煤矿安全监控系统风电瓦斯闭锁实现方式的探讨

分析了《AQ6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求》中关于风电瓦斯闭锁的新要求,指出了目前煤矿安全监控系统在实现这些新要求时存在的问题,提出了可通过增加参与风电瓦斯闭锁的瓦斯传感器的配置信息和参与风电瓦斯闭锁的风机数量及相应修改井下控制设备的软件程序实现新要求的方案。     

煤矿安全监控信息特征快速发现方法研究

针对煤矿安全监控历史数据及监测参数特点,提出了一种煤矿安全监控信息特征快速发现方法。该方法采用基于误差带的历史数据压缩算法分析采样数据,发现并存储包含重要特征的信息片段,分析该信息片段的含义,并进行主题抽取和关联分析,研究瓦斯序列的相关分析,从而可得出煤矿安全监控系统重要数据的信息特征。该方法对完善煤矿科学管理、挖掘煤矿多传感器信息和煤矿瓦斯涌出规律有一定参考价值。     

光伏并网接入配电网的太阳能发电系统设计

对配电网发电系统进行设计,可以减少电网输电时产生的故障,提高配电网运行效率。当前方法利用一次性能源,例如石油、煤炭以及天然气等化石能源实现发电系统的设计。由于化石能源在本质上,是数万年以来由太阳能辐射至地球的一部分能源,该能源消耗快,导致发电系统运行不稳定。为此,提出光伏并网接入配电网的太阳能发电系统设计方法。该方法对光伏并网接入配电网进行研究,利用图解的方式详细介绍并网点及接入点,系统的硬件部分通过光伏阵列以及一体化框架、逆变单元VSR、交流配电单元以及放电模块和系统电源电路,组建太阳能光伏并网接入配电网发电系统构造。采用三相桥结构对太阳能发电系统电路进行设计,太阳能发电系统的温度采样模块设计中,利用的是温度传感器AD590,根据TLP250驱动Power MOSFET完成放电控制模块的组建,依据光伏阵列、利用80C196MC等可逆变流控制组建光伏并网逆变模块。系统的软件部分利用构建光伏并网接入配电网的太阳能发电数学模型实现。实验证明,所提方法有效利用可再生资源与绿色能源,实现发电系统的稳定设计。     

煤矿安全监控系统分级断电功能的实现

分析了综采工作面瓦斯超限分级断电的必要性,介绍了煤矿安全监控系统监控中心站软件中分级断电模块的设计和监控分站分级断电功能的实现方案。煤矿安全监控系统分级断电功能可在工作面瓦斯体积分数达到设定值时断掉断电优先级高的设备电源,降低了工作面瓦斯事故的发生概率,同时减少了带式输送机带负荷启动的情况。但该功能在发生瓦斯传感器断线故障时无法实现,同时增加了瓦斯传感器的调校复杂度。     

应用模糊控制的煤矿通风机节能控制装置研制

针对掘进工作面瓦斯突涌通风量滞后,掘进前期通风机电能效率低、风量大、煤尘严重,以及瓦斯排放"一风吹"问题,课题组研究了瓦斯浓度等变量与通风量的关系,设计了风量闭环和瓦斯闭环两个控制闭环。风量闭环采用定值闭环模糊控制方式,能够在低瓦斯浓度下优化通风量,解决了掘进初期风量过大,且随着掘进距离延长通风量变化问题。瓦斯闭环采用随动闭环模糊控制方式,解决因瓦斯变化;系统及时调整风量、稀释瓦斯,以防止瓦斯超限和瓦斯排放问题。对温度、CO_2、粉尘浓度设计为通风量的开环控制,对风量实施限定性控制。采用变结构的模糊控制控制算法,用微控制器对输入变量进行分析运算,优化通风量,在符合《煤矿安全规程》条件下,对局部通风机进行变频节能控制,并进行风量调速控制。该装置可及时调节巷道有害气体浓度,减少了电能浪费,改善了煤矿掘进工人的工作环境。     

