發(fā)布時間：2022-03-05 02:18:57
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的煤礦技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1探查隱伏導水陷落柱
從已發(fā)生的礦井水災來看，導水陷落柱是危害礦井安全的主要因素。而又由于陷落柱具有隱蔽性、差異性等特點，因而要對其進行詳盡的探查存在極大的難題。礦井開采過程中極易因采掘方式不當而引起導水陷落柱發(fā)生水害，不利于礦井的安全順利生產。為了解決這一難題，國家“十二五”已經將其列入重點課題，足見其重要性及在操作上存在的難度。
1.2對奧灰頂部進行全面利用和改造
在煤礦開采過程中極易出現(xiàn)奧陶紀灰?guī)r，而它與主煤層之間的隔水層卻又特別脆弱，容易發(fā)生水害。而且，不利于我國煤炭資源的開采量。經過研究發(fā)現(xiàn)，奧灰?guī)r因頂部的特殊構造，富水性極差，不僅在鉆探過程消耗極少量的水，還具有阻水作用，所以對奧灰?guī)r頂部進行全面利用和改造，增加煤層隔水層的厚度，減少礦井水災發(fā)生的頻率。
1.3對易發(fā)生礦井水災害的含水層進行研究
礦井開采過程中遇到含水量比較大的巖層就容易發(fā)生水災，所以如果能在開采過程中避開這些含水層則能有效避免水災的發(fā)生。通過對多個煤礦開采基地的綜合分析，做好含水層水害防治已成為礦井開采的重要任務。借助先進儀器和設備對含水層進行研究，找出它們的特點，對它們進行加固或其他方式的解決，盡量避免礦井水害的發(fā)生。
2有效的煤礦防治水技術措施
2.1預防為主、治理為輔，防治結合
礦井水災一旦發(fā)生則會帶來極大的損失，所以應該盡可能地做好預防工作，避免水害發(fā)生。但是，若礦井水災一旦發(fā)生，就要及時采用積極的措施進行治理，盡可能地降低損失。為了預防礦井水災的發(fā)生，在礦井設計時就應該有意識地選擇不易受水害影響的地點。在開采過程中也要做好各種監(jiān)測和預防工作。
2.2對礦井內的積水進行疏導，及時將積水排出
礦井水害損失較大主要是因為積水難以及時排出，因此可以通過對礦井積水進行疏導，及時將積水排出，從而降低損失。所以，我們可以挖掘溝渠排放積水；對于因地形限制導致積水難以排出的可以挖掘隧道，將積水引到不會對礦井造成威脅的地方。對于不利于排出積水的地勢低洼處，可以利用水閘或專門設置的排洪站等進行排水。
2.3利用地形，爭取將水降到最低水位
通過對洪水的截流，使它們不能進入礦井也能有效降低礦井水害發(fā)生的可能性。在井口可以通過利用有利的地形，降低水位，空出更多的空間，以便雨季時大量蓄洪。為了能做到這一點要對礦井當?shù)氐臍夂?、天氣等因素進行研究，得出比較確切的雨季時間，以便提早做好蓄洪準備。對于處在山區(qū)的礦井，更要了解附近小溪、河流等的匯水或滲漏情況，并合理利用當?shù)氐拇髩?、水庫等。同時，還要注意避開滑坡、泥石流的多發(fā)地帶，降低水害對礦井的危害。
3結語
機電設備的正常運行對煤礦的安全生產有著極為重要的意義，加強機電系統(tǒng)的運作和管理能有效確保煤礦的安全生產。從目前的情況看，機電系統(tǒng)的管理仍然存在許多有待解決的問題，主要有以下三類：不健全的煤礦機電技術管理體制、煤礦機電設備操作人員素質、機電設備的維護問題。
1不健全的煤礦機電技術管理體制
國家制定了許多關于煤礦礦井的機械電氣設備管理制度，以保證煤礦企業(yè)安全地運行，但很多煤礦企業(yè)在煤礦開采過程中并不按相應的規(guī)范進行監(jiān)督管理。有的企業(yè)制定了機電管理制度，但并沒有按計劃落實，導致煤礦開采過程中秩序極為混亂，容易發(fā)生各種煤礦安全制度，造成人員生命財產損失。
2煤礦機電設備操作人員素質
由于煤礦生產企業(yè)的生產環(huán)境普遍比較惡劣，沒有相應的人員激勵制度，缺乏晉升渠道，這些人力管理的缺陷導致煤礦的技術人才流動率很高，無法留住合適的機電設備使用人才。煤礦機電設備操作人員普遍需要培訓，經常出現(xiàn)初學者對機電設備進行操作的問題，這使煤礦的安全問題更為嚴峻，機電設備得不到正常的維護和管理。
3機電設備的維護在煤礦企業(yè)中普遍缺乏
機電設備的專業(yè)維修人員，機電設備得不到正常的日常維護，這是導致機電設備容易損壞的重要原因，進而影響煤礦的安全采礦工作。
二煤礦機電技術管理
在煤礦安全生產中的運用煤礦的安全正常運行是煤礦企業(yè)生產的必要保障，而在大量機械電氣設備運行的現(xiàn)代煤礦企業(yè)，其先進的管理技術顯得尤為重要，作者從以下幾方面對煤礦機械電氣設備的安全運行提出了相關的策略。
1增加煤礦機械電氣設備管理的資金投入
