基于物联网的煤矿瓦斯爆炸事故防范措施及典型事故分析

分析了死亡47人的焦家寨煤矿“11·5”特别重大瓦斯爆炸事故原因,即煤矿井下供电系统不可靠,多次无计划停电,造成局部通风机停风,进而造成瓦斯积聚,瓦斯浓度达到爆炸界限;在瓦斯电不闭锁和未采取排放瓦斯措施的情况下,违章送电、送风;动力电缆两通接线盒失爆产生电火花,引爆瓦斯。提出了防止类似事故发生的措施,即加快煤矿物联网研究和应用,加强煤矿防爆电气设备等矿用安全标志准用产品生产、运输、仓储、使用、维护等全过程管控;采用物联网技术,实现瓦斯多级监管,瓦斯风电闭锁;采用物联网技术,实现供电和通风系统及设备多级监管,及时发现供电和通风系统事故隐患,确保连续供电和供风。     

基于物联网的煤矿关键设备管控系统设计

提出了由信息采集层、数据传输层、系统控制层组成的基于物联网的煤矿关键设备管控系统架构。以传感信息采集、异构网络互联互通、数据融合与处理、设计模式应用为关键技术,重点阐述了系统的总体设计和3层架构的详细设计。该系统设计合理、可用性和可靠性强,能够覆盖煤矿关键设备的生产、运输、仓储、使用和维护的全过程管控。     

煤矿信息化自动化新技术与发展

介绍了矿井人员定位、矿用激光甲烷监测、矿用传感器与便携仪无线传输、矿用光纤分布测温、综采工作面远程监控、矿井供电系统防越级跳闸、WIFI、3G、4G矿井移动通信、多媒体矿井救灾通信等新技术。提出了智能采煤、智能运输、煤矿大数据、煤矿物联网、矿用机器视觉、5G矿井移动通信、矿井无线电安全、矿用机器人与救灾机器人自动导航、防煤炭盗采监测、矿用可见光通信、激光一氧化碳传感器、采空区火灾监测光纤敷设间隔等急需解决的关键科学技术问题。     

加强煤矿信息化与自动化建设保障煤矿安全生产

煤炭是我国最为重要的能源,加强煤炭安全生产事关重大。我国煤矿安全生产面临着十分严峻的形势,加大科技投入力度是提高煤矿安全生产工作的有效手段。从国外主要产煤国家的煤矿安全生产情况来看,美国煤矿事故不断减少,保持世界最高的安全水平,煤矿百万吨死亡率降到0.04以下。波     

产煤发达国家生产现状及安全形势分析

分析比较了美国、俄罗斯、中国等产煤发达国家煤炭储量及开采情况,研究发现尽管我国煤矿可采储量仅为全球第三,但煤炭产量及煤矿数量均排全球第一,且我国露天煤矿数量占煤矿总数比例与露天煤矿产煤量占总产煤量比例远小于其他产煤发达国家。分析比较了各产煤发达国家进入21世纪以来的煤矿安全状况,研究发现澳大利亚、美国、俄罗斯、南非等产煤发达国家煤炭行业百万吨死亡率已经控制在0.1以内,尽管我国近年来煤矿安全形势取得较大进展,但与发达国家仍存在显著差距。     

煤矿综合自动化系统设计中物联网的应用

为了减少井下事故、降低人员死亡率,方便对入井人员、设备、电气、开采环境等实时的监控和管理,在原有的井下工业以太网基础上,融入了物联网的传感器和无线宽带技术,建立无线传感和光纤传输的综合网络。基于物联网的煤矿综合自动化软件平台的开发,使得安全生产的联动控制和实时监测、人员跟踪定位、矿井灾害预警、抢险救灾、煤矿信息管理能够更好的实现。减少了煤矿安全隐患的同时,加速了煤矿企业的现代化脚步。     

图像处理技术在煤位检测中的应用

煤炭生产企业都会在煤矿井上以及井下设计一定数量的煤仓,主要用于煤矿所产出的原煤的储存和中转,在一定意义上讲,煤矿产煤量的多少直接取决于煤仓工作状况的正常与否,特别是位于井下的煤仓,更要注意,应随着煤位的变化而适当的调整煤炭的生产和运输。文章在对图像处理技术以及煤位检测系统进行介绍的基础上,阐述了煤位图像处理系统的具体设计方案。     

井下煤炭产运平衡改善的可靠性分析

在煤矿井下生产和运输中,煤炭产运的平衡是影响整个生产环节的关键因素之一,而煤仓的设置是平衡井下煤炭生产中产运平衡的主要手段.论文针对目前煤矿井下设置煤仓改善井下生产管理的具体措施,利用定量分析法,对增设煤仓进行井下煤炭平衡改善的难点进行分析.研究建立了煤矿井下煤炭产运平衡改善的可靠性分析模型,求解得到了煤矿井下产运煤炭平衡的有效度计算公式,并分析了设置煤仓对改善煤矿井下产运煤炭平衡的可靠性贡献.为煤矿井下生产系统的可靠性分析提供了合理而简便的方法.     

