实践·知识 科技博览

山西用深冷冻技术建煤层气液化工程；高聚物乳液对煤矸石自燃具有较好的阻化作用；美国制定颁布起重机职业安全卫生标准；设备网（DeviceNet）总线技术用于矿井瓦斯传感器的设计；EN50129应用于铁路安全系统中。     

煤矿瓦斯监测系统的分析与研究

瓦斯爆炸事故作为矿山生产中的重大事故,带来了巨大的人身伤亡和经济损失,实用的瓦斯监测系统成为了预防瓦斯事故的有效手段.当前比较实用的有激光吸收光谱瓦斯传感器网络的有线监测系统和ZigBee技术为基础结合CAN总线构成的无线网络瓦斯监测系统.针对当前我国瓦斯监测体系存在的问题提出一些发展设想.     

考虑可靠性的矿井瓦斯传感器选址模型

针对依据现行煤矿安全规程及相关规范布置的瓦斯传感器有可能出现失效的情况,提出兼顾经济性和可靠性双目标的瓦斯传感器优化选址模型。借助图论和设施选址理论,以矿井通风网络节点为候选布置点,节点间的风流流经时间为监测等级,以煤矿相关规程规范硬性要求的布置点为必选点,建立瓦斯传感器多目标优化选址模型。然后,基于Pareto蚁群算法(PACA)阐述模型的求解过程。最后,结合某风网算例,给出模型与算法的具体应用。结果表明:模型的非劣解包含了传统的以最小化传感器成本为目标的选址模型最优解,并且可靠性越高所需的传感器就越多。     

基于支持向量机的煤与瓦斯突出预测研究

为准确预测矿井煤与瓦斯突出的危险性,针对煤与瓦斯突出样本的不足从一定程度上制约了基于知识的方法在煤与瓦斯突出预测中的应用这一问题,利用支持向量机在小样本情况下具有较强识别能力的特点,提出了煤与瓦斯突出的支持向量机预测方法。对煤与瓦斯突出影响因素进行灰关联分析,提取特征向量。选用典型突出矿井的煤与瓦斯突出实例作为学习样本,以云南恩洪煤矿的突出实例作为预测样本,将支持向量机预测结果与其他预测结果进行对比。结果表明支持向量机模型能够满足煤与瓦斯突出预测的要求。     

基于多测点关联分析的工作面瓦斯浓度实时预警

为有效分析矿井瓦斯监测数据以拓展监控系统功能,实现工作面瓦斯浓度的有效预警,研究基于多测点实时监测数据关联分析的工作面瓦斯(甲烷)浓度预警方法。通过分析瓦斯实测数据的统计特征,以及利用贝叶斯网络方法分析工作面与其关联监测点瓦斯实测数据构成时间序列的关联特征,确定基于实时监测数据的瓦斯预警指标及其预警阈值,进而分析瓦斯浓度异常情况,实现基于监测数据分析的实时、动态量化预警。实例分析表明,将该方法应用于工作面瓦斯浓度预警,结果显示了瓦斯浓度持续偏大时段反映出的异常情况,符合实际瓦斯浓度变化趋势。     

重大危险源企业级应急救援信息系统的研究

以某大型危险化学品储运企业为背景,对重大危险源应急救援信息系统进行研究,首先对重大危险源应急救援过程中各种信息需求进行分析,将信息分为基础信息、预防信息和救援信息3个方面;然后在单机和网络两种版本硬件结构比较的基础上,以工艺参数传感器、泄漏传感器、火灾报警器、应急设备控制器等主要设备为基础构建了单机版的硬件结构;最后,采用C/S软件结构,运用组件式GIS技术,从系统的总体结构、数据库结构以及功能设计等几个方面对应急救援信息系统进行了研究。     

家居安防远程通信系统的设计与实现

设计并实现了一种基于单片机的家居安防远程通信控制系统,主芯片采用凌阳16位单片机,利用传感器和GPRS模块技术,通过手机短信的方式了解家用电器所处环境的温度情况;采用语音识别系统和传感器实时监测家庭安全状况,若有异常,系统会及时发送短信通知主人;利用单片机控制固态继电器并通过GPRS模块远程启动家用电器。设计引入手机短信,通过短信来远程控制家用电器的使用以及自动接收来自家庭安防的各种信息,给人们的家居生活带来便利性和时效性。给出系统总体设计方案、各子系统硬件电路实现和软件设计,并对系统的关键技术进行说明。     

