全部分类/
科学普及/
工矿自动化

工矿自动化

2026年04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。

扫码免费借阅

目录

快速导航

科研成果 | 融合 UWB 定位的矿井无人驾驶三维目标检测

科研成果 | 融合 UWB 定位的矿井无人驾驶三维目标检测

文章编号： 1671-251X（2026）04-0001-10 DOI： 10.13272/j.issn.1671-251x.18272 摘要：基于目标检测的障碍物感知是矿井无人驾驶的重要技术支撑。受类别不平衡和长程问题影响，矿井三维目标检测精度有限。针对该问题，提出一种基于改进体素化图注意力网络（VGAT）的三维目标检测网络：通过图注意力网络区分节点重要性，解决有效特征稀释问题;
科研成果 | 基于多维信息的尾矿库监测预警技术

科研成果 | 基于多维信息的尾矿库监测预警技术

摘要: 针对传统尾矿库监测手段单一、空间覆盖不足及预警精度不足的难题, 构建了融合“地-空-天”多维信息的尾矿库监测预警平台与配套模型。在监测预警平台中集成地面传感器、无人机航测与卫星遥感数据, 通过增设三维测斜仪构建坝体滑坡分级矩阵; 基于 YOLOv8 模型实现无人机影像隐患自动识别; 利用 PS-InSAR 技术实现库区大范围形变点识别(识别阈值>10 mm/a)和异常形变区划分。在此基础上, 采用层次分析法建立尾矿库“地-空-天”多维监测预警模型, 制定了基于关键指标突变的预警等级升级规则。以高湾丘尾矿库为例的示范应用表明: 平台层面通过地面、无人机、卫星的联动监测, 实现了毫米级内部变形、厘米级地表形貌与大范围形变的多维度协同感知, 监测频率达 1 次/min, 无人机隐患智能识别的平均精度均值不低于 90%; 模型层面通过引入升级规则, 将加权评分(蓝色)与极端降雨(橙色)等突变信号耦合, 输出橙色预警, 避免了对复合风险的低估。该研究实现了尾矿库安全监测从单点、静态向多维、动态诊断的跨越, 提升了复杂环境下尾矿库风险的早期识别与精准预警能力。
科研成果 | 含障碍物掘进巷道平均风速预测模型研究及验证

科研成果 | 含障碍物掘进巷道平均风速预测模型研究及验证

文章编号: 1671-251X(2026)04-0020-09 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2025110001 1 ， 2 ， 2 (1. 赵固二矿, 2. 理工大学安全科学与工程学院, ) 摘要: 针对目前对障碍物影响下掘进工作面巷道(掘进巷道)的风流场分布及平均风速点位置的研究内容较少的问题, 以包含掘进机和压入式风筒等障碍物的矩形掘进巷道为
科研成果 | 基于 STM32 的孔中瞬变电磁接收装置设计

科研成果 | 基于 STM32 的孔中瞬变电磁接收装置设计

摘要: 因高精度接收电路体积较大, 现有孔中瞬变电磁探测多采用孔外接收机、孔内探头的分体结构, 信号经电缆传输易发生早期高频畸变, 并耦合井下噪声, 且对微弱信号采集动态范围不足, 限制了探测精度。针对上述问题, 设计了一种适配狭小钻孔空间的基于 STM32 的孔中瞬变电磁接收装置, 实现了接收天线与硬件电路的一体化集成。由于钻孔空间限制了接收线圈有效面积, 晚期二次场信号易受背景噪声干扰, 对小型化硬件系统的低噪声设计提出了更高要求。基于 COMSOL 有限元仿真软件建立了巷-孔三维电磁模型, 通过仿真确定接收线圈的最优匝数为 50 匝。采用模数分离设计, 构建了 DC/DC 与低压差线性稳压器 (LDO) 级联的超低噪声电源方案, 采用低噪声芯片设计了“前置低噪声放大—低通滤波—差分驱动—可编程增益”多级低噪声模拟调理链路, 有效抑制了数字噪声耦合; 基于 FreeRTOS 操作系统实现了 24 位 ADC 的 50 kHz 同步采样与多任务调度。样机测试结果表明, 该装置在 50 kHz 采样率下的本底噪声为 490 nV, 动态范围达 138 dB; 在地面模拟钻孔试验中, 该装置成功识别出深度为 8~18 m 的带状低阻异常体, 验证了其对微弱二次场信号的捕捉能力。
科研成果 | 高应力巷道帮部让压空窗优化研究

科研成果 | 高应力巷道帮部让压空窗优化研究

文章编号: 1671-251X(2026)04-0037-08 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2026010090 1 ， 2 ， 2,3 ， 4 开磷集团股份有限公司, 摘要: 目前针对深部高应力巷道两帮让压支护的研究主要集中于围岩本体改造或主动支护构件的让压设计,而针对钢筋网等被动支护面层中围绕“弱化区尺寸—布置位置—应力重分布—稳定性边界”之间
分析与研究 | 基于边缘计算架构与流体运移机理的煤矿瓦斯主动防控系统

