基于无线移动通讯的矿山应急通信与监测系统研究

矿山应急通信与监测系统是针对灾后应急救援而定制研发的。该系统使用便携式无线应急救援基站集实时人员定位、无线语音通讯、无线视频监视、无线监测数据传输等功能于一体。在灾后全部设备断电、网络被破坏后,可由救援队员随身携带并快速部署,可实现实时视频、无线通讯、人员定位、安全监测监控等数据的正常传输,从而解决了以往无法克服的灾害后通讯中断、井下实时环境状态、救援情况不明等问题。同传统的救援方式相比,该救援方式可以快速的获取准确的现场数据,对救援工作的开展和救援措施的安排给予了有力的支撑。不但缩短了救援时间为挽救遇险人员的生命提供了更大的希望,也降低了二次灾害发生的风险,开辟了应急救援的新模式。     

RFID和GIS技术在矿井安全管理中的应用

随着矿产资源开采技术的日益完善,信息采集和处理已逐渐成为矿井管理中重要的技术环节。利用射频识别技术（RFID）、地理信息系统（GIS）技术和网络技术,可以、对煤矿井下人员、车辆、物资等进行可视化定位管理,并对各种危险因素的状态及发展变化进行实时监控、分析、预警,进而开发出煤矿安全生产可视化监控平台,实现有效的矿井安全管理、灾害预警及抢险救灾。     

结合遥感影像的矿山开采沉陷专题信息三维表达

煤矿井下开采引发地表沉陷是一种严重影响生命财产和生产安全的工程形变灾害 ,其形变信息有效表达和精准制图可大大减少矿区变形控制的成本,为矿山安全生产、 保护煤柱留设、塌陷地治理、压煤村庄搬迁、破坏等级判定与损害补偿评估等方面提供 更可靠的技术保障。基于矿山地图、实时卫星遥感影像与开采沉陷变形预计结果等数据 ,采用GIS空间分析和三维可视化技术,对淮北朔里矿区地表移动与变形的下沉（W）、 水平移动（U）、水平变形（ε）、倾斜（i）和曲率（K）等形变类型进行了三维的专 题信息与应用表达,其专题信息能更加直观有效地表达与准确清晰描述开采沉陷的地理 位置、影响范围、受损害地物类型、形变方向与变形量大小等。     

矿山采空区空天地一体化精确探测系统

<正>矿山采空区空天地一体化精确探测系统是中国安全生产科学研究院(矿山采空区灾害防治应急管理部重点实验室)针对"采空区"灾害防治,综合卫星遥感、地表和井下无人机三维激光扫描与倾斜摄影、隐伏空区地表电磁地震波高精度探测和井下危险源超前探测等技术,全面系统建成的采空区灾害精确探测技术体系。十五以来,中国安科院通过自主研发和引进,形成一系列成套采空区灾害防治设备,其中,三     

基于ZigBee技术的矿井井下人员精确定位的实现

本文通过对ZigBee无线通信技术的研究,利用ZigBee无线网络的特点和特有定位算法,把无线射频技术、数据处理技术、数据通讯技术、地理信息系统、无线网络传输技术,利用煤矿井下通信基站,真正实现了井下人员的精确定位。可提供丰富的数据、图形信息,能从地面实时监测井下人员、设备当前位置、行走路径,统计井下人员数量和分布情况,按照煤矿的实际情况提供考勤功能,在事故发生前,安全生产监控中心,可以随时掌握井下不同位置的各种安全生产的要素,从而采取积极有效的预防措施;事故发生后,可快速检索事故发生当时,甚至事故发生后相当一段时间内,井下工作人员的具体分布位置,从而制定出及时有效的抢救措施,并实施有效的现场抢救指挥。     

地下矿山水患灾害防控系统研究与应用

研究利用电力载波通讯技术、自动控制、传感技术,实现矿井水文动态的实时采集监测和灾害的预测预警,实时诊断矿井涌水情况,并上报应急调度中心。在有突发水灾情况下实现预警预报,结合灾害预警机制设立不同程度的报警信息。调度指挥中心结合响应的报警信息,及时发出撤离指令,引导避险人员及时撤离,为遇险人员赢得宝贵的逃生时间,解决当前国内普遍存在的矿山突水灾害问题。     