在煤礦企業(yè)中大量使用機電設備，但是其管理技術卻相當落后，由此導致了很多煤礦安全事故，保證煤礦機械電氣設備的安全運行是保證煤礦安全的重要手段。加大機電技術管理的資金投入首先應加大科研方面的投入，以引進各行各業(yè)先進的管理經驗。各級各部門要落實安全生產的原則，完善各項規(guī)章制度，加強對施工隊伍的建設，注重科研人員的培訓，提高生產煤礦安全技術機電的科技投資。
2建立煤礦電氣和機械結構的科學合理制度
這能確保煤礦設備的安全運行。整個礦井電氣和機械系統(tǒng)，首先要確保精干高效的電網，和可靠的電力供應。在設計上，為了提高機電設備的安全性和可靠性，應采用UPS電源，雙回路供電，以確保煤礦有兩個獨立的供電系統(tǒng)。特別地，瓦斯風機的抽放泵，必須采用特殊的雙回路，保證了供電的可靠性。
3安全生產的過程管理
煤炭生產過程中機電的科學管理是不可或缺的，煤炭生產的每一個環(huán)節(jié)應該開始嚴格控制。首先要注意安裝階段的機電設備，提高設備安裝質量是前提，確保電氣設備和機械設備的正常運行。機械和電氣設備的選擇應根據(jù)煤礦的實際情況，設備的更換成本很高，不要盲目追求低價設備。機電設備的操作人員應該學習機電設備的各種技術數(shù)據(jù)的信息，準確地理解設備的運行狀態(tài)。在設備需要停車檢修時的，操作人員應制定嚴格的超前維護計劃，詳細檢查大修后的設備，應進行試機運行，保證維修質量。在煤礦的生產運行中，必須配備在線監(jiān)測系統(tǒng)，對各種運行中的設備進行在線監(jiān)測，在設備故障前進行檢修，保證設備的正常運行。對于老化的機電設備，企業(yè)應及時進行更新，以提高系統(tǒng)的整體可靠性。
4煤礦機電設備的安全制度建設制定和完善
煤礦安全生產責任制，以確保系統(tǒng)實施，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行。有關部門應重視研究安全系統(tǒng)，安全管理，并為新的形勢，并在實踐中遇到加強研究力度，提出切實可行的措施，新的問題。加強“一通三防”工作的礦井，實施通風區(qū)管理制度。提高安全管理水平，在整個煤炭生產的地位和作用，加強對合格的管理人才，專業(yè)技術力量的培訓，充實煤礦，加強問責制和安全性能評估工作和事故，確保安全系統(tǒng)已經實現(xiàn)。開展安全討論和競賽，營造安全生產文化，提高全體員工的安全意識。
5提高煤炭機電技師的專業(yè)素質
在煤礦日常生產工作中，所有工作都需要人來操作或管理，人的因素是決定性的，因此，要加強人員管理，重視技術人才的培養(yǎng)，提高煤機電技師的技術水平。一方面，我們要注意引進人才工作，改善工作環(huán)境和待遇，不斷充實礦山機電技術人員。在另一方面，加強機電技師的培訓，在培訓期間，當知識和學習，案例研究的理論，實踐技能訓練相結合，使技術人員更好地掌握技能。建立良好的機電技師考評制度和獎勵制度，以促進他們的業(yè)務，不斷提高自身素質。
三結束語
1.1有效提高煤礦生產的安全系數(shù)
在沒有引進機電一體化生產時媒礦工人需要深入幽暗潮濕的礦井進行日常作業(yè)并下所有的工作都需要人工完成,人工作強度大幾乎是超負荷運轉。長此以往不僅會對礦工的健康造成影響復雜多變的井下環(huán)境與突如其來的透水事故、瓦斯爆炸事故還會威脅到廣大礦工的人身安全。
1.2有效提高煤炭生產的效率
在煤炭開采過程中應用一體化的機電技術從根本上改變了煤炭企業(yè)的生產方式用機械取代人工將人力從繁重的機械勞動中解放出來實現(xiàn)人力資源的合理優(yōu)化配置。不僅如此人力不同于機器人會有疲累感超時的高負荷工作會降低工人的生產效率不利于煤炭產量的提升。用機械取代人工后,只要定期對其進行養(yǎng)護維修機械就能長時間保持高強度勞動降低了不確定因素對生產造成的影響肩效提高了煤炭生產效率。
1.3有效提高煤礦企業(yè)的經濟效益
在煤礦生產中運用機電一體化技術,能夠有效節(jié)省人力開支8降低了生產成本還提高了煤炭產量,為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經濟價值使煤炭開采企業(yè)的經濟效益得到大幅提升。企業(yè)盈利增長員工的福利待遇自然水漲船高這在一定程度上改善了煤礦井下作業(yè)人員的生活質量起到了“雙贏”的效果。
2煤礦機電技術一體化應用的具體體現(xiàn)
2.1帶式輸送機
帶式輸送機是煤炭企業(yè)機電一體化的重要組成部分,能幫助井下作業(yè)人員將已開采的煤炭運往地面,是煤炭生產不可或缺的幫手。在煤礦機電一體化的摸索過程中我國自行生產了多代帶式輸送機但大多都存在運輸容量小、運程距離短、運行效率低、易出現(xiàn)機械故障、穩(wěn)定性得不到保障等問題對進一步提升采煤效率造成了阻礙。為了解決這一系列的問題我國科研機構充分考慮到礦井井下復雜多變的環(huán)境運用機電一體化技術將我國多年研究帶式運輸機的豐富經驗與煤礦運輸?shù)膶嶋H需求結合起來研發(fā)了多種軟啟動、制動裝置肩效克服了傳統(tǒng)帶式運輸機的不足之處迎合了時展的需求。新型運輸機加大了運輸容量、增加了運程距離、提高了運行效率、降低了機械故障的發(fā)生幾率為確保煤礦開采工作順利進行打下了堅實的基礎。
