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《工矿自动化》2019年度优秀论文

来源：《工矿自动化》

《工矿自动化》编辑部综合考虑论文的创新性(审稿专家评审意见)、规范性(责任编辑推荐)和读者关注度(中国知网被引频次和下载量)，从2019年度发表的238篇论文中评选出30篇优秀论文，名单如下(以论文发表先后顺序排列)。

行业视野: 其他
类别; 186个
关键词; 97位
专家; 30篇
论文; 25338IP
点击量; 41847次
下载量

青龙煤矿高位定向钻孔瓦斯抽采实践

作者(Author)：孟祥军, 陈功华, 阮国强, 张彬彬, 郭英

摘要：针对高位钻孔瓦斯抽采存在钻孔数量多、单孔深度不足、钻孔轨迹不可控、瓦斯抽采浓度较低、抽采不连续等问题，为有效防治青龙煤矿21602工作面回采期间上隅角瓦斯浓度超限，利用高位定向钻孔技术对瓦斯进行抽采，介绍了高位定向钻孔设计施工方案，通过现场实践确定了最佳钻孔布置参数。结果表明：高位定向钻孔具有瓦斯抽采浓度高、抽采量大、抽采率高等特点，且高位定向钻孔瓦斯抽采效果随工作面回采距离的增加呈先稳定后下降的趋势；当高位定向钻孔终孔层位距离顶板39 m、距离回风巷右帮水平位移为55 m时，瓦斯抽采体积分数达30.5%，瓦斯抽采流量达18 m3/min，瓦斯抽采纯量达2.374 m3/min，瓦斯抽采效果最佳；上隅角瓦斯体积分数由抽采前的最大值0.72%降低至抽采期间的0.2%～0.4%，有效解决了上隅角瓦斯浓度超限问题。

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2019年第12期

872

451
基于云模型和组合赋权的煤矿安全风险评价

作者(Author)：郜彤, 张瑞新, 郜赛超, 何谦, 刘贇

摘要：针对我国煤矿安全风险评价基础薄弱、手段单一、客观性不强等问题，结合云模型理论和基于层次分析法主观赋权、灰关联分析客观赋权的组合赋权方法，构建了一种煤矿安全风险评价模型。建立了包含人员、设备、环境、管理和历史5个一级评价指标，29个二级评价指标的煤矿安全风险评价指标体系；确立了煤矿安全风险评价指标的云模型标尺；采用安全风险评价云模型计算煤矿安全风险评价指标体系中指标层、准则层、目标层的数字特征，得到煤矿安全风险评价云。将该模型应用于红庆梁煤矿安全风险评价，结果表明：该煤矿现阶段安全风险等级为中等风险，影响安全生产的主要因素为作业人员违章操作率、煤层顶底板稳定性等。该模型为煤矿安全管理及风险防控工作提供了一定参考。

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2019年第12期

607

160
基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪研究

作者(Author)：田劼, 胡耀松, 郭红飞, 赵彩跃

摘要：针对目前钢丝绳探伤仪无法准确检测钢丝绳是否发生损伤的问题，基于漏磁检测法设计了一种基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪。采用永磁体磁化钢丝绳，当钢丝绳受损时损伤处会有漏磁产生，利用霍尔元件采集钢丝绳损伤处的漏磁信号，通过分析霍尔元件的输出电压波形判断钢丝绳是否存在损伤。为了进一步提高该探伤仪检测的准确度，优化了霍尔元件的轴向、周向和径向布置方式：利用Ansoft Maxwell对钢丝绳的磁化情况进行仿真，根据仿真结果确定霍尔元件的轴向布置方式，霍尔元件的轴向位置选择布置在探伤仪的中心位置；为了消除钢丝绳的股间效应，对霍尔元件的周向布置进行了计算与设计，当2个检测点的周向距离为29mm时可基本消除股间效应的影响；采用改变提离距离的方法研究了霍尔元件的径向布置，钢丝绳运动过程中会产生抖动，为防止钢丝绳与霍尔元件产生接触导致设备损坏，需根据钢丝绳的抖动情况选择合适的提离距离布置霍尔元件。实验结果表明，该探伤仪可以根据钢丝绳损伤处信号突变情况准确检测钢丝绳是否发生损伤。

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2019年第11期

531

27807
煤矿旋转机械在线故障诊断及预警系统设计

作者(Author)：杨一晴, 马宏伟, 樊红卫, 张旭辉, 张超, 韩磊

摘要：针对现有煤矿机械在线监测与诊断技术未实现故障特征在线提取及故障类型自动识别的问题，设计了一种基于LabVIEW的煤矿旋转机械故障在线诊断及预警系统。该系统采用频谱分析、功率谱分析、包络谱分析、倒频谱分析等方法分析振动信号，得到旋转机械运行过程中各部件的特征参数，与故障类型数据库里的特征参数进行对比，实现故障诊断。设计了精细诊断和粗略诊断2种故障诊断模式，通过互锁的方式将2种模式关联起来，若旋转机械各主要部件结构参数已知，可选用精细诊断模式，否则选用粗略诊断模式。通过模拟旋转机械转子不平衡故障验证系统性能，结果表明，该系统能够准确识别故障并发出提示，且操作简单、可靠性高。