矿井通风系统平面图专用绘制软件研制

在对现有矿井通风系统图绘制软件分析的基础上,开发了矿井通风系统平面图专用绘制软件。该软件能实现巷道绘制、交叉自动消隐处理、拓扑关系自动保存、GIS功能、巷道分区用风分支集中布置的网络图自动生成与网络解算等功能。利用该软件在淮南矿业集团某新建矿井试用,实现了前期的通风系统平面图快速绘制与后期的通风系统分析一体化,节省了大量的人力物力。     

基于单片机甲烷浓度监测的研究

设计了一种基于单片机来实现的甲烷浓度检测和报警功能的系统,该检测系统以AT89S52单片机为核心,包括有电源电路、传感器采集电路、信号放大电路、红外遥控电路、声光报警电路、显示电路等功能模块组成,通过传感器采集电路采集信号,输出与甲烷浓度对应电压信号,把电压信号进行A/D转换后送入单片机,经单片机处理后驱动器显示出被测气体甲烷浓度值,若被测甲烷浓度大于报警电路预设数值,报警电路发出报警,可以及时切断供电系统,防止瓦斯爆炸事故的发生.该系统采用高精度敏感元件,集成运算放大器INA128,ADc0809,以及远距离高可靠性通信芯片,且具有高速的处理能力,是一种电路设计新颖,参数测量准确,操作方便的甲烷浓度报警监控系统,实现了数字瓦斯气体的实时监控.为实现数字化井下测控和可视化综合管理提供了切实可行的方案.     

无线传感器网络(WSNs)路由安全问题的现状与对策研究

笔者对比分析了无线传感器网络(WSNs)安全体系结构的组成;讨论了限制无线传感器网络安全的各种因素以及安全评估的目标;在分析现有路由协议的基础上,从路由安全的攻防角度入手,详细阐述了现有各种路由攻击手段的原理、特点及危害,并给出了相应的攻击示意框图;有针对性地提出一些相应的安全防范对策,为WSNs安全路由的设计与实现提供了一些思路。     

基于MCOA布置矿井瓦斯传感器

为了预防矿井瓦斯事故,确定增设瓦斯传感器的数量和位置。通过建立监测有效 等级来确定增设瓦斯传感器的数量,然后通过分析多个猴群同步并行搜索、简易猴群算 法的初步搜索和基本和声算法的二次搜索等方法,设计出猴群优化算法的计算流程,再 根据瓦斯传感器布置的目标函数确定增设瓦斯传感器位置。以大隆矿为例进行了现场工 业试验,结果表明,增设瓦斯传感器的数量与监测有效等级之间成正比例关系,但并非 随着监测有效等级的提高而持续增加。     

基于无线传感网络的安全监控系统应用研究

对某特种气体厂生产过程中潜在的危险有害因素进行了辨识分析,提出了相应的对策措施,提出了基于MEMS传感器、无线传感网络和3G（GIS、GPS、GPRS）技术的安全监控系统方案,包括安全监控系统架构、MEMS传感器和无线传感网络节点的设置方案、无线传感网络接入和通信机制和安全监控系统的软件功能。所提的技术方案已在该特种气体厂进行示范应用,取得良好运行效果。     

矿井瓦斯防爆监测氧含量线性标定

矿井火灾是采矿业面临的安全生产问题之一。该文研究的目的是评估新的矿井瓦斯防爆监测中最重要的成分氧气的检测策略,在矿井火灾中做出预见与预报。对于密封区域,发生瓦斯爆炸危险安全区时氧气浓度小于8%,按照国家标准,本矿要求氧气检测精度达到1%。氧含量监测系统受到气体气路、传感器运行、信号调理与处理情况和终端处理系统等四个方面的影响。该文通过运用计算机控制技术分别对氧含量监测系统进行硬件线性开环标定与软件线性闭环标定,并采用著名的OriginPRO数据分析软件对系统采样数据进行了分析与解读,以达到对软件线性闭环标定进行程控规划和信息实时纠正,使系统氧气含量监测灵敏限小于0.36%。     

