煤矿“一网一站”通信模式设计

针对在煤矿井下通信设备箱体多、井下电缆繁多、无线数据传输带宽不足等问题,结合4G通信技术发展趋势,设计了一种煤矿"一网一站"通信模式。该通信模式通过采用高效可靠的井上井下一体式万兆有线/4G无线环网,一站式的综合业务集成基站,实现了井下业务数据的"六统一",即统一规划、统一标准、统一接入、统一传输、统一管理、统一维护。测试及现场试运行结果表明,采用煤矿"一网一站"的通信模式,切实解决了煤矿的通信一体化、通信效率以及通信带宽问题,简化了煤矿的井下业务通信设备,从而有效地降低了设备维护成本,保障了井下安全生产。     

煤矿综合自动化“一网一站”的设计及应用

煤矿六大系统中,由于布线多,设备多,维护困难,发生事故后多系统难以恢复,易造成应急救援不便。针对这些问题,提出了的煤矿综合自动化"一网一站"系统,该系统已在神东煤矿试点应用,可将井下各系统统一接入、统一承载、统一管理、统一联动。通过上湾煤矿、锦界煤矿和大柳塔煤矿的应用表明,该系统很好地实现了煤矿指挥调度一体化、远程监控、多种调度终端与视频联动等功能。     

煤矿井下多业务交换处理和统一传输分站的研究

随着煤矿通信系统的发展,煤矿井下业务越来越多样化。为降低业务传输的复杂性,减少通信系统建设的重复性投资,有效增加接入层带宽,提出了煤矿井下多业务交换处理、统一传输分站(矿用本质安全型多功能接入综合通信分站)。针对接入层持续增长的带宽、Triple-play业务拓展以及核心网络向IP化NGN网络演进的需求,将煤矿4G系统、WiFi、Zigebee、以太网、广播、VoIP、视频、RS-485和传感器等不同发展程度地进行技术整合,可研发适用于矿用智能信息传送及各种专用接入系统的综合性光接入设备。在网络不断发展演进的大环境中,矿用本质安全型多功能接入综合通信分站满足了快捷方便开展业务、提供廉价大带宽和多业务支持能力的要求。     

基于开源组件的矿井GIS一张图系统设计与实现

煤矿井下各大系统“一张图”展现是煤矿监管的需要,也是智慧矿山的发展趋势。针对煤矿井下系统众多,各类设备相对独立存在集成可视化难的问题,优选开源PostGIS、Geoserver、Openlayers组件,并使用Dijkstra等算法实现核心功能,设计了煤矿井下GIS一张图模块。该模块能实现矿井巷道的空间位置展示、瓦斯等监测数据实时展现、井下人员轨迹回放,多系统设备分层展现和异常数据突出标识等功能,为矿井多源信息一张图展现和远程监管提供支撑。     

基于矿用智能手环的井下人员健康监测系统

针对现有井下人员健康监测系统中的体征监测维度少、感知设备穿戴复杂、健康数据缺乏统一管理等问题,提出了一种基于矿用智能手环的井下人员健康监测系统。该系统利用矿用智能手环实时监测井下人员的体温、脉搏、血压、血氧等体征,依托煤矿已有通信网络进行数据的上传和消息的下发,在地面服务器端实现井下人员健康状态的统一管理和统一呈现,并最终在现场应用中取得了良好效果。     

井下OFDM系统中空时编码技术应用

针对井下OFDM系统易受频率偏差和时变信道的影响,提出了采用空时编码来改善OFDM系统的性能的方法。针对煤矿井下需要复杂度较低的系统设备,提出了STBC-OFDM收发信机的结构框图,并对系统性能进行了仿真。通过应用STBC-OFDM井下通信系统,提高了OFDM系统的误码率性能,降低了接收机的硬件实现的复杂度和成本,井下设备日常维护工作量明显减少。     

一种矿用甲烷传感器井下自动标校装置

针对煤矿现场甲烷传感器标校工作量大、效率低、手动标校无法保证标校精度等问题,提出了一种矿用甲烷传感器井下自动标校装置,介绍了装置组成、标校原理及软硬件设计方案。该装置对提高监控系统有效性、保障煤矿井下安全具有重要意义。     

浅谈斜沟煤矿井下无线通信网络规划建设方案

通信系统作为煤矿六大系统的重要组成部分,在现代化大中型矿山企业中正扮演着越来越重要的角色。传统的有线通信系统具有语音通话、电话调度、数据传输等基本功能,广泛应用于井下生产指挥与人员通信联络过程中,但有线网络线缆成本较高、维护工作量大,在掘进、综采等工区不具备工程维保优势。因此,为了更好地保障井下安全生产,高带宽的无线网络在煤矿的布网,体现了工业网络和无线宽带网络的有机集合,提高了煤矿数字化水平,也促进了安全生产、减人提效的实现。     