基于蓝牙技术的消防安防移动交互指挥系统

近年来,无线定位技术的发展和消防弱电系统在建筑建设得到了普及,但在工程、应急、救援等方面智能化水平仍处于上世纪的水平,亟需一种便于铺设和普及的指挥平台。从这点出发,本文提出了基于蓝牙技术消防安防移动交互指挥平台的设计和开发。系统通过在既有弱电消防系统上拓展搭载蓝牙设备模块。在前端的移动端搭载蓝牙接收和定位算法,在服务器设置接收和发布交互平台,通过蓝牙模块开发相应的接收控制命令应用程序,编译和兼容消防地址信息一致的GIS定位末端信号,以及命令响应程序来调用消防末端联动设备和外拓插件进行控制和监控。通过对移动端及消防设备的远程通讯和近距离定位通信的实现,给灾害救援作业以及建筑安防、消防巡视人员与消防控制室及其指挥层面,提供了一种直观的处置操作交互方式,提高了工作效率和安全系数。     

基于Cloud-BIM和UWB的施工现场智能安全系统研究

为了应对目前施工现场安全管理方面的不足，提出1套能够实现事前化、实时可视化的施工现场智能安全系统解决方案，该系统从现状分析和实际需求入手，利用Cloud-BIM、UWB、ZigBee和人工势场法等技术方法的集成，在人员即时定位、危险源和危险区域识别与分析的基础上，完成信息协同、实时定位、危险预警和路径规划4部分模块的系统架构，实现场地分析、危险预警以及对人、材、机的静止堆放和移动路径的分析规划。研究表明:该系统的应用能够降低施工现场不安全现象发生的频率，从整体上提高现场安全管理水平。     

余吾矿瓦斯灾害综合预警技术研究

为了实现矿井瓦斯灾害过程控制,起到超前提醒作用,把瓦斯灾害遏制在萌芽状态,余吾煤矿结合矿井实际条件建立了瓦斯灾害综合预警平台。根据影响瓦斯灾害的各种因素建立预警模型,通过人工智能分析计算,实时发布预警结果,并建立预警响应机制,根据不同预警结果,采取安全措施,指导矿井生产实践。该预警系统有效遏制瓦斯灾害的发生,给瓦斯灾害应急响应预留了充足时间。     

大孔径救援钻孔技术应用

正本文通过国际上3次重大矿山灾害的救援案例分析介绍了我国在矿山事故救援中钻孔救援技术的研究和应用在发生顶板坍塌、矿井透水、煤与瓦斯突出、冲击地压等重大矿山灾害事故时,由于坍塌冒落、巷道积水及动力现象等因素,造成矿井巷道堵塞,大量井下作业人员被困灾区无法逃生,     

金属矿井热害评价体系与评价方法

为减小金属矿井热害对井下人员安全及井下开采工作的不利影响,需对井下热害进行评价和预测。基于文献调查和专家评价方法,结合工程实际,利用层次分析法构建金属矿井采矿热害评价体系,从生产能力、地质条件、矿井通风、地理环境四个方面提出17个评价指标。在分析层次分析法（AHP）确定权重不足的基础上,结合物元分析理论,建立确定金属矿井热害评价各因素权重的物元分析模型。在各评价因素权重确定的基础上,以BP神经网络作为评价工具,构建金属矿井热害综合评价预测模型。最后,以某矿山为例,进行评价和预测分析。结果表明,基于物元分析和AHP的BP深井网络评价模型预测误差最大只有3%。     

露天矿山隐伏盲空区精确探测及爆破优化设计

隐伏盲空区是严重威胁露天矿山正常采矿作业的安全隐患,应予以探明并处置。针对露天矿隐伏盲空区探测难度大、崩落处置爆破设计精度差等问题,以白马铁矿1号溜井盲空区为例,首先基于矿山历史资料,利用钻探手段,初步圈定盲空区异常分布范围;然后运用钻孔激光扫描设备进行三维精确扫描,获得盲空区塌腔三维形态和真实边界,并以实测数据为基础,利用逆向建模方法,构建盲空区三维可视化模型;最后根据盲空区的三维空间特征和分布条件,进行爆破分区及参数优化设计。结果表明:采用钻探圈定结合三维激光精确扫描建模的综合探测方法,可获得露天矿山盲空区的可靠信息,准确掌握盲空区垮塌现状,进而为制定更为精准的爆破设计方案提供重要依据,最终达到消除盲空区的目的。研究结果对保障矿山安全生产具有重要意义,同时可为类似工程提供有益参考。     

基于三维可视化与虚拟仿真技术的综采工作面生产仿真研究

针对现阶段煤矿从业人员生产培训中存在的不足,以淮南矿业集团潘三矿1622综采工作面为例,引出了基于三维可视化与虚拟仿真技术的综合机械化采煤虚拟仿真系统的设计与开发,利用3D MAX三维建模软件对矿区地形、地质及综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,并结合Converse3D虚拟现实制作软件对系统的界面UI和交互进行设计,提出了系统设计开发的完整流程。通过在潘三矿的应用结果表明:基于三维可视化及虚拟仿真技术开发的综采工作面虚拟仿真系统具有易学性、真实性和交互性等特点,能够快速激发工人的学习兴趣,大大降低了工人安全培训的时间。同时,也为工业生产的实时仿真,提供了新的研究方向。     

