一种具有应急联动功能的智能信息引导发布终端

针对目前矿用信息发布设备功能单一及各智能子系统信息无法统一发布的问题,设计了一种可实现语音广播、点阵显示、多系统联动功能的智能信息引导发布终端;通过对煤矿井下信息发布内容、发布方式、发布形式的分析以及对网络音频通信技术、图文显示技术、网络透明传输技术的研究,提出了一套基于网络音频原理配合音频功率放大实现音频发布、通过行列驱动LED显示实现文本发布、结合网络透明传输实现多系统联动的智能信息引导发布模式。智能信息引导发布终端丰富了煤矿井下信息发布及逃生引导的手段,提升了煤矿井下信息发布的智能化水平。     

智慧煤矿主体架构设计与系统平台建设关键技术

针对煤矿建设过程中存在的信息孤岛、子系统割裂等问题,提出了以"自主感知与控制-信息传输系统一操作平台-井下系统平台-生产经营管控平台"为主线的智慧煤矿建设主体架构,通过底层的自主感知系统对井下的"人-机-环-管"信息进行全面感知,并对感知信息的数据格式、通信协议、存储方式等进行统一,构建了井下多源异构大数据共享平台,实现了井下各子系统之间的数据统一管理与信息共享。利用统一操作平台对井下生产系统、安全保障系统、综合保障系统进行统一管理,解决了信息孤岛、子系统割裂等问题。井下系统平台不仅为上层的生产经营管理平台提供数据支撑,而且为底层机械设备的智能操控提供决策依据,实现了井下信息感知、分析、决策、控制的智能化操控。将智慧煤矿智能生产系统细分为地质及矿井采掘运通信息动态管理平台、井下精准定位导航通信管理操作平台、智能化少人采掘系统综合管理平台,详细阐述了智能综采子系统间的组织架构与实现路径。按照井下危险源的种类对智慧煤矿智能安全保障系统进行了分类,搭建了智能安全保障系统的主体架构,分析了井下危险行为、危险区域识别系统的技术路径。基于井下采掘工程需求分析,对智慧煤矿智能综合保障系统进行了分类,构建了智能综合保障系统的主体架构,详细论述了井下设备在线诊断与远程运维系统的实施过程。从基础理论、信息感知、数据处理、高效传输、精准控制5个方面,对未来需要突破的智慧煤矿建设关键技术进行了展望。     

基于ZigBee的煤矿井下水泵房监控系统设计与实现

针对目前煤矿井下水泵房有线监控系统布线困难、可移植性差等缺点。笔者基于ZigBee技术,设计并实现了煤矿井下水泵房无线监控系统。该系统无需在井下铺设网络线路,通过ZigBee传输协议,在地面上完成对井下水泵房整个运行过程的监测显示、控制、保护、报警和管理,并把水泵运行记录等参数以及操作信息保存到数据库。系统为操作人员对水泵房进行监控和维护提供了快速、准确及全面的信息依据,实现了井下水泵房、井上远程监控和自动化管理的目标。实际应用表明,该水泵房无线监控系统大大提高了水泵运行的可靠性和安全性。     

矿井通风自动报警系统的设计与应用

针对我国目前煤矿井下煤的自燃条件风压和气压的实时检测、管理等方面存在的许多问题,本系统集信息处理与计算机通信技术于一体,实现信息查询、自动报警、报表显示与打印功能.介绍了矿井通风自动报警系统的总体设计方案和工作原理,重点阐述了智能传感器和通信分站的软硬件实现方法及其监控计算机系统软件设计.     

煤矿井下多系统应急联动装置的设计

针对安全监控系统通过地面上位机软件实现与人员定位、广播等系统应急联动功能响应时间滞后及对井下主干网通信质量依赖性强的缺点,设计了一种煤矿井下多系统应急联动装置。该装置通过丰富的外设接口、规范化接口协议、高效的地址总线等技术,实现了煤矿井下安全监控、人员定位、广播等多系统数据采集、融合、联动。与现有基于上位机联动服务器实现井下多系统应急联动功能相比,具有脱网自主运行、响应时间快的特点,真正做到了危险预判、控制前移。     

井下移动变电站远程监控软件的开发与实现

设计并实现了基于组态王的煤矿井下移动变电站监控软件,该监控软件利用井下铺设的网络线路,在井上完成对井下移动变电站整个运行过程的检测、显示、控制、保护、报警和管理,并把移动变电站运行记录等参数以及操作人员的操作信息保存到数据库。系统为操作人员对移动变电站进行监控和维护提供了快速、准确、全面的信息依据,实现了移动变电站远程监控和自动化管理的目标。     

