工矿自动化

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2004—2015年全国煤矿事故分析

孙继平, 钱晓红

2016, 42(11): 1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.001

<摘要>(129) <HTML> (14) <PDF>(14)

摘要:
分析了2004—2015年全国煤矿各类事故起数、死亡人数及其占比：自2004年以来，2005年和2013年瓦斯事故死亡人数最多，2015年顶板事故和瓦斯事故死亡人数并列第一，其余9年顶板事故死亡人数最多；12年来，全国煤矿共发生死亡事故20 731起，死亡34 729人，平均每起事故死亡1.7人，其中，瓦斯、水害、火灾事故平均每起死亡人数较多，分别为4.4，4.3，7.6人。因此，为避免和减少重特大事故发生，需进一步加强瓦斯、水害、火灾防治。

采动边坡稳定性远程在线监测预警系统

李博, 张拥军, 李乾龙, 柴佳乐, 杨登峰

2016, 42(11): 5-9. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.002

<摘要>(66) <HTML> (13) <PDF>(11)

摘要:
针对现有矿山边坡监测方法存在监测周期长、监测精度较低、无法实现实时及自动化监测等缺陷，设计了采动边坡稳定性远程在线监测预警系统，详细介绍了系统的设计原则和结构组成。该系统可实时监测采动过程中岩质边坡位移场的变化状态，并通过无线网络将实时监测数据传送至监控主机，实现了监测数据的可视化。该系统设有预警功能，可根据需要设置预警阈值，当坡体位移超过预警阈值时，系统自动报警。实际应用证明了该系统的可靠性。

基于iBeacon技术的井下人员设备定位系统

张航, 孙效玉, 田凤亮

2016, 42(11): 9-13. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.003

<摘要>(51) <HTML> (9) <PDF>(6)

摘要:
为了更好地解决矿山井下人员设备定位问题，深入分析了iBeacon室内定位技术的定位原理和算法，提出了基于iBeacon技术的井下人员设备定位系统设计方案，详细介绍了系统的架构、信标布设、移动App开发。应用iBeacon技术进行井下人员设备定位，具有定位精度高、部署方便、导航快捷等优势。

综采工作面中部跟机自动化控制的数学模型

石勇, 林江, 崔志芳, 袁小勤

2016, 42(11): 14-19. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.004

<摘要>(78) <HTML> (13) <PDF>(17)

摘要:
针对综采工作面的双向割煤生产作业特点，分析了采煤机、液压支架、刮板输送机联合运转时的协调控制过程，根据采煤生产作业中刮板输送机弯曲段形成的原理，提出了刮板输送机弯曲段形成的数学模型；在该模型基础上，分析了工作面中部液压支架跟机自动化作业的工艺过程，提出了综采工作面中部跟机自动化控制的数学模型；根据该综采工作面中部跟机自动化控制的数学模型，对某煤矿3107综采工作面相关参数进行了计算，并总结了3107综采工作面中部跟机自动化生产的经验。应用结果表明，综采工作面中部跟机自动化控制的数学模型与跟机自动化工艺过程相吻合，为进一步实现智能化综采工作面提供了理论基础。

矿用本质安全型远程中继电源设计

林引

2016, 42(11): 19-22. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.005

<摘要>(67) <HTML> (21) <PDF>(10)

摘要:
为满足井下超长工作面传感器的远距离传输需求，设计了矿用本质安全型远程中继电源。在本安电源与传感器之间并联一级输出为24 V的矿用本质安全型远程中继电源，可补偿单级24 V本安电源在供电电缆上产生的压差，从而延长本安电源的供电距离。测试结果表明，该中继电源可使24 V本安电源的供电距离延长至少2 km,且具有启动电流小、输出电压稳定、性价比高等优点。

矿井融合调度通信多业务网关系统设计

顾俊, 刘亚兵

2016, 42(11): 22-27. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.006

<摘要>(48) <HTML> (11) <PDF>(7)

摘要:
针对现有部分矿井通信联络系统不能与矿井融合调度通信系统业务平台进行通信业务对接的问题，提出了一种基于SIP协议和标准媒体格式的矿井融合调度通信多业务网关系统设计方案，阐述了系统总体架构以及IP广播、文本消息、工业视频三类网关业务的通信流程与控制处理设计。测试结果表明，该设计方案可较好地支撑全矿井融合调度通信业务实现。

煤炭智能化开采模式和关键技术研究

田成金

2016, 42(11): 28-32.

