煤矿井下EM-MWD仪器研制

研制了煤矿井下电磁无线随钻测量(EM-MWD)仪器。针对煤矿井下EM-MWD特点,发射频率采用可设置的6.25 Hz与12.5 Hz,编码方式采用省电的差分脉冲位置调制(DPPM),发射机设计省电模式与休眠模式提高电池工作时间,φ73 mm绝缘天线外层涂覆多层金刚砂提高耐磨性,接收机采用RLS自适应滤波提高抗干扰性能。试验结果表明仪器在煤矿井下随钻测量传输距离大于310 m,发射机省电模式与休眠模式工作有效,绝缘天线机械强度与耐磨性达到煤矿井下随钻测量要求。

煤矿井下电磁无线随钻测量信号滤波研究

针对采用自适应滤波最小均方算法和递推最小二乘算法提取煤矿井下电磁无线随钻测量(EMMWD)信号存在收敛速度慢与运算时间长等问题,提出了一种稳定快速横向递归最小二乘(SFT-RLS)算法,用于自适应滤除井下非稳态电气干扰与工频及其2倍频、3倍频干扰,实时提取微弱EM-MWD信号。该算法基于RLS算法,利用4个并行滤波器结构可降低运算时间,并利用加权最小二乘误差进行反馈以提高稳定性。仿真试验结果表明,SFT-RLS算法可实现对采样率为1kHz的EM-MWD信号进行自适应滤波和自适应陷波,平均每次迭代运行时间小于156.98μs,实现了快速稳定收敛运算与实时自适应滤波;SFTRLS算法自适应滤波可抑制信号与干扰比为-115dB的非稳态电气干扰;SFT-RLS算法自适应陷波可实时滤除工频及其2倍频、3倍频干扰,有效提取频率为6.25Hz的时间脉冲位置调制的EM-MWD信号波形,为正确解码EM-MWD信号提供了可靠数据。

小体积随钻存储测斜仪的设计及校准方法

针对煤矿现有随钻测斜仪体积大、不适合直径50 mm钻杆随钻测量,以及校准时间长的问题,首先采用MEMS传感器设计了直径25 mm随钻存储小体积测斜仪;其次采用椭球拟合方法对MEMS传感器误差进行补偿,并通过空间坐标变换,采用20基准点对测斜仪进行校准;最后对测斜仪校准前后数据进行了对比测试。结果表明,所设计的随钻测斜仪实现过水面积471 mm2,校准时间由4~5 h缩短至15 min,倾角均方根误差由0.57°降到0.08°,方位角均方根误差由3.90°降到0.85°,适合直径50 mm钻杆的随钻存储测量。

基于应急管理机制的矿山应急救援指挥信息传递模型探讨

针对目前应急救援过程中各个救援单元信息传输混乱,缺乏科学统一的指挥运作机制,各级通信指挥平台衔接困难等问题。分析我国安全生产应急救援运行机制,提出安全生产运行机制的外部因素三维分解图,同时,以我国安全事故应急救援的标准应急响应程序为基础,分析我国矿山应急救援体系的运行机制和矿山应急救援指挥的基本程序,结合我国矿山应急救援的实际情况,提出我国矿山应急救援通信系统关键节点及环形应急信息传输模型。通过研究,为矿山应急救援通信系统信息传输和信息平台衔接提供一种信息流转模式,也为复杂应急救援通信网络定量分析、桌面模拟演练提供一个参考模型。

新型矿井应急救援指挥通信系统关键技术研究

针对国内现有救援指挥通信系统的缺点,依据国家矿山事故灾难应急预案和救护规程的相关规定,分析煤矿企业应急救援指挥流程,提出信息流传输模型,并设计新型救援指挥通信系统以解决应急救援中信息传输问题。同时,设计休眠唤醒模块延长系统单次使用时间。通过现场测试,系统设计符合三级指挥流程,指挥信息传输流畅,可以多次持续作业。

探地雷达探测隐伏岩溶的可行性与实例分析

介绍了探地雷达在地下介质中的传播原理,对影响探测工作的关键参数进行了分析;论证了探地雷达探测隐伏岩溶的可行性,结合现场实例总结出不同形态的隐伏岩溶在雷达剖面图上的波形特征,讨论了现场探测工作中应注意的一些问题.实践证明,应用探地雷达探测隐伏岩溶是一种快速、高效、经济、可靠的物探方法.

