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工矿自动化

工矿自动化

2024年01期

本刊1978年创刊，公开发行。现为中国科技论文统计源刊，全国中文核心期刊，中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会会刊。是集中报道我国煤矿及工矿企业通信、生产过程自动化、安全监测监控、计算机应用等国内外新技术、新成果、新工艺、新动向的专业性技术期刊。

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科研成果 | 煤矿火灾智能预警系统研发与应用

科研成果 | 煤矿火灾智能预警系统研发与应用

摘要：目前煤矿火灾监测系统实现了对矿井煤自燃标志性气体、温度、烟雾、火焰等部分指标的单独监测，未对煤矿火灾相关因素进行有效、全面、统一的监测。针对该问题，从内因、外因2个方面分析了煤矿火灾潜在危险因素，提出一种分源分区监测火情态势的方法。内因火灾方面，主要针对较易发生火灾的工作面采空区、密闭采空区及人工自然发火观测点等进行监测；外因火灾方面，主要针对机电硐室及其配电点、带式输送机系统、电缆等
科研成果 | 基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术

科研成果 | 基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术

摘要：传统的煤层截割路径规划通过几何控制、规划计算等方式对采煤机滚筒高度进行预测，但存在预测的数据误差较大、无法适应地质条件变化的问题。针对上述问题，提出了一种基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术。首先，分析了影响截割顶底板高度的因素，指出影响顶底板高度的主要因素包括煤层的起伏变化数据、历史截割数据、刮板输送机的高程数据及人工操作记录，将上述4类数据融合处理，建立以长短期记忆（LS
科研成果 | 基于对象模型的煤矿数据采集融合共享系统

科研成果 | 基于对象模型的煤矿数据采集融合共享系统

摘要：针对目前煤矿数据采集、融合与共享存在的设备属性缺乏标准化且语义不统一、数据采集规约无法跨操作系统、数据访问实时性差、数据共享效率低等问题，设计了一种基于对象模型的煤矿数据采集融合共享系统。在基于位号的煤矿数据编码标准的基础上设计设备对象模型，克服了设备属性缺少标准化和设备属性语义不统一的问题；采用工业规约采集、Restful API问答式采集和文件数据采集等数据接入方式，可支持国产化操
科研成果 | 基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统

科研成果 | 基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统

摘要：针对煤矿井下人员定位系统在实际应用中存在因设备算力与存储资源不足导致无法使用复杂测距与定位算法，定位数据即时传输与响应性能不足，在系统部署方面人力物力损耗较大等问题，提出了一种基于5G+UWB和惯导技术的井下人员定位系统。在末端部署能耗低、抗干扰性强的UWB定位基站，定位基站与5G基站以级联的方式连接，定位基站采集UWB与惯导数据，利用5G网络回传至计算平台，在计算平台上完成定位信息的
科研成果 | 水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术

科研成果 | 水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术

摘要：现有的水力压裂、水力冲孔、水力掏槽、水力割缝等煤矿井下水力增透技术工艺复杂、适应条件单一、劳动强度大，而钻冲一体化、钻扩一体化、水力冲/压一体化等技术对硬煤增透效果不理想，且存在工序繁琐、不能连续作业等问题。针对上述问题，提出了一种水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术，在钻进过程中利用高压水射流定点（定向、分段）对煤层实施水力增透作业，可实现集打钻、对软煤水力冲孔及对硬煤水力喷射压裂的一体化
综述 | 基于电磁波的煤岩识别技术研究进展

综述 | 基于电磁波的煤岩识别技术研究进展

摘要：将电磁波应用于煤岩识别中，可有效提高煤岩界面分辨能力。结合煤岩界面模型，阐述了运用电磁波技术进行煤岩识别的原理；介绍了γ射线法、雷达探测法、太赫兹信号法、电子共振法、X射线法和红外热成像法6种具体的煤岩识别方法，分析了各方法的原理，对各方法的优缺点及煤矿井下适用性进行了对比，并结合实际工业应用分析了各方法的研究现状。γ射线法在探测距离上具有显著优势，但存在放射性问题，基本被淘汰；雷达探
分析与研究 | 基于双曲嵌入的露天矿区暗光环境下道路多目标检测模型

