摘要：针对煤矿现有监测监控体系下井下融合度不高,现场灾害分析和联动处理能力缺乏,无法满足监测监控深度融合需要的问题。对标智慧矿山建设中安全保障方面对监测监控体系的要求,论述了建立深度融合监测监控体系的必要性。分析了边缘计算技术在煤矿监测监控体系中的适用性,提出了建立基于云、边、端三级的煤矿监测监控体系架构,增加“端”侧传感信息的采集和第一级安全分析预警并实现区域联动功能。提出了煤矿监测监控体系中设置两级边缘节点的模式,分析指出边缘网关是当前更为关注的边缘计算节点。结合EdgeX Foundry平台架构对智能边缘网关的硬件平台和软件平台设计提出了构想,设计了煤矿安全监控系统边缘网关的整体架构。以煤矿工作面外因火灾为例,分析了现有监测监控体系和基于边缘计算监测监控体系下对火灾信息采集、分析预警和灾变处置的不同流程,将原有的火灾9步处理流程优化为4步处理流程,分析认为基于边缘计算的监测监控体系在系统井下深度融合、区域安全融合分析和处置方面相比较现有监测监控体系都有一定的优势。

摘要：针对深井厚煤层综放工作面沿空巷道围岩控制困难的问题,以新河煤矿5302工作面沿空巷道为研究对象,采用理论分析、现场实测、微震监测等手段研究了巷道变形和顶板运动的动态响应关系,重构了工作面顶板破断过程,分析了回采巷道变形特征,建立了回采巷道受力模型,确立了顶板破断与巷道变形的对应关系,得出以下主要结论:5302工作面顶板破断过程存在"大小周期"现象,顶板最大破断高度为70 m,高位岩层(中位基本顶和高位基本顶)的破断是沿空巷道变形加剧的主要原因;在顶板初次破断周期内,巷道围岩变形随着顶板破断高度的增加而持续增加,在周期破断过程中,巷道围岩变形不会持续增加,而是在一个范围内周期性地上下波动;高位岩层破断致使两帮移近量和顶板下沉量达到峰值,但两帮和顶板变形峰值响应的时机不同,两帮移近量峰值显现滞后于高位岩层破断位置,顶板下沉量峰值显现超前于高位岩层破断位置。研究揭示了深井厚煤层沿空巷道围岩变形与顶板岩层运动间的对应关系,可为其围岩控制设计提供参考。

摘要：针对现有煤矿安全监控系统及组成设备抗干扰能力较差的问题,根据国家煤矿安全监察局对煤矿安全监控系统升级改造提出的"增强系统及组成设备的抗电磁干扰能力"的要求,从设备机械结构设计、硬件电路设计、软件设计等方面阐述如何提高目前安全监控系统及组成设备的抗干扰能力。实际应用结果表明,采用本文所述抗干扰设计的设备可通过3级静电放电抗扰度试验、2级射频电磁场辐射抗扰度试验等试验项目。

摘要：针对煤矿对防爆锂离子电池的需求,设计了一种防爆锂离子电池电源电路,详细介绍了该电路的组成和功能。该电路采用隔爆分腔设计,当锂离子电池组或电池管理系统发生故障时,充电控制系统和放电控制系统可以快速可靠地断开与锂离子电池组的连接,确保了其他设备的安全;具有充放电保护、电压均衡保护、超温保护、实时显示等功能。

摘要：为实时监测煤矿用全液压钻机的钻进过程参数,实现钻机故障的快速诊断,设计了一种基于CAN总线的钻参仪,详细介绍了该仪器硬件、软件设计以及特点。该仪器采用分布式控制,通过CAN总线交换数据,不仅可实时监测并显示泵压、转速、泵量、油箱温度、油位和瓦斯体积分数等参数,还可通过计算机实现数据传输,满足了现场施工要求。

摘要：针对目前大多数串口服务器仅支持主副机而不支持多主机、不支持Modbus TCP转Modbus RTU等问题,设计了一种嵌入式串口共享服务器。该串口共享服务器采用Cortex-M3内核的LM3S9B92芯片设计,实现了单芯片以太网到3个串口的转换功能。测试结果表明,该串口共享服务器收发数据准确,通信速率高,且具有Modbus TCP转Modbus RTU功能。

摘要：针对目前煤矿生产中由于业务子系统和测点数据过于庞大导致数据存储与处理效率低下的问题,设计了一种基于KingHistorian的综合自动化平台。该平台通过KingSCADA+KingHistorian的主体架构进行数据处理与存储,实现在异构条件下对生产安全及工况信息进行集成与共享,建立不同系统之间的数据关联。实际应用结果表明,该平台可提高数据处理速度,降低数据存储空间,为企业决策提供了坚实的数据支撑。

摘要：为满足液压泵故障后对备件液压泵或者修复后的液压泵进行性能测试与调试的需求,解决通用的液压泵测试系统自动化水平低、数据记录处理工作量大等问题,提出了一种矿用液压泵变频测试系统,并详细介绍了其液压系统、变频电控系统、信息采集系统和软件系统的设计。该系统可高速采集液压泵压力、流量、转速、转矩信号,能够自动完成液压泵的效率试验、冲击试验、满载试验、超载试验、超速试验。该系统在满载和超载试验时功率回收率达到60%,节能效果明显。

摘要：针对工作面现有甲烷监测点不足,无法满足智慧矿山建设中工作面甲烷感知、分析和预警需求的问题,结合边缘计算技术、矿山物联网环境感知技术和数据传输等相关技术,分析了甲烷微功耗感知、自组网传输、监测终端供电和传感位置服务问题。提出了集微功耗甲烷感知、自供电、自定位及自组网数据传输于一体的甲烷监测终端,配合工作面区域边缘网关、矿端边缘服务器和云端大数据分析,建立了基于云、边、端三级的甲烷边缘监测模式的系统架构,解决了工作面区域基于边缘计算的甲烷感知和传输问题。以100台液压支架、2台端头支架工作面为例,在笛卡尔二维坐标系下设计了该工作面基于边缘计算的甲烷监测方案,实现了甲烷浓度二维空间范围的大数据量监测,提出了工作面区域全覆盖的甲烷含量数字场实现方法和云图直观展示方式。在甲烷含量空间场和云图展示的基础上,提出了2种基于大数据支撑的甲烷含量分析预警模式和思路,一是对甲烷超限含量前后区域空间场进行关联分析,提取工作面甲烷含量超限对应空间场的分布特征和变化规律,利用区域含量场及早发现甲烷含量超限问题,另一种是利用大数据分析工具解决甲烷监测报警阈值以下的显现异常问题。

摘要：在介绍本质安全电路中简单电容电路火花放电和简单电感电路弧光放电特性的同时,从实际电路出发,分析了电容电感复合型电路放电特性,提出了电容电感复合型电路在火花点燃试验中特定时间段内放电能量大于简单电容电路和简单电感电路放电能量,希望给本质安全电路设计提供指导性建议。