工矿自动化

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孙继平

2014, 40(5): 1-6. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.001

<摘要>(43) <PDF>(5)

摘要:
提出增设用于煤（岩）与瓦斯突出报警的风向、风速和进风巷甲烷传感器，煤（岩）与瓦斯突出矿井应采用全量程甲烷传感器或高低浓甲烷传感器。提出采煤工作面上隅角应设置甲烷传感器。提出自移式液压支架、刨煤机、锚杆钻车、连续采煤机、梭车等应设置甲烷传感器。提出采掘工作面应设置粉尘传感器；压风机应设置温度传感器。提出严禁在回风流中设置机电硐室。提出高瓦斯矿井严禁使用架线电机车；严禁在煤（岩）与瓦斯突出矿井的回风巷道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车和矿用防爆型柴油机车；矿用防爆型柴油机车必须设置车载式甲烷控制器或便携式甲烷检测报警仪。明确了一氧化碳报警浓度0.0024%CO是影响健康的报警浓度，采空区火灾报警应采用一氧化碳浓度变化等。

深部高应力区岩爆预测及防治技术研究

田俊斌, 郤保平, 李宁, 郭庆华, 李志伟

2014, 40(5): 7-12. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.002

<摘要>(26) <PDF>(2)

摘要:
根据某矿三水平运输下山岩爆发生特点，从岩体的力学性质及诱发因素方面分析了岩爆发生的影响因素，得出该区域岩爆属深部高应力型中等岩爆的结论；提出采用电磁辐射法预测岩爆，通过分析电磁辐射监测值确定了合理的临界指标，并通过现场应用验证了电磁辐射法预测岩爆危险性的可行性；提出了3种爆破卸压方案，采用数值模拟方式优选了延伸辅助眼浅孔爆破卸压防治方案，并通过现场试验验证了该方案具有良好的岩爆防治效果。

矿用多参数气体流量传感器设计

杨绪军, 程大伟, 杨康

2014, 40(5): 12-14. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.003

<摘要>(33) <PDF>(3)

摘要:
针对传统瓦斯抽放监测系统由于监测参数多而存在安装传感器多、铺设电缆多、安装维护不便等问题，设计了一种新型矿用多参数气体流量传感器。该传感器可测量管径为80～1 000 mm的管道内流速为0.3～30 m/s的气体流量，只需在管道上取一个安装孔，传感器接一根四芯监控电缆就可通过RS485将管道流量、温度和压力信号上传到传输分站。工业性试验结果表明，该传感器量程比大，稳定性好，减少了瓦斯抽放监测系统前期调研、施工和维护等工作量，具有较强的实用性。

基于ZigBee无线传感器网络的井下电网漏电保护系统

朱延凯, 李振璧, 姜媛媛, 疏中凡, 卢军

2014, 40(5): 15-17. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.004

<摘要>(36) <PDF>(2)

摘要:
针对现有井下高压电网漏电保护系统大多存在可靠性较差、误判率较高的缺点, 提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的井下电网漏电保护系统的设计方案。该系统以CC2530射频模块为核心，采用改进型的RSSI定位算法定位故障，实现了远程故障定位功能，降低了误判率。测试结果表明，该系统性能稳定，能够满足井下电网漏电保护要求。

基于RFID的LANDMARC井下定位技术研究

徐辉霞, 包建军, 谭达克, 李正东

2014, 40(5): 18-21. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.005

<摘要>(44) <PDF>(3)

摘要:
概述了基于RFID技术的LANDMARC井下定位系统原理；针对井下多径效应导致的LANDMARC定位系统精度低的问题，从RSSI值的准确性、最邻近点的选取和权重公式3个方面总结归纳了LANDMARC系统改进方案；指出基于RFID的LANDMARC井下定位系统的研究方向为系统布局和核心定位算法。

减小干扰源耦合影响的电路设计探讨

严刚峰, 方红, 杨维, 郭兵

2014, 40(5): 22-26. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.006

<摘要>(42) <PDF>(2)