分析与研究 | 基于双曲嵌入的露天矿区暗光环境下道路多目标检测模型

摘要：露天矿环境特殊，道路场景复杂多变，在光照不足时会导致矿区道路多目标识别不清、定位不准，进而影响检测效果，给矿区无人矿用卡车的安全行驶带来严重安全隐患。目前的道路障碍物检测模型不能有效解决矿区暗光环境对模型检测效果的影响，同时对矿区小目标障碍物的识别也有较大误差，不适用于矿区特殊环境下障碍物的检测与识别。针对上述问题，提出了一种基于双曲嵌入的露天矿区暗光环境下多目标检测模型。首先，在模型
分析与研究 | 基于跨模态注意力融合的煤炭异物检测方法

分析与研究 | 基于跨模态注意力融合的煤炭异物检测方法

摘要：为解决原煤智能化洗选过程中煤流中夹杂的异物对比度低、相互遮挡导致异物图像检测时特征提取不充分的问题，提出了一种基于跨模态注意力融合的煤炭异物检测方法。通过引入Depth图像构建RGB图像与Depth图像的双特征金字塔网络（DFPN），采用浅层的特征提取策略提取Depth图像的低级特征，用深度边缘与深度纹理等基础特征辅助RGB图像深层特征，以有效获得2种特征的互补信息，从而丰富异物特征的
分析与研究 | 基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法

分析与研究 | 基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法

摘要：基于可见光图像的煤矸识别方法准确率不高、识别速度慢；基于高能射线透射的煤矸识别方法具有很大辐射导致较少应用。红外热成像具有穿透性强、不受光线影响等优点，但煤和矸石的表面温度在室温下相对接近，导致煤和矸石在红外热图像中没有明显差异，难以获得较好的识别效果。针对上述问题，提出了一种基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法。在不同水温（18，21，24，27，30℃）条件下进行煤和矸石红外热成像
分析与研究 | 综掘工作面风幕阻尘效果影响因素研究

分析与研究 | 综掘工作面风幕阻尘效果影响因素研究

摘要：目前综掘工作面粉尘污染的研究多集中于单一因素对综掘工作面风幕阻尘效果的影响，而未充分考虑各因素间的交互作用，使得压风分流技术的工程应用效果欠佳。为明确附壁风筒径向出风距离、径向出风比及轴向出风距离对风幕阻尘效果的影响，以潘三矿810西翼机巷综掘工作面为研究对象，运用Fluent软件对径向出风距离为10～25m、径向出风比为0.6～0.9及轴向出风距离为6～12m条件下的风流分布和粉尘扩散情况
分析与研究 | 综掘工作面气室降尘技术研究

分析与研究 | 综掘工作面气室降尘技术研究

摘要：针对掘进巷道中的粉尘控制问题，传统的长压短抽通风降尘技术存在粉尘扩散区域大、风幕降尘技术存在射流孔易堵塞等弊端。以巴拉素煤矿综掘工作面为工程研究背景，建立了掘进作业过程中的粉尘运动数学模型，得出降低综掘工作面粉尘浓度的关键因素是控制掘进巷道风流场扰动范围及减小粉尘颗粒运动时间。以上述关键因素为依据，在风幕降尘的基础上开发了气室降尘技术，通过在正压风筒末端加装风袖，与风幕共同作用将粉尘封
分析与研究 | 基于煤矿井下不安全行为知识图谱构建方法

分析与研究 | 基于煤矿井下不安全行为知识图谱构建方法

摘要：虽然知识图谱已广泛应用于各个领域，但在煤矿安全方面，尤其在煤矿井下不安全行为方面的研究较少。构建了一种自底向上的煤矿井下不安全行为知识图谱。首先，采用传统机器学习和深度学习算法相结合的方法进行命名实体识别，采用RoBERTa进行词语向量化，采用双向长短时记忆网络（BiLSTM）对向量进行标注，提高网络模型对上下文特征的捕捉能力，通过多层感知机（MLP）解决煤矿井下不安全行为数据集数据量
分析与研究 | 基于深度学习的矿井滚动轴承故障诊断方法

分析与研究 | 基于深度学习的矿井滚动轴承故障诊断方法

摘要：针对传统卷积神经网络在煤矿井下等复杂环境中难以充分挖掘数据特征等问题，提出了一种基于马尔可夫转移场（MTF）和双通道多尺度卷积胶囊网络（DMCCN）的矿井滚动轴承故障诊断方法，构建了MTF-DMCCN故障诊断模型。根据MTF和灰度图对原始振动信号进行编码后，采用双通道输入模式连接卷积网络获取浅层特征；将特征图进行融合后输入到胶囊网络，提高模型对空间信息的敏感度；在网络中引入Incept
分析与研究 | 掘锚机机载钻机姿态调整分析