基于关联性模型的煤矿安全监控系统报警方法

针对煤矿安全监控系统可靠性不高、监测数据未得到充分利用等问题,提出了可通过提高关键设备的无故障工作时间来提高系统可靠性、通过数据处理或冗余方法来提高数据可信性的观点;提出了基于关联性模型的煤矿安全监控系统报警方法,其主要思路是将原来独立判别的测点数据通过一种关联性模型与其它测点数据或工艺环境联系起来,当系统发现关联性模型不成立时报警,该报警方法是对现行报警方法的补充,可以发现传感器不按规定使用和传感器失效等情况,但在实际应用中应考虑模型的易用性和适用性;以煤矿工作面瓦斯监测为例,基于对工作面瓦斯涌出规律的分析,对瓦斯传感器数据分别建立了基于相关性、基于极差值、基于最小值的关联性模型,并通过实际的瓦斯监测数据对该三种模型进行了验证,结果表明该三种模型对不同煤矿和不同工作面均有较好的适用性。     

煤矿瓦斯监测网络系统的设计与实现

针对目前使用的煤矿瓦斯监测系统存在的种种问题,分析了煤矿监测监控系统的现状,提出了一种新型的煤矿瓦斯监测网络系统,并对其系统结构、联网接入方式、数据传输格式、软件系统结构等进行了分析.该监测网络系统适合于环境恶劣、人员设备分散、有特殊安全要求等特点的煤矿,所有与安全和生产有关的煤矿监测监控数据、图形、语音、视频等各种信息都在系统上传输,包括自动化系统中的控制信息,从而建立起一个数字化的煤矿安全信息网.     

选煤厂煤仓瓦斯监控系统设计

针对传统的选煤厂煤仓瓦斯监控方法存在测量精度低、实时性差、成本高等问题,设计了基于模糊控制的选煤厂煤仓瓦斯监控系统。该系统将变频技术引入通风机控制中,当瓦斯浓度发生变化时,采用变频器对煤仓通风机转速进行调整:当瓦斯浓度较大时,控制通风机转速提升,增加通风量,保证瓦斯浓度不超标;反之则降低通风机转速,降低能耗,从而有效地实现煤仓瓦斯浓度的实时在线监控。实际应用结果表明,该系统可明显降低煤仓瓦斯浓度均值和波动,有效保证选煤厂煤仓安全。     

基于大数据的瓦斯报警甄别研究

瓦斯报警的正确性和准确性是煤矿安全生产的重大问题。煤矿安全监控系统实时对井下环境进行检测,每天产生大量数据,用传统方法不能准确快速地甄别出瓦斯突出、异常数据或者传感器正常标校的情况。为此,利用基于时间序列的大数据挖掘技术,研究了煤矿安全生产中瓦斯报警问题,解决了传统人工识别方法不能快速甄别瓦斯报警类型等难题。详细论述了时间序列的大数据挖掘技术,针对煤矿的具体情况建立了相关的数学模型,并将系统用于平煤神马集团。实用表明,对瓦斯报警的甄别达到了比较高的准确率,较好地解决了瓦斯报警数据的甄别问题。     

煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统的研究

针对矿井瓦斯事故频发、现有矿井瓦斯监测有线通信系统急需向无线通信系统改进的实际情况,文章提出了将分布于井下的所有瓦斯传感器节点纳入一个智能化、结构灵活的无线网络系统,组成以传感器节点为依托的层次化且具有本安特性的瓦斯传感器网络系统。该系统在主井中以光纤为传输通道,在巷道中以无线电为传输通道,可随时根据井巷结构变化改变节点位置或者增加和减少节点数量。     

煤矿安全监控系统数据接口标准的研究

煤矿现有安全监控系统种类多,传输协议、格式、内容不统一,各个厂商生产的安全监控系统中所使用的接口、标准和协议也不尽相同,很难实现安全监控系统的数据共享、信息应用集成以及煤矿安全远程监控和联网。针对上述问题,提出了煤矿安全监控系统数据接口标准的设计方案,分析了该数据接口标准建设的目的及原则,详细介绍了该数据接口标准的3个组成部分即信息分类编码、文本格式的数据文件和XML格式的数据文件的结构及作用。该数据接口标准的应用能够统一煤矿安全监控系统数据交换的内容和格式,从而实现煤矿各级管理部门的数据共享和数据交换。     

