工矿自动化

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孟广瑞, 丁震, 李浩荡

2021, 47(S2): 1-3.

<摘要>(76) <PDF>(11)

摘要:
提出了综采智能化自主割煤概念，即在工作面开采环境感知的基础上实现从采场到开采设备的生产过程全面感知，实时计算采煤机截割目标并进行智能决策，指导采煤机自主截割。阐述了综采智能化自主割煤依托的关键技术，即三维地质模型构建、机器人巡检和三维激光扫描。利用巡检机器人搭载三维激光扫描设备进行全工作面三维激光扫描，建立与三维地质模型空间统一、可描述工作面已开采空间的全工作面点云模型，实现采场与开采设备位置信息动态融合关联，使综采装备可智能决策和自主执行，实现无人干预的自主割煤。

智能化采煤工作面运行现状及技术展望

金锋, 罗会强

2021, 47(S2): 4-6.

<摘要>(63) <PDF>(15)

摘要:
阐述了智能化采煤工作面的定义及组成，根据国家能源集团宁夏煤业有限责任公司智能化采煤工作面运行现状:各工作面基本实现了采煤机以记忆割煤为主，人工远程干预为辅；液压支架以跟随采煤机自动序列动作为主，人工远程干预为辅；综采运输设备实现了集中自动化控制的开采模式。从实际应用的角度提出了现阶段智能开采亟需解决的主要问题，并对未来技术发展进行了展望。

综采工作面智能化技术研究及应用

倪少军, 李双良

2021, 47(S2): 7-9.

<摘要>(119) <PDF>(20)

摘要:
对麦垛山煤矿综采工作面智能化技术进行了全面、系统的研究，重点阐述了综采工作面智能化控制系统技术方案及关键特征，介绍了智能单兵装备与智能化控制系统的融合方式及其对综采工作面智能化生产的有益促进。智能化控制系统实现了液压支架自动推溜拉架、采煤机记忆截割、远程集中监控等功能，并通过引进LASC技术保证了工作面连续推进过程中直线度可控。通过将智能化控制系统与智能单兵装备融合，扩展了综采工作面智能化生产模式下生产巡检人员的单兵作业能力，提升了智能化控制系统对异常情况的自适应能力，解决了生产过程中人机冲突问题。

煤矿智能化开采技术创新与发展研究

虎晓龙, 殷华

2021, 47(S2): 10-12.

<摘要>(100) <PDF>(21)

摘要:
介绍了煤矿开采的人工、机械化、自动化、信息化、智能化发展历程。总结了近10 a我国煤矿智能化开采技术的实践应用与创新发展成果，分析得出我国智能化开采技术在智能化开采控制系统、无人采煤技术、井下虚拟现实技术、远程遥控技术等方面取得了显著进步。结合煤矿智能化开采的发展目标，探索了智能化开采技术的发展方向，主要包括智能探测技术、智能导航技术、5G互联技术。

智能化采煤工作面建设研究

呼木吉力吐

2021, 47(S2): 13-18.

<摘要>(90) <PDF>(26)

摘要:
为提高煤矿智能化采煤工作面建设管理水平，以煤矿智能化开采及智慧矿山建设为框架，详细介绍了智能化采煤工作面控制系统结构、配置及功能参数等。智能化采煤工作面控制系统主要包括巷道控制系统、液压支架与超前支架电液控制系统、采煤机控制系统、三机控制系统、工作面视频控制系统、工作面矿压监测控制系统、工作面人员定位控制系统及工作面环境监测控制系统。巷道控制系统是实现智能化采煤工作面建设的关键，采煤机控制系统是智能化采煤工作面建设的重要组成部分，工作面矿压监测控制系统是实现智能化采煤工作面智能化生产安全的重要环节。在整体结构上，构建了以“远程一键式启停、自动开采为主、远程人工干预为辅，最终实现无人值守”为目标的智慧矿山运营体系，旨在为智慧矿山建设的发展与完善提供参考。

基于捷联惯导系统的采煤机定位方法

武俊, 刘瀚文

2021, 47(S2): 19-22.

<摘要>(91) <PDF>(11)

摘要:
针对现有采煤机定位精度较低的问题，提出了一种基于捷联惯导系统的采煤机定位方法。首先建立采煤机参考坐标系，然后利用捷联惯导系统中的三轴加速度计和三轴陀螺仪实时测量采煤机的加速度和角速度信息，并根据四元数捷联惯导位姿解算方法解算出采煤机的实时位置和姿态信息，最后得到精确的采煤机运动轨迹，实现对采煤机的实时定位。该方法已在乌海能源有限责任公司老石旦煤矿应用，解决了老石旦煤矿现有采煤机定位系统中惯性零件出现漂移的问题，能够实现采煤机的实时精确定位，满足采煤机定位精度要求，提高了采煤效率。

煤矿无人综采模式及关键技术分析

殷华, 虎晓龙

2021, 47(S2): 23-25.

<摘要>(39) <PDF>(11)

摘要:
从自动化跟机与人工远程干预、工作面记忆切割、工作面监控、智能化集成、超前支护控制等方面介绍了煤矿智能化开采中的无人综采模式，分析了该模式下机架协同的割三角煤、“一键启停”安全确认、远程操控优化、工作面自动调直等关键技术，从煤层条件、系统管理水平、协同配套系统水平、操控人员4个方面对该模式的应用要点进行了分析。

基于改进Elman神经网络的综采装备协同控制研究

樊占文, 刘波

2021, 47(S2): 26-28.

