摘要：为满足矿山安全监管、智能控制的一体化需求,针对智慧煤矿管控一体化平台系统的设计方案展开研究,在煤矿智能矿山建设规范的整体架构下,以数字化为前提,以网络、信息技术为基础,设计智慧矿山整体平台架构、数据分析环境、智能计算环境及基于开放应用开发环境的基础平台软件。研究以工业互联网和智能化为核心的生产协同作业模式,实现全矿井融合联动、煤矿智能通风、瓦斯灾害预警、瓦斯智能抽采管控、煤矿防灭火智能预警抑控、安全生产监管等系统一体化。

摘要：针对矿用本质安全型电源容量与抗冲击能力之间存在的矛盾,设计了一款容量及保护时间可调并且带有自恢复及缓起动功能的本安电源。通过对本安电源保护形式及工作机理的研究结合对负载冲击特性及截流型本安电源工作机理的分析,论述了电源容量与保护时间的关系、提高抗冲击技术、自恢复技术及缓起动技术;详细介绍了过流保护、短路保护、过压保护、自恢复及缓起动电路的实现过程;设计的本安电源解决了容量与抗冲击性能之间的矛盾,为矿用电子设备稳定工作提供了优质的电源保障。

摘要：在煤矿智能化建设的大背景下,以视频感知为基础,以网络、信息技术为媒介,以人工智能、大数据为技术支撑,构建全矿井人工智能AI平台架构体系;结合煤矿的实际情况,挖掘分析真实的应用场景,针对煤矿设备状态、人员行为、环境变化进行智能感知、深度学习与智能分析,来实现智能报警与控制。论述了煤矿人工智能视频分析系统总体架构,介绍了构建系统所采用的人工智能、机器学习、深度学习等关键技术,从模型训练、数据分析与传输、智能控制、AI监控平台几个方面详细说明了系统的设计。

摘要：针对矿用镍氢蓄电池充电效率低、电池充不满、使用寿命短的问题,设计了一种基于开关电源恒流调节和MCU采集控制的智能电源管理系统。通过对镍氢电池工作特性的测试分析以及开关电源与线性电源的效率对比,提出了一套基于开关电源恒流调节原理的充电电路和电池容量的判定及保护方式,提高了充电效率,保证了电池充满时的容量,减缓了电池老化。经测试验证,充电效率可达90%以上;电池充满后放电容量可达电池额定容量的95%以上,完全满足矿用产品对备用电源的供电要求。

摘要：为解决煤矿井下高发热量设备冷却耗水量大,给井下供排水系统造成沉重负担,且设备换热器易结垢问题,基于逆流闭式换热原理,通过Ansys Fluent建立模型,进行流体力学及热力学研究优化设计;提出一种逆流闭式矿用冷却水塔的解决方案。研究表明:对收水器折流板的边界进行钝化并合理设置导流板可有效提高收水效率降低用水量;逆流闭式矿用冷却水塔可日节水约700 t,冷却器无结垢现象。

摘要：纵向切槽水力压裂作为一项强烈动压巷道切顶卸压技术,核心是控制裂缝开裂以及扩展方向,然而裂缝在定向起裂后通常受最大主应力的影响而发生偏转,裂缝的扩展方向与地应力条件、切槽角度、泵流量以及岩石力学性质等多种因素有关。对纵向切槽水力压裂多因素影响下的裂缝偏转规律展开研究,为纵向切槽水力压裂钻孔施工设计提供1种借鉴方法。采用ABAQUS软件中的XFEM模块,建立纵向切槽水力压裂二维模型,通过与前期纵向切槽水力压裂物理试验结果对比,实现了数值模型可行性验证,进而建立大尺寸纵向切槽水力压裂模型对煤矿顶板砂岩条件下的纵向切槽水力压裂裂缝偏转规律展开了详细研究。结果表明:水平应力比为重要的裂缝偏转距影响因素,在垂直主应力为10 MPa,最小水平主应力为6 MPa,水平应力比由1.5增加到3.5过程中,裂缝偏转距先后减小55.3%、56.9%和41%;切槽角度对裂缝扩展路径影响较大,对裂缝偏转距影响相对较小;水平应力比为1.5与2.0两种条件下,泵流量由30 L/min增加到180 L/min过程中,裂缝偏转距不断增大,且具有较大增长幅度,在水平应力比为2.5条件下,裂缝偏转距的增长幅度明显减弱;水平应力比分别为1.5、2.0、2.5的3种条件下,泵流量90 L/min对应的裂缝偏转距分别为4.05、1.81、0.75 m,可通过大幅提升泵流量,实现偏转距的较大增长;该研究对纵向切槽水力压裂泵流量的选取以及不同条件下钻孔间距的确定具有参考意义。

摘要：针对西马煤矿在瓦斯含量测定过程中岩心管取心法取样过程烦琐、取样时间长,孔口接粉方式取样受钻孔内残粉的影响,无法对取样位置做出准确标定、测值误差较大等问题,对设计的气水可切换式深孔定点快速取样装置在西马矿在12煤北二采区1216回风巷进行现场应用。应用结果表明取样效果良好,现场施工风压在0.4 MPa时取样钻孔深度60-80 m(风压充足条件下取样深度大于100 m),取样时间均不超过2 min,取样率均达到100%。

摘要：针对目前煤矿企业安全监管信息化系统建设投入大、运维困难等问题,构建了基于云服务的具备高可用、高并发、负载均衡能力的煤矿安全监管平台。介绍了平台的总体架构和云服务运营模式,对平台设计中的边缘层数据处理、云计算、数据中心构建、微服务架构、多租户系统、用户请求负载均衡等技术体系进行了重点说明。基于微服务架构的煤矿安全监管云服务平台,实现了煤矿安全生产相关系统数据的接入及经营模式从卖产品到卖服务的转变,降低了煤矿企业的前期投入及运维成本,增强了煤矿的安全监管能力。

摘要：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。