基于Zigbee技术的煤矿安全监控系统

文章提出了采用新型的Zigbee短距离无线通信技术与现有的有线监控设备相结合组建煤矿安全监控系统,从而实现煤矿井下动态的、全方位的实时监控方案。主要介绍了Zigbee技术概况、Zigbee网络构成及网络节点的设计等,并指出基于Zigbee技术的煤矿安全监控系统具有真正实现对井下环境的动态的、全方位的实时监控、功耗低、成本低廉等特点。     

煤矿入井人员岗前培训考试系统的设计

针对煤矿现有入井人员考勤系统与安全培训系统相互独立、安全培训效果差的问题,提出了一种煤矿入井人员岗前培训考试系统的设计方案,给出了系统组成、工作流程及主要功能。该系统采用B/S、C/S混合模式开发,以统一门户管理方式与安全量化管理系统和虹膜考勤系统有机集成,并采用先考试后考勤的人员入井管理方式,即只有通过考试的人员才可下井。实际应用表明,该系统提高了煤矿企业职工学习安全知识的主动性和煤矿安全培训的有效性,为煤矿安全管理培训提供了一种新的思路与方法。     

一种新型煤矿安全监控系统信号转换器设计

针对目前煤矿安全监控系统主从应答式通信模式无法实现分站多主并发、实时通信及分站之间的联动联控等问题,提出了一种新型煤矿安全监控系统信号转换器的设计方案;给出了多环对等通信监控系统结构模型,详细介绍了信号转换器的软硬件设计。试验结果表明,通过信号转换器分站可以方便地实现多主并发及在线扩容,分站之间对等通信与控制无需上位机调度,有效缩短了危险区域的系统控制响应时间,提高了网络结构可靠性。     

用于井下瓦斯监测的无线传感器网络系统

针对目前有线瓦斯监测方式存在的缺陷,文章提出了一种用于井下瓦斯监测的无线传感器网络系统的设计方案,给出了系统网络结构,详细介绍了系统软、硬件的设计方法。模拟矿井环境实验结果表明,该系统提高了数据的安全性和稳定性,满足了煤矿安全系统低成本、低功耗、低复杂度的设计要求,具有一定的可行性。     

基于GPRS的无线煤矿监控系统的设计

针对煤矿安全监控的现状,文章提出了一种基于GPRS通信技术的无线煤矿监控系统的设计方案,介绍了该系统的硬件和软件设计。该系统利用监控终端完成现场数据的采集和处理,通过PPP(LCP,PAP,IPCP)网络协商将GPRS无线网络接入Internet,实现了远程监控中心对煤矿现场的实时控制。     

煤矿新建井筒安全监测系统的设计与应用

针对煤矿井筒建设与生产过程的特点,提出了一种煤矿新建井筒安全监测系统的设计方案,详细介绍了系统结构组成、基本功能设计及其在某煤矿井筒中的应用情况。该系统基于煤矿局域网,集自动化、信息、计算机、网络、通信技术于一体,可监视各井筒的安全状态,收集有关的安全参数,保证了各井筒的安全,实现了煤矿各部门之间的信息交换。     

在用煤矿安全监控系统评测软件的设计

针对煤矿安全监控系统在实际应用中存在性能指标不能完全符合相关标准和规范的问题,提出了一种在用煤矿安全监控系统评测软件的设计方案,分析了该评测软件的原理,详细介绍了系统信息维护模块、评测数据分析显示模块、数据同步功能模块的设计与实现,并给出了该评测软件的操作流程。该评测软件结合嵌入式在线检测装置,即可完成对煤矿安全监控系统性能指标、使用维护等方面的评测工作。     

基于ARM的CAN总线井下瓦斯监控系统

根据井下瓦斯监控系统在实时性、可靠性方面的要求,文章提出了一种基于ARM的CAN总线井下瓦斯监控系统的设计方案,详细介绍了系统硬件、软件设计,以及CAN总线接口设计,并给出了瓦斯数据采集、CAN总线通信等部分的程序流程。实验表明,该系统结构简单,具有较强的实时性和可靠性。     

煤矿安全监控系统可靠性指标的测定方法

对煤矿安全监控系统可靠性指标测定中失效范围的确定、试验系统规模的限定、试验应力的设计、试验方案的选择等关键问题提出了一些设想,提出了2种煤矿安全监控系统可靠性指标测定方法,即直接测试法和间接测定法,并比较了各自的优缺点。通过比较,认为采用间接测定法比较适合煤矿安全监控系统的可靠性指标测定。