工矿自动化

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孙继平

2015, 41(3): 1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.001

<摘要>(118) <PDF>(10)

摘要:
按事故类别分析了2004—2013年全国煤矿事故：顶板、瓦斯、运输、水害、机电、爆破、火灾等事故起数和死亡人数占比分别为52.7%和36.8%，11.3%和29.7%，16.9%和11.3%，3.1%和8.1%，4.1%和2.5%，2.7%和1.9%，0.4%和1.9%；顶板事故起数和死亡人数最多；瓦斯事故起数居第3位，死亡人数居第2位，但2005年和2013年死亡人数最多；运输事故起数居第2位，死亡人数居第3位；煤矿各类事故起数和死亡人数均大幅下降；瓦斯和顶板事故起数占比明显下降，但运输和机电事故起数占比有所上升，需进一步加强运输和机电事故防治。探讨了大数据在煤与瓦斯突出、冲击地压、水害、火灾等事故预警，煤矿重大关键设备故障诊断，煤炭需求和价格预测等方面的应用。探讨了物联网在矿用安全标志准用产品管控、煤矿重大关键设备管控与远程维护、煤矿设备材料管控、防碰撞、持证上岗与专人操作管控等方面的应用。

瓦斯地质动态分析及瓦斯涌出实时预警系统

崔俊飞

2015, 41(3): 5-9. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.002

<摘要>(111) <PDF>(5)

摘要:
为了防止煤与瓦斯突出事故，提高矿井的安全保障能力，结合新元公司实际情况，建立了瓦斯地质动态分析及瓦斯涌出实时预警系统。在统计和分析该公司矿井瓦斯地质相关资料的基础上，创建了瓦斯地质空间数据库，采用动态分析技术筛选出了影响瓦斯赋存的主控因素，自动绘制了瓦斯参数等值线并划分出突出危险区。对突出危险区内的工作面进行重点关注，考察其瓦斯涌出特征及预警指标，并与瓦斯监测系统无缝连接，实现了非接触式连续预警。

基于矿压监测动态特征的瓦斯突出预警系统设计

宁小亮, 蒲阳

2015, 41(3): 10-13. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.003

<摘要>(84) <PDF>(4)

摘要:
根据采煤工作面突出灾害发生规律与动态安全信息采集技术，设计了采煤工作面基于矿压监测动态特征的瓦斯突出预警系统。该系统能够自动获取海量矿压监测实时数据，实现了采煤工作面煤与瓦斯突出危险性的智能分析与实时预警，同时还具备日常矿压数据资料高效管理功能。系统在现场试验中取得了较好的应用效果。

煤田火区高温氧化燃烧特性参数测试装置研发

文虎, 郭军, 金永飞, 王栋, 王凯

2015, 41(3): 14-18. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.004

<摘要>(70) <PDF>(5)

摘要:
针对煤田火区高温贫氧氧化燃烧特点、现有煤自燃特性参数测试装置的特点和不足，研发了一种煤田火区氧化燃烧特性参数测试装置，并对该装置进行了温控性能检测和煤田火区燃烧特性实验。实验结果表明，该装置温控性能良好，能够测试不同氧气浓度条件下，以不同升温速率或升温方式模拟的煤田火区燃烧特性参数。

矿井提升机有源前端MSHE-PWM谐波抑制方法

万俊, 王宇, 文小飞

2015, 41(3): 19-23. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.005

<摘要>(65) <PDF>(5)

摘要:
针对10 kV高压矿井提升机有源前端存在的谐波污染、系统损耗问题，提出了一种MSHE-PWM谐波抑制方法。建立了ANPC五电平拓扑数学模型，分析了MSHE-PWM谐波抑制原理，并对约束条件下MSHE-PWM非线性超越方程组进行求解，给出了悬浮电容电压平衡控制方法。基于1 MW工业样机进行了SHE-PWM性能测试，结果表明SHE-PWM技术实现了10 kV高压矿井提升机网侧低次谐波控制，与SV-PWM的对比实验进一步表明了MSHE-PWM在解决10 kV高压变频系统温升、损耗等问题时的优越性。