摘要:
简要叙述了在电子电路系统的设计过程中干扰信号耦合的主要途径，并简要分析了产生这些干扰的因素，重点从公共阻抗的产生及其耦合噪声的抑制、采用隔离措施阻隔干扰耦合、采用屏蔽与接地措施阻隔干扰耦合及运用低通滤波来降低噪声耦合等方面详细讨论了如何减小干扰源耦合对电路设计的影响。

低压剩余电流动作保护器的设计分析

张秀华

2014, 40(5): 27-29. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.007

<摘要>(74) <PDF>(4)

摘要:
针对目前剩余电流动作保护器发生单相漏电后易造成更为严重的相间短路故障的问题，在低压三相剩余电流动作保护理论的基础上，分析了一种新型低压剩余电流动作保护器的运行特性，探讨了不同线制下低压供电系统保护器设计的一般原则。遵循该原则可以将谐振参数控制在一个有限的范围内，避免了设计的盲目性。

基于支持向量机红外图像分割的输送带纵向撕裂检测方法

赵弼龙, 乔铁柱

2014, 40(5): 30-33. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.008

<摘要>(33) <PDF>(5)

摘要:
针对现有输送带纵向撕裂检测方法存在检测精度低、无法消除煤矿井下复杂环境的影响问题，提出了一种基于支持向量机红外图像分割的输送带纵向撕裂检测方法。该方法首先采集输送带纵向撕裂红外图像，然后利用支持向量机对红外图像进行分割，最后通过计算撕裂像素点数目，准确检测出输送带纵向撕裂或预测纵向撕裂趋势。试验测试结果表明，采用该方法实现图像分割时间短，检测精度可达99.1%。

基于改进BP神经网络的煤与瓦斯突出预测系统

王社国, 田志民, 张峰, 武莎莎

2014, 40(5): 34-37. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.009

<摘要>(50) <PDF>(2)

摘要:
针对传统BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部极小等问题，采用Matlab神经网络工具箱中的自适应学习率VLBP算法和基于数值优化技术的LMBP算法对传统BP神经网络算法进行改进，并设计了基于改进BP神经网络的煤与瓦斯突出预测系统；分别采用传统BP神经网络模型和改进的BP神经网络模型进行煤与瓦斯突出预测实验，结果表明改进的BP神经网络能够更快、更准确地预测煤与瓦斯突出。

基于多小波的煤矿井下动力电缆故障定位研究

董爱华, 苏英

2014, 40(5): 37-42. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.010

<摘要>(27) <PDF>(3)

摘要:
针对基于传统小波变换的煤矿井下动力电缆故障定位方法由于小波函数不具有对称性而存在定位精度差的问题，提出了一种基于GHM多小波的煤矿井下动力电缆故障定位方法。分析了多小波理论的原理，详细介绍了GHM多小波在煤矿井下动力电缆故障定位中的应用。仿真结果表明，动力电缆故障电流信号经GHM多小波变换后各尺度的奇异点不会发生偏移，提高了故障定位精度。

单相电路电压暂降的求导检测算法

李希年, 王彦文

2014, 40(5): 43-46. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.011

<摘要>(17) <PDF>(2)

摘要:
针对常规的单相电压暂降检测方法存在计算量大、信号不同步而影响检测结果的准确性等问题，提出了一种求导检测算法。该算法利用电压的瞬时值与其导数构造二元一次方程，通过求解方程来实现对电压暂降的实时检测，解决了矢量旋转坐标变换法计算量大与信号不同步的问题。仿真结果表明，该算法计算量小，检测时间短，精度高，满足检测的快速性要求。

基于级联稀疏表示分类器的人脸识别算法

杨宇

2014, 40(5): 46-48. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.012

<摘要>(22) <PDF>(2)

摘要:
针对基于稀疏表示的分类器算法复杂度高、识别速度较慢的问题，提出了基于级联稀疏表示分类器的人脸识别算法。该算法采用级联的思想，通过多次重复使用基于稀疏表示的分类器，逐级精确确定待分类样本所在的类，降低了计算复杂度和识别难度，达到了识别率高、鲁棒性强、识别速度快的目标。