基于ARDUINO的铀矿井下环境监测及智能通风系统设计*

针对铀矿井下受限空间内氡及氡子体浓度分布特征,分析受限空间含氡作业环境对人体的危害机制,提出基于“人—机—环”互联自适应的铀矿智能通风降氡方案,架构基于ARDUINO的氡气监测及智能调控系统,设计系统的“硬件”和“软件”方案。该系统的核心硬件为ARDUINO开发板和ESP8266-WiFi模块,铀矿粉尘浓度、氡及其子体浓度、风速动态数据由相应传感器获取,通过各传感数据采集器以相应的通信协议传输至ARDUINO主控,ARDUINO主控输出指令至通风设备及报警装置。系统同时搭建网络云平台,实现环境监测的远程监控和智能通风系统的远程控制。该系统能够基于物联感知获取环境数据,进行智能控制逻辑运算并实现通风设备自适应调控响应,从而安全、高效、稳定、低耗地调控铀矿井下空气质量指数。     

中小型矿井主扇和瓦斯无线远程监控系统的研究

根据现行国家煤矿安全监察体制和有关安全生产的政策 ,笔者提出 ,将数字蜂窝无线网络的短信通讯方式与中小型矿井主扇运行及瓦斯监测系统相结合 ,各级煤矿安全监察机构对所辖区域内中小煤矿的主扇运行和瓦斯涌出情况实现无线远程监控 ,防止瓦斯爆炸事故的发生 ,实现保障煤矿的安全生产。     

基于IPSO-BP模型的火灾气体传感器气压补偿算法

为完善飞机火灾检测系统,设计一套方案,模拟试验不同气压下CO、CO2气体传感器采集气体的体积分数值,并与理论值比较,进而提出一种根据粒子适应度值动态调整学习因子的粒子群算法.采用改进的粒子群(IPSO)算法寻找反向传播(BP)神经网络的最优初始权值阈值,再利用寻优后的BP神经网络修正CO、CO2气体传感器的检测结果,消...     

用于汽车安全气囊的气体发生器产气性能研究

建立了模拟汽车碰撞过程的实验系统;利用该系统模拟汽车碰撞时产生的撞击信号触发气体发生器开始工作,对模拟安全气囊的密闭、定容积的充气筒内产生的p-t曲线、气体发生器内部的p-t曲线、撞击时产生的a-t曲线进行测试并得到相关测试参数值;从而对气体发生器的产气性能进行研究。测试结果表明,温度对安全气囊的工作有一定影响。利用该测试系统测试得到的数据与美国BREED公司对同类产品的测试结果比较,有很好的相比性,测得的数据可作为气体发生器生产质量的检验依据。     

基于无线传感器网络的市政下水道可燃气体监测系统设计及应用

为防止下水道可燃气体积聚引发爆炸事故,利用无线传感器网络技术设计了市政下水道可燃气体监测系统.实测结果表明:气体传感器监测数据相对误差在2.0%以内,无线数据收发设备的年发送成功率达到98.0%,满足工程运用需求,系统具有较高的可靠性和稳定性.结合无线网络覆盖范围广、实时在线的特点,该系统实现了对不同区域下水道内可燃气体浓度的远程监测,为下水道的安全预警提供了有效依据.     

现代电子监控技术在安全生产领域的应用

现代电子监控技术在安全生产领域的应用越来越广泛,在安全生产各个环节发挥了重要作用.如手机屏蔽仪在加油站等易燃易爆场所进行信号监控,防止在加油站等易燃易爆场所使用手机引发爆炸事故;应用煤矿安全事故预警系统,实时对井下巷道的各个传感器进行瓦斯浓度和透水情况监测、记录和数据分析;建立远程安全生产监控系统,形成安全生产监测体系.利用现代化的电子通信技术、网络技术、传感技术和自动监控技术,可以大大增强对事故的防范能力,防止事故发生和减少事故的损失.