地下矿空间要素分类与编码设计

熊书敏

2015, 41(3): 23-27. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.006

<摘要>(89) <PDF>(4)

摘要:
针对地下矿生产可视化管控系统中各种空间要素的分类与编码问题，阐述了地下矿空间要素分类与编码的原则和方法。采用线分类法对地下矿各业务系统进行分类，设计了3位系统编码；采用线分类法对地下矿各种空间要素的几何实体进行分类，设计了包含业务系统编码的8位几何编码；提出了基于“原子动作”和“功能动作”的行为分类方法，采用面分类法对要素行为和属性进行分类，设计了相应的字符编码。该地下矿空间要素分类与编码方法已在地下矿生产可视化管控系统中得到验证，结果表明其可为空间信息的采集、存储、查询、分析和交换，以及设备和人员行为的实时仿真提供技术支持。

DFKG—2012型矿用低压馈电开关综合试验台设计

黄鹤松, 任程程, 高翔, 张昌红, 陈玉江

2015, 41(3): 28-31. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.007

<摘要>(99) <PDF>(7)

摘要:
针对现有矿用低压馈电开关的故障检测存在无专用设备及效率低等问题，设计了DFKG-2012型矿用低压馈电开关综合试验台。该试验台以PLC为控制器，结合组态技术，通过简单操控按钮，即可实现对矿用低压馈电开关过压、欠压、过载、短路、断相和漏电等保护性能参数的检测和监控。该试验台还可检测多种型号矿用低压馈电开关的性能，并能快速对开关故障作出正确判断，降低了检修人员的工作量。

改进三棱柱体剖分算法研究

朱德福

2015, 41(3): 34-37. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.009

<摘要>(65) <PDF>(6)

摘要:
针对现有矿山储量计算方法计算结果精度低以及边界条件适应能力差的问题，提出了改进三棱柱体剖分算法：结合改进三棱柱顶面、底面及三角形切割截面，按不同规则将三棱柱体剖分为不同的三角锥；根据边界控制条件得到储量范围，结合地质统计学，计算控制范围内所有改进三棱柱体的体积及储量。

矿用高可靠性薄膜开关式操作键盘研究

牛剑峰

2015, 41(3): 38-42. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.010

<摘要>(24) <PDF>(3)

摘要:
针对现有薄膜开关式操作键盘在煤矿井下使用时可靠性低的问题，从使用环境、操作需求、人机工程学等方面对薄膜开关进行需求分析，并采用以下方法提高其可靠性：首次采用滴塑技术进行键盘防砸性能防护，提高了键盘的抗砸能力；通过结构改进提高了薄膜双面胶的压实性，从而提高了键盘的密封防潮性能。井下试验结果验证了矿用高可靠性薄膜开关式操作键盘具有良好的性能。

提高红外瓦斯传感器抗干扰性能及精度的研究进展

李云成, 梁永直, 贾文沛, 容幸福

2015, 41(3): 42-46. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.011

<摘要>(87) <PDF>(4)

摘要:
分析了影响红外瓦斯传感器抗干扰性能及精度的系统内部部件和外界环境因素，从吸收气室结构、信号调理电路、浓度转换算法、温度及压力补偿算法等方面论述了目前在提高红外瓦斯传感器抗干扰性能及精度方面的研究成果及进展。

面向通风安全动态分析的多屏联动显示技术

闫振国, 李川, 王延平, 常心坦

2015, 41(3): 47-50. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.012

<摘要>(52) <PDF>(7)