<摘要>(69) <PDF>(10)

摘要:
针对现有综采装备控制方法大多是针对单一设备的控制，没有对综采装备进行协同控制，为了提高综采工作面采煤机、液压支架和刮板输送机的生产能力，基于Elman神经网络建立了综采装备滚动预测模型，使用多电动机进行控制，对采煤机、液压支架和刮板输送机工作状态进行预测，实现多电动机输出值平衡。通过分析采煤机、液压支架和刮板输送机运行时的参数关系，在专家经验所得数据和预测结果的基础上，使用产量/能耗比作为评判标准，实现了不同状态下的采煤机、液压支架和刮板输送机的优化协同控制，提高了综采装备运行时的稳定性。

黄玉川煤矿无人干预自动化放煤研究

米彦军, 潘卫东, 杨克虎, 李新源, 王冲

2021, 47(S2): 29-31.

<摘要>(51) <PDF>(10)

摘要:
以黄玉川煤矿226上02综放工作面为工程背景，采用PFC数值模拟软件，对单轮顺序放煤、单轮间隔放煤和多轮顺序放煤工艺进行了模拟分析，比较了放煤过程中放出体大小和煤岩分界面变化情况，结果显示多轮顺序放煤工艺下顶煤采出率比单轮放煤工艺高5%~8%。为实现黄玉川煤矿226上02综放工作面放煤效率、顶煤采出率最大化，提出了多轮顺序记忆放煤控制技术，并在开采装备的配套上，采用煤矸图像识别和顶煤跟踪仪实时监控等手段，将软件和硬件形成有机整体。煤矸图像识别软件可很好地区分煤和矸石，并能够实时显示顶煤放出体的矸石含量，起到监控放煤效果的作用；顶煤跟踪仪信号采集装置和处理软件可实时反映不同位置顶煤放出情况，为无人干预自动化放煤技术的实现提供了途径。

神东矿区快速掘进装备与技术研究现状及展望

罗文, 杨俊彩

2021, 47(S2): 32-38.

<摘要>(67) <PDF>(16)

摘要:
在总结以掘锚机快速掘进系统、全断面快速掘进系统、全断面矩形快速掘进系统为代表的快速掘进装备发展历程的基础上，分析了快速掘进设备选配中截割刀具、导航方式、支护模式、后配套方式的选择，以及自动锚支、快速掘进设备安装回撤工艺等关键技术，从设备纵向模块化组合、自适应截割、智能锚支、环境感知、设备及人员联动安全防控等方面对快速掘进技术的发展趋势进行了展望。

煤矿智能掘进机器人关键技术探讨

谢进, 王飞

2021, 47(S2): 39-42.

<摘要>(100) <PDF>(27)

摘要:
从掘进机定位与定姿、机身状态感知、自动截割与远程人工干预、通信网络和人机交叉作业安全防护等方面探讨了煤矿智能掘进机机器人关键技术：通过搭载激光导引装置、光纤陀螺仪、光纤寻北仪、高精度加速度计的组合惯性导航系统实时监测掘进机位姿，修正掘进机截割航行方向；利用敏感元件和摄像仪实时监测掘进机运行状态信息，提升掘进机感知能力；以远程人工干预操作平台和核心计算机完成掘进机远程人工控制和自动截割控制；采用5G通信技术实现掘进机信息的高带宽、低时延传输，保证掘进机与上位机互联；安装人员接近监测系统，避免人员与掘进机近距离交叉作业，提高现场人员安全防护能力。指出了高适应化、高智能化、高集群化是煤矿智能掘进机器人发展趋势。

智能矿山机器人协同管控

张鹏

2021, 47(S2): 43-44.

<摘要>(74) <PDF>(11)

摘要:
机器人在智能矿山建设过程中的局部应用是单独系统点式布局，而随着机器人种类和数量不断增加，多机器人系统独立运行会给工作人员带来负担。为解决该问题，提出了智能矿山机器人协同管控体系。通过引入智能传感器、专用网络、协同控制、大数据处理等技术，实现了矿山复杂环境下的人员、环境、设备和基础设施等的信息智能采集、传输、存储、分析，机器人全面感知和动态协同控制、集中调度，达到了机器人系统协同控制、关联分析的目的。

基于区块链的智能矿山数据共享方案研究

赵涵

2021, 47(S2): 45-48.

<摘要>(59) <PDF>(13)

摘要:
从传统矿山数据共享手段存在的问题入手，设计了一种基于区块链的数据共享方案，有效解决了数据共享难题。利用分布式账本实现数据的高效共享，利用授权访问机制、业务数据加密机制和安全计算机制解决数据隐私保护问题，采用混合云部署模式满足内外部接入需要，实现了安全、可靠、及时的数据共享。

基于区块链的煤炭数量和质量管控机制研究

闫力维

2021, 47(S2): 49-51.