一种基于CAN总线的矿用排水监控系统设计

针对煤矿井下排水泵依靠人工操作存在的问题,采用CAN总线传输技术,设计了一种井下排水监控系统。该系统既能实现对排水系统设备状态的实时监测,又可根据水仓水位、涌水量、峰谷电价等情况自动控制水泵系统的启停,从而能够实现节约资源、提高劳动效率和延长设备使用寿命等目的。重点介绍CAN总线的特性,煤矿井下排水系统的特点和系统软硬件设计。该系统经煤矿实际应用,取得了良好的效果。     

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。     

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。     

基于RFID技术的煤矿井下安全管理系统

RFID技术是一项新兴的实用性很强的通讯技术,将其应用于煤矿井下安全管理中,可有效地提高煤矿井下安全管理水平和工作效率,实现煤矿井下安全管理的可视化、信息化管理,保证井下生产作业安全,最大限度地保障人员和物资设备安全,促进煤矿的良好可持续发展。     

神东矿区井下万兆以太环网的设计与应用研究

针对煤矿井下数字通信系统多系统安装、多系统布设以及维护困难等问题,依据神东矿区区域自动化控制系统及"一网一站"系统的建设需求,提出了煤矿井下万兆以太环网的总体架构及设计原则,并对具体技术方案、网络拓扑结构等进行了设计。实际应用表明,通过"一网"的建设,将井下的数字通信统一传输到地面进行处理,不仅减少了工程施工量和节省了建设成本,同时也优化了后期的设备维护,避免了以往各个系统单独传输的弊病。     

基于三维GIS的煤矿井下人员精确位置 地图管理系统

针对煤矿井下人员定位系统二维GIS模拟图对井下巷道空间表现不直观、人员位置不精确、底图更新后需要手工导图等问题,依托煤矿井下人员定位系统的精确位置监测数据,基于三维GIS设计了煤矿井下人员精确位置地图管理系统。系统应用大地坐标系,具有精确的三维坐标,可通过二维或三维的模式为人员与设备精确定位提供地理信息和图形交互界面。实际应用表明:系统可以快速构建煤矿井下巷道三维空间并准确表现,实时展示煤矿井下人员和设备的位置信息,具有空间测距、多图层多区域展示、区域报警、人员报警、人员活动轨迹回放等功能,能够更好的满足煤矿井下人员定位系统关于地图管理的需求。     

煤矿机械声光报警系统的故障分析及改进

通过分析煤矿井下设备声光报警系统的原理,掌握常见故障原因和解决办法,并有针对性地提出改进措施,以提高煤矿井下设备的安全性、可靠性,为井下设备维修和使用提供技术支持。     

基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统设计

在煤矿井下排水工作中务必提高应对各种突发事故的能力,因此加强排水自动化技术人员的专业素质至关重要。在排水自动控制工作中还应加强制度上的规范管理,不断提高煤矿井下排水控制技术,加强对现场的巡视和设备维护等都是必不可少的环节。笔者结合煤矿井下开采环境,对基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统进行了分析。     

EtherNet/IP协议在煤矿大数据中的应用

介绍了工业控制领域的一种广泛使用的工业以太网EtherNet/IP协议,并将其标准和协议推广扩展到煤矿井下设备。通过建立标准的EtherNet/IP协议数据映射点表,实现了煤矿井下设备通讯标准的统一。最后对比分析国内外数据,提出一种通过EtherNet/IP智能网关将煤矿井下不同设备不同协议集成到Internet的方案,实现煤矿井下设备的数据采集、传输、监控、存储和共享,为数据库建立奠定基础。     

一种基于CAN总线的低压智能型配电装置保护器

设计一种适用煤矿井下的基于CAN总线的低压智能配电装置保护器,它具有对供电系统的保护以及故障分析功能、传感器自检功能及通信功能,既能实现现场设备和煤矿监控系统的联网,又能提高煤矿供电系统的安全性和可靠性。     

大柳塔煤矿井下智能供水系统设计与应用

为使供水压力恰到好处的满足生产需求,减少人力和能源浪费,大柳塔煤矿开展了井下智能供水系统设计与改造。从矿山各系统实现综合智能化自我调节的目标出发,阐述了大柳塔煤矿井下供水系统的用途和缺陷;在明确供水系统实现智能化的工作原理后,重点叙述了智能供水系统所具备的功能。大柳塔煤矿井下智能供水系统的使用,大大减少了工作量,提高了设备运行效率和使用寿命,降低了电能损耗,可及时发现漏水现象,为矿井安全生产提供了一定保障。     

一种可控箕斗定量装载设备的设计与应用

为提高煤矿井下装载设备的可靠性和高效性,结合煤矿井下实际生产的功能需求,设计一种结构简单、可靠性较高的可控箕斗定量装载设备,详细介绍了整个系统的设计方案、硬件组成及软件设计的实现。其中,采用了模拟量称重模块、S7-200 PLC、触摸屏等主要元件来实现自动作业的数据采集、逻辑控制和人机交互。现场应用测试表明,该设备有效地降低了定量装载设备的结构复杂度,减轻了后期维护难度。