摘要:
针对煤矿通风安全动态分析产生的结果具有数据量大、类型多、关联关系复杂的特点，提出了一种面向通风安全动态分析的多屏联动显示技术。介绍了多屏联动显示的概念，建立了智能联动控制器对多屏内容进行控制，制定了“一主两副”多屏联动的展现形式和用户界面，并在此基础上设计了多屏联动显示系统，实现了围绕业务情景的信息组织，为煤矿通风安全特有的链式特征数据分析过程提供了相应的联动引导。现场应用验证了多屏联动显示系统的可行性和有效性。

钻杆长度测量方法

孙志飞, 吴银成, 胡云

2015, 41(3): 51-53. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.013

<摘要>(140) <PDF>(5)

摘要:
论述了计数法、应力波法、电驻波法以及低压脉冲反射法等钻杆长度测量方法的原理、研究及应用情况，对比了各方法的优缺点，指出电驻波法和低压脉冲反射法不受钻杆材质、直径、类型等因素影响，是钻杆长度测量的研究方向。

全国瓦斯地质信息云服务平台研究

林辉钦

2015, 41(3): 54-56. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.014

<摘要>(58) <PDF>(3)

摘要:
针对现有云计算服务框架不适用于GIS复杂空间计算分析的问题，将分布式系统基础架构Hadoop与GIS相结合，实现了GIS地图数据的云储存及分布式并行空间分析计算，提高了用户页面地图漫游体验及地图、属性的复杂组合查询效率。

煤矿全息数字化矿山平台设计

李建良, 陆铮, 贺耀宜

2015, 41(3): 57-61. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.015

<摘要>(41) <PDF>(6)

摘要:
分析了我国煤矿数字化矿山建设现状，提出了煤矿全息数字化矿山平台的设计思路，并从系统总体架构、主要技术要求等方面进行深入分析，对于实现煤矿安全生产数字化、管理决策科学化以及减人提效具有重大意义。

选煤厂信息物理系统任务调度研究

雷雪凤, 刘卫东, 张申

2015, 41(3): 61-65. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.016

<摘要>(44) <PDF>(2)

摘要:
建立了选煤厂信息物理系统模型，将动态联盟思想引入选煤厂信息物理系统任务调度中，并提出了一种基于改进离散粒子群优化算法的选煤厂信息物理系统任务调度算法。该算法首先采用离散粒子群优化算法进行全局寻优，然后采用禁忌搜索算法进行局部搜索，求得全局最优解。仿真结果表明，该算法提高了任务调度的收敛速度、精度以及处理器的平均利用率。

基于磁耦合谐振的无线电能传输系统负载特性研究

薛慧, 刘晓文, 孙志峰, 张国圆

2015, 41(3): 66-70. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.017

<摘要>(43) <PDF>(3)

摘要:
为研究负载对无线电能传输系统传输性能的影响，建立了基于磁耦合谐振的无线电能传输系统的电路模型，利用电路耦合理论推导出在不同距离上为抑制频率分裂现象所需的最小负载以及当接收功率最大时的最佳匹配负载计算模型，且最佳匹配负载总是大于最小负载。仿真结果表明，对于不同的耦合系数，增大负载可以抑制频率分裂现象的出现；当接收功率达到最大值时，最佳匹配负载会因耦合系数的不同而改变，且总会有一个最佳匹配负载与之对应。这一结论为无线电能传输系统的负载选择提供了理论指导。

基于条件随机场的矿工检测方法

刘军, 朱元忠, 王文清, 杜东璧, 赵青青

2015, 41(3): 70-74. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.018

<摘要>(24) <PDF>(2)

摘要:
针对现有视频图像目标检测算法应用于矿工检测时检出率、定位准确率、检测效率等均较低的问题，提出了一种基于条件随机场的矿工检测方法。该方法包括矿工检测模型建立与矿工检测识别2部分。在模型建立阶段，提取若干样本图像的方向梯度直方图特征，并利用主成分分析法对特征进行降维处理；以条件随机场为框架进行感兴趣区域标志，以标定训练样本，并训练条件随机场模型参数。在检测识别阶段，提取待检测图像的方向梯度直方图特征，并对特征进行降维，采用训练得到的条件随机场模型，通过局部二元模式推断标定图像各子窗口，最终得到矿工所在区域。实验结果表明，该方法可准确地检测出矿工在图像中的位置。