基于GMM-SVM的说话人识别系统研究

赵立辉, 毛竹, 霍春宝, 杨红喆

2014, 40(5): 49-53. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.013

<摘要>(27) <PDF>(3)

摘要:
针对同类语音数据的相似性和不同类数据具有不同几何距离的特点，提出了一种基于GMM-SVM的说话人识别系统。该系统结合了GMM和SVM的优点，解决了GMM在语音数据较小时不能区分数据间的差异性及SVM在处理大量数据时识别率下降的问题；采用改进的K-Means算法实现模型参数初始化，提高了参数精度。试验结果表明，基于GMM-SVM的说话人识别系统较单独采用GMM或SVM的系统具有更好的识别率和鲁棒性。

基于改进的简化脉冲耦合神经网络的煤矿井下图像去噪方法

冯卫兵, 胡俊梅, 曹根牛

2014, 40(5): 54-58. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.014

<摘要>(12) <PDF>(2)

摘要:
针对传统图像去噪方法易使图像模糊和丢失边缘信息等问题，根据煤矿井下视频图像光度不均、噪声较大的特点，提出采用基于改进的简化脉冲耦合神经网络对煤矿井下图像进行去噪处理。对简化的脉冲耦合神经网络模型中神经元连接强度β的选取方法进行改进，使β依赖于图像像素灰度值，从而更加有效地去除椒盐噪声；对动态门限的衰减时间常数αE的选取方法进行改进，使αE依赖阈值输出的放大系数vE，减少整个模型的参数，并通过实验选取vE值。实验结果表明，与传统的中值滤波、均值滤波方法相比，基于改进的简化脉冲耦合神经网络的去噪方法不仅有效去除了矿井图像的椒盐噪声，而且很好地保持了图像的边缘等细节特征。

直流电动机时变参数在线辨识方法

郭新军, 陈素霞

2014, 40(5): 59-61. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.015

<摘要>(20) <PDF>(2)

摘要:
针对直流电动机的电枢阻抗以及转子转动动量等参数会随着其运行环境及工况的变化而发生变化，从而导致系统控制失效的问题，给出了一种基于递推最小二乘算法的直流电动机时变参数在线辨识方法，并设计了以TMS320F2812为核心的直流电动机控制系统。试验结果表明，使用递推最小二乘算法能够较好地实现直流电动机系统的时变参数辨识。

配电静止同步补偿器模糊控制的优化设计

唐轶, 李建华, 陈景波

2014, 40(5): 62-66. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.016

<摘要>(12) <PDF>(2)

摘要:
针对复杂配电静止同步补偿器模糊控制参数难以调整的问题，建立了基于直接电流控制和简化FBD检测法的配电静止同步补偿器数学模型，在传统模糊PI控制原理的基础上, 提出了基于混沌粒子群算法的模糊控制参数优化设计方法。仿真和试验结果表明，该优化方法能精准控制直流侧电压并使其抗干扰能力增强，同时使补偿电流能够快速准确跟踪补偿电流指令值，大幅提高了控制效果。

基于复合控制策略的逆变器研究

兖文宇, 于少娟

2014, 40(5): 67-70. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.017

<摘要>(11) <PDF>(2)

摘要:
针对基于单一控制的单相全桥逆变器存在稳定性和鲁棒性较差的问题，提出了一种基于迭代学习控制和模糊PI控制的复合控制策略。模糊PI控制用来提高单相全桥逆变器的动态特性，迭代学习控制用来改善单相全桥逆变器的稳态精度。仿真结果表明，基于复合控制策略的单相全桥逆变器输出电压波形畸变率小，动态响应快，稳态精度高。

模块化多电平整流器的控制策略研究

李帅, 于少娟, 苏博男, 杨威

2014, 40(5): 71-76. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.018

<摘要>(16) <PDF>(3)