分析与研究 | 基于边缘计算架构与流体运移机理的煤矿瓦斯主动防控系统

文章编号： 1671-251X（2026）04-0045-11 DOI： 10.13272/j.issn.1671-251x.18271 1，2，3，4，5 ，李成章 1，2，4，5 ，陈学习 1，2，4，5 ，王晓玲 1，2，4，5 ，马砺 6 ， 7 ， 8 ， 1 ， 1，2，4，5 ， 1，2，4，5 ，许雯 1，2，4，5 ，吕鑫淼 1，2，4，5 ，刘晨阳 1，2，4，5 中国矿
分析与研究 | 基于人工势场融合改进蜣螂优化算法的煤矿机器人路径规划

分析与研究 | 基于人工势场融合改进蜣螂优化算法的煤矿机器人路径规划

摘要: 针对煤矿井下非结构化环境及动态障碍物干扰导致煤矿机器人路径规划收敛慢、路径曲折且易陷入局部最优等问题, 提出一种基于人工势场(APF)融合改进蜣螂优化(IDBO)算法(AIDBO算法)的煤矿机器人路径规划方法。针对传统DBO算法种群多样性不足的问题, 提出IDBO算法: 引入Singer混沌映射初始化种群, 提高初始解在复杂巷道中的分布均匀性; 融合对数螺旋反向学习策略与非线性自适应收缩因子, 增强算法跳出局部最优的能力并协同平衡全局与局部搜索。针对IDBO算法在矿山复杂障碍物场景中仍可能出现路径贴近障碍物甚至穿越障碍物的现象, 构建适应度-障碍双驱动的增益自适应策略, 将APF作为后处理算子嵌入IDBO算法中, 利用势场机制对全局路径进行二次平滑与局部微调。仿真结果表明: 在30×30静态栅格地图中, AIDBO算法规划的最短路径长度为45.0537cm, 较IDBO算法缩短了15.4%, 较DBO算法缩短了22.0%; 在40×40动态栅格地图中, AIDBO算法规划的最短路径长度为58.5261cm, 较IDBO算法缩短了20.3%, 较DBO算法缩短了28.2%; 相比于粒子群优化算法、麻雀搜索算法等其他5种算法, AIDBO算法表现出更快的收敛速度, 同时规划的路径长度最短, 在复杂动态场景中具有更显著优势, 能维持优异的鲁棒性与求解效率。
分析与研究 | 面向煤矿井下复杂光照环境的安全装备小目标检测模型

分析与研究 | 面向煤矿井下复杂光照环境的安全装备小目标检测模型

摘要: 现有针对安全帽、自救器及矿灯等小目标检测方法在煤矿井下弱光与逆光并存条件下, 存在对小目标检测适应性不足、训练阶段样本匹配不稳定等问题。在 YOLOv11n 框架基础上提出了一种面向煤矿井下复杂光照环境的小目标检测模型 LSD-YOLO。在颈部网络引入光照感知空间-通道自适应调制(LASCAM)模块, 对弱光与逆光场景下的特征响应进行通道仿射补偿与空间显著性调制; 设计了频率感知小目标金字塔模块(FSPM), 通过多尺度频率分解与高频调制强化小目标的细节表达; 设计了一种弱光小目标友好损失函数 (LSD-Loss), 以增强对有效样本的学习信号, 并引入尺度自适应任务对齐分配(SATAD)策略, 使正样本匹配过程随目标尺度自适应调整, 从而提升训练稳定性与小目标样本利用效率。实验结果表明: LSD-YOLO 在检测精度上表现优异, mAP@0.5 达到 91.6%, 优于所有对比模型; 与基线模型 YOLOv11n 相比, LSD-YOLO 的准确率、召回率和 mAP@0.5 分别提升了 0.9%, 1.2% 和 3.7%, 有效提升了复杂井下场景下的目标检测性能; 在模型复杂度方面, LSD-YOLO 的参数量为 4.1×10⁶ 个, 浮点运算量为 8.7 GFLOPs, 远低于 RT-DETR-R18 和 YOLOv11s, 推理速度达到 104.1 帧/s, 能够满足实时检测要求; LSD-YOLO 的 mAP@0.5 较 RT-DETR-R18 和 YOLOv11s 分别提高 0.1% 和 0.2%, 表明其在检测精度与模型复杂度之间取得了较好的平衡。
分析与研究 | 基于点云与图像特征融合的露天矿无人驾驶障碍物检测方法