矿井应急救援指挥通信装置卫星传输音视频的实现

针对矿井事故应急救援过程中临时铺设的救援通信系统缺乏天地井的实时通信功能而导致远程指挥中心不能直接了解井下灾情的问题,提出了一种井下有线语音视频通信系统和地面卫星视频通信系统相结合的矿井应急救援指挥通信装置,重点介绍了该装置中卫星传输音视频功能的实现方案。经过联机测试,该装置组网稳定、通信距离长、抗灾能力较强,解决了应急救援指挥中的天地井互联实时通信这一难题。

基于EDSL的防爆地质超前探测远程控制装置设计及应用

针对现有防爆超前地质探测仪不具备远程无人操控功能,存在安全隐患等问题,开发了一种基于EDSL的传输距离长、带宽高、通信稳定、即铺即用型远程控制装置。实际应用表明,该控制装置可以实现在煤矿井下或隧道施工现场长距离无人探测,从而减少因前方地质情况不明或者次生灾害引起的事故。

地震勘探中多炮远程控制系统设计

针对现有矿井地震勘探超前预测数据采集过程中多采用人工放炮,操作时间长、安全隐患多等缺点,依据国家及行业相关规程规定,采用TCP/IP和EDSL混合组网传输技术、嵌入式控制技术,设计了一种具有远程多炮控制、盲炮集中处理和环境瓦斯浓度监测功能的系统。经过测试,该系统可以有效减少因前方地质情况不明诱发的次生灾害,简化了操作流程,提高了生产效率。

煤矿安全生产水害事故风险管理体系在东林矿的应用

以东林矿8大类主要煤矿事故中的水害事故(最大涌水量为1 950 m3/h)为分析对象,以《重庆市突发事件风险管理操作指南(试行)》的"六表一图"为核心框架,开展煤矿事故风险评估工作。列出了"煤矿水害事故风险目录"、"煤矿水害事故风险采集表";计算了"煤矿水害事故风险损害后果"和"煤矿水害事故风险可能性",并绘制了"煤矿水害事故风险矩阵图",得出了煤矿水害事故风险等级值;根据煤矿水害事故风险评估的汇总结果,提出风险的管理标准、技术措施、管理措施和应急准备方案。通过研究,为重庆市区域内典型水害事故风险管理提供了一个应用示范案例。

基于ZigBee的矿用救灾无线通信装置的开发设计

根据矿井救援工作的实际需要,设计了一种基于ZigBee技术的便携式矿用救灾无线通信装置。该装置由通信终端头、通信终端尾和中继器组成。分析了该装置的体系结构、硬件原理、软件流程等。应用结果表明,该装置布设方便、成本低、可靠性高。

二维电法探测采空区的模拟模型及实例分析

二维电法有一个接近实际的模拟模型,即考虑电阻率既在垂直方向上的变化又考虑在水平方向上的变化,因此是探测煤矿采空区的一种较理想的勘探方法。通过几种模拟模型的对比,分析了二维电法在探测精度、勘探费用及工作量上具有的综合优势,并结合探测采空区的应用实例进行了讨论。

矿用大电流瞬变电磁电源结构防爆设计

具备防爆功能的瞬变电磁电源是瞬变电磁技术在矿井物探运用的前提。对大电流电源进行了总体结构布局设计,结合标准及技术要求,采用隔爆的防爆形式对电源进行了详细的结构设计。对电源结构板厚尺寸进行优化设计,得出了重量轻且满足强度要求结构,并对优化结果的数学模型进行了强度分析,验证了设计结果的正确性、可靠性。

CAN总线在隧道监控系统中的应用

采用CAN总线技术组建以单片机为主站的CAN网络,结合工业级人机界面,实现隧道监控系统的逻辑控制和过程控制。

矿用隔爆型计算机机壳结构设计

满足一定的强度要求是矿用隔爆型计算机机壳的结构设计关键,基于薄板应力理论,建立了隔爆机壳强度设计的力学模型,初步计算出了机壳、法兰板厚尺寸;建立起机壳三维模型,利用有限元分析方法对其进行数值仿真分析,找出了机壳应力分布状态,利用尺寸优化设计方法对其进行结构优化,分析了两种优化结构的应力分布情况。对比得出了满足强度要求且重量轻的隔爆机壳,充分发挥了材料的力学性能,提高了企业经济效益。

嵌入式PC在煤矿AE声发射监测系统的应用

从软、硬件设计方面详细介绍了基于嵌入式PC的煤矿AE声发射监测系统的设计原理和实现方法。目前该设备在实际工作中得到成功应用。

煤矿安全生产火灾事故风险管理体系应用研究

针对南方煤矿安全生产火灾风险管理评估的问题,选取东林矿火灾事故(煤层自燃倾向性等级均为Ⅱ类)为分析对象。列出了矿井火灾事故风险目录并采集煤矿火灾事故风险信息;建立了矿井火灾事故人、机、环、管耦合的事故模拟情景,计算矿井火灾事故风险损害后果和风险可能性,绘制矿井火灾事故风险矩阵图,得出事故风险等级值;根据矿井火灾事故风险评估的结果,形成动态事故风险监测机制,提出火灾事故风险的管理标准、技术措施、管理措施和应急准备。