矿山机电设备运行大数据应用研究

以矿山机电设备运行数据采集为切入点研究矿山大数据技术应用。利用传感器采集数据,基于LoRaWAN物联网远程通信接入平台传输采集数据,构建起矿山机电设备状态数据采集系统,以大数据技术应用理念出发,设计与分析矿山机电设备云计算服务平台,实现对矿山设备运行状态的实时监测。通过对矿山设备工作数据的积累,结合矿山信息化系统的数据融合,借助大数据技术,对矿山设备运行大数据进行处理、分析、挖掘和可视化,实现了矿山机电设备各种异常状态和故障的预测与判别,以及多参数之间相互关系的分析与预测,为大数据技术在矿山开采领域中的应用和矿物开采效率的提高起到积极的作用。     

基于二元语义和AHP法的矿山职业危害综合评价方法

为科学评价矿山企业职业危害风险,提出一种基于二元语义和层次分析法(AHP)的矿山职业危害风险综合评价方法。首先,在分析企业生产活动的过程和相关文献的基础上,应用相关性分析方法,优化建立地下矿山职业危害风险评价体系;其次,在分析二元语义理论的基础上,给出原始数据标准化处理方法和详细的建模步骤;最后,通过实例进行应用。实例分析结果表明:利用语言短语处理定性信息的准确性高;职业危害风险的负面因素主要为粉尘等致灾因子,通过提高作业者素质和安全管理水平可大大降低其风险。     

分区协同开采下矿柱力学响应与稳定性分析*

为解决某钒铁矿经多年开采后,由于钒铁矿矿区赋存条件变化导致开采相互制约、资源利用率低、矿柱积压矿量大以及井下采空区隐患大等问题,制定“保钒采铁、分区协同”的开采方案。通过矿柱强度理论对矿柱的强度和承受载荷进行计算,进而通过矿柱安全系数来判断矿柱的稳定性。通过FLAC3D软件对东、西区铁矿体进行数值模拟研究,通过对开挖后的位移云图、应力云图以及塑性区分布图来分析矿柱的稳定性。研究结果表明:针对某钒铁矿东、西区提出的嗣后膏体微胶结充填法及中区提出的分段空场法转分段崩落采矿法可提高矿柱的稳定性。     

地下采矿系统分析与安全生产管理

基于采矿效益和安全生产的双重目的,考虑到地下采矿生产环境与安全管理的复杂性,提出了地下采矿系统分析思想与方法。系统分析方法不仅注重采矿理论与技术在生产管理中的作用,更重要的是强调采矿技术与安全生产管理的结合,即采矿生产系统分析方法。作为应用实例,针对金川二矿区采矿、地质条件,简要介绍了用系统分析方法所开发的安全生产管理系统。     

A methodology for evaluation and monitoring of recurring hazards in underground coal mining

This study provides a methodology for evaluation and monitoring of recurring hazards in underground coal mining. An important measure in this regard may be the ‘time between occurrences’ (TBO) of hazards that can be modeled in the similar fashion of ‘time between failures’ (TBF) data modeling which is practiced in reliability study. Typically, time between accidents is modeled in safety study. This study is therefore new in two counts: (i) statistically modeling hazard occurrences based on inspection reports and (ii) monitoring of safety status based on control charting of hazard occurrences. The methodology includes Weibull-distribution based hazard rate functions, Poisson-distribution based cumulative risk functions, and Weibull-distribution based control charts. The new methodology is applied to an underground coal mining worksystem and the results are discussed. The case study results show that hazards related to machinery, ground-fall, housekeeping, roadways, and materials are more frequently occurring. It is recommended that in addition to planned inspections for identification of hazards, a control chart based hazard mitigation scheme should be employed at the mine sections for better monitoring and control of hazards.     

基于AutoCAD煤矿工程立体图软件的研发与应用

以煤矿工程平面图涵盖信息为原始资料,基于AutoCAD平台二次开发了绘制煤矿工程立体图专用软件,该软件模拟城市地下管网模型快速生成煤矿巷道立体图,利用图结构进行数据组织,建立了包含巷道、工作面参数、通风路线等详细信息的属性式数据库。同时,该软件可与已有数据库资源共享和矿图数据库兼容,实现了二维平面矿图向三维立体矿图的转换。三维立体矿图强大的数据平台可以实现井下人员实时定位、煤层瓦斯实时监测和矿井通风网络系统的全方位展示,配合网络集成可实现远程办公的智能管理和决策。