分析与研究 | 基于点云与图像特征融合的露天矿无人驾驶障碍物检测方法

摘要: 目前露天矿无人驾驶矿卡行驶过程中的障碍物感知大多基于单一的激光雷达点云或者相机图像特征实现, 受点云噪声和低质量图像影响, 检测精度和可靠性受限, 而现有的点云和图像特征融合检测方法未能有效解决稀疏点云与稠密图像之间的异构对齐问题, 且密集卷积操作易导致点云关键特征丢失。针对该问题, 提出一种基于点云与图像特征融合的露天矿无人驾驶障碍物检测方法: 分别采用 Voxel R-CNN 和 YOLOv5 提取激光雷达点云和相机图像特征, 利用焦点稀疏卷积网络对 2 类特征进行融合, 根据融合特征识别障碍物, 并基于目标 3D 检测框进行障碍物方位和距离判断。实验结果表明: 与 Voxel R-CNN, YOLOv5 等基于单一模态特征的检测方法相比, 所提方法具有更优的精确率、召回率、bbox 精度、3D 精度等指标, 可减少基于单一模态特征检测方法的漏检或误检情况; 与候选对象融合模型和传感器数据融合模型相比, 该方法在检测精度与实时性之间取得了较好的平衡, 更适用于露天矿无人驾驶障碍物检测场景。
分析与研究 | 采煤机电缆光纤单元形状还原算法研究

分析与研究 | 采煤机电缆光纤单元形状还原算法研究

摘要：在传统采煤机电缆中嵌入光纤单元，利用光纤传感技术实时获取其曲率和形状信息，是采煤机电缆状态监测的优选方案。现有基于数学建模的光纤单元形状还原方法计算效率低，难以满足实时监测需求，而基于数据驱动的方法外推能力弱，难以适应井下复杂多变的动态工况。针对该问题，提出一种基于物理信息神经网络（PINN）预测的采煤机电缆光纤单元形状还原算法。在 PINN 模型中引入融合残差网络（Re
分析与研究 | 基于 WMA-LightGBM 的露天矿边坡稳定性预测

分析与研究 | 基于 WMA-LightGBM 的露天矿边坡稳定性预测

文章编号: 1671-251X(2026)04-0096-09 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.18266 1 ， 2 ， 3 ， 1 ， 2 摘要: 对于露天矿边坡稳定性预测,传统物理力学分析或数值模拟方法存在建模过程复杂、计算成本高的问题,而现有机器学习模型对不同数据类型的敏感度不同且难以找到全局最优解。针对上述问题,提出了一种融合鲸鱼迁徙优化算法(WMA
分析与研究 | 基于特征优化与协同学习的矿山微震识别网络

分析与研究 | 基于特征优化与协同学习的矿山微震识别网络

摘要：矿山微震信号通常具有波形变化不稳定、弱事件易被噪声掩盖等特点，现有深度学习方法缺乏对局部特征与全局特征的信息交互，仅依靠单一尺度或单一层次的特征难以区分真实微震事件与噪声，导致识别精度低，难以满足冲击地压预警的需求。针对上述问题，提出了一种基于特征优化与协同学习的矿山微震识别网络。该网络通过多尺度卷积模块和混合模块对微震波形图像进行特征优化，提取细粒度语义特征; 通过协同学习建
分析与研究 | 基于动态知识图谱的煤矿事故知识演化研究

分析与研究 | 基于动态知识图谱的煤矿事故知识演化研究

文章编号： 1671-251X（2026）04-0112-11 DOI： 10.13272/j.issn.1671-251x.2026040055 摘要：目前基于知识图谱的煤矿事故分析大多停留在相对静态的建模层面，对于事故致因随时间变化的过程考虑得不够。在建模过程中引入时间因素，把事故知识按照时间顺序组织起来，不仅可了解不同阶段事故致因结构的变化情况，还能更直观地观察关键风险在系统中
分析与研究 | 柔模沿空留巷机械化成套装备与端头区域围岩控制技术

分析与研究 | 柔模沿空留巷机械化成套装备与端头区域围岩控制技术

文章编号: 1671-251X(2026)04-0123-11 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2026020046 1 ， 2 ， 1 ， 2 ， 2 ， 2 ， 3 ， 4 开拓建筑科技有限公司, 科技大学 , 摘要: 柔模沿空留巷端头区域弧三角形悬板的破断特征、尺寸计算及稳定性控制等缺乏系统理论指导, 导致在沿空留巷装备选型与支护参数设计时
分析与研究 | 露天煤矿倾斜软弱基底排土场边坡煤柱留设宽度研究

