工矿自动化

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姚建铨, 丁恩杰, 张申, 王刚

2016, 42(9): 1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.001

<摘要>(80) <HTML> (10) <PDF>(7)

摘要:
给出了矿山物联网的愿景，即实现矿山物与物相连，减少甚至消除监测盲区，运用云计算和大数据技术提取有用的监测信息，真正实现本质安全矿山；从技术和服务模式2个方面梳理了矿山物联网的发展趋势，阐述了雾计算技术、网络分形结构、矿山物体的本体描述与知识化、云计算与大数据技术等概念及其在矿山物联网中的应用与发展，对协同工作模式和购买服务模式进行了展望。

竖井掘进机控制系统设计

杨炳文, 付文俊, 刘志强

2016, 42(9): 5-8. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.002

<摘要>(81) <HTML> (14) <PDF>(12)

摘要:
为保证竖井掘进机稳定、可靠运行，设计了一种基于PLC的竖井掘进机控制系统，介绍了系统组成、工作原理及软硬件设计方案。该系统采用2组PLC，根据工作模式控制相关油泵、刀盘旋转电动机及推进支撑油缸等，并将状态参数上传给本地操作平台及远程控制计算机进行显示。实际应用表明，该系统运行状况良好。

基于姿态识别技术的风筒风量开关传感器设计

张远征

2016, 42(9): 9-12. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.003

<摘要>(69) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
针对现有铁架式风筒风量开关传感器存在生产调试复杂、安装维护不便、抗电磁干扰能力弱等问题，设计了一种基于姿态识别技术的风筒风量开关传感器。该传感器采用三轴加速度传感芯片静态姿态检测原理,实现了风筒风量开关状态检测。实际应用表明,该传感器检测可靠稳定，调试安装简便，抗电磁干扰能力强。

基于机器视觉的矿用数显电测量仪表检测系统

叶景东, 宗寿松, 朱美强, 李明

2016, 42(9): 13-16. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.004

<摘要>(40) <HTML> (10) <PDF>(7)

摘要:
针对人工核定煤矿数显电测量仪表时存在的检测效率低、劳动强度大、受人主观因素影响等弊端，设计了基于机器视觉的煤矿数显仪表自动检测系统。该系统通过控制数显电测量仪表上电全显示与相机录像获取开机过程，使用亮点统计方式识别全显帧，采用模板匹配完成仪表显示质量的自动判定，并通过穿线法字符识别自动判定其测量精度。工业样机实验结果验证了该系统的有效性。

基于瓦斯浓度变化的煤与瓦斯突出预警技术

徐雪战, 孟祥瑞, 邹云龙

2016, 42(9): 17-21. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.005

<摘要>(77) <HTML> (13) <PDF>(9)

摘要:
为实现掘进工作面煤与瓦斯突出的实时、准确和超前预测，提出了一种基于瓦斯浓度变化的煤与瓦斯突出预警方法，通过掘进工作面煤体瓦斯压力反演技术，确定了煤与瓦斯突出临界条件，构建了煤与瓦斯突出预警模型，在此基础上研制了基于瓦斯浓度变化的非接触式煤与瓦斯突出预警系统。应用结果表明，该系统能够实时监测掘进工作面瓦斯浓度变化和风量信息，并提前一个工作班次对煤与瓦斯突出区域进行非接触实时灾害预警。

省级区域煤矿事故风险综合评估方法研究

郑万波, 吴燕清, 李先明, 肖玉梅

2016, 42(9): 22-26. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.006

<摘要>(78) <HTML> (9) <PDF>(6)

摘要:
针对省级区域煤矿风险评估缺乏理论和方法的问题，提出了省级区域煤矿事故风险综合评估方法：先由专家对各煤矿事故风险指标的损害程度量化值和发生概率进行评估打分，构建综合判断矩阵，再用层次分析法确定各风险模块的权重，最后计算风险模块的综合风险等级。该方法通过对区域煤矿事故风险评估的共性研究，为省级区域煤矿事故风险管理打下理论和实践基础。

煤炭快速装车系统监测与控制技术研究现状

王洋洋, 鲍久圣, 阴妍, 汤林立, 张涛

2016, 42(9): 27-32. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.007

<摘要>(89) <HTML> (7) <PDF>(8)

