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工矿自动化

工矿自动化

2024年03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 | 矿井无线电波防爆安全发射功率研究

科研成果 | 矿井无线电波防爆安全发射功率研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0001−05 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.18184 摘要：5G，5.5G，WiFi6，WiFi7，UWB，ZigBee 等矿井移动通信系统及人员和车辆定位系统等发射的大功率无线电波有点燃瓦斯和煤尘的风险。因此，需要合理设置防爆无线电设备发射的无线电波防爆安全功率阈值，限制防爆无线电设备发射的无线电波功率。欧洲标准
科研成果 | 煤矿井下水力压裂自动控制系统设计

科研成果 | 煤矿井下水力压裂自动控制系统设计

文章编号：1671−251X（2024）03−0006−08 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023060078 摘要：分析指出目前煤矿井下水力压裂技术面临压裂泵输出压力和流量无法快速精确调节、远程安全监控效果及自动化水平有待提高等难题。设计了一种煤矿井下水力压裂自动控制系统。根据煤矿井下水力压裂工艺及系统构成，明确了控制系统关键技术为高压大流量压裂泵输出流量
科研成果 | 基于边界隔离与系统防护的矿井网络安全系统研究

科研成果 | 基于边界隔离与系统防护的矿井网络安全系统研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0014−08 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023100008 摘要：随着智能矿山信息基础设施不断建设推广，矿井终端设备在专网与公网间的切换为矿井网络引入信息安全隐患，需研究矿井网络隔离边界并构建系统防护手段。分析了矿井网络面临的主要风险，指出应对风险的关键是定义隔离边界、强化系统防护手段及研发特定井下设备。针
综述 | 面向智能矿山的数字孪生技术研究进展

综述 | 面向智能矿山的数字孪生技术研究进展

文章编号：1671−251X（2024）03−0022−14 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2024010079 摘要：智能矿山领域数字孪生技术的应用需面对较多复杂性、特殊性的技术突破。阐述了数字孪生在智能矿山领域的适用性，归纳梳理了数字孪生技术在煤矿安全、生产及运营管理等方面的研究及应用现状：在煤矿安全管理方面，数字孪生技术主要应用于灾害预警、风险管控、灾害救援等
分析与研究 | 基于 YOLOv7− SE 的煤矿井下场景小目标检测方法

分析与研究 | 基于 YOLOv7− SE 的煤矿井下场景小目标检测方法

文章编号：1671−251X（2024）03−0035−07 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023090088 摘要：目前的小目标检测方法虽然提高了小目标检测效果，但针对的多为常规场景，而煤矿井下环境恶劣，在井下小目标检测过程中存在小目标特征信息提取困难的问题。针对上述问题，提出了一种基于 YOLOv7−SE 的煤矿井下场景小目标检测方法。首先，将模拟退火（
分析与研究 | 基于 MES−YOLOv5s 的综采工作面大块煤检测算法

分析与研究 | 基于 MES−YOLOv5s 的综采工作面大块煤检测算法

文章编号：1671−251X（2024）03−0042−07 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2024030009 摘要：综采工作面的目标具有高速运动、多尺度、遮挡等特点，现有的目标检测算法存在精度低、模型占用的内存大、硬件依赖强等问题。针对上述问题，提出了一种基于 MES−YOLOv5s 的综采工作面大块煤检测算法。采用轻量化设计，将 MobileNetV3作为
分析与研究 | 基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法

分析与研究 | 基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法

文章编号：1671−251X（2024）03−0048−08 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2024010037 摘要：目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求，尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中，未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差，考虑行人、移动设备和管网带来的噪声，提出一种基
分析与研究 | 基于结构纹理分解的矿井图像增强方法

分析与研究 | 基于结构纹理分解的矿井图像增强方法

文章编号：1671−251X（2024）03−0056−09 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023100005 摘要：矿井下存在低照度、多灰尘现象，导致监控视频采集的图像具有光照不均、模糊及细节丢失的问题，影响后续智能图像识别，现有矿井图像增强方法普遍存在图像纹理细节不清晰、视觉效果差的问题。提出了一种基于结构纹理分解的图像增强方法。首先，利用 maxRGB
分析与研究 | 基于 Transformer 的矿井内因火灾时间序列预测方法

分析与研究 | 基于 Transformer 的矿井内因火灾时间序列预测方法

文章编号：1671−251X（2024）03−0065−07 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023100084 摘要：传统的基于机器学习的矿井内因火灾预测方法尽管具备一定的预测能力，然而在处理复杂的多变量数据时不能有效捕捉数据间的全局依赖关系，导致预测精度较低。针对上述问题，提出了一种基于 Transformer 的矿井内因火灾时间序列预测方法。首先，采用 Ha
分析与研究 | 基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

分析与研究 | 基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0071−12 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023110030 摘要：隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题，而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅，缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题，以陕北某煤矿作为研究对象，对煤层厚度、顶底
分析与研究 | 基于改进YOLOv7和 ByteTrack 的煤矿关键岗位人员不安全行为识别

分析与研究 | 基于改进YOLOv7和 ByteTrack 的煤矿关键岗位人员不安全行为识别

文章编号：1671−251X（2024）03−0082−10 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2024030015 摘要：应用人工智能技术对矿井提升机司机等煤矿关键岗位人员的行为进行实时识别，防止发生设备误操作等危险情况，对保障煤矿安全生产具有重要意义。针对基于图像特征的人员行为识别方法存在的抗背景干扰能力差与实时性不足问题，提出了一种基于改进 YOLOv7和 By
分析与研究 | 基于岭回归改进规范变量分析的微震事件实时判识