2.2采煤機
將機電一體化技術運用于采煤機中莊要是通過改變采煤機牽引方式的方法達到延長設備使用壽命、增加安全性的目的。機電一體化技術能促使采煤機由老舊的液壓牽引方式向新型的電牽引式方向發(fā)展充分發(fā)揮其實際優(yōu)勢提升采煤效率提高煤炭開采量。使用電牽引的新型采煤機能將運輸過程產生的阻力降到最低涅合制動發(fā)電裝置共同運作河以提高資源的合理利用效率盡量避免不必要的資源浪費。不僅如此機電一體化技術還能克服煤層坡度大且陡的不便通過在采煤機電動機加裝防滑裝置的方法崖面提升采煤機傳動軸的荷載能力。零件損耗是制約煤炭開采效率的重要原因液壓牽引方式會加快采煤機內各組成零件的損耗速度施工人員要通過不斷更換零部件或直接更換采煤機的方式確保煤炭開采效率無形中增加了開采成本不利于企業(yè)獲得經濟效益最大化。在采用機電一體化技術后,電動牽引方式完美解決了零件磨損的問題通過調節(jié)電控系統(tǒng)實現(xiàn)靈活簡便的操作不僅有效延長了采煤機的實際使用壽命節(jié)省了成本開支還提升了采煤安全系數(shù)保障了采礦人員的人身安全。除此之外,電動牽引式的采煤機還具有適用領域廣、小巧輕便、結構簡單等優(yōu)勢能夠最大程度上將電能轉化為實際生產力為煤炭企業(yè)提高產量打下了堅實的基礎。
2.3提升機
礦井提升機是當前煤炭生產過程中涉及到的所有機械設備中自動化水平最高的一個,已經實現(xiàn)了全數(shù)字化,內裝式提升機是機電一體化技術的典型代表,將驅動裝置與滾筒裝置整合在一起后,機械結構得到了極大簡化。在提升機中運用機電一體化技術后提升機能自主查詢機體故障來源定期進行“體檢”并自動記錄檢測結果為機械的維修、養(yǎng)護工作提供了必要的依據(jù),同時也節(jié)省了人力成本。在其檢測到系統(tǒng)出現(xiàn)故障時會通過聲音提示的方式通知相關工作人員對其進行及時修護,以此確保提升機的正常運行。不僅如此全數(shù)字化的礦井提升機相對于傳統(tǒng)型號的提升機而言具有更簡單的硬件配置兼容性強皮全系數(shù)高所需的易損零部件較少,能瞬間提升加速度更靈活易控實際操作性更強。全數(shù)字化提升機具備良好的使用性能充分發(fā)揮出了計算機技術的優(yōu)勢,能進一步完善系統(tǒng)檢測、自保工作,已經成為多地煤礦施工提升機的首選類型。
2.4電控液壓支架
由于我國電控液壓支架發(fā)展歷史較短肖前推行的國產電控液壓支架所用的控制系統(tǒng)較簡單應用范圍局限性過強遠不如其他國家研發(fā)的電控液壓支架性能優(yōu)越。將液壓控制與計算機技術有機結合在一起,能將支架與頂板之間的距離控制在一個合理的范圍內肩效避免因反復摩擦造成的零部件磨損,以此達到延長電控液壓支架使用壽命的目的。
3結束語
在煤礦的機電工程的動力設計過程中，機械設備在正常使用的過程中可能并不需要在滿負荷的情況下進行長時間的工作。在這種情況下，為了在滿足生產過程中的動力需求下，應該盡量減少電力資源的浪費。本文認為利用變頻技術的特點可以幫助煤礦企業(yè)實現(xiàn)以上要求。變頻技術中包括了電機傳動技術、電力電子技術以及計算機控制技術，所以說變頻技術是一項包含了強弱電與機械的綜合技術。變頻技術的基礎原理就是通過半導體元件將工頻電流信號轉化為其他頻率，再將轉化的工頻交流電進一步轉化為直流電，根據(jù)逆變器對電壓和電流進行控制，最終實現(xiàn)煤礦機電設備的無級調速。綜上所述，煤礦機電工程中設備的變頻技術就是利用電極的轉速與電流頻率之間的同比增長關系，通過控制電流的頻率來調節(jié)電機的轉動速度。通過變頻技術能夠有效的控制電機的轉動速度，實現(xiàn)電機的穩(wěn)定工作，提高工作效率，實現(xiàn)節(jié)省能源的目的。
2變頻技術在煤礦機電工程中的應用
在煤礦機電工程中，變頻技術在很多機電設備中都得到了應用，變頻技術不但能夠使得電機的工作狀態(tài)更加容易調節(jié)，而且通過現(xiàn)代控制技術能夠對機電設備進行遠程、智能的操作。
2.1變頻技術在提升機中的應用實踐
