煤矿智能化与矿用5G

针对煤矿井下电气防爆、无线传输衰减大等特点,分析了矿用5G技术和适用范围:矿用5G宜采用本质安全型防爆;用于控制的矿用5G应具有较强的抗干扰能力;采煤工作面和掘进工作面地面远程控制宜选用矿用5G;煤矿井下车辆无人驾驶地面远程控制宜选用矿用5G;没有针对矿井移动通信特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi移动通信系统;严禁用矿用5G移动通信系统替代矿用有线调度通信系统;没有针对煤矿安全监控特点研发的矿用5G不能替代煤矿安全监控系统;没有针对矿井动目标精确定位特点研发的矿用5G定位精度低于矿用UWB精确定位系统;450～6 000 MHz频率范围的矿用5G传输速率低于矿用WiFi6;没有针对煤矿井下固定设备监控特点研发的矿用5G可靠性低于矿用有线监控系统。指出了亟需针对煤矿井下安全生产特点,研发矿用5G,而不仅仅是对现有地面5G产品进行防爆改造。     

矿井视频图像中人员目标匹配与跟踪方法

针对矿井视频图像人员跟踪中光照强度低、光照不均且变化剧烈、目标尺度变化频繁及矿工携带矿灯对目标外观特征影响明显等问题,提出了一种基于压缩感知的实时多尺度人员跟踪方法.基于压缩感知和归一化矩形特征,得到尺度不变压缩特征SICF,该特征被用于实时描述尺度变化的目标.基于SICF建立目标外观模型,并利用朴素贝叶斯分类器识别样本类别,确定样本与目标之间的相似度.为了降低矿灯对目标外观特征的影响,提出利用边缘颜色特征得到各样本置信度,并与SICF外观模型融合共同构建粒子滤波框架的观测模型;结合矿工运动特点和速度信息,利用二阶模型作为运动模型.通过对标准视频库和井下实际采集视频的实验结果表明:本文算法在精度、稳定性及对井下特殊环境的适应性上均优于当前国内外最新算法,平均跟踪帧速达24fps.     

基于卡尔曼滤波和指纹定位的矿井TOA定位方法

分析了矿井巷道中的设施及设备导致的无线信号传播NLOS时延特点,采用几何光学方法论证了NLOS时延参考模型在矿井巷道环境中的适用性并提出矿井巷道NLOS时延分为巷道突发NLOS时延和巷道固定NLOS时延,为了消除NLOS时延对TOA定位精度的不利影响,提出基于卡尔曼滤波和指纹定位的矿井TOA定位方法.对于机车及不规律设置设备造成的巷道突发NLOS时延,提出基于卡尔曼滤波的方法消除其对TOA数据造成的较大误差,在此基础上提出基于历史和卡尔曼阈值的最近邻居指纹定位方法,抑制固定设施及规律设置设备造成的巷道固定NLOS时延引起的定位误差.结果表明,本文方法的定位性能优于SDS-TWR方法和基于SDS-TWR的指纹定位方法,定位实验的平均误差分别降低了3.6,1.2 m,提高了矿井TOA定位的精度,实现矿井人员的精确定位.     

煤与瓦斯突出报警方法

分析得出近10年煤矿重特大瓦斯事故起数和死亡人数分别占煤矿重特大事故起数和死亡人数的62.3%和66.5%。提出了用于煤与瓦斯突出报警的甲烷、风速、风向等传感器布置方法。提出了基于煤矿安全监控系统的煤与瓦斯突出报警方法,即监测和分析甲烷浓度、风向、风速、传感器故障等,在出现以下情况时发出声光报警信号,切断煤矿井下全部非本质安全电气设备电源,撤出煤矿井下作业人员:甲烷浓度迅速增高或超过报警浓度,且风速不低于正常值;甲烷浓度迅速增高或超过报警浓度,进风巷风流逆转;进风巷甲烷浓度迅速增高或超过报警浓度等。     

现代化矿井通信技术与系统

提出了由矿用有线调度通信系统、矿井移动通信系统、矿井广播通信系统和矿井救灾通信系统等组成的煤矿井下通信技术体系。提出矿用调度通信系统应采用矿用有线调度通信系统。提出全矿井移动通信系统宜采用WiFi、3G、4G等通信技术。提出矿井广播通信系统既可采用矿用有线调度通信系统远程供电广播技术,也可采用基于以太环网和无源光网络的IP通信技术。提出矿井救灾通信系统应采用无线多媒体通信技术,宜采用WiFi和MESH等通信技术。提出矿井移动通信系统应满足手机脱网通信、基站脱网通信、无线自组织网络、接入煤矿井下有线宽带传输平台等要求。指出在手机脱网通信、接入煤矿井下有线宽带传输平台、无线自组织网络、矿用无线摄像机、基站脱网通信、多功能矿井移动通信系统、矿井无线宽带传输等方面,WiFi优于WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。提出多功能矿井移动通信系统和矿井无线宽带传输宜采用WiFi。     

矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响

将隧道看作波导，利用有限元素法，分析了矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响，可知列车的存在使TE波模的截止频率降低，使TM波模的截止频率升高。     

电导率σ对圆形巷道中电磁波传播的影响

研究了电导率σ在煤矿圆形巷道中对电磁波传播的影响，并得出：在圆形巷道中，由于电导率σ的存在，使得圆形巷道波模的衰减随着频率的增加而单调增大，但是TE01波模的衰减却是随频率增加而单调下降，因此，TE01波模更适合在圆形巷道中传播。     

基于视频图像的矿井水灾识别及趋势预测方法研究

分析了矿井水灾视频图像特征,提出了基于视频图像的矿井水灾识别及趋势预测方法,包括水灾视频动态识别、区域分割、面积估算及趋势预测,并通过了试验验证,得出如下主要结论:①阈值像素灰度统计法和像素灰度值统计法均可监测和识别水灾,阈值像素灰度统计法不但可抑制低于灰度阈值的噪声,提高识别的准确性,还可减少像素灰度统计数,增强特定像素灰度范围的对比度。②阈值分割法和视频差分分割法均可分割水灾区域图像,前者整体性较好,后者细节刻画更强。③根据分割出的水灾区域图像可估算突水区域面积及进行趋势预测。     

组态软件中用户功能模块的设计技巧

通过对组态软件中用户功能模块最基本的功能设计，分析了用户功能模块的设计技巧。     

水文地质勘察方法在找水工作中的应用

随着时代的发展,日常生活中人们对于水资源的需求也越来越大,因而在当下水资源日益紧缺时候,水文的地质勘探工作就显得非常重要,它关乎到人民生活的质量和一系列的民生问题,本文主要介绍了几种主要的水文地质勘探的方法,例如:遥感技术、地球物理测井以及核磁共振等,通过对这几种方法的原理希望可以为今后水文勘探这一块提供一点帮助或者参考。