分析与研究 | 基于岭回归改进规范变量分析的微震事件实时判识

文章编号：1671−251X（2024）03−0092−07 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.18170 摘要：微震事件判识是煤矿微震监测的基础。现有的微震监测技术大多基于单物理量变化规律而开发，在处理含有大量噪声和干扰信号的煤矿微震数据时易产生误判情况。针对该问题，基于岭回归算法改进规范变量分析（CVA）的损失函数，实现稀疏化建模，以提升模型泛化能力。采用岭回归改
分析与研究 | 煤矿工业物联网设备识别模型

分析与研究 | 煤矿工业物联网设备识别模型

文章编号：1671−251X（2024）03−0099−09 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023100092 摘要：煤矿工业物联网（IIoT）设备计算与存储资源受限，易遭受非法网络入侵，造成敏感数据泄露或恶意篡改，威胁煤矿生产安全。精准识别煤矿 IIoT设备可实现有效管理并维护设备正常运转，提高设备安全防护能力，然而现有设备识别算法存在特征构造复杂、内存与计
分析与研究 | 煤矿井下爆炸性环境下电磁波热效应的安全性研究

分析与研究 | 煤矿井下爆炸性环境下电磁波热效应的安全性研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0108−06 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023120069 摘要：GB/T 3836.1—2021《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》规定爆炸性环境中射频设备的阈功率不得大于6 W，该规定限制了大功率射频设备在煤矿井下的应用，而现有针对爆炸性环境电磁安全性的相关研究缺乏完善的理论分析和实验验证。针对上述问题，推
分析与研究 | 智能化掘进机悬臂和铲台机构关联位置干涉解算模型

分析与研究 | 智能化掘进机悬臂和铲台机构关联位置干涉解算模型

文章编号：1671−251X（2024）03−0114−08 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023090014 摘要：智能化悬臂式掘进机在工作状态感知与控制过程中悬臂和铲台机构关联位置干涉，而现有悬臂式掘进机防干涉碰撞的研究主要是基于单一的控制方法，将防干涉碰撞条件融入到控制中的较少。针对上述问题，提出了一种悬臂和铲台机构关联位置干涉解算模型。基于多自由度悬臂式
分析与研究 | 煤孔隙结构对瓦斯解吸−扩散−渗流过程的影响

分析与研究 | 煤孔隙结构对瓦斯解吸−扩散−渗流过程的影响

文章编号：1671−251X（2024）03−0122−09 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023110076 摘要：充分认识煤层瓦斯运移机制是提升抽采效率的根本前提。而目前针对煤体瓦斯微观运移特性的研究探讨的多是煤微观孔隙瓦斯运移特性，忽略了瓦斯解吸−扩散过程。以焦煤为例，采用压汞测试、纳米级工业 CT 扫描和数值仿真，精准重构并定量表征了煤孔隙空间结构，从
分析与研究 | 无煤柱切顶留巷覆岩破坏特征及微震实测研究

分析与研究 | 无煤柱切顶留巷覆岩破坏特征及微震实测研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0131−11 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023100062 摘要：为进一步研究无煤柱切顶留巷技术开采后的覆岩破坏规律，以柠条塔煤矿 S1201−Ⅱ工作面为工程背景，采用物理相似模拟与数值模拟的研究手段，结合现场微震监测技术建立了微震波形数据库，研究了随工作面持续开采，无煤柱切顶留巷不同阶段的覆岩采动裂隙演化及应
分析与研究 | 大倾角采场围岩应力分布及矸石充填特征的倾角效应研究

分析与研究 | 大倾角采场围岩应力分布及矸石充填特征的倾角效应研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0142−09 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023100064 摘要：煤层倾角是造成大倾角采场采动力学行为呈现复杂性、特殊性，诱发众多灾害事故的重要因素之一，为揭示煤层倾角对大倾角采场围岩控制及矿压显现特征的影响规律，采用物理相似模拟和数值计算相结合的研究方法，在综合分析了大倾角工作面顶板破断运移及矸石滑滚充填
分析与研究 | 甜水堡煤矿煤巷支护参数与设备工艺优化研究

分析与研究 | 甜水堡煤矿煤巷支护参数与设备工艺优化研究

文章编号：1671−251X（2024）03−0151−09 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2024010016 摘要：目前巷道快速掘进技术研究主要针对巷道快速掘进的影响因素、设备优化等，对巷道空顶距、支护参数、施工工艺联合优化的研究较少。针对该问题，以甘肃省环县甜水堡煤矿2号井1309工作面回风巷为研究对象，对煤巷支护参数与设备工艺优化方法进行研究。分析了巷道掘
分析与研究 | 水力压裂弱化顶板护孔技术

分析与研究 | 水力压裂弱化顶板护孔技术

文章编号：1671−251X（2024）03−0160−07 DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2023080114 摘要：煤矿工作面单翼布置顺序开采的情况下，工作面顺层钻孔容易受到邻近工作面采动支承应力影响导致钻孔失效。现阶段的护孔研究集中在增强钻孔本身强度，未针对影响钻孔稳定性的根本性因素提出解决措施。针对上述问题，提出了一种水力压裂弱化顶板护孔技术。通过水力压裂

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