基于分层光流的煤矿井下运动目标跟踪算法

程德强, 刘洁, 郭政

2015, 41(3): 75-79. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.019

<摘要>(64) <PDF>(4)

摘要:
针对煤矿井下视频序列高噪声、运动目标繁多、目标交错等特点，提出了一种基于分层光流法的矿井运动目标跟踪算法。首先对相邻两帧视频序列采用帧差法确定多个初始目标跟踪模版；然后采用SUSAN角点检测提取模版内的特征点；最后运用改进的分层光流法进行目标检测和跟踪，并在跟踪过程中对模版进行更新。该算法实现了煤矿井下多目标运动物体的稳定跟踪，并能解决目标部分遮挡问题。实验和仿真结果证实了该算法的有效性。

基于暗原色先验的煤矿井下图像增强技术

张英俊, 雷耀花, 潘理虎

2015, 41(3): 80-83. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.020

<摘要>(46) <PDF>(9)

摘要:
针对现有煤矿井下图像模糊增强算法不能应对井下浓雾情况且处理后的图像较模糊的问题，提出一种基于暗原色先验的煤矿井下图像增强技术，通过线性模糊化函数来达到图像增强的目的，并使用暗原色先验理论来增强图像的对比度，同时去雾尘。实验结果表明，基于暗原色先验的煤矿井下图像增强技术可提高煤矿井下图像的可视性，同时明显增强图像的对比度。

基于模糊PID控制的微型燃气轮机发电系统研究

石莹, 朱丽君, 任建平, 孙富华

2015, 41(3): 84-87. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.021

<摘要>(42) <PDF>(2)

摘要:
根据微型燃气轮发电机系统的动态特性，将微型燃气轮机及其电气部分当作一个整体，建立了微型燃气轮机发电系统完整的数学模型，并在转速环加入模糊PID控制器，分析了微型燃气轮机系统孤网带负荷时的动态特性。仿真结果验证了基于模糊PID控制的微型燃气轮机发电系统具有良好的稳定性和灵活性。

红外甲烷浓度测量仪设计

杜卫然, 黄伟志, 荣锋, 王太勇

2015, 41(3): 87-92. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.022

<摘要>(43) <PDF>(4)

摘要:
针对基于气相色谱法设计的甲烷浓度检测仪测量精度不高的问题，提出了一种基于红外光谱吸收原理的零点及线性温度补偿算法，并基于该算法设计了一种可以实时在线检测的高精度红外甲烷浓度测量仪。实验结果表明，在温度补偿前，温度变化越大，甲烷浓度测量误差越大，误差范围为3%～11.5%；温度补偿后，甲烷浓度测量值随环境温度变化很小，误差范围为0～2.5%。

EMD滤波在煤矿电动机故障诊断中的应用

庞维建, 马海龙, 朱益军

2015, 41(3): 93-95. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.023

<摘要>(40) <PDF>(2)

摘要:
针对煤矿电动机信号故障特征难以提取的问题，提出将EMD滤波方法应用于煤矿电动机的振动信号分析，通过分析电动机故障特征频率的分布特征，采取不同的EMD滤波方法来去除振动信号中的噪声。现场应用结果表明，该方法可以有效降低噪声，提高信号的信噪比。

馈电状态传感器传感头结构形式研究

王尧

2015, 41(3): 95-97. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.024

<摘要>(26) <PDF>(7)

摘要:
针对现有馈电状态传感器易受外界电磁场干扰而导致监控结果不准确以及无法监测AC3 300 V及以上设备断电状态的问题，通过研究电容式非接触电场检测原理，设计出2种馈电状态传感器传感头结构形式，分别对铠装电缆和非铠装电缆电场变化进行检测，从而实现对被控设备的在线馈电监测，有效解决了现有矿用馈电状态传感器检测非铠装电缆时存在的易误报、抗干扰能力差、稳定性差的问题。