<摘要>(52) <HTML> (12) <PDF>(20)

摘要:
针对智能化开采的概念、模式和技术存在模糊的现状，简述了无人化技术、智能化技术和数字化技术的概念和区别。结合采煤技术发展的历程,基于采煤技术手段的变革，提出了智能化开采的2种技术模式：智能自适应开采技术模式和工作面自动化+可视化远程干预半智能开采技术模式，分别对这2种技术模式的关键技术进行了分析研究。研究结果表明，2种技术模式皆能实现智能开采并满足实际应用需求，未来趋向于2种模式交叉并列发展，以实现采煤工作面的智能控制。

基于最大信息熵的煤矿生产物流系统安全资源配置模型研究

贾依帛, 杜雪珂, 王金凤, 冯立杰

2016, 42(11): 33-37. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.008

<摘要>(52) <HTML> (8) <PDF>(6)

摘要:
针对煤矿生产物流系统动态时序、复杂多变及不确定性的特征，充分考虑煤矿生产物流各子系统的客观因素，确定了煤矿生产物流系统安全资源指标体系；采用信息熵方法对各安全资源指标进行定量化计算分析，构建了基于最大信息熵的安全资源配置模型，研究了安全资源的合理优化配置问题。实例应用结果表明，运输子系统及排水子系统属于重点增加安全资源投入的子系统，开采子系统及通风子系统属于削减安全资源投入的子系统。运用最大信息熵方法进行安全资源配置，可为提高煤矿安全生产水平、优化煤矿安全资源配置提供理论支持。

煤矿井下压缩感知图像处理算法

尹珠, 黄友锐, 陈珍萍

2016, 42(11): 38-41. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.009

<摘要>(26) <HTML> (4) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿井下无线传感网络因信息传输量大而导致传感节点能量消耗快、设备寿命缩减的问题，提出一种基于小波变换的压缩感知图像处理算法。即采用sym8小波基对图像进行稀疏化分块处理，经测量矩阵自适应采样测量，最后通过OMP算法和小波逆变换重构图像。实验结果表明，与传统的压缩感知算法相比，该算法能够以更低的采样率获得高质量的重构图像。

基于三维模型的通风系统优化调控模拟分析

何敏, 武福生, 成燕玲

2016, 42(11): 41-44. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.010

<摘要>(39) <HTML> (10) <PDF>(5)

摘要:
以某矿为研究对象，利用VENTSIM三维通风动态仿真模拟系统构建了矿井通风系统真实三维模型，在获取可靠通风基础参数的基础上，对该矿通风系统优化调控方案进行了准确模拟。现场实际测量结果与模拟结果较为吻合，误差很小，验证了基于三维模型的通风系统优化调控方案的可靠性。

矿井配电网单相接地故障选线与定位新方法

宗伟林, 许文强, 原亚雷, 戴经纬, 皮杰, 宋天宝

2016, 42(11): 45-50. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.011

<摘要>(36) <HTML> (10) <PDF>(6)

摘要:
分析了矿井配电网特点及单相接地故障选线与定位难点，提出了一种基于中频信号注入式矿井配电网单相接地故障选线与定位新方法。该方法通过安装在矿井配电网线路上的监测装置监测到故障发生时刻，启动中频信号注入装置向配电网系统注入中频信号，在配电网线路参数已知的情况下，通过分析工频故障信号和中频故障信号来实现故障选线与定位。通过Matlab/Simulink建模、仿真分析和相应的数据分析计算，验证了该方法的可行性和正确性。

井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法

赵敏, 尚鹏辉

2016, 42(11): 50-55. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.012

<摘要>(30) <HTML> (7) <PDF>(6)

摘要:
为了解决采用传统经验模态分解的电缆故障测距方法存在的频带混叠问题，以及基于总体平均经验模态分解的电缆故障测距方法受残留白噪声影响等问题，提出了一种基于补充总体平均经验模态分解的井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法。该方法通过补充总体平均经验模态分解提取双端故障行波线模分量的固有模态函数，利用基于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头标定，从而实现故障点定位。通过在PSCAD/EMTDC环境下搭建基于频变特性电缆线路的6 kV井下配电网模型并进行仿真，验证了该方法测距精度高，最大测距误差不超过4%。