<摘要>(42) <PDF>(13)

摘要:
从分析国家能源集团煤炭数量和质量管控业务现状入手，设计了基于区块链的煤炭数量和质量管控机制。建立了煤炭数量和质量管控业务模型，设计了配套监控系统，实现了数据质量审计、数据安全计算、数据追溯和自动预警报警等机制，有效解决了数据不可靠、不安全和监察不到位的问题。

煤矿智能化通风安全管控研究

邢永亮, 曹金龙

2021, 47(S2): 52-55.

<摘要>(56) <PDF>(22)

摘要:
从矿井通风风速传感器启动风速、实时通风网路解算、网路优化调节软件等方面阐述了矿井智能通风的研究现状及存在的问题。对包括煤矿数字化矿井通风系统构建、矿井主要通风机和局部通风机远程控制、矿井通风参数的精准监测、基于在线监测的实时通风网路解算、通风系统异常诊断、定位与预警、通风系统基本特征分析及可视化在内的煤矿智能化通风安全管控进行了分析研究，对通风网路优化的按需通风、灾变通风决策的智能化、智能通风辅助决策平台等通风集成技术进行了初步探讨，提出了矿井通风设计与决策的综合集成研究方向。

原煤运输系统智能化关键技术研究

曹艳军, 柳骁

2021, 47(S2): 56-59.

<摘要>(74) <PDF>(11)

摘要:
长距离原煤运输系统受电铲运行、卡车运输故障和破碎效率等因素影响，造成供煤量稳定性差，原煤运输量不均匀，长时间空载或者轻载运行。为提高原煤运输系统运行效率和智能化管理水平，介绍了长距离原煤智能运输系统关键技术：带式输送机智能调速技术、受料斗煤位控制策略、胶带保护预警和智能动态点检系统。带式输送机智能调速技术通过煤流可视化功能实时检测胶带煤量，调整变频器频率控制带式输送机速度。受料斗煤位控制策略通过双目视觉测量原理测量受料斗分布范围和厚度，兼顾来煤卡车位置、车速监控，控制受料斗运转频率，实现煤位自动控制。胶带保护预警包括胶带纵撕检测、异物检测。智能动态点检系统中机器人配备有高清可见光摄像机、可见光摄像仪、避障传感器、烟雾传感器等功能模块，可全天候执行原煤运输系统电动机、滚筒、托辊状态监测。

主煤流运输无人化智能视频管控系统

高强, 高小强, 任文清, 郝俊信

2021, 47(S2): 60-61.

<摘要>(181) <PDF>(14)

摘要:
主煤流运输系统具有运输距离长、运输环节多、能耗大等特点，存在管理难度大、人员紧张等问题。为解决上述问题，提出了一种主煤流运输无人化智能视频管控系统。在主煤流运输系统中安装智能视频管理系统、音频智能识别系统、设备在线状态监测系统，基于机器视觉技术对采集的视频进行分析，实现煤流量实时检测；根据煤流量实现带式输送机实时调速，最大化地节约能源；可对带式输送机跑偏、纵撕、堆煤、异物等进行检测，保障安全生产；实现重要工作场所人员行为安全管理，具有闯入识别功能；参与设备联动控制，实现设备的协同运作；实现主煤流运输系统关联机电设备的远程监测与控制，达到撤销固定岗位人员的目的。

基于态势感知的露天矿智能运输调度应用研究

张海飞, 李冉, 魏永新, 冯占科

2021, 47(S2): 62-64.

<摘要>(45) <PDF>(12)

摘要:
设计了基于态势感知的露天矿智能运输调度系统，基于物联网、边缘计算、信息分布式采集与融合技术，对矿山生产工艺链信息进行全方位采集、衔接、整合，实现了对整个矿区安全生产态势的感知，形成了基于大数据的动态预见能力，改善了运输调度提前规划的准确度。通过引入调度模型人性化因子，降低了实时智能调度的随机性，提高了适应性和管理协调性，改善了智能调度的实用性和接受度。

智慧矿山运输设备大数据关键问题研究

梁栋

2021, 47(S2): 65-67.

<摘要>(62) <PDF>(12)

摘要:
针对露天煤矿运输系统的特点，介绍了智慧矿山运输设备移动网络系统设计，讨论了空间信息的实时性在智慧矿山、自动驾驶的研究和应用中的重要性，指出智慧矿山车辆运输环境中的实时数据分析应在本地处理数据。

4D光场在井工煤矿无人驾驶运输系统中的应用探讨

曹正远, 丁震, 何适

2021, 47(S2): 68-69.

<摘要>(66) <PDF>(29)

摘要:
井工煤矿巷道狭窄、黑暗、潮湿、有害气体及粉尘多，采用无人驾驶技术提高运输车辆的自动化、智能化程度，将有效降低井工煤矿人员风险，提高运输效率，降低事故率，减少运输成本。无人驾驶系统需要多种传感器采集环境信息，目前井下运输车辆主要通过激光雷达实现环境感知，但水汽和粉尘对激光雷达有很大影响，且激光雷达存在成本高、获取数据点数少、无颜色信息、目标识别困难等问题，在一定程度上制约了无人驾驶系统在井工煤矿的应用。4D光场技术利用单目工业相机实时获取四维矢量信息，并可生成三维点云和二维纹理信息，提供高维度数据，在潮湿和粉尘环境下具有稳定的表现。在分析4D光场技术特点的基础上，对4D光场在井工煤矿无人驾驶运输系统中的应用进行了探讨，4D光场能提高无人驾驶系统的可靠性、实时性、安全性及降低成本。

大柳塔煤矿智能矿山建设实践

梁占泽

2021, 47(S2): 70-74.

