综采面综合监测系统研制成功

由兖州矿业 (集团 )公司南屯煤矿和煤炭科学研究总院北京开采研究所共同研制的ＫＧＪ -Ｂ型综采工作面综合监测系统 ,为地面和井下的生产、管理人员提供了实时的工作面生产与安全信息 ,是保证工作面高产高效及安全生产的现代化监测设备。该系统是煤矿井下使用的电子设备 ,除电源采用隔爆型防爆结构外 ,其它元器件皆按本安型结构设计 ,实现了整体防爆性。此项成果首次将ＰＣ10 4标准的“ＡＬＬＩＮＯＮＥ”计算机模板应用于井下爆炸性环境 ,解决了抗电磁干扰的技术难题。井下中心站到地面数据传输可借助现有电话电缆 ,既满足了井下矿压数据传…     

液压支架远程监控平台的设计与实现

为提升煤矿井下综采工作面液压支架工作效率、保证工作面安全生产,设计并实现液压支架远程监控平台。根据液压支架工艺流程,设计监控平台总体架构,采用CAN总线通信与TCP/IP通信相结合的方式实现工作面所有液压支架数据的实时、准确传送。详细分析了基于远程监控平台的动作、控制以及通信方案,最后给出液压支架远程监控平台界面设计步骤,为实现综采工作面的智能化、少人化提供一种解决方案。     

煤矿智能化与矿用5G和网络硬切片技术

为减少煤矿井下采掘工作面作业人员,提出了采掘工作面无人5G地面远程控制方法:在采掘工作面设置工业摄像机和传感器,将视频、音频和传感器信号通过5G网络传输至地面,地面操作人员远程操作设备,将控制命令通过5G网络传输至采掘工作面,控制采掘设备动作。提出了用于综采工作面无人地面远程控制的无线传输距离和传输带宽计算方法。综采工作面两端头的基站之间无线传输距离应不小于综采工作面长度的1/2。综采工作面无人地面远程控制所需上行传输总带宽与综采工作面长度成正比,与液压支架中心距成反比,与支架和摄像机数量比成反比,与单台摄像机视频压缩后所需传输带宽成正比。为减少综采工作面无人地面远程控制对上行传输带宽的需求,可以只传输邻近采煤机的摄像机视频。综采工作面无人地面远程控制所需上行传输最小带宽与邻近采煤机的摄像机数量成正比,与单台摄像机视频压缩后所需传输带宽成正比。提出了综采工作面无人地面远程控制系统无线传输距离测试方法,用于综采工作面无人地面远程控制的5G等无线传输系统,在保证传输带宽、时延和可靠性的前提下,对无线传输距离进行测试,基站上行无线传输带宽不得小于20Mbit/s,同时无线传输距离不小于150m。提出了基于网络硬切片的全矿井一体化信息传输网,通过网络硬切片,给煤矿安全监控、矿井监控、人员及车辆和设备定位、视频监视、语音通信、5G通信等分配不同的信道,既保证了煤矿安全监控和矿井监控等高可靠、低时延的要求,也统一了煤矿井下信息传输网络,将煤矿安全监控网、矿用工业以太网和矿用5G通信网等多网合一。     

基于背景差分法的煤矿井下视频动目标检测

煤矿井下运动目标的监测是随着工业视频监控、数字图像处理和模式识别等技术的发展而提出的一种安全生产管理的新需求,通过识别井下移动物体,判别其基本属性,跟踪其运动轨迹,分析其所处环境,结合预设参数及专业库,进行危险性判别及预警。针对煤矿井下环境的运动目标检测需求,描述了整个系统的组成及框架,采用背景差分法的基本原理,重点设计了矿井监控视频中的运动目标检测的流程及相关算法,结合Python与OpenCV的编程,混合高斯的建模过程,实现了煤矿井下综采工作面的运动目标的检测。现场应用表明,采用该流程及算法,在K=5,std=20,std_t=20,λ=3条件下,很好地实现了矿井监控视频中人员或矿车的动目标判别。     

基于云平台的综采设备群远程故障诊断系统

目前开发的综采设备远程故障诊断系统大多是针对采煤机、刮板输送机、带式输送机等单机设备,以及基于视频或虚拟现实的专家远程指导维护系统,而集云平台、远程故障诊断和专家远程指导维护于一体的设备群故障诊断系统研究很少。针对该问题,设计了一种基于云平台的综采设备群远程故障诊断系统。首先通过传感器采集综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、乳化液泵站、带式输送机及供电系统等的状态监测信息;然后通过煤矿井下环网将综采设备群运行状态监测信息传输到地面服务器,地面服务器对接收到的信息进行智能故障诊断分析、数据存储、报警查询等;最后通过MQTT协议将地面服务器的综采设备群状态监测信息按照统一格式传输至云服务器进行数据处理及格式转换,并将转换后的数据利用4G/5G网络传输至移动端和通过MQTT协议传输到PC端,从而实现综采设备群运行状态监测的可视化、故障查询、故障报警及故障预警信息的及时推送。以可视化视频监控为媒介,当综采设备出现故障时,视频信息可实时转接至对应专家,专家通过视频信息远程指导井工人员进行远程维护。该系统在陕西黄陵煤矿综采工作面进行了测试,结果表明:该系统实现了综采工作面设备群的远程故障诊断,通过手机移动平台可以实现综采工作面设备群运行状态实时监测和故障预警信息的及时推送,降低了综采工作面设备群的故障率和非计划停机次数,生产效率提高了约30%。     