在現(xiàn)代煤礦機電工程中，煤礦提升設備的主要認為就是將煤礦中的礦石與生產工作人員運送到預先設置的地點，可以看到煤礦提升設備在煤礦的生產中作用無法被替代。但是煤礦由于生產的需要，提升設備需要頻繁的調整期提升的速度，并且常常需要關閉與啟動。傳統(tǒng)的對煤礦提升設備進行調速需要將金屬電阻裝入提升設備的電機控制電路之中，從而可以不斷的調整電阻的大小來控制電機的運轉。傳統(tǒng)的提升設備的調速裝置需要消耗大量的能源，并會產生大量不需要的熱量。而且傳統(tǒng)的提升設備的調速裝置的調速范圍非常有限，調節(jié)精度也不高。特別是在控制提升設備的下降的時候還需要使用制動裝置控制速度，所以對于電力資源的浪費是很大的，也會對煤礦生產過程造成隱患。而將變頻技術應用在煤礦提升設備之中，可以從根本上解決傳統(tǒng)的變速裝置所帶來的問題，不僅僅使得設備的運行更加平穩(wěn)，而且使得生產過程更加安全。變頻技術的使用可以減少設備中繼電器的使用數(shù)量，減少電路的維護費用。而變頻技術的控制精度相對于傳統(tǒng)的速度調節(jié)裝置也具有更大的優(yōu)勢，可以通過修改電路變成命令來實現(xiàn)對煤礦提升設備的系統(tǒng)功能的改變。事實上，通過變頻技術改變了提升設備的通過機械摩擦控制下降速度的減速方式，降低了設備磨損，延長了機電設備的使用壽命。
2.2變頻技術在皮帶設備中的應用
在煤礦企業(yè)的生產作業(yè)的機電工程中，皮帶設備與提升設備相比需要更加的功率。皮帶設備的工作原理是通過點擊轉動牽動皮帶的運轉，從而將皮帶上的礦石輸送到設備的地點。皮帶設備的工作原理要求其的運作必須通過輪轂與皮帶的相互摩擦而實現(xiàn)。皮帶設備的運作需要降到的啟動電流，目前我國國內大部分的煤炭企業(yè)使用液力耦合設備來實現(xiàn)皮帶設備的軟啟動，在軟啟動的時候啟動電流非常大，不僅僅使得電路中電壓產生較大的起伏，而且會加速皮帶設備中零件的損壞。液力耦合設備在運作過程中會產生大量熱量，使得相關設備的內部溫度上升，最終導致設備機械磨損增加，最終也會造成設備運行的安全隱患。將變頻技術引入到皮帶設備中，不但能夠取代液力耦合設備實現(xiàn)皮帶設備的軟啟動，而且使得皮帶設備在運行和啟動、停止過程中更加穩(wěn)定，并且使得皮帶設備的能源利用率大大提高。
2.3變頻技術在通風設備中的應用
在煤礦企業(yè)的生產作業(yè)的機電工程中，通風設備由于其自身的作用在煤礦企業(yè)的所有機電設備中占據(jù)了非常重要的位置。為了保證生產現(xiàn)場的空氣流通，需要通風設備一致工作。但是隨著開采深度的增加，對于風壓的要求也越來越高，通風設備的功率也會隨之增加。這種情況下，要求通風設備應該具有隨著開采深度的變化而不斷的變化。并且通風設備在啟動的時候，需要較大的啟動電流。而是用變頻技術之后可以對通風設備轉動速度進行有效的控制，從而極大的減少能源的消耗，并增加通風設備的使用壽命。
3結語
采用在擴散塔增設換熱裝置回收利用礦井回風冷熱源系統(tǒng)，換熱裝置可以采用閉式、開式兩種，閉式系統(tǒng)換熱介質與回風完成間壁換熱后流入熱泵機組，經熱泵或制冷循環(huán)后，流回換熱設備與回風再次換熱，完成循環(huán);開式系統(tǒng)采用在擴散塔內直接噴水完成熱量交換，系統(tǒng)較開式系統(tǒng)復雜，但換熱效率更高。熱泵機組的能效比約為4～6，系統(tǒng)的整體耗電量低，節(jié)能效果明顯。相比于煤礦的排水、瓦斯、壓風機房等余熱，主要有以下特點:1)礦井回風風溫、風量穩(wěn)定，系統(tǒng)可靠性高。2)在擴散塔設置換熱裝置，一方面減少了通風噪聲，另一方面通過開式噴淋系統(tǒng)還可以降低礦井回風中污染物，對提高礦區(qū)環(huán)境有著積極的貢獻。
2應用回風源熱泵系統(tǒng)的效益分析
本文所計算運行費用包括:夏季空調耗電，冬季供熱耗電，全年供熱水耗電。
2．1礦井回風可提取熱量經過換熱裝置后，回風的溫度與濕度均會發(fā)生變化，假定其換熱前后壓力不變［6］。則其從回風中提取的熱量為。
2．2運行費用1)回風源熱泵系統(tǒng)機組年運行費用。其年運行費用應為:系統(tǒng)總耗電功率×運行時間×當?shù)仉妰r+年維護管理費，計算時應考慮冬、夏與洗浴各參數(shù)的特點。2)燃煤鍋爐實際費用。燃煤鍋爐系統(tǒng)運行費用合計=鍋爐燃料消耗費+鍋爐用電費+分體空調運行費+運行人員工資+維護費。
2．3已應用該系統(tǒng)的礦區(qū)實際投資運行效益分析1)福興礦冬天供熱負荷約為1977kW，夏季放熱負荷1556kW，其采用回風源熱泵系統(tǒng)，回風量約為60m3/s，回風溫度約為25℃～30℃，經計算礦井回風冬季可提供的熱量為1932．6kW;夏季可吸收的熱量為1513．3kW，對比其所需負荷，可見冬季和夏季基本可滿足使用需要［10］。其回風源熱泵系統(tǒng)投資約為3000萬元，同樣負荷條件下若采用傳統(tǒng)的燃煤鍋爐加電驅動的中央空調系統(tǒng)，其投資約為2700萬元，比回風源熱泵系統(tǒng)減少約10%，而回風源熱泵系統(tǒng)年運行費用約為110萬元，而傳統(tǒng)方案的年運行費用約為230萬元。年節(jié)約標準煤炭約3000t，可減少CO2排放約7698t。2)曙光礦區(qū)回風冬天可以提供3960kW的熱量，滿足冬季供熱所需的3233kW;夏天需要排放4159kW熱量，滿足夏季制冷所需的3650kW。