<摘要>(180) <PDF>(32)

摘要:
以神东煤炭集团大柳塔煤矿智能化建设为例，探讨了智能矿山建设内涵与应用架构，介绍了大柳塔煤矿在已建成的全矿井自动化系统基础上，利用矿用机器人技术、5G通信技术、AI技术等对连续采煤机煤巷掘进工作面、机器人智能巡检、井下智能手机安全隐患排查整改、生产作业环境远程视频智能分析等方面的智能化改造实践，给出了智能矿山建设中存在的问题：矿井在用设备由多厂商供货，设备技术参数、通信接口不统一；部分设备老旧无传输接口，需大量改造、升级；矿用传感器种类不齐全，部分传感器故障多、可靠性差；网络设备供电不稳定且设备故障多，影响数据传输的稳定性。指出要从智能矿山全面实现智慧矿山，还需要借助新的物联网技术、机器人技术、5G通信技术、AI技术等，推进智能地质保障系统、智能开采系统、智能辅助运输系统、智能通风与压风系统、智能供电系统、智能供排水系统、智能洗选系统等建设。

煤矿无人值守带式输送机智能化系统设计

刘澎, 任文清

2021, 47(S2): 75-77.

<摘要>(110) <PDF>(20)

摘要:
针对现有煤矿带式输送机的研究仅局限于设备的自动化控制和远程监测等，尚未提升到系统智能化控制，在分析带式输送机智能化系统需要解决的问题的基础上，设计了一种煤矿无人值守带式输送机智能化系统，该系统包括综合SCADA系统、智能化点检系统、机器人巡检系统、视频监控系统和手持式智能监控系统，详细介绍了系统的组成和工作原理。该系统实现了无人值守、区域巡视，有效提高了人员工效，节约了电能，降低了矿井的安全风险，提高了煤矿安全管理水平。

矿用4G与5G融合系统解决方案研究

李伟宏

2021, 47(S2): 78-80.

<摘要>(66) <PDF>(26)

摘要:
分析了4G与5G融合系统的具体应用需求、矿用4G与5G融合组网的优点。以雁南煤矿为例，阐述4G与5G融合系统组网方案：矿用4G和5G系统分别独立部署，2个系统各自的基站、传输网络及核心网设备物理上相互独立；4G终端接入4G网络，5G终端可以接入4G和5G网络，4G核心网和5G核心网实现与融合调度系统、视频监控系统等应用系统对接，经由不同网络传输的数据在应用系统层面实现融合，实现4G和5G终端设备的融合应用。

矿井融合调度通信系统设计

罗红霞

2021, 47(S2): 81-83.

<摘要>(92) <PDF>(20)

摘要:
针对目前矿井通信系统与其他系统之间存在信息孤岛而造成生产指挥效率差、生产安全保障低的问题，利用SIP协议及开放式接口设计了一种矿井融合调度通信系统。介绍了系统总体架构及语音融合模块、数据融合模块、视频融合模块功能。应用结果表明，该系统实现了调度语音与安全监控数据、视频信息融合联动，提高了矿井各子系统的调度指挥协作和管理能力，加强了矿井安全生产和应急救援保障力度。

老石旦煤矿地面多系统融合系统优化

任文华, 张雪梅

2021, 47(S2): 84-86.

<摘要>(40) <PDF>(8)

摘要:
针对老石旦煤矿现阶段采用的地面多系统融合系统存在空间信息处理技术落后、系统效率不高、数据孤岛严重、各子系统数据无法真正实现共享融合、网络交换机识别和抑制网络风暴的能力弱且网络容量小、传感器稳定性差、故障率高等问题，从软件、硬件及网络结构方面提出了系统优化措施，展望了地面多系统融合系统的发展方向。通过多元异构、融合通信软件平台、深度融合的综合信息展示、扩大网络容量、合理划分网段、阻止网络风暴形成等优化措施加强了系统信息的集成和融合，使得系统故障率降低，使用体验感增加，具有快速、便捷、稳定、智能、可靠的特点。通过地面多系统融合系统可以把矿山生产中的采掘、运输、通风、安全监测、人员定位、设备设施、调度通信、视频监控、应急指挥等相关信息集中融合到一起，实现了安全、生产、指挥三大要素的协调与统一，实现了矿山生产透明化、智慧化、数字化与绿色高效生产。

智能选煤厂建设探讨

乔治忠

2021, 47(S2): 87-91.

<摘要>(77) <PDF>(16)

摘要:
煤炭洗选智能化建设是实现我国煤炭工业高质量发展的重要支撑技术之一。针对特大型动力煤选煤厂智能选煤建设发展要求，指出智能选煤厂建设必需采用的5大关键技术，即智能网络大数据建设、智能大洗选技术、智能供配电技术、智能安全保障技术、智能决策。首先从网络数据大平台建设及应用方面，分析了当前智能选煤基础建设情况，然后以智能选煤控制系统建设、应用先进的环境监测设备状态感知技术，以实际特大型动力煤选煤厂为原型提供了智能选煤建设一体化技术手段，最后针对智能选煤的智能决策应用需求，探讨了智能决策建设的关键技术问题。

智能化选煤厂建设思路及问题探讨

包国强, 齐健, 尉维洁

2021, 47(S2): 92-93.

