工矿自动化

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张申, 胡青松, 王刚

2018, 44(1): 1-5.

<摘要>(75) <HTML> (11) <PDF>(15)

摘要:
讨论了矿山物联网标准建设的重要意义，对物联网建设中普遍存在的争议——是标准先行还是应用先行进行了剖析，分析了我国矿山物联网标准建设的现状与发展趋势。对矿山物联网顶层设计中的标准体系规划进行了简要解读，举例分析了哪些是涉及面广的标准，哪些是具体应用的标准。指出矿山物联网标准立项建设时应根据具体情况和标准的内容，灵活掌握标准先行还是应用先行。以网络层时间同步标准为例说明了矿山物联网标准应具有适应性和可扩展性。

煤与瓦斯突出预警方法探讨

赵旭生, 宁小亮, 张庆华, 马国龙

2018, 44(1): 6-10. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17287

<摘要>(55) <HTML> (8) <PDF>(8)

摘要:
给出了煤与瓦斯突出预警的定义，明确指出了突出预警与预测的区别；从空间、时间和指标体系的角度对突出预警进行了分类，并根据突出灾害特点提出了突出预警应该具有的特征；以系统论和事故理论为指导，分析了突出预警系统构成和实现途径，并阐述了从警源监测、警兆识别、警情分析、警度发布和预警响应5个方面进行突出预警的步骤，同时给出了采用预警总准确率、漏报率和虚报率3个指标进行预警效果评价的方法。现场应用结果表明，所提突出预警方法的平均状态预警总准确率为89.1%，平均趋势预警总准确率为92.5%，漏报率为0。

基于异构数据集成的煤与瓦斯突出监控预警系统

李明建

2018, 44(1): 11-16. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17292

<摘要>(65) <HTML> (10) <PDF>(8)

摘要:
针对煤与瓦斯突出监控预警系统研发中面临的异构数据集成难题，分析了煤与瓦斯突出监控预警数据的异构特征及典型异构数据集成技术，设计了基于异构数据集成的煤与瓦斯突出监控预警系统。该系统采用Web服务数据集成模式和面向服务构架，通过WCF设计开发数据集成Web服务，实现了煤与瓦斯突出监控预警信息的可靠采集和深度集成。现场试验表明，该系统实现了各类预警信息的自动上传，与原有煤与瓦斯突出综合预警系统相比，数据采集和上传的效率、可靠性、准确率均大幅提高。

煤与瓦斯突出远程智能监测预警系统研究

邱黎明, 李忠辉, , 王恩元, 刘贞堂, 张酉年, 夏善奎

2018, 44(1): 17-21. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17276

<摘要>(102) <HTML> (8) <PDF>(10)

摘要:
针对目前煤与瓦斯突出预警在自动化程度、准确性等方面的需求，开发了煤与瓦斯突出远程智能监测预警系统，介绍了系统构成及信号监测、干扰识别、信号传输、预警准则等关键技术。该系统以声发射、电磁辐射和瓦斯浓度为预警指标，可实现对突出演化过程声-电-瓦斯信号的远程监测和综合预警，并能够根据机电设备开停信息自动识别与滤除干扰信号，提高了煤与瓦斯突出预警的准确性。应用结果表明，该系统具有较高的预警准确性，可提前8~24 h捕捉到煤与瓦斯突出危险信息。

矿井瓦斯突出参数自动处理系统研究

谈国文, 李冰杭, 李明建

2018, 44(1): 21-25.. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17293

<摘要>(58) <HTML> (12) <PDF>(8)

摘要:
针对传统的人工处理瓦斯突出参数存在信息填报时效性低、工作量大、资料存储及查询分析不方便等问题，设计了矿井瓦斯突出参数自动处理系统。在WTC瓦斯突出参数仪中增加WiFi无线通信模块，使其能自动获取井下IP地址，接入无线网络，实现瓦斯突出参数自动上传。利用SQL Server数据库管理系统，依据数据属性匹配、测定时间关系，依次搜索、存储与瓦斯突出参数仪上传的预测指标相对应的钻孔编号、测定深度信息，生成防突预测表单。现场试验结果表明，该系统实现了瓦斯突出参数的自动上传、防突预测表单的自动生成和防突预测信息的局域网共享及查询，数据上传准确率达到98.2%以上。

多粒度煤样瓦斯等温吸附解吸特征试验分析:以寺河煤矿3号煤为例

周伟, 袁亮, 薛俊华, 贺广会, 罗勇, 段昌瑞, 任波

2018, 44(1): 26-30. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17277

<摘要>(101) <HTML> (12) <PDF>(7)

