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矿山安全预警技术与装备

一、主要研究内容及关键技术
瓦斯、水、火是煤炭生产过程中引发安全事故的主要因素,如何对矿井瓦斯、水、火进行有效的检测、分析、预报以及实施有效的灾后救援,是保证井下人员生命安全的关键技术。针对瓦斯突出问题,选取瓦斯浓度、瓦斯压力、瓦斯放散初速度等关键影响因素作为煤与瓦斯突出的评判指标,应用混沌理论对掘进工作面瓦斯涌出进行预测预报;将先进的智能控制理论与交流变频控制技术应用于井下工作面局部通风机智能控制,实现局部通风机节能和瓦斯的安全排放,降低瓦斯事故;针对井下透水事故,建立了基于突水前兆因素变化的矿区水害辨识模型,研制具有自主知识产权的矿区水害监测与预警的关键技术及设备;在矿山灾害救援方面,应用先进的无线传感器网络技术和微小型群机器人协作控制技术,实现对灾后井下人员分布信息、井下地理信息和环境信息进行准确的测量、分析和预报,为地面救援指挥系统提供决策依据,提高救援效率,减少人员伤亡。 
        








           小型履带式探测机器人                             中型救援机器人                            矿井智能化局部通风机
 
 









           矿井地下水探测装置                         石井乡山泉村水源井探测                          矿井指挥对讲系统
 
二、学科带头人与学术骨干
 
周少武  教授、博士,1964年出生,湖南湘潭人,湖南省“121人才工程”入选人才。2005年12月在湖南大学获得控制理论与控制工程专业博士学位。2008年1月至2008年12月公派去英国斯旺西大学做高级访问学者。矿山安全预警技术与装备湖南省工程实验室主任。主要从事煤矿安全监控预警技术、复杂非线性大系统稳定性分析与控制器设计、群机器人协作控制策略研究。近年来,承担国防基础科技计划项目、国家自然科学科学基金项目、国家科技支撑计划项目、国家安全生产监督与管理局项目等22项;获湖南省科技进步奖3项,获湖南省教学成果奖2项;在《Int. Journal of Systems Science》、《通信学报》《系统工程理论与实践》、《系统工程学报》、《控制理论与应用》等重要期刊上发表论文60余篇,《SCI》、《EI》、《ISTP》等国内外重要检索系统收录20余篇次;出版专著2部。
 

 






 
       欧青立教授                    黄采伦教授                       张剑教授                      张红强讲师

三、主要科研项目
1. 国家自然科学基金项目“面向煤矿救援的群体机器人协作控制理论方法研究”,2013
2. 家自然科学基金项目“基于多机协调和宏微视觉的微装配机器人理论和技术”,2010
3. 国防基础科技计划项目“*****机器人*****控制技术研究”,2010
4. 国家科技支撑计划项目“矿井重大灾难应急救援关键技术”,2007
5. 国家发改委科技攻关项目“矿井瓦斯抽采的风流监测与智能控制技术开发”,2007
6. 国家科技型中小企业技术创新基金项目“地下磁流体探测关键技术及装置”,2009
7. 国家863计划课题“列车安全状态监测及故障预警技术”,2007
8. 国家安监局科技计划项目“基于现场总线技术的煤矿安全监控系统应用研究”,2006
9. 湖南省煤矿安全生产重大事故防治关键技术重点项目“基于混沌模糊神经网络的超 
   声波煤矿瓦斯突出预测技术”,2010
10.湖南省自然科学基金重点项目“煤矿救援群机器人系统关键技术研究”,2012
11.湖南省科技厅计划项目“煤矿井下移动传感器网络数据收集应用关键技术”,2012
12.湖南省科技厅计划项目“井下矿车倾覆智能诊断报警控制系统的关键技术研究”2010
13.湖南省科技厅计划项目“矿用井下救援指挥机器人通信系统”,2011
 