故利用礦井回風的熱量和冷量，冬夏季均可滿足要求［9］。采用回風源熱泵系統(tǒng)，每年可節(jié)約運行費用158．45萬元，減少CO2排放9812．4t，減少SO2排放75．48t，環(huán)境效益顯著。3)冀中能源東龐煤礦通過回風源熱泵系統(tǒng)，冬、夏兩季為工業(yè)廣場及輔助建筑物供暖、空調，并可滿足井筒防凍以及生活熱水供應使用要求［8］。系統(tǒng)需冷、熱量約1740．45kW，而回風能提供2553kW冷、熱量，滿足供熱制冷需求。使用礦井回風源熱泵系統(tǒng)使礦區(qū)年節(jié)約煤炭約1991t，減少CO2排放5174t，減少SO2排放59．7t。4)平煤三礦在利用回風源熱泵系統(tǒng)后［11］，年減少燃煤量2457．6t，每噸按市場價500元計算，可減少燃煤投入資金122．8萬元，同時年減少SO2排放量49．152t，CO2排放量6389．76t，煙塵排放量2．21t，為節(jié)能減排做出了貢獻。
3分析總結
各大礦區(qū)實際使用回風源熱泵系統(tǒng)后，由于煤礦大多蘊含著豐富的地熱能源，隨著回風的利用，為礦區(qū)提供較為優(yōu)質的低溫熱源，使熱泵機組得以運作，并且實現(xiàn)較好的經濟效益和環(huán)境效益。
4結語
分析當前的煤礦生產調度系統(tǒng)，在運行過程中，存在以下幾個方面的問題：第一，調度系統(tǒng)的工作效率較低，針對現(xiàn)有的煤礦生產調度系統(tǒng)，受技術條件的限制，煤礦企業(yè)還不能充分利用現(xiàn)代的網絡技術來加強煤礦生產調度管理系統(tǒng)的建設，導致出現(xiàn)界面不友好、無法實時查看信息，用戶操作困難，數(shù)據(jù)管理分散的現(xiàn)象，甚至調度管理中的信息出現(xiàn)重復記錄的現(xiàn)象。在煤礦生產中，由于煤礦生產調度管理系統(tǒng)僅限于指揮部門使用，在沒有對調度信息進行科學管理的基礎上調度部門所獲得的信息是不能被其他部門使用的，信息缺乏共享性，致使調度管理系統(tǒng)的使用效率低下。第二，缺乏完善的信息統(tǒng)計功能，由于調度信息缺乏共享性，這就給煤礦井下安全生產的決策分析帶來了一定的困難，例如在某個時間段內生產事故等情況不能及時得到統(tǒng)計和處理，其嚴重影響了系統(tǒng)在煤礦安全生產中組織和協(xié)調作用的發(fā)揮，進而影響了煤礦井下的安全生產。第三，無法實現(xiàn)對生產調度臺賬和報表的實時生成，在煤礦生產調度管理系統(tǒng)中，雖然實現(xiàn)了基礎數(shù)據(jù)的管理功能，但是，在調度管理系統(tǒng)中還沒有真正實現(xiàn)實時生產報表的功能。在生產過程中，生產調度臺賬和報表的實時生產不僅可以起到統(tǒng)計作用，也可以起到組織和協(xié)調作用，其中，生產調度日報、煤礦井下生產值班情況表及掘進工作面調度記錄等報表可以很直觀的對煤礦生產進行科學決策分析。第四，無法實現(xiàn)動態(tài)查看功能，由于圖形信息管理功能不全面，在現(xiàn)有的調度管理信息系統(tǒng)中，其只能實現(xiàn)經驗的圖形管理，而實時生成的動態(tài)圖形在現(xiàn)有的調度管理系統(tǒng)中不能得到充分體現(xiàn)。在調度管理信息系統(tǒng)中，若采用無小型化網絡設備，不僅成本高，設備體重大，也不具有支持數(shù)據(jù)業(yè)務的功能，因此，采用無線通信技術與安全生產管理調度系統(tǒng)，其可以有效滿足煤礦井下安全生產的需求。
二、建立基于TD-SCDM無線通信的調度管理系統(tǒng)
隨著計算機網絡技術的發(fā)展，通信技術的應用已受到了社會各界的廣泛關注，相應的網絡平臺經歷了終端主機方式到服務器方式的演變。并且在信息數(shù)據(jù)收集、存儲和處理上，也從封閉式逐步走向開放時。由此可知，通信技術的轉變，促進了我國社會經濟的發(fā)展。在科學技術不斷發(fā)展的今天，井下越來越多的電力設備、調度中心的信息資源共享及工作流程優(yōu)化的要求，為了有效滿足煤礦井下的安全生產要求，建立基于通信技術的調度管理系統(tǒng)，不僅可以確保煤礦安全生產，同時也是促進煤礦企業(yè)經濟可持續(xù)發(fā)展的重要保證。由于煤礦生產調度系統(tǒng)在煤礦井下安全生產中發(fā)揮著不可替代的作用，因此，利用通信技術來建立煤礦生產調度管理系統(tǒng)，規(guī)范煤礦生產的調度管理，減少指揮人員的工作負擔，從而提高工作效率和精確度。