井下液压支架活柱行程动态监测系统设计

刘晓文, 安瑞, 周颖, 鞠金峰

2015, 41(3): 98-101. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.025

<摘要>(56) <PDF>(3)

摘要:
针对现有液压支架活柱行程测量技术精度低、成本高且起不到预防顶板事故的作用等问题，提出了基于ZigBee技术的井下液压支架活柱行程动态监测系统设计方案。该系统通过位移传感器定时采集活柱行程数据，并通过ZigBee网络将数据发送给协调器节点；协调器节点通过CAN总线及以太网将数据传送到井上服务器，从而实现对井下液压支架活柱行程的实时监测功能。测试结果表明，该系统测量精度为1 mm，误差为2 mm，达到了预期效果。

基于ARM的矿井安全移动监测系统

周萌, 徐晓辉, 范书瑞, 温阳, 曹美, 韩潇

2015, 41(3): 102-105. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.026

<摘要>(48) <PDF>(2)

摘要:
针对目前矿井安全监测系统存在监测信息单一、灵活性差、布线繁琐等问题，设计了一种基于ARM的矿井安全移动监测系统。该系统通过环境参数采集模块和USB摄像头采集现场的环境信息和视频信息，利用S3C6410处理器对采集的数据进行打包并通过WiFi将数据包传送至上位机进行显示，以控制监测设备的移动。该系统可对人员不便进入或存在潜在危险的区域进行实时监测。

下一代网络技术在煤矿通信系统中的应用

杨晓辉, 杨斌, 宋永宝

2015, 41(3): 105-107. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.027

<摘要>(42) <PDF>(3)

摘要:
针对现有各煤矿通信系统功能重复、难以融合的问题，采用下一代网络技术设计了一种新的煤矿通信系统。该系统通过IP-PBX软交换平台将现有调度通信系统、无线通信系统、广播通信系统进行融合，可以实现原有通信系统的各功能，同时实现了各系统终端的互连互通，有利于系统升级。测试结果验证了其稳定性和可靠性。

煤炭自动化装车系统数据回传技术研究

武徽

2015, 41(3): 108-110. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.028

<摘要>(36) <PDF>(6)

摘要:
针对部分煤炭自动化装车系统因通信不便而无法及时回传数据的问题，提出了基于3G模式的自动化装车系统数据回传技术：采用CDMA2000实现自动化装车系统对公网的无线接入，通过OPC服务器实现上位机与现场生产系统PLC之间的数据收发，采用数据收集软件Transaction Manager完成OPC服务器和数据库之间的衔接。

智能汽车装车技术研究

闫艳

2015, 41(3): 111-113. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.029

<摘要>(72) <PDF>(5)

摘要:
针对人工装车方法存在装车效率低、粉尘污染严重、装车用地大等问题，提出了智能汽车装车技术，详细介绍了采用该技术的汽车装车系统的工艺流程、主要技术参数的确定、称重与智能配料技术的实现。采用智能汽车装车技术可实现快速、精确、均匀平整的自动装车，防止运输过程物料损耗和环境污染，确保运输安全。

基于网络层次分析法的煤矿应急救援能力评价

杨力, 董一平, 刘程程

2015, 41(3): 114-118. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.03.030

<摘要>(55) <PDF>(2)

摘要:
针对煤矿应急救援能力评价指标之间相互依存和反馈的关系，构建了基于网络层次分析法和模糊综合评价法的煤矿应急救援能力评价模型；对该模型进行实证研究，借助超级决策软件和专家打分制实现了各评价指标的赋权和评分，并据此对不同煤矿的应急救援能力进行评价。实证结果表明，该模型具有较好的可行性和有效性，对煤矿应急救援能力评价研究起到了一定的借鉴作用。

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