四、主要科研成果
获奖成果:
1.地下磁流体探测技术及仪器,湖南省技术发明三等奖,2013
2.机械故障振动信号智能检测与诊断技术,湖南省技术发明二等奖,2009
3.煤矿水害监测预警系统,国家安全生产科技成果奖三等奖,2009
4.转子机械智能监测与诊断技术,中国仪器仪表学会科学技术二等奖,2009
5.机械系统典型非线性故障行为机理研究,获湖南省科技进步二等奖,2005
6.机车走行部在线故障诊断系统,湖南省科技进步二等奖,2002
7.地下磁流体探测技术及仪器,湘潭市科技进步二等奖,2007
发明专利:
1. 找水用地下磁流体检测方法及检测仪(专利号:98 1 12538.7)
2. 铁路车辆走行部在线故障诊断系统(专利号:01 1 31652.7)
3. 数字式振动冲击传感器(专利号:200410000731.2)
4. 总线式状态监测智能传感器组(专利号:200410000730.8)
5. 车辆内部电磁兼容性诊断测试的电磁探测器(专利号:200510031728.1)
6. 操纵台在线检测装置(专利号:200810143738.8)
7. 群机器人控制器、群机器人控制方法及控制器终端(专利号:201210120095.1)
8. 一种室外微小型地面机器人控制系统及控制方法(专利号:2013101514205)
实用新型专利:
1. 地下磁流体检测仪(专利号:98 2 30684.9)
2. 机械旋转部在线故障诊断装置(专利号:01 274644.4)
3. 一种用于测量振动加速度的数字传感器(专利号:200320124119.7)
4. 列车踏面擦伤智能在线检测系统(专利号:200420069240.9)
5. 电磁元件在线质量状态监测系统(专利号:200520050438.7)
6. 用于电磁兼容性诊断测试的磁场探头(专利号:200520051169.6)
7. 用于电磁兼容性近场测试的电场探头(专利号:200520051168.1)
论文:
1. 周少武, 黄博微, 曾照福. 新型热点簇中心定位算法及其应用. 通信学报, 2012, 33(5):124-130.
2. 刘朝华,周少武等。基于双模态自适应小波粒子群的永磁同步电机多参数识别与温度监测方法。自动化学报,2013,39(12):2121-2130
3. Zhao-Hua Liu, Jing Zhang, Shao-Wu Zhou。Coevolutionary Particle Swarm Optimization Using AIS and its Application in Multiparameter Estimation of PMSM。IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS, 2013,43(6),1921-1935.
4. L.H. Wu, Y.N. Wang, S.W. Zhou. Environmental/economic power dispatch problem using multi-objective differential evolution algorithm. Electric Power System Research, 2010, 80(9):1171-1181.
5. Wu Lianghong, Wang Yaonan, Zhou Shaowu. Improved differential evolution algorithm for resource-constrained project scheduling problem. Journal of System Engineering and Electronics, 2010, 21(5): 798-805.
6. Wu Lianghong*, Wang Yaonan, Zhou Shaowu. Design of mixed H2/H∞ optimal control systems using  multiobjective differential evolution algorithm. Journal of Control Theory and Applications, 2013.
7. Zhou shao-wu, Zhou jun-yu, Yuan yi-zhen. Robust Fault-Tolerant Control of Control Systems with Sensor Failure Based on State Observer. 2011 International Conference on Electronics, Communications and Control, 2011, 3919-3922.
8. Zhou Shaowu, Wu Lianghong. Parameters selection of SVM for function approximation based on differential evolution. The 2007 International Conference on Intelligent Systems. 
9. 黄采伦.机车走行部故障在线诊断的特征分析方法研究,仪器仪表学报,2007年6期.
10.黄采伦.基于小波系数提取及离散余弦包络分析的机车牵引齿轮故障诊断方法,铁道学报2008年2期.
11.黄采伦.基于频谱细化的列车轮对轴承故障在线检测,中国工程科学,2007年7期.
12.黄采伦. 地下磁流体探测方法及其应用,矿业工程研究,2009年2期.