摘要:
针对常用的模块化多电平变换器电容电压平衡控制策略存在电容电压波动较大的问题，在分析改变子模块电容值对其电容电压影响的机理基础上，提出了一种复合电容电压平衡控制策略。该策略将修改调制波的控制策略与改变子模块电容值的控制策略相结合，以控制电容电压的平衡；采用CPS-SPWM对模块化多电平变换器进行调制，将输入到PWM整流器的有功和无功电流通过精确反馈线性化解耦，实现对整流功率因数和整流后直流电压的灵活控制。Matlab仿真结果表明，该控制策略有效地减少了电容电压的波动，达到了预期的效果。

矿井瓦斯预测预警的云计算模式研究

白永明, 张杰

2014, 40(5): 76-80. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.019

<摘要>(13) <PDF>(4)

摘要:
基于云计算基本原理，研究矿井瓦斯预测预警的云计算应用模式，详细介绍了云计算模式的基础架构、计算分析模型及其预警分析流程。应用实例表明，将云计算模式应用于矿井瓦斯预测预警是可行的。

数字化智能排绳器的设计

李小清, 余淼, 沈祖英, 陈学东, 曾理湛

2014, 40(5): 81-84. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.020

<摘要>(31) <PDF>(5)

摘要:
针对应用于煤矿开采小绞车中的传统排绳机构不能长时间连续有序排绳、容易造成钢丝绳磨损甚至断绳的问题，设计了一种新型数字化智能排绳器，阐述了排绳器的基本结构、工作原理以及重要部件设计，详细分析了PID控制和前馈控制算法的实现。该排绳器采用数字化智能控制技术，实现了实时精确跟随、准确及时自动换向与误差实时补偿功能。数字化智能排绳器在煤矿小绞车中的应用实例验证了其具有良好的排绳效果。

均压防灭火自动变频调控系统设计

武福生, 黄林华, 何敏, 蒋德智

2014, 40(5): 84-87. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.021

<摘要>(13) <PDF>(4)

摘要:
针对传统人工均压防灭火方式存在功耗大、准确度和自动化程度低、实时性差的问题，设计了一种均压防灭火自动变频调控系统，详细阐述了系统的组成、运行方式与控制方法、逻辑实现过程。该系统采用多层采空区流场局部动态风压平衡理论，根据回采工作面与上部相邻采空区的压差，采用自动变频调控局部通风机的方法改变回采工作面压力，达到工作面与周围环境均压的目的，实现了多层采空区相互连通回采工作面的均压防灭火的自动控制。

掘进机高压降尘喷雾装置的设计与应用

赵岩, 崔文祥

2014, 40(5): 88-90. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.022

<摘要>(20) <PDF>(4)

摘要:
针对因掘进机机身外喷雾水系统压力不足导致降尘效果不理想的问题，改造设计了一种掘进机高压降尘喷雾装置。该装置通过高压风流与水流的混合，引射出雾化效果好、覆盖面积大的高速水雾粒，大大地降低了工作面的粉尘浓度。实际应用结果表明，该装置降尘效果显著，在距掘进工作面10 m处的进风、回风侧风流中总粉尘降尘效率均在80%以上。

煤矿斜坡轨道综合监控系统设计

王国保

2014, 40(5): 90-93. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.023

<摘要>(27) <PDF>(3)

摘要:
为了提高煤矿斜巷轨道运输安全保障能力，设计了轨道综合监控系统，详细介绍了系统主要装置及其工作原理、系统在煤矿井下的应用功能。该系统采用双光束红外线监测技术、声光报警器沿线扩播技术、计算机网络通信技术等，通过采集轨道中行人和矿车数据，实现了对井下斜巷轨道运输系统的监测、报警和提升机闭锁等功能，达到了“开车不行人，行人不开车”的目的。实际应用结果表明，该系统性能稳定，运行安全可靠。

煤矿安全监控系统分级断电功能的实现

何青松

2014, 40(5): 94-96. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.024

<摘要>(15) <PDF>(2)