分析与研究 | 露天煤矿倾斜软弱基底排土场边坡煤柱留设宽度研究

文章编号: 1671-251X(2026)04-0134-08 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2025110097 1 ， 2 ， 1 ， 3 ， 2,3 ， 4 ， 2 2. , 3. , 4. , 摘要: 露天煤矿开采过程中, 留设煤柱是改善排土场边坡稳定性的重要手段。现有针对煤柱留设宽度确定方面的研究多基于理论分析、应力分布及塑性区演化特征
分析与研究 | 基于 RDA 优化 1D-CNN-BiLSTM 的矿井多组分危险气体快速识别

分析与研究 | 基于 RDA 优化 1D-CNN-BiLSTM 的矿井多组分危险气体快速识别

文章编号: 1671-251X(2026)04-0141-08 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2026020024 1 ， 2,3 ， 1 ， 1 ， 2,3 (1. , ; 2. , ; 3. 信息与控制工程学院, ) 摘要: 矿井多组分危险气体的快速精准识别是实现矿井危险气体泄漏早期预警的核心前提。传统的人工特征提取方法仅能反映响应过程中的局部离散
分析与研究 | 基于 LSTM-PI 的刮板输送机多电动机功率平衡自适应控制方法

分析与研究 | 基于 LSTM-PI 的刮板输送机多电动机功率平衡自适应控制方法

文章编号: 1671-251X(2026)04-0149-08 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2026010025 1,2 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ，黄骏峰 1 2. 交通职业技术学院, 摘要: 针对现有刮板输送机电动机功率控制方法在不同工况下存在控制滞后、无法在线动态调节及抗干扰能力差等问题, 将长短期记忆(LSTM)网络与 PI
分析与研究 | 转子磁路结构对永磁同步电动机电磁振动噪声影响研究

分析与研究 | 转子磁路结构对永磁同步电动机电磁振动噪声影响研究

摘要: 煤矿井下通风机、水泵等负载驱动设备在潮湿、多尘、空间受限且维护不便的环境下长期连续运行, 并需适应频繁启停和复杂工况调节等工作要求, 导致驱动电动机产生的电磁激励引发结构振动与噪声, 影响设备运行可靠性与安全性。针对上述问题, 以矿用永磁同步电动机(PMSM)为研究对象, 在定子结构参数、永磁体用量及绕组形式保持一致的条件下, 构建了表贴式、一字型、辐条式和 V 字型 4 种典型转子磁路结构模型。基于电磁-结构-声学多物理场耦合有限元方法, 研究了空载和负载工况下不同转子磁路结构 PMSM 的径向电磁力、定子振动响应及声功率级分布特征, 并结合模态分析揭示了定子铁芯和定子+机壳模态对振动与噪声特性的影响机理。研究结果表明, 不同转子磁路结构会显著改变 PMSM 气隙磁场分布及径向电磁力特征, 进而影响定子振动与整机噪声水平。辐条式结构在全转速范围内表现出更优的振动抑制与噪声控制能力, 其对应的定子振动响应和声功率级整体较低, 体现出较好的低噪声运行优势。模态分析结果表明, 定子+机壳模态对 PMSM 结构动态特性具有明显改善作用, 可显著提高 2—5 阶固有频率, 并增大其与主要电磁激励频率之间的间隔, 从而有效降低共振风险, 改善 PMSM 的振动与噪声表现。基于辐条式结构进行 PMSM 多目标优化设计, 在保持永磁体用量不变的前提下, 对关键结构参数进行协同优化, 优化后, PMSM 的平均输出转矩由 70.7 N·m 提高至 71.5 N·m, 主要径向电磁力分量均有所下降, 其中 16 阶次 2 倍频分量由 48.66 N 降至 46.90 N, 14 阶次 4 倍频分量由 11.23 N 降至 10.70 N, 说明在兼顾电磁性能的同时, 进一步改善了 PMSM 振动与噪声特性。
经验交流 | 矿井通风阻力测定数据处理系统的开发与应用

经验交流 | 矿井通风阻力测定数据处理系统的开发与应用

文章编号： 1671-251X（2026）04-0167-07 DOI： 10.13272/j.issn.1671-251x.2025120077 摘要：矿井通风阻力测定数据是通风系统风量调节与系统优化的重要依据。针对传统矿井通风阻力测定数据处理效率低、操作专业性强等问题，采用 MATLAB App Designer 开发了一套矿井通风阻力测定数据处理系统。该系统采用模块化设计方式，通过回调
经验交流 | “三软”煤层回采巷道主被动联合支护研究

经验交流 | “三软”煤层回采巷道主被动联合支护研究

文章编号: 1671-251X(2026)04-0174-11 DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2025100017 1 ， 1 ， 2 ， 1 ， 1 ， 1 摘要: 针对煤巷采用 U 型钢支护存在的掘进作业人数多、劳动强度大、效率低、单进水平低等问题, 研究了“三软”煤层回采巷道主被动联合支护支架结构优化, 提出了“U 型钢+锚索”主被动式支架结构设计方案:

过往期刊

更多

猜你喜欢