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。     

煤矿井下斜巷轨道运输综合监控系统

煤矿斜巷轨道运输是煤矿安全生产隐患的重灾区之一,针对煤矿斜巷轨道运输综合安全监控的现状,提出设计开发基于可编程控制器、视频集中显示技术和管控一体的斜巷轨道运输综合监控系统。通过人体红外传感器,在绞车启动前,实时检测斜巷内人员信息,视频信息同时传输至井下绞车操作室及地面实时显示,司机通过防爆监视器判断现场情况;绞车启动人员误入轨道及时报警,并通过联动控制装置,自动紧急制动绞车和轨道机车;可编程控制器采集绞车运行状态信号,提示司机做出相应反应,保证绞车的安全运行。所开发设计的煤矿井下斜巷轨道运输综合监控系统已经在多个煤矿使用,切实实现了"行车不行人、行人不行车",安全防范效果良好。     

煤矿井下中央变电所分布式智能采集分析系统

为了解决煤矿中央变电所监测系统中数据无法统一接入、响应不及时与智能化程度低等问题,研发了煤矿井下中央变电所分布式智能采集分析系统。在主处理器Exynos4412、NVIDIA Jetson TX2处理器与FPGA处理器的基础上设计了红外成像传感器电路、振动信号采集电路、电流信号采集电路与TEV信号采集电路等。基于井下环网与Linux系统编码实现了智能采集分析终端应用软件。经测试,该系统平均丢包率为0.114%,平均响应时间为1.685s;研制的智能采集分析终端能提供故障诊断服务,提升了煤矿的智能化水平。     

本安型井下LED信息指示牌的研制与应用

设计采用STC公司51内核单片机STC89C52RC为控制器、74HC595作为数据移位寄存器来控制驱动LED点阵显示,本安型电源的设计使该系统可满足井下使用的要求,可以实现汉字信息和图片的动态特效显示,并可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸,采用CAN通信来实现地面控制井下信息的显示更新。详细介绍了井下显示终端的构造及软件的编制。     

基于GIS的煤矿灾害应急救援管理信息系统研究*

对煤矿开采情况进行全面了解,通过对地理信息系统（GIS）和煤矿灾害应急救援技术的研究,以地理信息系统为开发平台,利用管理信息系统原理和MapX控件,建立了可视化的煤矿灾害应急救援管理信息系统。该系统拥有内容丰富的数据库和知识库,将煤矿井下的危险源、工作面、避灾路线、灾害影响区域、通讯与救灾设备分布等与矿井救灾密切相关的信息在地图上动态显示,还实现了远程互动救援,这为煤矿灾害的预防和处理提供强有力的技术支持,有利于提高煤矿企业的抗灾救灾能力。     

智能化综采管理平台中多源异构数据处理

针对智能化综采管理平台存在的信息孤岛以及子系统割裂等煤矿建设中存在的一系列问题,提出了智能化综采管理平台中的多源异构数据处理系统为主体的智能化煤矿建设体系架构。通过对大数据的采集、存储、分析以及系统实现,在井下构建智能化的多源异构大数据平台,成功建成了各个子系统之间能够统一管理、信息之间能够共享的格局。分析认为,多源异构数据处理系统可实现各类多源异构数据的高效传输和快速处理分析,能消除信息孤岛,以及设备持续开采的周期寿命进行预警预判和自动分析。     

吉林省煤矿重大灾害联网预警分析技术及预警系统

为了提升吉林省煤监局所辖矿井各种灾害监测的信息化水平,提高监管、监察的及时性、可靠性,研究了一套煤矿重大灾害联网预警分析技术。建立了基于重大灾害特征规律的动态预警模型,将各矿井瓦斯、二氧化碳、火、顶板4大灾害监测系统的数据进行集成和综合分析。介绍了系统建设的技术原理、架构、联网方式、数据集成方式以及模块设计。开发了联网分析预警平台,借助阿里云服务进行发布,实现吉林省主要矿井安全信息的综合管理和集成共享、安全隐患的在线监测和动态识别以及重大灾害信息的分类、分矿井集中展示。研究为煤矿安全监管监察工作提供了有效的辅助工具及手段。     

煤矿综采工作面高效服务云管控平台

针对目前煤矿综采工作面远程监测监控系统存在信息孤岛、不利于煤矿智能管控的问题,提出了煤矿综采工作面高效服务云管控平台和多个煤矿综采高效服务云平台的设计思路。综采工作面高效服务云管控平台主要包括智能服务云平台系统、专家智能决策管控系统、设备工况数据交互系统、台账仓储交互系统、大数据决策平台管控系统、设备故障诊断数据交互系统、人员管理交互系统和安全监测监控系统等。在煤矿开展了试验验证,结果表明:该平台在PC端或手机移动终端实现了对综采工作面设备的实时监测、多个综采工作面人员高效协同管理和基于大数据的分析决策等功能,对煤矿安全、高效生产具有重要意义。     