摘要:
分析了综采工作面瓦斯超限分级断电的必要性，介绍了煤矿安全监控系统监控中心站软件中分级断电模块的设计和监控分站分级断电功能的实现方案。煤矿安全监控系统分级断电功能可在工作面瓦斯体积分数达到设定值时断掉断电优先级高的设备电源，降低了工作面瓦斯事故的发生概率，同时减少了带式输送机带负荷启动的情况。但该功能在发生瓦斯传感器断线故障时无法实现，同时增加了瓦斯传感器的调校复杂度。

刨煤机组支架电液控制关键

吴青, 李勇, 宫富章

2014, 40(5): 97-99. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.025

<摘要>(18) <PDF>(2)

摘要:
介绍了刨煤机组支架电液控制系统结构，重点阐述了支架电液控制关键，包括推移精度控制、快速移架方法及最优梁端距排列控制，给出了相应的解决方案。实践表明，刨煤机组支架电液控制系统能够精准控制支架自动推移步距，移架时间约为8 s，且工作面未出现掉顶或片帮现象。

煤矿设备点检管理系统研究

曹现刚, 张怀珠, 惠阳

2014, 40(5): 100-103. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.026

<摘要>(9) <PDF>(3)

摘要:
介绍了PDCA循环的4个阶段，并给出了煤矿设备点检管理系统PDCA循环模型及其4个阶段的具体工作，分析了系统体系结构、功能模块和点检业务流程。该系统规范了设备检修的管理流程，实现了设备状态数据及设备检修信息的记录和存储，提高了设备检修工作效率。

煤矿水源井无线视频监控终端设计

王树奇, 李雅华, 李子鹤

2014, 40(5): 103-105. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.027

<摘要>(29) <PDF>(2)

摘要:
针对现有煤矿水源井监控系统受数传电台或GPRS传输速率限制而无法监控水源井周边视频信息的问题，提出了一种水源井无线视频监控终端设计方案。该监控终端加入了实时视频监控部分，优化了H.264压缩模块，采用3G的TD-SCDMA无线宽带网络传输视频流。测试结果表明，该监控终端能够满足视频信息的采集与传输需求，实现了对水源井的多功能监控。

矿用振动加速度传感器信号调理装置研制

吉晓冬, 薛光辉, 杨健健, 吴淼

2014, 40(5): 106-108. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.028

<摘要>(20) <PDF>(5)

摘要:
针对煤矿井下大型设备振动信号难以采集的问题，设计了一种矿用振动加速度传感器信号调理装置。详细介绍了该信号调理装置中振动加速度传感器的选型设计，振动信号调理板中的供电模块、激励电路、滤波电路设计及防护设计。测试结果验证了该信号调理装置的可靠性和实用性。

通风安全仪器仪表管理系统设计

韩书, 胡彧, 李彤, 刘翔, 张妍, 王泽灵

2014, 40(5): 109-112. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.029

<摘要>(15) <PDF>(3)

摘要:
针对现有煤矿企业通风安全仪器仪表管理存在设备履历不完整、缺乏维修体制等问题，设计了通风安全仪器仪表管理系统。以自救器管理为例，介绍了系统的整体设计、采集节点的硬件设计、服务器管理软件设计等。该系统实现了对通风安全仪器仪表和领用人员的有效管理，使纸质资料电子化，履历信息系统化，设备维护方式更为合理，并且在采购、仓储、使用这3个方面达到了无缝衔接。

煤炭企业成本项目构成及特殊业务核算

牛振东, 郝素丽

2014, 40(5): 112-115. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2014.05.030

<摘要>(7) <PDF>(2)

摘要:
简要介绍了煤炭产品成本核算对象，从原煤的资源成本、生产成本、安全成本、环境治理和补偿成本、洗煤和配煤的加工成本以及转产发展成本等方面阐述了煤炭产品成本项目构成，分析了煤炭产品成本中特殊业务的核算处理, 包括煤炭资源价款核算和维简费、安全费用等专项基金的核算。

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