摘要:
为研究吸附压力和粒度对煤样瓦斯解吸的影响，选取寺河煤矿3号煤为考察样本，采用瓦斯等温吸附解吸试验系统，考察了0.17～0.25，0.25～0.50，1～3 mm 3个粒度煤样在1，1.5，3 MPa吸附压力下的瓦斯解吸量和解吸速度变化特征。试验结果表明，在各吸附压力下，煤样瓦斯解吸量、初始解吸速度总体上均随吸附压力增大而增大，但0.25～0.50 mm粒度煤样瓦斯解吸量和解吸速度受吸附压力的影响程度较其他2个粒度煤样小；各粒度煤样在不同吸附压力作用下，较小粒度煤样的初始瓦斯解吸量和初始解吸速度总体上大于较大粒度煤样，但在解吸12 h后，1～3 mm粒度煤样在1.5，3 MP吸附压力下的瓦斯解吸量较其他2组煤样大。根据试验结果可得，增加煤样的吸附压力或降低煤样粒度，均会引起瓦斯解吸量和解吸速度的增加。

基于雷达测距的工作面进尺在线监测系统

张庆华, 宁小亮, 赵旭生, 邓敢博

2018, 44(1): 31-34. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17280

<摘要>(71) <HTML> (11) <PDF>(13)

摘要:
传统的静态人工测量技术获取的工作面进尺非连续、时效性差，无法满足在线实时预警的要求，针对该问题，设计了基于雷达测距的工作面进尺在线监测系统。该系统采用应答式和反射式雷达测距传感器组合布置工艺，克服了反射式测距雷达测量距离小的不足，解决了应答式测距雷达安装维护困难、难以实时测距的问题。分析了雷达测距原理，并开发了由反射式和应答式雷达测距传感器构成的矿用本质安全型雷达测距传感器。测试结果表明，该系统能够稳定、可靠地实现工作面进尺在线监测、实时采集与分析，当测量距离小于200 m时，最大绝对误差为0.24 m，测量距离和精度能够满足瓦斯灾害预警的要求。

煤矿视频联动地磅称重智能识别管理系统

杨波, 朱绪冉, 孙彦景, 卢楠楠, 陈岩, 吴天琦

2018, 44(1): 35-39. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17303

<摘要>(75) <HTML> (6) <PDF>(6)

摘要:
针对传统的煤矿企业地磅称重管理系统因人工采集信息导致工作效率低、质量差，以及因缺乏防作弊监控措施导致偷煤现象频发等问题，设计了一种煤矿视频联动地磅称重智能识别管理系统，详细介绍了该系统的组成、视频联动地磅称重智能识别原理、系统工作流程及软件功能。该系统由视频监控系统、车辆抓拍系统和数据采集系统组成，综合应用数字图像处理、卷积神经网络、计算机网络等技术，实现了基于车牌识别和多特征匹配的煤矿地磅业务智能监控功能。实际应用表明，该系统可靠性高，操作简便，有效减少了人员工作量，并能够防止作弊盗煤现象发生。

煤矿安全监控系统浪涌防护技术研究

张子良

2018, 44(1): 40-43. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17275

<摘要>(64) <HTML> (7) <PDF>(6)

摘要:
介绍了常规浪涌防护技术，基于煤矿安全监控系统电磁兼容浪涌防护技术的理论研究和标准试验测试，指出常规浪涌防护技术对煤矿产品存在一定的不适用性，重点就常规浪涌防护设计与煤矿设备绝缘耐压要求及常规系统级浪涌防护设计与煤矿电气设备本质安全要求两大冲突问题进行了研究，并结合实际进行了原理性分析，最后给出了冲突问题解决方案。

多重保护本安电源测试装置

任高建, 鲁远祥, 游青山, 付少华

2018, 44(1): 44-49. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.002

<摘要>(88) <HTML> (7) <PDF>(12)

摘要:
针对现有本安电源测试方法存在操作不便、流程复杂、准确率低等问题，设计了一种多重保护本安电源测试装置。该装置由自适应电压模块、自适应电流模块、控制模块等核心部件组成，具有测试12、18、24 V电源等多种本安电源及本安电源模块的功能。测试本安电压时，自适应电压模块向被测本安电源加载额定电压值的输入电源，被测本安电源输出端空载，控制模块控制自适应电压模块的输出电压值，并监控本级本安保护电路的输出电压值是否正常，从而实现本级本安电压的测试；测试本安电流时，自适应电压模块向被测本安电源加载额定电压值的输入电源，自适应电流模块加载于被测本安电源输出端，控制模块控制自适应电流模块的负载电流值，并监控本级保护电路的输出电压值是否正常，从而实现本级本安电流的测试；控制模块可控制多重保护电路测试之间的切换。测试结果表明，该装置能自动识别不同电压等级的本安电源，自动加载不同电源负载，可自动预警及准确分析本安电源的性能状态，实现了本安电源测试的自动化及智能化。