煤矿电动机应急调速系统设计

阮文韬

2016, 42(11): 55-58. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.013

<摘要>(39) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
针对变频器发生故障时很难在较短时间内恢复正常运行的问题，设计了煤矿电动机应急调速系统。该系统采用应急变频装置替代故障的原始变频器来控制电动机：当原始变频器发生故障时，PLC主控单元根据电动机和变频器的故障状态实时控制应急变频装置；当应急变频装置的输出达到电动机的运行条件时，切换装置立即动作，从而实现应急变频装置对电动机转速的稳定控制。仿真结果表明，该系统在原始变频器故障的情况下能够快速接入应急变频装置，具有较好的调速性能。

三相四开关有源电力滤波器故障诊断研究

张满, 王涛, 李志新

2016, 42(11): 59-63. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.014

<摘要>(43) <HTML> (8) <PDF>(3)

摘要:
为解决三相四开关有源电力滤波器系统中IGBT开路故障诊断问题，提出了一种基于电压检测的IGBT开路故障诊断方法。该方法只需采集一个线电压信号，再结合系统控制器已经检测出的电流和IGBT开关信号，便可快速准确地诊断出故障并能确定故障位置。该方法适用于单管和多管的开路故障诊断。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可靠性。

电传动地下铲运机远程数据传输系统研究

张虓, 罗维东

2016, 42(11): 64-66. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.015

<摘要>(18) <HTML> (5) <PDF>(4)

摘要:
针对电传动系统运行过程中会产生大量实时数据的问题，对电传动地下铲运机远程数据传输系统进行了研究。该系统采用分布式CAN总线实现工业现场数据传输和铲运机运行数据采集；以无线通信网络为传输通道，利用TCP/IP异步传输原理，通过车载客户端子系统和服务器子系统实现了车载数据的远程传输。

液压支架电液控制系统软件缺陷管理

牛剑峰, 白永胜, 郭丁和

2016, 42(11): 67-71. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.016

<摘要>(29) <HTML> (7) <PDF>(8)

摘要:
针对液压支架电液控制系统软件缺陷问题，从软件测试方法入手，分析了液压支架电液控制系统软件结构特点，构建了软件缺陷管理框架，确定了软件测试方案，对软件缺陷进行了分类，设计了软件缺陷数据库的数据结构及软件缺陷管理流程，进而对软件缺陷进行分析。实践表明，通过液压支架电液控制系统软件缺陷管理，提高了软件质量和开发效率。

一种矿用音箱设计方法

田军

2016, 42(11): 71-73. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.017

<摘要>(41) <HTML> (9) <PDF>(4)

摘要:
介绍了一种矿用音箱设计方法。首先，从频率特性、失真度、阻抗3个参数角度介绍了矿用音箱扬声器的选择方法；然后，以均衡的频响为设计目标，对矿用音箱的腔体容积进行了计算；最后，对矿用音箱的尺寸、材料等进行了结构设计。

用于工作面液压支架对齐的激光对位传感器设计

赵世民, 刘清

2016, 42(11): 74-77. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.018

<摘要>(41) <HTML> (10) <PDF>(4)

摘要:
为了满足煤矿井下工作面跟机自动化连续采煤需求，设计了一种用于工作面液压支架对齐的激光对位传感器，详细介绍了基于激光对位传感器的移架对齐原理及传感器的软硬件设计。该传感器采用小型化设计，具有安装方便、价格低廉等优点。井下工业性实验结果表明，将该传感器应用在跟机自动化采煤中，可使工作面走向的相邻液压支架间的平均对齐精度达到30 mm。

一种新型瞬变电磁发射机快速关断电路设计

王广君, 闵德顺

2016, 42(11): 77-80. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.019

<摘要>(62) <HTML> (7) <PDF>(8)

摘要:
针对瞬变电磁发射机中发射线圈存在寄生电感导致发射电流关断时间过长的问题，设计了一种新型快速关断电路。在发射电流下降期间，该电路利用晶体管给发射线圈提供一条新的放电回路，利用该回路上电阻大、放电时间常数小的特点实现发射电流的快速关断。仿真和实验结果表明，该电路能够有效地降低瞬变电磁发射机的关断时间，且稳定性好。

智能一体化后备电源研制

陈湘源

2016, 42(11): 81-84. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.11.020

<摘要>(38) <HTML> (10) <PDF>(6)

摘要:
针对煤矿井下分散式供电存在可靠性低、抗干扰能力差、后备电池容量不方便扩展等问题，研制了智能一体化后备电源，详细介绍了该电源的工作原理和组成。该电源抗干扰能力强，具有过压、过流、短路等故障的快速诊断、快速定位功能，可防止电池组过放电，为数字化矿山各类系统提供了可靠、经济、安全的不间断供电。

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2016年第42卷第11期

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