<摘要>(147) <PDF>(18)

摘要:
给出了智能化选煤厂建设思路；从标准化建设，机械化、自动化升级，智能技术运用，网络、通信、工业电视等系统升级改造，大数据建设等方面分析了智能化选煤厂建设中应该注意的问题；提出了选煤厂智能化建设工作相关建议。

智能装车系统在哈尔乌素选煤厂的应用

张建成

2021, 47(S2): 94-96.

<摘要>(41) <PDF>(10)

摘要:
哈尔乌素选煤厂现有快速装车站存在的问题：装车员根据经验值控制装车质量，易造成部分车厢出现装车不平、前后偏载情况，严重时可能出现撒煤事故；由于装车过程较长，人工操作不可避免出现失误，会引起溜槽磕碰车帮的情况，造成设备损坏，影响装车效率。针对上述问题，设计了一种智能装车系统。该系统在现有自动定量装车系统的基础上增加一套软硬件，通过智能测控、机器学习、图像识别等技术将原系统进行升级。该系统具有车厢定位检测、溜槽闸板自动控制、车号识别、超载偏载检测等多种功能，同时提供装车数据统计、历史资料分析、客户端智能管理等功能。该智能装车系统在哈尔乌素选煤厂已连续运行1 a，累计装车超26万节，累计装车量超2 000万t，智能装车率超98%，装车合格率100%，装车效率比人工提高了2%。

黄玉川煤矿选煤厂装车精准配煤探索

董良, 孙兴广, 冯军

2021, 47(S2): 97-99.

<摘要>(76) <PDF>(14)

摘要:
黄玉川煤矿选煤厂在装车配煤时商品煤合格率低的主要原因有精煤与混煤配比不准确、精煤与混煤的产品质量无法准确掌握、入选煤与混煤量无法精确调整、装车时配比发热量信息反馈不及时。为解决上述问题，对装车站产品仓下甲带式给煤机电动机进行变频控制改造；安装离线扫描式快速灰分仪和快速水分测定仪快速检测配煤灰分和水分，从而实时检测配比发热量；根据计算的发热量与要求的发热量之差，调整给煤机频率，最终调整装车配比，从而保证商品煤合格率。应用结果表明，通过改造给煤机变频控制和实时检测配比发热量，商品煤合格率由70.45%提高至84.76%。

西湾露天煤矿智能矿山工控安全建设探索

张伦

2021, 47(S2): 100-102.

<摘要>(51) <PDF>(8)

摘要:
西湾露天煤矿工业控制系统没有统一的网络规划，不利于矿区网络安全及规范管理，且采用不同厂家制定的传输协议和接口标准，各子系统之间不能互通和兼容，存在信息孤岛现象，不利于数据信息整合，使企业无法共享信息资源，不能实现各系统间的联动，无法对内快速调配各类资源，形成信息壁垒。针对上述问题，西湾露天煤矿在智能化建设过程中开展了工业控制系统网络安全建设，通过区域划分、边界防护、运维管控、内部审计等措施，构建了西湾露天煤矿工控安全纵深防御体系，能增强工控信息安全防护能力及管理水平，提升工业控制系统信息安全掌控能力，增强企业对工业控制系统网络行为的合规性识别能力，避免由网络安全引起的突发问题，减少工业控制系统网络安全威胁。

智能矿山建设环境下煤矿机电管理技术研究

马桂云

2021, 47(S2): 103-104.

<摘要>(76) <PDF>(8)

摘要:
分析了智能矿山建设环境下煤矿机电管理技术需求，探讨了智能矿山建设环境下煤矿机电管理技术完善策略：在进行机电管理技术完善时，应进一步把控检修关、验收关和入井关；需要打造一支专业化的团队，掌握专业的知识与技能，进行智能机电设备的实际操作与维护；应进一步加强现场管理和检查水平，通过科学有效的管理措施提升管理质量。

矿用重型卡车电动轮和主发电机测试平台改造

张彪

2021, 47(S2): 105-108.

<摘要>(68) <PDF>(8)

摘要:
原矿用重型卡车电动轮和主发电机测试平台变压器输出功率偏小，为直流调速系统，无法测试交流电动轮；测试平台已连续运行近20 a，各种电子电器元件已严重老化，进行故障判断时易出现错误判断；只能输出电枢和励磁电压电流，其他相关数据需采用辅助工具进行判断。针对上述问题，对原测试平台进行了改造。改造后的测试平台采用2套四象限矢量变频系统形成能量闭环进行负载测试，同时由变频系统提供空载可调电源。外部电网经隔离变压器变压后为测试平台提供测试电源，测试时被试电动机和陪试电动机通过转矩转速传感器连接。测试电动轮时，变频测试电源做电动运行，拖动电动轮运行。测试发电机时，变频测试电源和陪试电动机一起做电动运行，拖动发电机运转。测试结果验证了该测试平台改造的有效性。

电铲机械室内搬运机械手设计

蒙得乐

2021, 47(S2): 109-110.

