像的特征向量，最后结合稀疏表示进行煤岩图像分类识别。实验结果表明，与基于十字对角纹理矩阵的图像特征提取与识别方法相比，该方法具有更好的煤岩识别效果，平均识别率达94.38%，且单幅图像特征提取时间大幅降低，提高了煤岩识别的实时性。

液压支架精确推移控制方案研究与应用

王峰

2017, 43(5): 6-9. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.002

<摘要>(104) <HTML> (12) <PDF>(8)

摘要:
针对液压支架液压系统存在控制精度差、支架推移步距不一致等问题，提出了一种液压支架精确推移控制方案。该方案通过引入推移控制逻辑阀，并优化电液控制系统自动推移控制流程，实现移架、推溜动作精确控制及销轴间隙自动消除功能。实验及现场应用结果表明，该方案提高了综采工作面液压支架自动推移控制精度，保证了支架推移步距的统一。

煤炭清洁加工设备预知维护系统设计

任明月, 李栋, 孟国营

2017, 43(5): 9-12. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.003

<摘要>(55) <HTML> (12) <PDF>(6)

摘要:
分析了几种主要的煤炭清洁加工设备常见故障及其产生原因，针对当前煤炭清洁加工设备的维护模式无法准确有效地识别设备早期故障和潜在故障威胁的问题，设计了煤炭清洁加工设备预知维护系统。该系统主要由日常维护基本信息管理功能模块、设备工况实时监测功能模块、故障模拟功能模块、预知维护决策功能模块组成，4个模块相辅相成，协调作用，可以对当前设备运行情况进行评价，并对故障的发展趋势进行预测，从而实现了设备的预知维护及健康诊断。

煤矿生产物流系统安全资源配置研究

冯立杰, 百文晓, 翟雪琪, 王金凤

2017, 43(5): 13-18. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.004

<摘要>(66) <HTML> (15) <PDF>(7)

摘要:
针对煤矿生产物流系统安全资源配置问题，在构建基于安全风险及安全成本的安全资源指标体系基础上，运用回归分析法拟合了安全风险与安全成本目标函数，并构建了煤矿生产物流系统安全资源配置多目标优化模型，采用自适应进化粒子群算法对该模型进行优化求解。实例结果表明，采用自适应进化粒子群算法能够得出满足煤矿生产物流系统安全资源配置多目标优化要求的不同可行解。

神华集团煤矿安全监控系统现状及升级改造

张骐

2017, 43(5): 18-21. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.005

<摘要>(58) <HTML> (10) <PDF>(8)

摘要:
指出目前神华集团煤矿安全监控系统在应用中存在运维困难、信号传输距离不满足超长工作面应用需求、数据易丢失、误报警等问题；结合《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》要求，分析了神华集团煤矿安全监控系统的技术现状及与该方案要求的差距；从实施原则、传感器、分站、软件角度提出了神华集团煤矿安全监控系统升级改造措施。

基于距离度量学习的煤岩识别方法

伍云霞, 申少飞

2017, 43(5): 22-26. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.006

<摘要>(109) <HTML> (34) <PDF>(21)

摘要:
提出了一种基于距离度量学习的煤岩识别方法。该方法首先从煤岩图像训练集中提取煤岩图像特征；然后学习到特定的距离度量，使得煤样本特征间、岩石样本特征间距离变小，煤样本特征与岩石样本特征间距离变大，以提高分类识别效果；最后采用分类器进行煤岩识别。实验结果表明，对于煤岩样本图像的LBP特征、HOG特征、GLCM特征，与基于欧式距离、LDA、ITML的煤岩识别方法相比，该方法具有更高的煤岩识别率。

煤与矸石图像纹理特征提取方法

米强, 徐岩, 刘斌, 徐运杰

2017, 43(5): 26-30. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.007

<摘要>(54) <HTML> (13) <PDF>(9)

摘要:
针对现有煤与矸石图像处理方法存在提取特征参数少、识别精度低等问题，提出了一种融合局部二值模式和灰度共生矩阵的煤与矸石图像纹理特征提取方法。首先将煤与矸石预处理后的图像转换为局部二值模式图像，再利用该图像生成灰度共生矩阵，以角二阶距、相关性、对比度和熵作为纹理特征进行均值和归一化处理，最后用支持向量机进行训练，得出识别结果。实验结果表明，该方法能够有效地提取到煤与矸石图像的纹理特征，煤和矸石的识别率分别为94%和96%。

煤矿无线多媒体传感器网络能量均衡路由方法

王慧, 杨维, 刘俊波

2017, 43(5): 31-36. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.008

<摘要>(99) <HTML> (13) <PDF>(5)