分析与研究 | 掘锚机机载钻机姿态调整分析

摘要：探放水作业前后，前探钻机的部署需耗费大量时间。在掘锚机上装载超前钻探设备可减少设备部署时间，提高钻探效率。目前针对集掘、锚、探于一体的掘进机机组的研究大多聚焦于设备的结构设计及液压控制系统设计，对于不同结构间干涉特性的研究相对较少。分析了机载钻机姿态调整过程中的干涉情况，根据姿态调整时的几何位置关系，建立了掘锚机与机载钻机发生干涉时的数学模型，并推导出掘锚机与机载钻机发生干涉时的最大转
分析与研究 | 煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制

分析与研究 | 煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制

摘要：针对煤矿巷道喷浆机器人施工过程中存在的动作不连续、位置误差大、稳定性低等问题，提出了一种煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制方法。根据喷浆机器人静止时工作臂的运动范围和喷枪沿巷道走向的喷浆长度，将巷道划分为若干待喷截面，并规划机器人在每一截面间的移动轨迹和各截面上的工作臂运动轨迹，从而保证机器人在喷浆过程中动作连续。建立了喷浆机器人运动学模型，先采用三次多项式插值法对机器人移动
分析与研究 | 一种矿用管道检测机器人设计及牵引性能分析

分析与研究 | 一种矿用管道检测机器人设计及牵引性能分析

摘要：针对瓦斯抽采管道破损泄漏检测问题，设计了一种具有管道检测和运动控制功能的螺旋式矿用管道检测机器人，介绍了该机器人的结构和检测与控制系统方案。建立了机器人在管道中运行的力学分析模型，并通过动力学仿真研究了影响机器人牵引性能的因素，结果表明：机器人在管道内运行时的牵引力与管道材质、螺旋角、管壁与驱动轮之间法向力有关；机器人在不同材质的管道中运行时最佳螺旋角不同，在相同材质的管道中运行时，无
分析与研究 | 基于PSO-Elman神经网络的井底风温预测模型

分析与研究 | 基于PSO-Elman神经网络的井底风温预测模型

摘要：目前井下风温预测大多采用BP神经网络，但其预测精度受学习样本数量的影响，且容易陷入局部最优，Elman神经网络具备局部记忆能力，提高了网络的稳定性和动态适应能力，但仍然存在收敛速度过慢、易陷入局部最优的问题。针对上述问题，采用粒子群优化（PSO）算法对Elman神经网络的权值和阈值进行优化，建立了基于PSO-Elman神经网络的井底风温预测模型。分析得出入风相对湿度、入风温度、地面大气
分析与研究 | 胡家河煤矿综放工作面矿压显现规律预测及主控因素研究

分析与研究 | 胡家河煤矿综放工作面矿压显现规律预测及主控因素研究

摘要：现有工作面矿压显现规律预测方法中，基于数值模拟与统计回归的方法无法实现对工作面矿压显现规律的实时精准预测，深度学习方法存在超参数较多且难以设置、模型训练速度慢等问题。针对上述问题，以胡家河煤矿402102回采工作面采动过程中监测到的煤体内部应力变化时序数据为基础，将基于粒子群优化的门控循环单元（PSO-GRU）应用到回采工作面矿压显现规律预测中。采用PSO算法对GRU进行优化，构建PS
分析与研究 | 坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响

分析与研究 | 坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响

摘要：针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题，以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景，从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析，采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时，临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律，并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压，实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明：
分析与研究 | 长焰煤气水相渗特征实验研究

分析与研究 | 长焰煤气水相渗特征实验研究

摘要：长焰煤内部蕴藏大量煤层气，随着开采深度的不断增加，需要对煤储层中煤层气与地下水之间的复杂渗流特性进行探索，以降低煤层气开采难度、提高煤层气开采效率。以内蒙古鄂尔多斯准格尔旗魏家峁矿区长焰煤为实验对象，采用TCXS-Ⅱ型煤岩气水相对渗透率测定仪进行长焰煤气水相渗实验，利用非稳态法得到不同有效应力、孔隙压力和温度作用下长焰煤在气驱水过程中的气水相渗特征，结果表明：①当有效应力由3.7MPa

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