摘要:
在简单介绍煤炭快速装车系统的基础上，从其监测与控制技术入手，着重论述了储煤仓、输煤系统、称重系统、液压系统及车辆定位与识别系统等子系统的监测技术研究现状，总结了模糊控制、神经网络控制和专家控制等智能控制技术在快速装车系统中的应用现状，指出了煤炭快速装车系统监测控制技术的发展趋势。

王行庄煤矿近距离保护层开采防突效果考察

田坤云, 孙光中

2016, 42(9): 33-37. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.008

<摘要>(65) <HTML> (12) <PDF>(4)

摘要:
国家自然科学基金资助项目（51174082）；河南工程学院博士基金项目(D2015025)

基于改进人工势场法的救灾机器人路径规划

田子建, 高学浩

2016, 42(9): 37-42. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.009

<摘要>(100) <HTML> (6) <PDF>(6)

摘要:
针对矿井障碍物复杂多变、救灾机器人采用传统人工势场法进行路径规划易陷入局部极小点的问题，提出一种基于改进人工势场法的救灾机器人路径规划方法。该方法通过在引力场中加入扰动场来改变引力场函数，使救灾机器人在陷入局部极小点时自主走出局部极小点；结合障碍填充法，通过对凹障碍物进行虚拟填充，形成新的障碍物并产生相应的斥力场函数，避免救灾机器人再次陷入局部极小点。仿真及测试结果验证了该方法的可行性及有效性。

掘锚交叉综掘工艺工业性试验研究

王晨升, 苏芳

2016, 42(9): 43-47. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.010

<摘要>(45) <HTML> (10) <PDF>(7)

摘要:
针对传统巷道掘进工艺存在掘进快、支护慢的难题，塔山煤矿引进了锚杆钻车，开发了掘锚交叉综掘工艺，并对其进行了工业性试验研究。通过对工艺实施过程相关参数进行监测，得出结论：巷道开挖支护60 d后，左右围岩日收敛速率小于0.1 mm/d，说明巷道收敛已经趋于稳定，最大锚杆受力为206 kN，最大锚索受力为305 kN，均在安全范围，锚固力大为提高，离层得到有效控制。该工艺实现了减员10%，支护效率提高41%，掘进工效提高33.3%，可以推广应用。

基于改进EEMD和HMM的采煤机摇臂轴承故障诊断

王行刚

2016, 42(9): 48-51. doi: 10.13272/j.issn.167-251x.2016.09.011

<摘要>(43) <HTML> (6) <PDF>(3)

摘要:
提出一种基于改进集成经验模态分解与隐马尔科夫模型的采煤机摇臂轴承故障诊断方法，利用基于极值点对称延拓和余弦窗函数的改进方法，减少端点效应对分解结果的影响，从而提高了信号分解的精度；然后提取每层本征模态函数的能量熵作为隐马尔科夫模型的输入特征向量，进行故障模式识别。实验结果表明，该方法对轴承故障类型的识别率达90%以上，实现了采煤机摇臂轴承故障的准确诊断。

一种新型双向DC—DC变换器

房绪鹏, 庄见伟, 李辉

2016, 42(9): 52-56. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.012

<摘要>(41) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
针对传统Buck-Boost变换器存在的输出电压有限、稳定性较差、增益较低等问题，设计了一种采用Z源网络连接直流输入电源和负载的新型双向DC-DC变换器，分析了该新型变换器在功率正向传输和功率反向传输时的工作过程。实验结果表明，该新型变换器能够实现功率双向传输，且在2种功率传输模式下都能实现升压、降压功能；与传统Buck-Boost变换器相比，该新型变换器输出电压更稳定，电压增益较高。

粒径对煤中瓦斯放散初速度影响实验研究

杨萌萌, 袁梅, 徐林, 许石青, 李闯, 王玉丽

2016, 42(9): 56-59. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.013

<摘要>(57) <HTML> (11) <PDF>(5)

摘要:
为了分析粒径对煤中瓦斯放散初速度的影响，以某煤矿4号煤层小于7目、7～10目、10～18目、18～35目的自然风干、烘干及水分含量分别为3%、5%、7%的煤样为研究对象，借助WT-1型瓦斯放散初速度测定仪，测试了不同含水率煤样的瓦斯放散初速度与粒径的关系，并测试了自然风干和烘干5 h，粒径为小于7目与35～60目、7～10目与35～60目、10～18目与35～60目的煤样，在配比分别为6∶1，5∶2，4∶3，3∶4，2∶5，1∶6情况下的瓦斯放散初速度。实验结果表明，随着粒径减小，不同含水率的煤中瓦斯放散初速度不断增大，且粒径越小，煤中瓦斯放散初速度的增大趋势越明显；煤层中粒径小的煤颗粒占比越大，煤中瓦斯放散初速度越大。