基于J2EE架构的煤矿水害评价管理系统 增刊

鄂尔多斯市煤矿众多,且受多种类型和因素的水害威胁,给煤矿防治水工作带来困难。针对煤矿水害威胁因素进行分类管理,评估其危害程度并进行分等定级,有利于煤矿防治水的针对性管理。本文在分析鄂尔多斯市各类水害威胁因素基础上,设计开发了一套煤矿防治水评价管理系统。系统基于J2EE架构,采用B/S网络结构,模型—视图—控制设计模式,通过spring + struts结构控制业务传递。以JSP为前端页面展示。并采用综合指数法对煤矿水害进行评估分级,实现了对大量煤矿的水害威胁因素的信息化管理,有效的提高了煤矿管理效率,是一次成功的应用。     

基于物联网的煤矿瓦斯爆炸动态安全预警系统的设计研究

基于物联网的煤矿瓦斯爆炸动态安全预警系统是保障煤矿安全的新方法、新手段,是一项融合了煤矿安全理论、物联网技术和预警技术的复杂系统工程.动态预警系统的体系结构划分为感知层、传输层和应用层3层结构,可实现矿井安全信息系统管理、瓦斯爆炸危险性动态预警、安全信息共享、灾害预防和控制专家系统等功能;可以整合现有资源,实现复杂环境下生产网络内的人员、机器、设备和基础设施的协同管理和控制.     

煤矿分布式协同“一张图”系统的设计和关键技术

实现煤矿空间信息的一体化管理是智能矿山建设的重要基础。在充分分析国内外现状的基础上,提出了建立煤矿空间数据管理平台,构建分布式协同“一张图”的理念,阐述了实现煤矿“一张图”的软件平台架构、标准规范体系、统一的时态空间数据管理、分布式协同更新、空间数据服务发布等关键技术问题的解决方案,开发了具有我国完全自主知识产权的煤矿专用地理信息系统服务平台,并在阳泉煤业(集团)有限责任公司、神华神东煤炭集团公司、中煤能源集团有限公司等得到实际应用,效果良好。     

矿井煤质智能化管理系统研究与应用

为了解决当前煤质管理过程中传统统计煤质数据工作中出现的人工传递手段落后、工作效率低等问题,研究和设计开发了矿井煤质智能化管理系统。系统采用3层B/S体系结构,与传统C/S体系结构相比较,具有易维护、易扩展的优势。在通信层面,利用中间件OPC技术提供一个统一的接口规范,屏蔽数据库结构、通信方式、通信接口、通信协议的差异,实现各个异构子系统数据库之间的相互通信。在数据库访问层面,通过JDBC技术提供统一访问接口,屏蔽底层数据库的变化。运行结果表明,该系统能够实时、准确地为矿井各部门传递、分析所需煤质数据,提供煤质信息的实时共享,实现了煤质数据管理的智能化。     

基于三中台架构的煤矿生产技术管理平台

为了提高煤矿生产技术管理水平和保障煤矿高效安全生产,通过基于业务中台、数据中台和AI中台的三中台架构研发煤矿生产技术管理平台,实现业务协同、数据共享和数据驱动智能决策。结果表明,AI中台使用特征工程完成数据预处理、特征选择、降维等工作,融合多源异构数据,可以提升数据质量,并对数据进行分类和聚类,找出数据之间的关联性,挖掘数据价值;微服务架构体系技术以组件化的方式分解多个服务,使数据和信息在各要素间、各系统间的无缝传递。煤矿生产技术管理平台能够快速构建业务应用,解决数据的价值传递、业务系统协同等难题,满足煤矿智能化和大数据的深度融合与应用需求。     

基于云平台的矿井水害智慧应急救援系统与应用

随着云计算、物联网、大数据、人工智能等技术的发展,智慧应急救援已成为矿山安全生产监察的迫切需求。提出了基于云平台的矿井水害智慧应急救援服务体系,采用混合云架构,提供按需和弹性计算能力及存储资源。通过集成与挖掘所有可能的历史和实时数据,建立云环境下多源异构、大规模、跨领域、动态信息资源"一张图",推动信息资源共享,建设应急救援智库。在此基础上,研发了应急救援系统,实现数值模拟、预测预警、应急疏散、应急评估、人员设备管理等功能,支持矿山应急演练和应急决策,依托现代信息技术为矿井水害应急救援提供智能化的服务和管理,实现矿井水害事故预防、检测、预警、处置、评估等全过程动态管理和控制。