針對當前煤礦生產調度管理系統(tǒng)存在的問題，在建設調度管理信息系統(tǒng)中，首先應借鑒國內外比較先進的煤礦生產調度管理信息系統(tǒng)進行分析、研究，結合煤礦企業(yè)內部的具體生產情況和實際需求進行分析，將兩者有效結合，采用TD-SCDM無線通信技術，并結合煤礦企業(yè)現(xiàn)有的信息化平臺，提供語音、視頻、數(shù)據(jù)一體的網絡平臺，如圖1所示，通過利用通信技術與調度管理信息系統(tǒng)連接，其可以及時對井下生產進行指揮，同時也可以及時進行緊急情況的處理。采用TD-SCDM礦用無線通信與煤礦生產調度系統(tǒng)，其主要有以下特點：第一，具有先進的無線管理功能，通過搭載無線視頻監(jiān)控和人員定位等數(shù)字化建設，指揮調度人員只需要通過語音、視頻進行調度或召開會議，則可以進行通信與管理；第二，信息收集與分析功能，對掘進隊的生產數(shù)據(jù)及井下各個環(huán)節(jié)的安全生產情況等基礎資料進行收集，按照年、月、日對煤炭生產產量及安全情況進行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)信息共享，及時地、有效地解決煤礦生產中的實際問題；第三，資源合理分配功能，根據(jù)煤礦企業(yè)內部的具體情況和煤炭生產需要合理分配勞動力，對機電設備、配件、雷管等進行檢查；第四，數(shù)據(jù)資料存儲、查詢功能，對收集到的生產數(shù)據(jù)及相關資料以超文本的形式存在，從而實現(xiàn)規(guī)范化的煤礦安全生產；第五，可靠的冗余功能，煤礦生產調度系統(tǒng)支持單板、設備、網絡級等三級冗余能力，在煤礦生產中，若某一環(huán)節(jié)或節(jié)點發(fā)生故障，調度管理信息系統(tǒng)將會自動進行主設備的倒換，以保證整合系統(tǒng)的正常運行；第六，漫游功能，利用無線通信技術在煤礦井上設置多個基站，實現(xiàn)多點漫游和無縫卻換的功能，這樣系統(tǒng)不僅可以實時對煤礦井下的生產進行監(jiān)測，也可以對各個基站的指揮調度人員進行網絡級調度和漫游調度，該系統(tǒng)支持全局錄音功能；第七，多級調度功能，指揮調度人員只需權限設置，則可以實現(xiàn)上級調度臺對下級調度臺的調度，同時總調度臺可以對各分調度臺進行調度，建設全網多級調度管理信息系統(tǒng)，以滿足對多用戶管理的需求。
三、結束語
自2011年6月開始進行技術資料數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研制開發(fā)，于2012年2月初完成各項調試工作。同在6月份開始對資料的整理過程進行詳細分工，確定分類原則，做好各項準備工作；7-9月期間我們對建井以來所有技術資料進行了整理、分類、記錄，并形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)源表；10-12月進行計算機錄入，形成電子數(shù)據(jù)源表，并且針對各個文件箱所存資料，打印出目錄，并有總目錄；2012年1月底完成資料數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的整體調試工作，實現(xiàn)了分類檢索和關鍵字檢索兩大功能；2月將電子數(shù)據(jù)源表導入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，同時實現(xiàn)了局域網內共享，經過多次調試，最終達到預期目的，隨即制定了與之相匹配的管理制度和流程圖。
2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)簡述
2.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)是在Access2007平臺上開發(fā)出來的，因此，要求計算機安裝Access2007軟件方可運行該系統(tǒng)。系統(tǒng)包括六個界面：密碼登陸界面、系統(tǒng)主界面、資料查詢界面、資料編輯登陸界面、數(shù)據(jù)庫編輯查看界面和數(shù)據(jù)表界面，系統(tǒng)大小約50M。
2.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的操作
2.2.1查詢數(shù)據(jù)庫操作
首先，雙擊技術資料數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)圖標，打開數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，登錄數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主界面；其次，從文件類別組合框中選擇相應的文件類別，顯示子窗體將自動執(zhí)行刷新窗體命令，相應類別的文件就會全部顯示；最后，在文件名文本框中輸入所要查詢文件的關鍵詞，例如北翼、補20、探水等，單擊查詢按鈕，與關鍵詞有關的記錄將顯示在子窗體中，通過窗體中的顯示信息定位紙質資料，對于已經錄入系統(tǒng)的文件，還可以通過詳情欄下的文件超鏈接查看和修改源文件。