煤矿电能质量综合治理研究

郭松梅

2016, 42(9): 60-64. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.014

<摘要>(70) <HTML> (22) <PDF>(4)

摘要:
针对现有煤矿电网电能质量存在谐波污染和电压波动等问题，提出了一种基于SVG的煤矿电能质量综合治理方法。该方法基于正交变换理论实现有功、无功电流直接控制，可提高动态无功补偿过程的精度，且能抑制电网频率波动的影响。仿真结果表明，该方法能抑制非线性负载产生的谐波，有效改善了煤矿电网的综合电能质量。

煤矿变电所数显仪表字符识别研究

郝建华

2016, 42(9): 64-67. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.015

<摘要>(23) <HTML> (5) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿变电所数显式仪表存在巡检自动化程度低和识别可靠性差等问题，提出了一种基于改进遗传算法和支持向量机算法的字符识别算法。该算法采用Harr-Like特征作为字符识别特征,通过改进的遗传算法对分类器支持向量机的参数进行寻优，利用主元分析法进行降维处理，并使用支持向量机识别数显式仪表字符。实验验证了该算法的有效性和可行性。

悬臂式掘进机自动控制系统设计

王红

2016, 42(9): 68-71. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.016

<摘要>(51) <HTML> (9) <PDF>(5)

摘要:
针对目前悬臂式掘进机机身定位存在精度低、自动化控制性能差和工作效率低等问题，设计了悬臂式掘进机自动控制系统，详细介绍了系统硬件、软件的设计。该系统采用姿态检测技术和自动截割技术，实现了对悬臂式掘进机的精确截割与自动控制。

煤矿斜井盾构施工长距离独头通风智能监控系统

张大伟, 辛德林

2016, 42(9): 71-73. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.017

<摘要>(55) <HTML> (9) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿斜井盾构法施工时的长距离独头通风，设计了一种以PLC为核心的智能监控系统。该智能监控系统可根据不同风筒长度的风量及负压变化规律，对通风机进行自动调节；同时，对斜井井筒内的甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氧气等环境参数进行实时监测，并上传至矿区数字化管理平台，为盾构施工提供了安全的通风保障。

提升小波变换在煤矿轴承故障诊断中的应用研究

吴舰, 黄侠

2016, 42(9): 74-76. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.018

<摘要>(34) <HTML> (9) <PDF>(5)

摘要:
针对煤矿关键设备中滚动轴承故障诊断问题，提出将提升小波变换应用到煤矿轴承故障诊断中，介绍了提升小波变换原理，并设计了自适应提升小波预测器和升级滤波器。仿真结果表明，轴承故障信号实际测量值与理论值平均误差小于3%，说明利用提升小波变换能够实现噪声条件下轴承故障信号的准确识别。

基于Web的矿井提升机知识管理系统

文胜, 丁华, 李娟莉, 杨兆建

2016, 42(9): 77-79. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.019

<摘要>(40) <HTML> (5) <PDF>(6)

摘要:
为实现矿井提升机设计知识的管理与共享，分析了知识管理系统总体结构和组织方式，利用网络技术、数据库技术等设计了基于Web的矿井提升机知识管理系统。该系统包含实例库、零件库、材料库、文献库等模块，为提升机设计人员提供了在线快速获取知识的服务平台，大大缩减了提升机设计周期，提高了设计效率。

基于人耳听觉模型的煤矿顶板敲击声音信号特征提取

张铁山, 任众

2016, 42(9): 80-82. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.020

<摘要>(36) <HTML> (8) <PDF>(4)

摘要:
介绍了人耳听觉模型，详细分析了基底膜振动模型、内毛细胞模型和耳蜗核数学模型，并给出了听觉谱特征向量提取过程。在此基础上，提出了基于人耳听觉模型的煤矿顶板敲击声音信号特征提取方法。分别利用人耳听觉模型和小波包对煤矿顶板敲击声音信号进行特征提取，再用支持向量机分类器对目标特征进行分类识别。实验结果表明，对于采用人耳听觉模型提取的特征，正确识别率在95%以上，说明基于人耳听觉模型的煤矿顶板敲击声音信号特征提取方法有利于提高煤矿顶板检测的准确率。

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2016年第42卷第9期

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