刊名：《煤矿机电》
COLLIERY MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY
创刊时间：1980年
出版周期：双月刊
主管单位：
中国煤炭科工集团有限公司
主办单位：
中煤科工集团上海研究院有限公司
编辑出版：《煤矿机电》编辑部
地址：上海市徐汇区天钥桥路1号
主编：雷 煌
执行主编：边永梅
ISSN：1001-0874
CN： 31-1509/TD
邮发代号：4-783
主页：http://mkjd.cbpt.cnki.net
为提升基于PSO算法的煤矿相机参数选取的准确性，提出了一种基于惯性权重调整对粒子群算法进行优化的方法。在优化中在结合e指数法的基础上，通过粒子适应度函数值对惯性权重进行动态调节，在迭代的前期阶段，此时的适应度值较大，根据迭代次数对惯性权重进行调整，在迭代的后期阶段，此时的适应度较小，则根据适应度值对惯性权重进行调整，从而达到减少迭代次数、提高精度的目的，通过优化后的算法对张氏标定法得到的相机内参进行调节。为验证算法优化后的效果，对优化参数后的相机进行标定试验，经标定试验可知，改进PSO算法对煤矿相机参数优化后，平均误差为0.451 7 piexl、标准差为0.298 9 piexl、迭代次数为213次，对比标准的PSO算法、e指数法，能够明显提高相机参数的精准度、降低迭代时间。
为了满足矿井工作环境对换杆机械臂高可靠性和定位精度的要求，需要对其结构动静态特性进行分析。以换杆机械臂为研究对象，建立了其有限元模型，并利用软件对其进行了静力学分析、模态分析和谐响应分析。静力学分析结果表明，在最大载荷作用下，机械臂的定位精度和结构强度均满足设计要求。模态分析结果表明，机械臂的前6阶固有频率和振型与工作环境相适应，不会产生共振现象。谐响应分析结果表明，机械臂的动态载荷响应主要受第二、四阶固有频率的影响。分析数据为矿井下换杆机械臂的动态设计提供了参考依据。
当前煤矿胶轮车管控系统多采用基于车辆精确定位的方案，该方案对无精确定位或外部车辆多、车辆定位卡管控效力差的辅助运输工况的适配性不佳。现有的红外对射、地感等传感器方案存在稳定性差、维护复杂、管控策略过于简单等缺点。对此，提出了一种基于毫米波雷达技术的煤矿胶轮车管控系统方案。该方案延续了传感器闭锁系统的设计思路，采用独立于精确定位系统的毫米波数据源，设计合理的路口判定和路权排序机制。该方案通过将毫米波雷达铺设在路口各个岔口，获取到路口运动目标的数据集，由控制器解析路口管控策略，输出交通管控信号，提升了系统的管控效率且能够与现有系统相融合。
针对带式输送机存在单机控制效率低、设备多、工序复杂、能源利用效率低、协同控制性差等问题，设计了一套带式输送机协同控制系统。该系统采用超声波载荷传感器实时获得当前位置的载荷高度，再利用速度传感器推算得到输送机的载荷分布信息。能够实现顺煤流启动、逆煤流启动、煤流停止等集控操作。带式输送机运行时，协同控制系统能够监控输送机的煤量分布和载荷信息，进行高速、中速、低速、怠速调节运行。试验表明：协同控制逆、顺煤流启动，煤流停止、急停均能正常运行；带式输送机平均每天调速时间为192 min,按照16 h/d的生产时间，在20.03%的时间内节约了能源消耗，实现了煤多快运、煤少慢运、无煤怠速的协同经济运行。
由于不同的接口和协议要求，各种矿用装置之间的数据信息交流很难实现数据共享。因此，需要专用的数据装置来转换各种协议之间的数据。在这方面，互联网关作为一种网络连接设备变得尤为重要。为了实现不同接口之间的数据交换，设计了一款矿用多功能网关。该网关采用i.MX6ULL作为开发平台，具有更高的主频和运行速度，接口也更为丰富，能够很好地解决矿用设备之间不同协议的数据采集困难，并提高矿用设备数据采集的工作效率，从而增强采掘工作的高效化和智能化。