大数据技术在煤炭工业中的研究现状与应用展望

马小平, 代伟

2018, 44(1): 50-54. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.2017100022

<摘要>(69) <HTML> (8) <PDF>(13)

摘要:
在总结煤炭大数据大容量、快速性、多样性、真实性、可见性、价值等特征的基础上，从煤炭大数据理论、煤炭大数据与物联网和云计算的关系、煤炭大数据平台建设方面介绍了煤炭大数据研究现状；分析了煤炭大数据的多层面不均匀采样性、多时间尺度特性、不真实数据混杂性等新特点及其对煤炭大数据分析带来的挑战；从大数据采集与管理、大数据分析、大数据共享方面对建设煤炭大数据平台功能进行了展望，并从应用领域探讨了大数据技术在煤炭工业中可能的发展方向。

含裂纹煤体破坏特征及声发射响应数值研究

陈盼, 李德行

2018, 44(1): 55-63. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017070063

<摘要>(52) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
为研究裂纹倾角对煤体破坏特征及声发射响应特征的影响，利用RFPA2D数值模拟软件对单轴压缩下含不同预制裂纹倾角的煤样进行模拟，分析裂纹倾角对试样裂纹扩展模式、力学性能和声发射响应特征的影响。结果表明，当预制裂纹倾角α为0°时，主破裂沿垂直于预制裂纹中间位置的方向扩展；对于α为15,30,45,60，75°的试样，其主裂纹扩展模式为典型的翼裂纹，或者是翼裂纹基础上发展而来的“Y”形裂纹；而α为90°的试样和完整试样，其主裂纹分布存在随机性。裂纹的存在降低了煤体的峰值强度和弹性模量，且峰值强度和弹性模量随裂纹倾角的增加而增加，前者呈二次函数的关系增加，后者呈倾斜的“S”形增加。此外，随着预制裂纹倾角的增加，煤样由延性破坏逐渐向脆性破坏过渡。破裂时声发射瞬时计数存在阶段性增长，即α为0~45，60~75，90°和完整试样，此3个阶段的试样破裂时瞬时声发射计数依次递增。

斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩仿真分析

原彬, 王义亮, 杨兆建

2018, 44(1): 64-68. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.2017090011

<摘要>(50) <HTML> (8) <PDF>(5)

摘要:
为研究斜切工况下采煤机滚筒的运动规律及受力特性，利用ADAMS建立了斜切工况下采煤机虚拟样机模型，通过运动仿真得到了斜切工况下采煤机滚筒运动曲线，并以该曲线作为滚筒运动边界条件；采用LS-DYNA对斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩进行了模拟仿真，得到了斜切工况下滚筒受力特性。仿真结果表明：斜切工况下滚筒的截割阻力和牵引阻力逐步增大并最终趋于稳定，且截割阻力约为牵引阻力的2倍；滚筒轴向力呈先增大后减小趋势，最大轴向力出现在滚筒轴向位移达到最大时，且滚筒轴向力与轴向位移密切相关；滚筒力矩主要由截割阻力和轴向力产生，且力矩大小变化趋势与产生力矩的作用力的变化趋势一致。

煤体中超声波参数的实验研究

刘冠华, 杨晨, 刘浩雄

2018, 44(1): 68-73. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.003

<摘要>(108) <HTML> (4) <PDF>(12)

摘要:
采用声发射实验技术对大安山无烟煤与三河尖肥煤的超声波波速、衰减系数、超声波的时域特征和频域特征进行了研究。研究结果表明，受空隙率和含水率等的影响，无烟煤中的平均波速大于肥煤中的平均波速，其衰减系数平均值低于肥煤的衰减系数平均值；超声波的时域特征和频域特征受煤的品质和波形频率的影响，无烟煤的主频幅值大于肥煤，衰减周期小于肥煤，并且随着波形频率的增加，衰减时间下降，透射波形的能量更加聚集于主频。这些结论可为采掘前煤炭品质和种类的定性提供理论依据。

带式输送机双机驱动控制系统设计

王定龙, 王然风, 赖春林

2018, 44(1): 74-78. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.001

<摘要>(76) <HTML> (5) <PDF>(6)