“煤矿电网重大灾害监控技术”通过验收

安徽省淮南矿业集团的国家重大产业技术开发项目“煤矿电网重大灾害的监控预警技术”日前通过国家发改委验收及省部级技术鉴定。该项目是一套对煤矿井下高低压电网进行实时电力数据采集、数据记录、故障诊断、故障预警、故障记录、自动化控制的大型生产管理监控预警系统。该项目首次研究解决了井下低压供电设备监测监控中的通讯技术难题，实现了煤矿井下高低压电网的监测监控以及煤矿井下供电系统故障发生原因的远程分析，研发了煤矿井下供电系统故障的预警预报系统，成功实现了井下电网越限预警、事故预报功能，提高了煤矿供电系统的安全性和稳定性。     

LonWorks技术在地方煤矿数字化远程监控的应用

应用LonWorks网络技术,实现以县为中心将所属煤矿的煤矿井下瓦斯监控系统及其它煤矿安全生产监测、监控的信息,通过光纤专用网络、ADSL网络和卫星通讯网络采集至县煤矿安全监控中心;监控中心服务器根据系统用户权限管理,通过手机短信息平台向负责安全生产的各级管理者发布煤矿井下安全监控测量值（CH4、CO）超限的报警信息、通风设备故障和监控系统故障的报警信息,安全生产管理者可随时随地通过GPRS移动网络浏览监控中心服务器发布的各煤矿的监测、监控信息.为管理者随时随地提供最新的煤矿现场监测、监控信息.     

《工矿自动化》2018年征稿通知

<正>为交流推广近年来煤矿自动化、信息化、智能化领域取得的新理论、新技术、新装备等成果,推进智能矿山建设,有效提高我国煤矿安全保障能力,《工矿自动化》拟在2018年第12期出版"煤矿自动化、信息化、智能化理论与技术"专刊。围绕此次专刊,现面向全国征集相关论文。1征文内容与方向(1)智能化综采工作面生产关键技术与控制系统;(2)智能化掘进工作面成套装备;(3)井下高速有线和无线网络通信技术;(4)基于物联网与大数据的新一代矿井生产监测监控     

井下综采设备高精度激光定位技术的应用与研究

为提升煤矿智能开采安全技术水平,解决综采设备在复杂井下条件下低成本精确定位及控制问题,开展井下综采设备高精度激光定位技术的应用与研究。基于井下综采设备作业过程分析,研究井下综采工作面绝对坐标系确立及工作面跟踪定位系统测量基准传递与重构方法,在此基础上搭建激光跟踪实时定位系统架构。该方案已在某煤矿采煤机井下作业中得到应用,结果表明,该方案能实现井下综采设备高精度定位功能,连续作业条件下推移曲线误差控制在20 mm内,可满足井下综采设备作业需求。     

综采工作面虚拟现实监控系统设计

针对目前综采工作面自动化生产过程中视频监控图像效果差的问题,设计了综采工作面虚拟现实监控系统,详细介绍了系统功能设计、结构组成及系统实现的关键技术。该系统采用虚拟现实技术构建出了高仿真度的虚拟矿井作业场景,实现了综采工作面生产设备实时状态信息的采集、传输、显示、预警以及反向控制等功能,满足了综采工作面自动化生产监控的需求。     

煤矿自动化与信息化技术回顾与展望

目前,煤炭在我国能源生产结构中的占比为74.29%,在我国能源消费结构中的占比为71.26%,又是廉价、供应可靠、可洁净利用的能源,它与石油、天然气相比储产比最大,而核电、水电、风电等能源规模又无法与其相比,因此,煤炭仍将是我国的主要能源。"十一五"期间,煤矿安全监控、煤矿井下人员位置监测、煤炭产量远程监测、全矿井移动通信、无人值守远程监控技术及系统取得了突破和快速发展,在煤矿安全生产工作中发挥着重要作用。今后还需进一步加强传感器无盲区布置方法,基于煤矿安全监控系统的瓦斯、火灾、冲击地压等煤矿重大灾害预警技术,无人工作面遥控技术,本质安全无线通信与光纤通信技术,煤矿井下人员精确定位技术,煤矿井下生命探测技术,基于3D GIS的煤矿安全生产管理信息系统等的研究。     