<摘要>(72) <PDF>(13)

摘要:
露天煤矿大型挖掘设备电铲的日常维护、保养工作中需要搬运和拆装各组件上的抱闸、轴等设备，目前采用倒链、撬棍进行辅助操作，劳动强度较大，检修效率低，并存在作业安全隐患。针对上述问题，设计了一种电铲机械室内搬运机械手。该机械手满足4个条件：① 安装时不改动电铲内部条件；② 加装的设备和轨道可以拆卸，不影响电铲机棚顶盖的拆卸及机械室内大型组件的拆装；③ 受温度等外界环境的影响小；④ 最大吊装质量为900 kg。结合以上条件选择电气传动+液压传动的悬臂吊，可以满足现场使用条件。

露天矿车载安防设备在线监测系统

刘鹏, 孔凡江

2021, 47(S2): 111-116.

<摘要>(41) <PDF>(6)

摘要:
露天矿车辆、设备数量繁多，在长期的生产作业中，车载安防设备发生故障的情况十分普遍，现有故障识别方法难以及时地对设备故障进行宏观的统计和分析。针对该问题，设计了露天矿车载安防在线监测系统，该系统可将露天矿中所有车辆安防设备的状态进行汇总统计，通过车辆上搭载的Linux50主机自动识别故障设备，并可将设备故障信息通过4G/5G网络上传至服务器，管理人员在后台通过软件可查看全部车辆安防设备的运行状态，可以查看哪些车辆的安防设备发生故障，同时该系统也可以查看各个时间段设备的故障记录，便于工作人员通过大数据分析故障原因，发现存在的问题。该系统对露天矿企业的生产调度、设备故障分析、设备健康状态及设备改进升级起到了重要的指导作用。

设备预测性大数据分析系统在矿用自卸卡车上的应用

范中华

2021, 47(S2): 117-118.

<摘要>(32) <PDF>(10)

摘要:
哈尔乌素露天煤矿机电设备没有统一的接口规范，设备信息采集困难；数据的二次分析和利用不充分，无法全面准确进行预测性维修，在维修过程中存在事后维修、过度维修或欠维修情况，影响维修效率和成本；矿山作业环境恶劣，设备的工作负荷大，故障率高，维修任务重；哈尔乌素露天煤矿主要靠自卸卡车完成岩石和煤炭的拉运工作，卡车数量较多，维修任务占到总维修任务的一半以上。针对上述问题，将设备预测性大数据分析系统应用于自卸卡车运行监控中。该系统可以实时采集自卸卡车发动机、电传系统、液压系统、轮胎系统、称重系统的运行数据，并对采集的数据进行智能分析，为设备的维修管理提供决策依据。

矿用卡车巨型轮胎物联网监测系统研究

杨凯, 王飞, 霍俊杰

2021, 47(S2): 119-122.

<摘要>(70) <PDF>(6)

摘要:
在分析露天矿矿用卡车巨型轮胎现场管理存在问题的基础上，结合矿用卡车巨型轮胎智能化管控需求，设计了一种矿用卡车巨型轮胎物联网监测系统，实现了轮胎内部温度和压力数据的实时采集、传输、查看、统计及报警、GPS定位等功能。重点介绍了该系统中传感器的软硬件设计方案，以及使用寿命分析。该系统已在神华北电胜利能源有限公司得到应用，其通过采集、分析轮胎温度和压力数据，为矿方制定科学的轮胎管理方案提供了依据，保证了轮胎安全、高效运行，延长了轮胎使用寿命，节约大量生产运营成本。

预制舱式智能变电站在煤矿中的应用研究

孟峰, 雷旭, 马鹏飞, 刘博

2021, 47(S2): 123-125.

<摘要>(58) <PDF>(9)

摘要:
为提升煤矿变电站供电可靠性和安全性，探讨了预制舱式智能变电站在煤矿变电系统中的应用。首先，分析了传统煤矿变电站存在的问题。其次，介绍了预制舱式智能变电站的建设流程、拓扑结构，总结出5大优点，即现场施工作业少、建设周期短、建设方式灵活、可靠性高、智能化水平高。最后，介绍了预制舱式智能变电站可实现的功能，包括一次设备智能化控制、开关柜运维监测、电缆故障监测定位、用户无感知电源切换、变压器状态监测、变压器经济运行、站内环境自动调控、站内轨道机器人智能巡检，为实现煤矿预制舱式智能变电站建设提供了技术路径。

响沙湾煤矿110 kV变电站智能化改造

屈振兵

2021, 47(S2): 126-129.