摘要:
针对煤矿井下多媒体信息采集需求及巷道带状空间与传感器网络中节点能量受限的特点，构建了煤矿无线多媒体传感器网络(WMSN)系统模型，提出了一种由基于位置与剩余能量的虚拟网格中层次分簇 (PREHCVG) 算法及基于能量与距离的蚁群路由（EDACR）算法构成的煤矿WMSN能量均衡路由方法。该方法中，PREHCVG算法根据网络中节点的通信半径对节点进行虚拟网格划分来实现分簇管理，并结合节点的剩余能量及所处位置信息选取簇头节点；EDACR算法根据节点的剩余能量及节点间距离信息，从簇头节点及备选簇头节点中选出路由节点。仿真结果表明，与经典LEACH算法相比，煤矿WMSN能量均衡路由方法能够有效均衡WMSN中节点的能量消耗，减少WMSN中能量耗尽的节点数，延长WMSN生命周期。

强力输送带接头抽动检测方法

罗明华

2017, 43(5): 37-40. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.009

<摘要>(58) <HTML> (13) <PDF>(4)

摘要:
针对强力输送带由于抖动、跑偏、速度变化等导致的接头抽动计算不准确问题，提出了一种基于接头图像配准的抽动检测方法。对二次采集的接头图像进行配准，用Y差分法定位配准图像中的接头点，计算所有接头点的距离并与参考图像比对，得出接头抽动距离，根据抽动距离可得到所有接头的变化趋势。实验结果表明，该方法检测精度高，可满足实际应用要求。

液压支架姿态角度测量系统

张坤, 廉自生

2017, 43(5): 40-45. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.010

<摘要>(51) <HTML> (12) <PDF>(5)

摘要:
针对采用单一角度传感器实现综采工作面液压支架姿态角度监测时测量结果不准确的问题，提出了一种基于倾角传感器和陀螺仪的液压支架姿态角度测量系统。该系统采用SVT626T型倾角传感器和ML7100型三轴陀螺仪测量倾角和轴向偏转角度，并以俯仰角为例，用卡尔曼滤波对2种传感器测量的角度进行数据融合。Matlab仿真及实验结果表明，该系统有效解决了倾角传感器因顶梁变加速运动导致的测量误差和陀螺仪因长时间测量导致的漂移和误差累积问题，提高了顶梁姿态角度测量精度。

几何布局对掘进机位姿检测精度的影响分析

符世琛, 李一鸣, 成龙, 宗凯, 张敏骏, 陶云飞, 吴淼

2017, 43(5): 46-49. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.011

<摘要>(22) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
为实现综掘工作面悬臂式掘进机位姿无人化、高精度检测，提出了一种基于超宽带测距技术的掘进机位姿检测系统，推导了基于该系统的掘进机定位坐标及机身姿态角计算方法，通过Matlab仿真分析了基站布局间距、角度对定位精度的影响及机身定位点间距对姿态角检测精度的影响。仿真结果表明：随着基站至掘进机机身定位点的测量距离增大，系统定位精度降低；基站布局间距越大，系统定位精度越高；基站布局角度在yoz平面呈60°时系统定位精度优于基站布局角度呈0°及90°时；基站至掘进机机身定位点的测量距离对姿态角检测精度没有显著影响；机身定位点间距越小，系统姿态角检测精度越高。

采煤机滚动轴承故障诊断新方法

公茂法, 郭一萱, 闫鹏, 吴娜, 张超

2017, 43(5): 50-53. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.012

<摘要>(27) <HTML> (8) <PDF>(5)

摘要:
针对基于K-means聚类算法的采煤机滚动轴承故障诊断结果存在不稳定的问题，提出了一种基于TDKM-RBF神经网络的采煤机滚动轴承故障诊断新方法。该方法采用Tree Distribution算法确定K-means聚类算法的初始聚类中心，消除K-means聚类结果的波动性，采用K-means算法确定RBF神经网络的参数，再将训练好的神经网络用于故障诊断。仿真结果表明，该方法的聚类过程迅速，稳定性较高，提高了采煤机滚动轴承故障诊断的正确率。

基于优化模糊Petri网的矿用变压器故障诊断

李世光, 薛寒, 李珍, 高正中, 李莹

2017, 43(5): 54-57. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.013

<摘要>(36) <HTML> (12) <PDF>(4)

摘要:
针对用于矿井中有煤尘而无爆炸危险的地方、以油浸式为主的变压器，提出了一种基于优化模糊Petri网的矿用变压器故障诊断模型。根据故障征兆与故障之间的关系，利用模糊产生规则来建立故障诊断模型；利用Elman网络算法的自学习和自适应能力对模型初始参数进行优化处理，使模糊Petri网初始参数值的设置更加合理。Matlab仿真结果表明，优化模型和未优化模型的故障诊断准确率分别为87.88%和75.76%，验证了优化模型的有效性。

单边驱动式摇摆筛偏心轴的应力与疲劳分析

邹梦麒, 刘初升, 武继达

2017, 43(5): 58-61. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.014

<摘要>(36) <HTML> (10) <PDF>(12)