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2019年第10期

670

170
巷道掘进机智能化技术研究现状及展望

作者(Author)：刘送永, 张德义

摘要：基于巷道掘进机智能化的目标是结合智能感知技术与自适应作业实现巷道断面自动精确成形，从智能感知和自适应作业2个方面阐述了巷道掘进机智能化关键技术构架，其中智能感知包括位姿感知、成形感知、状态感知，自适应作业包括自适应纠偏、自适应截割、自适应诊断。总结了掘进机位姿检测与纠偏、巷道断面自动成形与自适应截割、掘进机安全运行保障等技术的研究现状：捷联惯导/UWB组合定位技术在井下受限空间中具有较强的适用性，目前掘进机俯仰位姿纠偏及定向行走等均已实现，但仍存在行走控制误差大、纠偏控制准确性差等问题；将大面积煤矸石带避开的截割方法为自适应截割提供了一种新的思路，但是煤矸石带位置的确定及该种方法在实践中的应用效果有待进一步研究；在故障对象确定、故障原因清晰的情况下，常用故障诊断方法具有一定适用性，但由于掘进机故障原因复杂多样，故障间相互影响，难以进行准确有效的故障诊断。指出研究检测精度高、干涉少、跟随适用性优的导航定位方法，实现掘进机机体位姿偏差动态补偿、煤岩特性与最佳截割参数匹配建模及掘进机全状态监测等是巷道掘进机智能化技术突破方向。

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工矿自动化

2019年第10期

613

238
智慧矿山与5G和WiFi6

作者(Author)：孙继平, 陈晖升

摘要：宽带无线通信是智慧矿山建设的基础和关键。提出了矿井宽带无线通信特殊要求：需无线全覆盖煤矿井下长达10余千米的巷道；无线发射必须本质安全防爆；无线工作频段不宜过高；无线传输宜具有一定的绕射能力；抗干扰能力强；移动性要求不高等。研究了矿用5G和WiFi6，指出5G和WiFi6均可用于智慧矿山宽带无线通信；矿用5G具有传输速率高、传输时延小、通话质量高等优点，但系统复杂、成本高；矿用WiFi6具有传输速率高、系统简单、成本低等优点，但传输时延大、通话质量低。

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工矿自动化

2019年第10期

3053

1106
智慧矿山建设的演进及发展趋势

作者(Author)：李小四, 马建民, 王莹莹

摘要：结合各煤矿从综合自动化到智慧矿山的建设经验和教训，对智慧矿山建设进行了综述，强调智慧矿山建设是一个循序渐进的演进过程。从网络平台、数据平台、多专业协同工作平台，以及智慧矿山与新技术、新服务的衔接等方面论述了智慧矿山建设的演进过程及发展趋势，指出：主干网+接入网的异构网架构及扁平化、智能化、资源抽象化是智慧矿山网络平台的重要发展趋势；统一数据平台是智慧矿山发展的基本趋势，而大数据和云计算是统一数据平台应用的发展趋势；多专业协同工作平台带来的一个显著趋势是服务模式的变化，即矿山购买服务。通过上述论点说明了智慧矿山实际上是矿山物联网+承载的服务。随着智慧服务不断加入网络，矿山会越来越智慧，越来越安全，越来越高效。

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2019年第09期

1061

228
基于机器视觉的多机械臂煤矸石分拣机器人系统研究

作者(Author)：王鹏, 曹现刚, 夏晶, 吴旭东, 马宏伟

摘要：现有煤矸石分拣方法主要是根据煤和岩石的纹理特征值，利用图像处理和模式识别技术对煤矸石进行识别分选，分选的煤矸石粒度为25～150mm,而对于150mm以上的煤矸石仍依靠人工进行分选。为了对大粒度煤矸石进行分拣，设计了一种基于机器视觉的多机械臂煤矸石分拣机器人系统。该系统采用机器视觉采集煤矸石信息，应用深度学习方法实现煤矸石识别和抓取特征提取；在获取煤矸石序列信息后，根据煤矸石位置进行排序工作，并通过多目标任务分配策略将抓取任务下达给相应机械臂控制器；机械臂获取任务后，根据获得的任务对目标进行动态监测，当目标进入机械臂工作空间后由视觉伺服系统驱动机械臂完成煤矸石分拣。试验结果表明，该系统可对粒度为50～260mm的煤矸石进行高效、快速分拣，所采用的煤矸石识别方法和分拣策略在不同带速下具有良好的稳定性和准确性，煤矸识别与定位的综合准确率可达93%，验证了该系统的可行性。

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工矿自动化

2019年第09期

962

258

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