<摘要>(51) <PDF>(7)

摘要:
在以往的煤矿常规变电站建设中，由于电力设备智能化水平较低，使得其二次设备配置较为复杂，控制电缆回路较多，日常管理维护工作量大，且系统缺乏自诊断能力，一旦二次系统发生故障无法及时进行监测，已经不能完全满足现有系统建设的需求。针对以上问题，以神华准能集团有限责任公司响沙湾煤矿110 kV变电站智能化改造为例，详细分析了变电站智能化改造要点及内容，提出了变电站智能化改造的思路及建议。采用“原有一次设备本体+智能组件”形式进行站内一次设备的改造，利用合并单元智能终端一体化装置实现过程层一次设备智能组件的配置，将主变保护装置改造成2套完全独立的主后合一的保护设备，同时对包括变电站微机防误闭锁综合操作系统、全站时钟同步系统、电能计量系统、智能辅助控制系统在内的其他二次系统进行了改造。改造后的智能变电站可以充分利用传感器、先进的通信装置以及自动控制集成系统对控制域内的所有信息进行整合分析，在提高电网可靠性和安全性的同时，还可以降低运维成本和实现管理的最优化，大大提高了供电系统的供电质量和智能化水平。

煤矿智能雷电防护系统设计

苗继军

2021, 47(S2): 130-132.

<摘要>(57) <PDF>(8)

摘要:
目前煤矿雷电防护系统主要由传统的外部防雷装置和内部防雷装置构成，这些传统防雷装置能够起到一定的雷电防护作用，但存在一定的缺陷：信息化、智能化程度不高；缺乏有效的雷电监测手段；无法精准定位雷击事故。针对上述问题，设计了一种煤矿智能雷电防护系统，该系统由雷暴预警仪、闪电定位仪、雷电流监测仪、智能断接卡、接地电阻在线监测仪、智能电磁脉冲抑制接地箱、智能监测型SPD、智能防雷PDU等监测终端和煤矿智能防雷监测软件组成。该系统解决了煤矿雷电防护单纯依靠传统防雷装置和人工定期检测，防雷装置运行状态无法实时掌握的问题，提高了煤矿雷电防护智能化、信息化水平。

煤矿雷击风险评估技术方案研究

李富强, 姜明学

2021, 47(S2): 133-134.

<摘要>(44) <PDF>(9)

摘要:
针对煤矿雷电防护的特殊性与复杂性，研究了一套适用于煤矿雷击风险评估的有效技术方案，在综合考虑各种雷电灾害影响因素的基础上，详细介绍了雷击风险评估范围、评估流程、评估方法以及评估结论等方面的具体要求,所提出的风险评估技术方案对煤矿的雷击风险评估具有指导意义。

MT5500B型矿用自卸卡车主发电机散热风机逆变器供电电路改造

李虎

2021, 47(S2): 135-137.

<摘要>(66) <PDF>(10)

摘要:
目前主发电机散热方式是在主发电机输出端直接连接一套风扇叶轮，由主发电机的转动带动叶轮转动，达到快速散热的目的。MT5500B型自卸卡车由于主发电机结构的特殊性和空间的局限性，主发电机无法进行结构性改造，即不能采用去掉散热风机直接连接风扇叶轮的方式。为了改善MT5500B型矿用自卸卡车主发电机散热风机的运行寿命，减少更换风机的成本，降低维修工作人员的工作量，提出了一种MT5500B型矿用自卸卡车主发电机散热风机逆变器供电电路改造方案。该方案在主发电机散热风机前端增加1个逆变供电电路，并且利用电控柜的直流母线供电，可以根据风机的输出特性匹配对应变频变压交流电，使风机处于平滑稳定运行状态。试验结果表明，该方案设计的主发电机风机供电变频器供电电路使用性能完全满足MT5500B型矿用自卸卡车的主发电机风机供电技术要求，其可靠性高于原有主发电机直接供电系统，解决了由于供电电路电流不稳定造成的风机异常损坏故障，提高了自卸卡车的运行效率。

露天煤矿行车安全轨迹与姿态纠偏预警技术

汤明国

2021, 47(S2): 138-141.

<摘要>(50) <PDF>(8)

摘要:
露天矿区采场道路没有划定车道线及道路中心线，车辆无法通过摄像头来获取车辆所处的车道及车辆与道路中心线的距离，因此，车辆驾驶辅助系统不适用于在矿区道路上行驶的车辆。针对该问题，研究了露天煤矿行车安全轨迹与姿态纠偏预警技术，实现了露天煤矿车辆偏离报警及强制刹车、路况监控、车辆倾斜预警及制动等功能。通过车载全球定位系统（GPS）生成行车轨迹，根据行车轨迹拟合出道路中心线，监测车辆实时位置、车身倾斜角，当车辆偏离道路中心线一定距离或者车身倾斜角度超过一定值时进行报警或强制刹车，提醒司机调整车辆的位置，从而降低车辆发生碰撞的概率，提高矿区车辆管理水平。

露天煤矿能耗“一张图”管理系统设计

史岩岩

2021, 47(S2): 142-148.

<摘要>(288) <PDF>(9)

摘要:
针对现有信息化系统没有综合考虑综合性大型露天煤矿能源消耗的整体流程，能源利用不合理，能源消耗与损耗监管不到位等问题，提出了一种能耗“一张图”管理系统设计方案。给出了大型综合性露天煤矿企业节能诊断指标体系与分析模型，建立了基于大数据技术的能耗分析方法，形成了具备能耗大数据展示、数据采集、统计分析、能源流向图管理、报警与分析、系统管理等应用功能模块的能耗“一张图”管理系统，达到对煤、电、油等能源消耗机制的全面了解，促进节能降耗。

浅埋区高精度三维地震勘探技术应用

符超, 杨俊哲, 王振荣

2021, 47(S2): 149-152.