首先，單擊編輯數(shù)據(jù)庫復選框，進入登陸界面，輸入正確的登陸密碼進入編輯查看界面，單擊“最后一項”按鈕，依次填寫資料的各種信息，文件名和文件類別這兩項做為主檢索項必須填寫。填寫完畢，單擊查看數(shù)據(jù)表按鈕進行數(shù)據(jù)核對或退出。
2.2.3備份數(shù)據(jù)庫
這屬于Access2007自身的功能，通過導出數(shù)據(jù)表備份并放在指定文件夾下。當現(xiàn)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)癱瘓時，我們可以通過備份數(shù)據(jù)表恢復數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
2.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的局域網共享
該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為文件型，所以我們采用數(shù)據(jù)庫同電子資料文件夾聯(lián)合共享的形式實現(xiàn)局域網共享。同時把用戶分為兩類：一類是管理員組具有管理權限，可以進行查詢、修改等，具有最高的管理權限；另一類是用戶組具有查詢和下載權限，不能對源數(shù)據(jù)進行任何的更改。
2.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的優(yōu)點
總體上講，該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①系統(tǒng)實現(xiàn)了文件的快速查找、定位、閱讀、編輯，結束了以前查找資料“翻箱倒柜”的局面，也避免了電子版資料的假丟失；②通過本系統(tǒng)使現(xiàn)有的紙質文件和電子文件鏈接成一個整體，使技術資料管理實現(xiàn)一體化；③系統(tǒng)占用空間小、界面簡潔大方、操作簡單、反應靈敏、實用性強，大大提高了用戶對資料的歸類、查找、查看效率；④系統(tǒng)本身具有一定的安全性，防止了資料的損壞和丟失。
3技術資料信息化管理制度及流程
為了更好的管理技術資料，只有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和資料整理這些基礎工作還是遠遠不夠的，必須制定與之相匹配并符合實際的管理制度，確保整個體系健康有效運行。在制度中明確了技術資料在存檔、借閱、歸還、銷毀等環(huán)節(jié)中相關人員的責任和義務，同時確定了技術資料信息化管理體系中主要負責人的權限審批辦法。好的管理在于好的流程，為了規(guī)范技術資料管理過程的各個細節(jié)，管理流程的制定是影響體系順暢運行的關鍵要素，管理流程主要包括存檔、借閱、歸檔三大部分，每個部分又詳細劃分了執(zhí)行步驟，明確了每個步驟中所需要辦理的手續(xù)，如圖1所示。好的流程在于好的執(zhí)行，為了更好的執(zhí)行《陶一煤礦技術資料信息化管理制度》，使管理過程中的各個步驟都能按照《陶一煤礦技術資料信息化管理流程圖》要求執(zhí)行，我們又查閱了各種檔案管理資料，特制作了《煤礦技術資料檔案借閱申請單》、《煤礦技術資料檔案室資料歸檔登記表》、《煤礦技術資料檔案室資料借閱登記表》等表格，提高了資料管理的規(guī)范性。
4應用情況
1.1有源RFID定位技術
RFID(RadioFrequencyIdentification)技術，又稱為無線射頻識別技術，是一種非接觸式的自動識別技術，根據(jù)標識卡是否需要供電又可分為有源RFID技術及無源RFID技術，無源RFID標識卡一般識別距離在幾厘米～幾米，難以達到礦井井下人員定位系統(tǒng)的要求。因此，目前，礦井人員定位系統(tǒng)應用較多的是有源RFID技術：每個下井人員攜帶一個433MHz或2.4GHz的有源定位標識卡，該標識卡每隔一段時間(1～3s)發(fā)送一次代表攜帶人員身份的射頻編碼，該編碼信號被安裝在礦井巷道內的讀卡器接收并傳送到地面服務器，由于讀卡器的位置在定位系統(tǒng)中已經設置完成，因此，我們可以判斷出井下人員的位置。該系統(tǒng)的優(yōu)點網絡結構、算法簡單，建設成本較低，缺點是定位精度低，一般為讀卡器的接收半徑，約幾十米～幾百米。
1.2RSSI定位技術
RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)是接收信號的強度指示，RSSI定位技術是通過接收到的信號強弱來測定信號發(fā)送點與接收點之間的距離，進而根據(jù)接收點位置坐標來進行定位計算的一種定位技術，該技術在礦井人員系統(tǒng)中應用較多，如TICC2431芯片就集成了RSSI定位引擎。RSSI定位技術精度較有源RFID定位技術有所提高，通過算法優(yōu)化的RSSI定位精度可達8m。RSSI定位技術的主要問題是易受環(huán)境的影響，如環(huán)境濕度的變化、人體的遮擋等均會引起信號強度的較大變化，使得測試數(shù)據(jù)波動較大。
1.3TDOA定位技術
TDOA（到達時間差）方法是通過測量移動目標發(fā)出的信號到達多個接收基站的時間差來對目標進行定位的方法，即各接收基站對來自同一移動臺的信號作到達時間TOA的測量，然后將各TOA值傳送到定位處理中心，中心根據(jù)TOA求出各基站間的TDOA并計算出目標的位置坐標。
1.4起源蜂窩小區(qū)技術
起源蜂窩小區(qū)定位技術(COO即CellOfOrigin)是一種基于移動臺的定位技術，它根據(jù)移動臺所注冊的小區(qū)識別號ID來確定移動臺的位置。由于礦井無線通信系統(tǒng)的井下基站安裝的巷道位置是一般是固定的，只需知道哪些移動臺在當前小區(qū)注冊，系統(tǒng)把該小區(qū)基站對應的巷道位置和覆蓋半徑發(fā)送給移動臺，移動臺就能知道自己處在什么地方。同時，系統(tǒng)也可通過小區(qū)內注冊用戶信息得到移動臺所處的位置信息。起源蜂窩小區(qū)技術無需對移動網絡和移動臺進行修改，響應時間短，方案簡單、經濟。但是，由此導致的缺點是精度較差，定位誤差就是一個蜂窩的大小。
2.基于TD-SCDMA系統(tǒng)的定位技術
本項目研究了基于TD-SCDMA系統(tǒng)的定位技術，系統(tǒng)采用了TA（TimingAdvance）定位技術，又可稱為CellID+TA，即小區(qū)識別號+時間提前量。無線信號在空中傳播是有延遲的，時間提前量TA由基站BTS（BaseTransceiverStation）測量后通知移動臺MS提前這段TA時間發(fā)送數(shù)據(jù)，目的是為了補償基站BTS與MS之間的傳輸時延。TA定位方法就是利用現(xiàn)有的參數(shù)TA來測算定位目標MS和基站之間的距離，再經過相關軟件處理和計算得出各終端具置信息，同時體現(xiàn)在監(jiān)控中心，從而實現(xiàn)通過終端進行定位的功能。TA定位實現(xiàn)原理：
(1)定位請求控制
a.定位中心負責監(jiān)視定位命令表，發(fā)現(xiàn)有用戶定位請求，取出用戶信息；b.通過診斷測試流程將定位用戶消息發(fā)送至網元，定位結果返回后寫入定位數(shù)據(jù)表中；c.將命令表中對應的記錄狀態(tài)置為已發(fā)送狀態(tài)。
(2)終端類型判斷
由于不同廠商的終端對TA測量處理有差異，部分終端TA測量值差異較大，需要針對終端類型進行距離修正，所以在進行終端定位前，要先獲取終端類型。終端的IMEI由15位數(shù)字組成，其組成為：前6位數(shù)(TAC)是“型號核準號碼”，一般代表機型；接著的2位數(shù)(FAC)是“最后裝配號”，一般代表產地；之后的6位數(shù)(SNR)是“串號”，一般代表生產順序號；最后1位數(shù)(SP)為檢驗碼，一般中斷效驗碼都設置為0。在本項目實際使用中，由于同一個批次的終端，前8為數(shù)字一般相同，可以根據(jù)終端的IMEI前8位來確定終端類型。對于定位請求，RNC在獲取終端的IMSI后，發(fā)起IdentityRequest，請求類型為IMEI，IUC收到呼叫中心CC的Identity查詢后，給RAC發(fā)送下行直傳消息，請求UE上報IMEI信息。IUC收到RAC的上行直傳消息后，從NAS消息中解析出IMEI后，將IMEI寫入到UE表中，需要判斷UE表中RRC的建立原因，如果是Terminating-causeunknown，該IMEI信息不需要給CN回復。然后給CC回復IMEI查詢成功指示消息。
(3)修正值確定
本項目選取一款使用數(shù)量較多，且上報TA值穩(wěn)定的終端，其默認的定位修正值為0，并在每個基站的天線處，通過多次測量TA值，然后取平均值的方法確定各個基站的TA修正值；并通過多次計算，確定出基站修正距離Ud(uepathdistance)、終端修正距離Td(terminaldistance)、階段修正距離Pd(partdistaice)，并配置各基站最大定位范圍Md(maximumdistance)為基站間距離，確定修正值后，存入修正值表中。
(4)距離計算方法
定位中心收到一條定位消息，轉換為對應表的數(shù)據(jù)結構，并進行下一步判斷。根據(jù)終端所在小區(qū)CELLID，判斷終端位置是在地面還是井下。如果是井上，計算結束。如果是井下，根據(jù)IMEI確定終端類型。根據(jù)終端類型調用系統(tǒng)中儲存的相關修正值。根據(jù)測量值減去修正值，得到修正后的測量值。
3.結束語