矿井综采面无线物联网喷雾降尘系统设计

针对煤矿井下自动化降尘系统通过光缆或者信号电缆传输信号,布线和安装复杂,受井下复杂环境影响较大,无法长期使用的问题。在现有矿用无线智能技术较为成熟的基础上,设计一套矿井综采面无线物联网喷雾降尘系统。该系统全部采用无线遥控技术,实现设备间无线连接、无线通讯、智能控制的自动化喷雾系统。     

无线视频监控在无极绳绞车系统中的应用

目前煤矿井下绞车司机只是通过无极绳绞车系统的自身保护信号对现场安全进行监测,无法对无极绳绞车梭车运行状态进行视觉上的实时监视,某种程度上存在盲开车问题。针对绞车司机盲开问题,开发适用于无极绳绞车(变坡运输)系统的无线视频监控系统以满足无极绳绞车安全运输的需求,介绍系统配置框架、工作原理、意义。通过在煤矿井下的测试、使用情况,表明无线传输系统稳定、满足现场安全生产的需要、效果良好,为企业节约人力,提高生产效率。     

基于云计算的煤矿物联网一体化平台体系架构

在总结煤矿安全生产管理信息系统发展历程的基础上,着眼于物联网、云计算等技术在煤矿领域的应用发展,提出了煤矿物联网一体化信息平台的概念,并对其特征进行了详细阐述;基于分层设计理念,给出了包含感知层、通信传输层、信息服务层和应用层4层结构的煤矿物联网一体化信息平台体系架构,介绍了每层结构的功能和组成。在此基础上,重点阐述了构建煤矿物联网一体化信息平台所涉及的现场感知与自组网、短距离无线通信、智能信息处理与服务、防爆设计等关键技术问题。     

物联网技术在煤矿企业的应用

物联网是通过通信技术,将信息传感设备的信息进行交互,实现人与人、人与物、物与物的信息交换和通讯,将物联网技术引入到煤矿行业,对井下的人、机、环境等各个环节进行实时监控,可以提高煤矿安全生产水平,提高矿井综合自动化水平,提高煤矿安全生产。     

物联网技术在煤矿的应用研究

物联网利用通信技术,将各种传感设备的信息进行交互,实现人与人、人与物、物与物的相互间的通信和协同作业,将物联网技术引入到煤矿行业,对井下的人、机、环境等各个环节进行实时监控,对于提高煤矿安全生产水平,加快煤矿企业信息化建设,改善工作环境,加强事故灾害的预测预报,有着重要意义。     

防跑车失速装置应用及辅助运输智能化管理

现代化矿井产能增加,井田面积不断扩大,对辅助运输能力的要求也在不断提升。为避免无轨胶轮车超速行驶带来的非稳定性安全隐患造成的人员以及设备损伤,以煤矿辅助运输安全为前提,大柳塔煤矿结合4G网络无线通讯技术,将井下无轨胶轮车数据上传,实现信息共享、有效监控。论述了煤矿辅助运输系统实现信息化、智能化的管理方式,并分析了辅助运输系统的发展方向。防跑车失速装置的应用,全面提升了井下辅助运输智能交通管理系统,构建车辆管理信息化平台,可以为智能化安全矿井建设打下坚实基础。     

井下物联网技术研究

结合煤矿安全生产的特殊要求，对井下物联网进行了研究。通过分析煤矿井下物联网的主要功能，提出了井下物联网的基本构架；依照信息采集、传输及处理的工作流程，重点分析了井下物联网建设的关键技术；最后，重点探讨了光纤技术的原理及其在井下物联网应用中的独特优势。研究对于建立煤矿井下物联网，进而提高煤矿安全生产水平、加快煤矿企业信息化建设具有参考价值。     

基于物联网的煤矿安全协同管控系统研究

针对煤矿目前存在的各类异构系统功能单一,存在数据孤岛,灾害时难以联动控制,无法实现“人、机、环”参数的有序配合等问题,提出基于物联网技术,通过低功耗无线自组网传感器、便携式智能终端、区域协同控制器、多协议透明传输网关等关键设备,构建全矿井高速、可靠的区域协同控制网络,建立涵盖工作面、采区、矿、集团之间的信息数据链和基于多种信息实时融合与分析的协同控制系统。以“安全与生产动态平衡,安全可控条件下的高效生产”为目标,实现多种信息交互与多层级的主动安全保障,减少无计划停产,提高生产的连续性和安全性。     

同煤集团千万吨级矿井群建设开发模式研究

千万吨级矿井集群的开发建设是当前煤炭产业发展的趋势。对于老矿区建设发展千万吨级矿井集群,面临着由资源赋存、理念创新、技术突破以及管理变革等方面难点。立足自身条件,大同煤矿集团创新发展了双系煤田、整装煤田、整合矿井三种千万吨级矿井的建设模式,在深入研究三种模式的基础上,归纳其在设计理念、开采方式、技术应用以及管理方式等方面的创新之处,总结大同煤矿集团千万吨矿井建设开发模式,为其他同类型千万吨级矿井建设创新提供一定的理论指导意义。     

基于物联网的矿井三维可视化监控系统应用研究

为了实现煤炭企业在复杂生产过程中对人员、机电设备、环境、基础设施的协同管理与控制,设计了基于物联网技术的矿井三维可视化监控系统,介绍了系统的结构、功能及设计方案,在用户交互和数据库方面对系统接口进行重点设计,实现了数据整合和子系统集成,并提高了监测数据写入数据库的效率。在东怀煤矿实践应用结果表明,该系统可直观显示井下安全生产情况,实现矿井安全管理、避灾路线模拟、生产管理等功能,并可对监测信号进行分类修复、筛选、解析后发送控制信号控制井下设备。