《工矿自动化》2019年度优秀论文_中国煤炭行业知识服务平台

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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

基于捷联惯导和里程计的井下机器人定位方法研究

作者(Author)：马宏伟, 张璞, 毛清华, 周颖

摘要：针对现有煤矿井下移动机器人定位方法存在定位难、精度低的问题，提出了一种基于捷联惯导和里程计的井下机器人定位方法。该方法利用卡尔曼滤波对捷联惯导进行初始对准，以此确定定位的初始坐标，得到初始姿态转换矩阵；利用捷联惯导独立完成机器人位置解算，同时利用里程计输出的速度信息与捷联惯导输出的实时姿态转换矩阵进行航位推算解算，再次得到机器人的位置信息；为了减少累积误差对捷联惯导的影响，使用里程计和捷联惯导构成航位推算系统，采用SageHusa自适应滤波设计组合定位算法，选择误差作为系统状态，经过滤波计算和校正，可获得机器人的精确位置信息。实验结果表明，该方法可实现机器人实时定位，有效减少捷联惯导累积误差的影响;定位精度较高，机器人在Y向运动4.3 m，Z向运动0.25 m后，Y向定位误差为0.25 m，Z向定位误差为0.005 m。

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工矿自动化

2019年第04期

890

6034
矿井水灾感知与水源判定方法研究

作者(Author)：孙继平, 靳春海

摘要：在分析水质监测法、涌水量监测法、水温监测法、气温监测法、湿度监测法、水位监测法、电阻率监测法、应力监测法、微震监测法、水文钻孔法等矿井水灾感知方法原理和特点的基础上，提出了基于图像监测的矿井水灾感知方法和基于图像的大数据矿井水灾感知与水源判定方法，得出以下结论：① 水质监测法不但可感知矿井水灾，还可判定引发水灾的水源，该方法感知地表水和老空水引发的矿井水灾准确率较高。② 基于时间的涌水量监测法具有准确率高的优点，但部署复杂、实时性差；基于流速的涌水量监测法具有操作简单、实时性好等优点，但测量误差较大。③ 水温监测法不但可感知矿井水灾，还可判定引发水灾的水源，但不适用于矿井水灾水源温度与正常矿井涌水温度差异较小的水灾感知。④ 气温监测法具有简单、方便等优点，但受煤炭自燃等矿井火灾、瓦斯与煤尘爆炸、地面气温、矿井通风量、井下设备开停、井下作业人员数量等影响，不适用于矿井水灾水源温度与正常矿井涌水温度差异较小的水灾感知。⑤ 湿度监测法具有简单、方便等优点，但受地面空气湿度和温度、矿井通风量、煤炭自燃等矿井火灾等影响。⑥ 通过水位监测法可及时掌握地表水和地下水水源变化，但需探明老空水位置等。⑦ 电阻率监测法具有响应快、灵敏度高等优点，但准确率受采掘环境影响大，电极布置困难。⑧ 应力监测法和微震监测法具有实时性好的优点，但受煤与瓦斯突出、冲击地压等影响，需与其他矿井水灾感知方法配合使用。⑨ 水文钻孔法具有信息量大的优点，但需与其他矿井水灾感知方法配合使用。⑩ 基于图像监测的矿井水灾感知方法具有非接触、实时快速、监测范围广、部署与安装简单、成本低、使用维护方便等优点。B11 基于图像的大数据矿井水灾感知与水源判定方法同时监测矿井水、导水通道和水源，不但可感知矿井水灾，还可判定引发水灾的水源，具有可靠性高的优点。