针对矿用控制系统中故障录波、远程升级等需要通过CAN网络进行数据流传输的需求，以及CAN总线因为短帧结构、高效传输控制协议缺失等原因导致的数据流传输速度慢、效率低等问题，提出了将以太网TCP协议应用于CAN网络的传输方法。将以太网TCP协议中的相对地址技术，滑动窗口技术，断点续传技术等应用到CAN网络，设计了适用于CAN网络的数据流传输方法。试验结果表明，基于该方法能实现数据流的快速可靠传输，提高了数据流的传输效率。相较于传统的传输方式，该方法具有帧利用率高，总线利用率高以及重传效率高的优点，适用于有大文件交互的CAN网络中。
当前煤矿井下巷道测风主要有传统人工测量和自动化产品代替人工两种方案。人工测量需要测风员沿着固定路线匀速移动风表，且需人工到达不同测风点实施测风，工作效率低、工作强度大。目前行业内相关自动化装置结构复杂，影响测风数据，且对巷道的适应性较差。提出基于六线法测风的自动测风装置，可通过上位机下发风表运动路径文件实现运动规划，从而达到井下对多个巷道无人化一键测风的效果。该测风装置对标人为测风，可通过设置参数来适应不同断面积巷道，其测风结果准确性大于95%,其具有自动化程度高、测量准确性高、结构更为优化、无需复杂电缆、适用性更强的优点。
针对煤矿井下的特殊作业环境造成的通信不稳定、作业不安全的问题，设计了基于5G通信技术的煤矿井下通信系统架构，并详细分析了安全技术要求与安全检验要求。5G技术在煤矿井下通信中的应用可以有效解决现有煤矿井通信问题，但需要注重安全技术与安全检验的双重要求。煤矿井作业应结合实际作业环境特征发展基于5G通信技术的煤矿井下通信系统，从通信组网要求、抗干扰技术要求与安全防爆技术要求保障其技术安全性，从通信系统稳定性与抗干扰性检验、基站以及终端检验对通信技术进行安全检验，以推进5G通信技术在煤矿井下应用。
随着“双碳”目标愿景的提出，煤炭开采行业温室气体监测体系的建设是大势所趋。目前煤炭开采过程碳排量的核算是依据排放因子人工计算，核算方式机械、效率低下、结果误差大，无法查询碳排量的日报和月报。因此，急需建设一套可实时监测、自动核算、信息化展示的煤矿碳排放温室气体监测系统。分析了煤炭开采过程碳排放源及核算边界，确定了煤矿碳排放源的通风和抽采外排回路两大排放路径，构建了基于连续监测的碳排放自动核算模型，开发了煤矿碳排放自动监测核算系统。该系统可自动核算煤矿碳排放量，形成“实时监测-自动核算-分级报告”一体化、信息化、自动化碳排放管理系统，为企业级碳排放核算提供技术支持。
从用户和配套的矿用隔爆型变频器产品的实际需求入手，确定一种矿用隔爆型变流移动变电站，将变流变压器和控制变压器合并在一个矿用隔爆箱体内，并配合上相应的高压真空开关和低压保护箱形成一个整体。分析其形成缘由，创新整体产品的结构和布局，同时产品各项试验参数符合国家标准，并在某煤炭集团大批量使用，运行稳定可靠，可为同类产品设计提供参考。
针对基于华为MapReduce大数据平台的煤矿智能化综合管控平台，设计了一套融通前后端数据的接口服务方法。利用Phoenix工具在Hbase上进行数据遍历查询，将结果通过HTTP协议以图形化接口的形式供前端调用，为了提高实时数据的传输效率，采用前后端分离架构并引入Redis缓存层，在实现数据管理和权限安全的基础上，进一步实现毫秒级请求的响应需求。实践表明，该方法能够很好地实现MapReduce大数据平台下前后端数据的稳定和高效传输，满足实际应用需求。