煤矿安全生产监控系统联网

分析了我国乡镇煤矿安全生产状况:乡镇煤矿煤炭产量约占全国煤炭产量的37.8%,发生死亡事故起数和死亡人数却占全国煤矿事故总起数的73.5%和74.1%,百万吨死亡率是国有重点煤矿的7倍。乡镇煤矿事故频发的原因包括技术装备落后、矿井系统不完善、专业技术人才匮乏、安全教育培训滞后、安全责任不落实、现场管理松弛、隐患排查治理不到位等,而技术装备落后和机械化、自动化、信息化程度低是最主要的原因。煤矿安全生产监控系统联网是加强煤矿安全生产监管的重要措施之一。提出了煤矿安全生产监控系统联网方法:中心站(或主机)应及时向监控中心上传有关监控信息;中心站(或主站)和监控中心应具有符合IEEE802.3协议的以太网接口等。     

基于ZigBee的井下人员监测系统设计

获取矿井下人员的实时信息,对煤矿安全生产具有十分重要的意义。以ZigBee无线通信技术为基础,设计一种井下人员定位基站,其中包括CAN通信及数据处理装置,并利用极大似然估计算法精确地定位井下人员的位置,实现了地面管理中心对井下人员的定位监测和管理,为煤矿安全管理和生产提供重要保障。     

基于Web的煤矿智能喷雾实时监控系统

针对目前煤矿上使用的喷雾系统存在的一些问题,提出了一种基于 Web 技术的煤矿智能喷雾井上实时监控系统设计方案,给出了系统组成、工作原理、主要功能及实现的关键技术。系统采用Web技术,可与煤矿其它系统有机集成。该系统不但能根据实时检测到的粉尘、烟雾、温度、瓦斯等情况实现自动喷雾,而且还可在地面实时监测井下的环境及工作状态,并且无须下井就能直接控制井下喷雾系统的运行。实际应用表明,该系统实现了井下环境监测、智能喷雾、地面实时监控的功能。     

KJ70N安全监控系统在淮南市小煤矿安全生产中的应用

结合KJ70N的系统组成和主要功能,介绍了该系统在淮南市小煤矿中的应用,并结合淮南市建立的三级煤矿安全监控体系,共同保障淮南市小煤矿的安全生产.     

智能矿工装备系统的研究

针对目前煤矿普遍存在井下人员无法全面了解周围环境状况、安检人员缺少技术支撑装备、管理人员无法全面了解安全生产状况、应急救灾时缺少移动指挥信息装备等问题,提出了一种智能矿工装备系统的总体设计方案,介绍了该系统中的多环境参数采集器、手持智能终端、智能主机、无线基站等主要设备的功能及设计要求;指出该系统的关键技术和设计难点为井下移动环境场多参数感知、井下人体生命体征感知、灾变情况下井下移动无线自组网技术、矿井多系统信息融合与交互以及装备功耗、体积和重量,并针对这些问题提出了相应的解决方案;阐述了该系统在矿井日常管理、井下安检及井下应急救援指挥中的应用模式。     

基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统设计

针对传统的井下瓦斯监测因采用人工检测方式而导致非实时性及易出错等问题,结合井下生产环境复杂、传输距离长、监测范围广的特点,提出了一种基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统的设计方案。该系统以AT89S52单片机为下位机系统核心,利用单总线及多传感器技术对井下温度、风速、瓦斯浓度等多种环境参数进行自动监测,并通过CAN总线将数据实时传送给上位机。实验结果表明,该系统具有较高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。     

基于iFIX的胶带传输集控系统设计

针对贵州某煤矿在胶带传输的各个环节仍采用人工监测方式、难以实现胶带传输集中管理的问题,提出了一种基于iFIX的胶带传输集控系统的设计方案。该方案中,地面调度中心的监控主机和井下PLC设备均安装iFIX组态软件作为SCADA系统节点,同时连入地面调度中心的工业电视;监控主机和井下PLC设备共同接入由矿井通信中心建立的工业以太网,完成对现场胶带传输数据的交换和实时管理功能。实际应用表明,该系统实现了井下胶带传输数据的共享与信息联通,提高了井下生产的安全性。     

煤矿井下防爆视频监控系统的设计

介绍了煤矿井下防爆视频监控系统的发展,分析了目前煤矿井下防爆视频监控系统存在的问题,设计了一种煤矿井下防爆视频监控系统。该系统综合了计算机技术、IP视频技术、视频数据的压缩及解压处理技术、互联网应用技术,实现了基于TCP/IP的点对点、点对多点、多点对多点等远程视频实时编码组播(广播)和监控、远程控制摄像机和云台的功能,提高了煤矿井下视频监控的效率。     

基于嵌入式系统的矿用隔爆型馈电开关监控系统的设计

将基于ARM7的嵌入式系统集成到矿用隔爆型馈电开关中,实现了井下矿用隔爆型馈电开关现场数据的实时采集和井下工业以太网的快速接入;地面监控站利用套接字编程,实现了与嵌入式馈电开关监控系统的交互;利用ASP.NET构建基于B/S架构的Web服务平台,实现了馈电开关的信息查询和远程智能监控。基于ARM7嵌入式系统的矿用隔爆型馈电开关监控系统提高了井下馈电开关的操控水平,也为煤矿井下其它电气设备的智能远程监控系统的设计提供了借鉴。