摘要:
针对现有带式输送机双机驱动系统采用液力偶合器、液体黏性传动装置等驱动方法导致效率低，且难以保证双电动机速度同步、功率平衡等问题，提出了一种基于直接转矩控制策略的带式输送机双机驱动控制系统的设计方案。该系统采用一整流、两逆变组合式变频器驱动带式输送机，为主从控制方式，主机依据2台电动机额定输出功率比调整输出转矩，从而使系统可以给定转速稳定运行。仿真结果表明,该系统实现了带式输送机双机转速、转矩的同步控制，且功率平衡，具有良好的动静态性能。

永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统稳定性研究

胡坤, 刘杨, 王方涛, 程刚

2018, 44(1): 79-84. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.2017070027

<摘要>(63) <HTML> (4) <PDF>(8)

摘要:
建立了永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统三维模型，对不同磁性输送带形状、永磁体布置形式、永磁体形状、偏载条件下永磁悬浮支撑系统稳定性进行了仿真。结果表明：槽型磁性输送带稳定性优于平型、V型磁性输送带，且承载能力表现最稳定；永磁体采用槽型结构时磁性输送带稳定性和承载能力较好；偏载会加剧磁性输送带的跑偏。为有效解决磁性输送带跑偏问题，设计了一种槽型磁性输送带防跑偏装置，通过在槽型磁性输送带两侧安装辅助辊轮，能进一步提高永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统的稳定性。

DHNN模型在岩爆烈度分级预测中的应用研究

徐佳, 陈俊智, 刘晨毓, 王佳信, 龙刚, 李春义

2018, 44(1): 84-88. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017050027

<摘要>(63) <HTML> (6) <PDF>(5)

摘要:
针对现有岩爆预测方法权重的确定带有随意性和主观性问题，提出了一种岩爆烈度分级预测的离散Hopfield神经网络（DHNN）模型。该模型选取应力系数、岩石脆性系数及弹性能量指数作为评价指标，将岩爆等级分为强岩爆、中等岩爆、弱岩爆及无岩爆4级，然后进行编码，不需要对样本数据进行归一化处理，只需转换成“1”和“-1”的二值型模式，编码简单，网络迭代次数少，具有很好的联想记忆功能，使岩爆烈度分级预测更加科学合理，可为深部地下工程岩爆烈度分级预测提供一种新途径。典型岩爆工程实例预测结果证明了该模型的正确性。

重介悬浮液密度与液位PFC—PID控制算法研究

郭西进, 邵宏清, 杨春宝, 张志强

2018, 44(1): 89-95. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017030088

<摘要>(101) <HTML> (11) <PDF>(6)

摘要:
为解决重介选煤控制系统中重介悬浮液密度与液位调节过程的大滞后与强耦合问题，建立了悬浮液密度与液位控制系统的数学模型，并在对系统进行解耦的基础上，提出了一种重介悬浮液密度与液位PFC-PID控制算法。该算法采用闭环控制方法对密度与液位加以控制，即内环采用常规PID控制技术对解耦后的系统加以控制，以稳定系统；外环采用预测控制技术，将内环作为外环控制的广义预测对象，解决了大滞后问题。仿真结果表明，该控制算法具有超调量低、调节时间短、静态误差小的特点，且具有很好的抗扰能力，控制效果整体优于传统PID控制。

选煤厂煤流系统启停车技术优化

周成军, 张新明, 陶亚东

2018, 44(1): 95-98. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.2017070036

<摘要>(50) <HTML> (7) <PDF>(6)

摘要:
针对现有选煤厂煤流系统启停车技术存在启停车时间长、耗电量较大的问题，提出了一种选煤厂煤流系统启停车技术优化方案。以同一台变压器供电的煤流系统设备为启动单元，根据变压器负荷率，同一启动单元内设备同时启动或按设定顺序分批启动，且不同启动单元同时启动；人工测定煤流系统各设备无煤时间节点，在此基础上延后3～5 s作为设备停车时间节点，按顺煤流方向实现各设备无煤即停。实际应用结果表明，采用优化的启停车技术后，启车时间下降了57.9%，停车时间下降了35.2%，取得了良好的节能效果。

基于矿山物联网的井下物资管理系统设计

高彬, 丁恩杰, 董飞, 赵端, 张帝

2018, 44(1): 99-103. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.2017070022

<摘要>(44) <HTML> (6) <PDF>(7)

摘要:
针对井下物资管理混乱、物资消耗信息录入延迟且不准确、劳动力浪费等问题，设计了一套基于矿山物联网的井下物资管理系统，给出了该系统的物联网架构，阐述了该系统功能模块的设计。该系统利用有源RFID标签与智能手持终端从现场环境获取井下物资信息，并通过WiFi网关将数据上传到数据服务器中，服务器将数据处理后转存到数据库中，通过Web技术访问、处理并显示数据，从而实现对井下物资生命周期的实时监测与管理。

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