摘要:
应用PROE软件建立了单边驱动式摇摆筛的三维结构模型，并对其进行动态仿真分析，得到作用在偏心轴上的载荷历程。运用解析法和有限元法对偏心轴应力进行分析，得到其应力分布曲线和应力云图，分析结果表明，偏心轴上的危险部位出现在中间轴承座支撑处，最大应力值为35 MPa。运用局部应力应变法对偏心轴疲劳寿命进行分析，得到单边驱动式摇摆筛偏心轴的疲劳寿命为0.98 a,通过分析能够有效预防事故的发生。该研究成果为偏心轴的设计和改进提供了可靠依据。

一种带式输送机物料流量多点超声检测方法

张丽

2017, 43(5): 62-65. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.015

<摘要>(45) <HTML> (16) <PDF>(6)

摘要:
针对单点超声测距技术用于带式输送机物料流量检测时，在煤块分布不均或存在较大煤块情况下测量误差较大的问题，提出了一种基于多点超声对向测距技术的带式输送机物料流量检测方法。该方法通过对物料表面和胶带表面进行多点坐标定位，计算出物料近似截面积，结合带式输送机运行速度，得出物料流量。试验结果表明，在运输煤块较大且不均匀的情况下，该方法的检测误差较单点超声测距技术小。

长距离斜井盾构后配套连续输送机技术研究

金娅, 朱立平, 黄扬烛

2017, 43(5): 65-68. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.016

<摘要>(30) <HTML> (6) <PDF>(5)

摘要:
针对采用传统的钻爆法或冻结法结合有轨车辆或无轨车辆出渣施工方式进行长距离斜井开拓存在设备多、调度和运输管理要求高、出渣效率低等问题，分析了盾构掘进结合连续输送机出渣施工方式的优势，介绍了该施工方式中连续输送机的结构,指出了连续输送机急需改进的关键技术，包括大容量储带技术、智能化输送带张紧技术、快速收放带技术、安全延伸安装技术、控制保护技术。补连塔煤矿的实际应用表明，盾构掘进结合连续输送机出渣施工方式的掘进速度是传统施工方式的4~5倍,能够满足煤矿长距离斜井快速施工的要求。

面向矿井瓦斯监测的ZigBee无线传感网系统设计

徐瑞华, 王凯敏

2017, 43(5): 68-71. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.017

<摘要>(38) <HTML> (11) <PDF>(6)

摘要:
针对传统有线传感网在井下进行瓦斯监测存在使用成本高、移动性差及覆盖范围有限等问题，设计了一种面向矿井瓦斯监测的ZigBee无线传感网系统。该系统利用采集节点实时采集井下瓦斯浓度，采用ZigBee协议将瓦斯浓度数据实时传输至汇聚节点，由汇聚节点汇总并传输至嵌入式网关，数据经嵌入式网关解析处理后转发至矿井监控中心,从而实现井下瓦斯监测数据的实时显示。实验结果表明，该系统具有较高的可靠性和较好的实时性, 覆盖范围广。

一种矿用智能精确人员定位系统设计

吴畏, 唐丽均, 蒋德才

2017, 43(5): 72-75. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.018

<摘要>(58) <HTML> (13) <PDF>(10)

摘要:
针对现有煤矿井下精确人员定位系统采用大量有线通信线缆导致部署困难、成本高及紧急情况求援时智能化程度低等问题，设计了一种矿用智能精确人员定位系统。该系统中读卡器采用基于超宽带定位技术的到达时间测距方法准确获取人员标签位置，数据集中器通过LoRa无线通信技术收集读卡器采集的人员标签信息并上传至分站，地面监控中心根据分站上传的数据，在井下人员失去手动触发求救按钮能力时，通过紧急状况处理方案自动报警并通知管理人员。实测结果表明，该系统定位精度为1 m，可在2 km以内实现误码率小于5%的无线数据可靠传输，在井下人员失去手动触发求救按钮能力时自动报警率达93.5%以上。

煤矿强排自动控制系统设计

宫学东, 陈威, 朱亚坤

2017, 43(5): 75-78. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.019

<摘要>(53) <HTML> (11) <PDF>(11)

摘要:
设计了适用于煤矿井下并可在地面控制室对潜水泵等设备进行集中监测和控制的强排自动控制系统。该系统以可编程控制技术为核心，通过各种矿用本质安全型传感器实时监测潜水泵现场的水仓水位、出水口压力、潜水泵的温度等参数，通过对潜水电动液控闸阀的操作实现强排系统的自动控制。现场工业性试验结果表明，该系统运行情况良好，PLC控制稳定。

改进FastICA算法在振动筛复合故障诊断中的应用

徐元博, 蔡宗琰

2017, 43(5): 79-82. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017.05.020

<摘要>(46) <HTML> (10) <PDF>(4)

摘要:
针对常见故障特征提取方法不能完全、有效地提取复合故障特征的问题，提出了一种改进快速独立分量分析（FastICA）算法。该算法自适应选择不同的非线性函数进行渐进性分析，提取的数据特征较FastICA算法更准确。将改进FastICA算法应用于振动筛复合故障诊断中，仿真和实测结果表明，该算法可有效提取不同的故障特征，具有较高的分离精度。

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2017年第43卷第5期

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