针对矿用带式输送机驱动装置采用传统人工检修方法劳动强度大、准确率低、覆盖面小、监测手段单一等问题，提出一种基于AI智能专家算法的矿用带式输送机驱动装置故障诊断预警系统，通过AI识别和分析驱动装置齿轮不对中，游移、偏心、磨损、游移、破裂或断齿等齿轮组合状态异常工况故障的啮合频率(GMF)特征，经过学习和训练最终建成GMF特征专家库。试验表明，结合AI技术与特征专家库的故障诊断平台识别率为92.3%,准确率为90.4%,响应时间为29 ms,较高的准确率和快速的响应时间能够避免设备故障积累导致事故发生，大幅提高带式输送机各部件故障诊断效率，有力保障了煤矿井下运输安全。
为了解决选煤厂振动筛运行过程中的人工点检问题，及时掌握振动筛的激振器运行状态，在振动筛的激振器加装无线复合型加速度传感器，监测激振器运行过程中的振动、温度情况，经无线传输至网关，通过Wi-Fi、4G和光纤等通信方式将运行数据上传至设备故障智能诊断系统，进行趋势、时域、频域、包络等分析技术分析诊断激振器的运行情况，提前预知潜在的轴承故障，计划性停机检修，不耽误生产进度；有效代替振动筛的人工点检过程，降低设备因故障的停机率，降低了维保成本，实现了预测性维保，提高生产的效率和安全性。
随着信息技术的不断发展，智能矿山建设成为了当前煤炭行业发展的一个重要方向。从智能矿山建设背景、智能矿山综合管控平台云管边端架构以及关键技术及应用中存在的问题三个方面进行了深入探讨。首先，介绍了智能矿山建设的背景和意义。其次，详细阐述了智能矿山综合管控平台云管边端架构，并分析了其优缺点。最后，对于关键技术及应用中存在的问题进行了概述，并提出了相应解决方法。
位移传感器是实现煤矿掘进设备智能化开采的重要元件。通过对掘进设备位移传感器经常损坏原因进行系统分析，根据进口煤机设备升级改造过程中掌握的位移传感器特点，吸收和借鉴进口传感器技术经验，对传感器在结构、工艺、电路、安装方式等方面进行了改进设计。改进后的传感器通过试验验证和现场使用，达到了预期效果。事实证明对于煤机设备的一些关键部件尤其是外置的传感器、执行器等，在设计和选型时需充分考虑工况及使用条件，必要时需对产品进行定制开发，只有这样才能有效提高整机产品性能。
为实现国家安监局提出的“机械化换人、自动化减人”的目标，提高煤矿掘进设备的自动化程度，设计了一套矿用锚盘自动上料装置，其包含X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置，机械手抓取装置和圆周旋转装置。为了验证锚杆自动抓取与搬运机械手装置结构强度能否在掘进设备实际工作时所产生的振动强度下正常工作，对锚杆自动抓取与搬运机械手装置进行了振动模拟试验。试验结果表明：锚杆自动抓取与搬运机械手装置结构强度完全可以在掘进设备实际工作时产生的振动强度下正常工作。
为了解决现有矿用全液压坑道钻机回转器选用不同类型液压马达的问题，首先介绍了柱塞马达和摆线马达的特点，然后从液压马达选型的理论计算和回转器试验台测试数据两方面进行分析。研究结果表明，轴向柱塞马达和摆线马达在输出额定扭矩的情况下，转速和扭矩相差不大。然而，在高转速、低扭矩的工作条件下，轴向柱塞马达具有更快的转速和更大的调节范围。另外，采用摆线马达的回转器具有更简单的减速机结构，制造成本更低。研究的实际意义在于为坑道钻机的液压马达选型提供参考依据，提高钻机的性能和效率。
<正>《煤矿机电》杂志是由中国煤炭科工集团有限公司主管、由中国煤炭科工集团上海研究院主办的煤炭行业专业技术刊物。侧重刊登矿山机械和电气工程在科研、设计、制造、测试和生产技术方面的论文；报道和交流本行业及相关行业的科研成果和经营管理经验；介绍最新法规、标准和专利成果。《煤矿机电》杂志系双月刊，主要栏目有：设计研究、问题探讨、技术实践。