<摘要>(53) <PDF>(6)

摘要:
浅埋煤层因煤层薄、煤层厚度横向变化快、煤层间距小等因素，在应用高精度三维地震勘探技术时难以获得有效反射波信号，且极易产生干涉，影响勘探精度。通过分析地震频带与地震分辨率的关系，结合勘探区地震地质条件，从观测系统设计、采集、处理和解释环节，讨论了有效提高地震分辨率的关键技术。勘探结果表明，反射波振幅能够反映煤层间距、煤层厚度、顶板岩性，解释成果有效解决了浅埋煤层高分辨识别、煤层厚度预测等问题，很好地解释了顶底板冲刷变薄等地质问题。勘探成果得到了钻探验证，验证率高。

企业资源计划在企业融合发展中的作用

陈鹏

2021, 47(S2): 153-154.

<摘要>(48) <PDF>(5)

摘要:
国家能源集团新疆能源有限责任公司在企业重组融合过程中存在以下问题：① 管理职责划分不清，业务流程不畅；② 人资、物资等企业资源无法实现共享，造成了大量资源闲置、浪费；③ 企业认同感不强，无法形成合力。企业资源计划（ERP）作为一种先进管理思想和管理理念的产物，能够将企业的财务、采购、生产、销售、库存和其他业务功能整合到一个信息管理平台上，实现企业内部信息数据标准化、系统运行集成化、业务流程合理化等功能，ERP的实施有助于快速实现企业融合。

VR技术在煤矿应急救援培训中的应用研究

赵美成, 乔金林, 冯孟奇

2021, 47(S2): 155-158.

<摘要>(52) <PDF>(11)

摘要:
目前煤矿企业应急救援培训基本上采用应试教育模式，即教学和实践相分离，培训效果不理想。提出将VR全景视频与Unity3D引擎技术应用于煤矿应急救援培训，从全景视频热点交互和设备组装拆解2个方面阐述了基于VR技术的煤矿应急救援培训实现方案。采用VR技术可搭建沉浸式学习情境，使受训人员在VR全景视频中完整地学习日常救援工作、操作各类设备,在视觉和交互方面大大提升了受训人员的用户体验，提高了培训效果。

基于剩余风险模型的煤炭设备管理优化研究

丁震, 孟峰, 周敏李

2021, 47(S2): 159-164.

<摘要>(71) <PDF>(7)

摘要:
煤炭设备普遍存在单体价值高、使用寿命长、组配结构复杂等特点，尤其是使用时长大于10年的大型煤炭生产设备，存在投入成本巨大、运行管理环节复杂、风险来源多样化及时间跨度冗长的特征，亟需对设备的中长期风险进行有效评估与管控。为更好地识别煤炭设备管理中的重大风险，引入剩余风险理念，建立了煤炭设备管理剩余风险模型，并将该模型应用到国家能源投资集团下属某单位的煤炭设备全生命周期管理剩余风险评估中。评估结果表明：煤炭设备管理剩余风险模型为提升煤炭企业设备管理效能提供了有效工具，该单位综合管理风险评估结果趋于正向，煤炭设备管理拥有较低的剩余风险水平，针对与设备管理相关的风险事项具备较为科学的管理、较为有效的控制，管控效果良好，评估的各风险事项的剩余风险数值都比较低，在设备综合管理职能方面的综合剩余风险值为1.505；从各项具体风险事件剩余风险排序情况来看，设备全生命周期管理的监督和生产设备更新购置、调剂、租赁、报废等业务管理的剩余风险值略高，应当引起管理层的充分关注，设备全生命周期管理涉及的相关部门组织协调有待进一步加强。提出了煤炭企业应建立健全设备全生命周期风险管理制度、提升设备风险管理人员综合素质、优化设备管理剩余风险评估结果运用机制的建议。

浅谈煤炭企业网络安全防护

吴昊天

2021, 47(S2): 165-167.

<摘要>(132) <PDF>(18)

摘要:
给出了造成煤炭企业网络信息不安全的4个因素：自然灾害、黑客入侵、系统病毒及自身漏洞。阐述了煤炭企业网络安全防护内容切实有效的做好专网建设、等保建设、工业隔离区建设与网络安全管理体系建设的防护工作，实现智能矿山网络安全防护建设的一致性、合规性：① 在重点网络区域与其他网络区域之间设置安全隔离区，并采用单向隔离技术手段阻断生产控制层与生产管理层之间直接的网络连接和数据访问；② 将工业控制系统中的可信应用程序加入到白名单列表中，形成安全可信的应用程序运行环境；③ 对关键主机设备、网络设备、控制组件等进行冗余配置，提供重要数据的本地数据备份与恢复功能、重要数据处理系统的热冗余；④ 在工业主机登录、应用服务资源访问、工业云平台访问等过程中使用身份认证管理；⑤ 选择背景可信、技术过硬的网络安全服务队伍；⑥ 在工控区域中安装工业入侵检测系统、部署网络安全应急预案；⑦ 机房部署在防震、防风和防雨的建筑内；⑧ 明确网络安全管理责任人，落实网络安全责任制。

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2021年第47卷第S2期

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