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工矿自动化

2019年第04期

507

139
矿井火灾监测与趋势预测方法研究

作者(Author)：孙继平, 孙雁宇

摘要：在分析温度监测法、气体监测法、烟雾监测法、可见光图像监测法、红外图像监测法等矿井火灾监测方法原理和特点的基础上，提出了基于多参数融合的矿井火灾监测与趋势预测方法，得出以下结论：① 热电偶测温法和半导体测温法具有准确率高、实时性强、能及时发现早期火灾等优点，但存在传感器用量大、维护工作量大等缺点；红外测温法具有监测范围广、传感器易于布置等优点，但传感器与被测物体间的遮挡物和煤尘等均会影响监测结果；光纤分布式测温法具有可监测多点温度、线缆用量小等优点，但存在光纤易损坏、安装复杂、维护困难等缺点。② 气体监测法和烟雾监测法具有监测范围广、使用与维护方便等优点，但不能监测标志性气体浓度低、烟雾较小的早期火灾。③ 可见光图像监测法具有监测范围广、使用与维护方便、成本低等优点，但巷道灯、矿灯、车灯和红色衣物等干扰源及烟雾等均会影响监测效果，且不能监测没有火焰和烟雾较小的早期火灾。④ 红外图像监测法具有监测范围广、使用与维护方便等优点，但成本高，红外摄像机与被测物体间的遮挡物和煤尘等均会影响监测效果。⑤ 基于温度、烟雾、气体浓度、气味、风向、风速、风量、可见光图像和红外图像等多参数融合的矿井火灾监测与趋势预测方法不但能及时发现火灾，还可定位火源、预测火灾发展趋势。

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工矿自动化

2019年第03期

1509

350
基于视觉测量的液压支架位姿检测方法

作者(Author)：张旭辉, 王冬曼, 杨文娟

摘要：针对目前综采工作面液压支架位姿测量方法存在实施成本高、精度和实时性较差的问题，提出了一种基于视觉测量的液压支架位姿检测方法。通过在液压支架上设置红外LED标识板，利用安装在采煤机上的防爆相机进行图像采集，基于4个共面特征点的视觉算法对图像进行处理与解算，得到液压支架底座的位姿，根据液压支架的位姿坐标可以得到其在多个方向的直线度。实验结果表明，该方法测量的液压支架位姿检测精度在0.7°以内，直线度精度在20 mm以内，满足综采工作面液压支架的检测精度要求。

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工矿自动化

2019年第03期

439

403
矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置及其应用

作者(Author)：方俊, 谷拴成, 石智军, 李泉新

摘要：针对采用中心通缆式钻杆作为信号传输通道的有线随钻测量装置存在的钻杆结构复杂、机械性能受限、抗干扰能力差等问题,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置。该装置由防爆计算机、防爆键盘、防爆数据存储器、防爆测量探管、防爆压力变送器等组成,采用间歇模式工作:防爆测量探管中的测量短节检测到泥浆泵停泵信号后,采集钻孔轨迹参数、定向钻具状态参数等静态数据并进行编码;当检测到泥浆泵开泵信号后,防爆测量探管中的驱动短节依次发送静态数据、测量并发送动态数据,同时控制脉冲发生器调整水力通道的流道面积;防爆压力变送器采集泥浆泵压力信号并将其发送至防爆计算机;数据传输完成后,防爆测量探管停止工作,脉冲发生器内部流道恢复,泥浆泵压力变为正常值,开始定向钻进。试验结果表明,该装置工作稳定,测量数据准确,传输可靠,提高了定向钻进效率和安全性,满足煤矿井下各类煤层孔和岩层孔定向钻进需要,且可实现常规钻孔轨迹随钻测量。

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工矿自动化

2019年第02期

396

208
基于本体的矿井提升机主轴系统故障诊断方法

作者(Author)：赵旭荣, 李娟莉, 王学文

摘要：针对传统矿井提升机故障诊断方法效率低、准确性差及诊断知识难以重用和共享等问题,提出了一种基于本体的矿井提升机主轴系统故障诊断方法。针对矿井提升机主轴系统故障原因多样化的特点,提出用三维坐标法系统总结各种故障现象及其故障原因,解决了故障总结不全面、原因分析不合理等问题;通过Protégé4.3软件建立故障诊断本体库,将故障现象、故障原因及其对应的逻辑关系作为知识存入本体库,解决了故障诊断知识共享和重用困难等问题,提高了故障诊断效率;通过SQL Server 2008数据库存取主轴系统监测数据,利用Java持久层应用程序接口JPA和Java应用程序接口Jena建立本体库与数据库的映射,实现了数据库与本体库数据的动态交换;最后通过本体库对监测数据进行分析,确定故障原因并定位故障源,实现故障诊断。实例分析结果表明,基于本体的矿井提升机主轴系统故障诊断方法提高了故障诊断的效率和准确性,且可靠性较高。

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工矿自动化

2019年第01期

691

143