基于人员定位及瓦斯监测的智能矿灯设计

总结地表变形规律，为充填开采技术推广积累成功经验。

参考文献：[1]张吉雄，缪协兴，郭广礼.矸石(固体废物)直接充填采煤技术发展现状[J].采矿与安全工程学报,2009,(4).[2]瞿群迪，周华强，等.煤矿膏体充填开采工艺的探讨[J].煤炭科学与技术,2004,(10).[3]缪协兴，张吉雄，郭广礼.综合机械化固体充填采煤方法与技术研究[J].煤炭学报,2010，(1).[4]缪协兴，张吉雄，郭广礼.综合机械化固体废物充填采煤方法与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社,2010.作者简介：李常华（1970－），男，山东泗水县人，毕业于山东科技大学，现任济宁矿业集团花园煤矿总工程师。

（收稿日期：2012-9-7）Factor and Game of Effecting Waste-filling Coal MiningGE Hai-bin,CHEN Shi-jun,LI Chang-Hua,YANG Ji-long (Huayuan Coal M ining ,Jining M ining Group,Jining 272000,China)Abstract ：In order to release large coal mining under the building,and eliminate coal waste dump,application of comprehensive mechanized solid filling coal mining is provided in huayuan coal mining.On the basis of introducing the technology and system of filling coal mining,the factor of effecting waste-filling coal mining is specially analysed in industrial test period,and the solving method is provided.Keywords ：waste-filling coal mining;six columns hydraulic support;filling ratio;compaction ratio 基于CC2430的矿井人员定位与瓦斯监控系统的研究刘海波，卓邦远，胡学军，刘世伟（宝龙电器有限公司，安徽宿州234000）摘要针对当前煤矿监测系统存在的检测盲区及扩展困难的问题，采用集射频、微控制器、闪存于一身，并与IEEE802.15.4、ZigBee 软件兼容的无线单片机CC2430为核心器件，研究设计一种基于ZigBee 技术的煤矿监测系统，既能对煤矿井下人员定位又能对采掘面的瓦斯浓度实时有效的监控。

一种基于井下人员定位的本安型瓦斯矿灯【摘要】本文介绍了一种基于井下人员定位的本安型瓦斯矿灯，防爆型式符合GB3836标准要求，并达到ia等级。

采用瓦斯检测与人员定位相结合，将瓦斯采集数据通过人员定位系统实时传送到地面，做到实时监控，有人员的地方就有瓦斯参数的安全目标，反应速率<9s，有利于树立安全意识，保护人民生命和国家财产安全。

【关键词】本安型;矿灯;保护器;PTC;过流保护1.前言矿井一旦发生瓦斯爆炸，就会造成一系列及其严重的危害，其危害主要表现在以下几个方面：1）爆炸产生高温。

爆炸时产生的热量，使周围气体温度迅速升高，爆炸瞬间的温度为1850℃-2650℃。

这样的高温，会造成人员伤亡，并可能引起火灾，烧毁设备、设施，损坏巷道;2）爆炸产生高压气体和强大冲击波。

由于爆炸时气体温度骤然升高，引起爆源附近气体体积急速膨胀，气体压力突然增大，形成强大的高压冲击波。

强大的冲击波可使井下人员遭受伤亡，严重摧毁巷道支架、井下设施和设备，造成巷道顶板冒落。

3）爆炸产生大量的有毒、有害气体。

瓦斯爆炸要消耗大量氧气，同时伴生大量的有害气体，其中主要是一氧化碳和二氧化碳。

若有煤尘参与爆炸，产生的一氧化碳气体会更多，造成的人员伤亡更严重。

统计资料表明，瓦斯、煤尘爆炸事故中死亡的人数，90%左右都是因为一氧化碳中毒、窒息死亡。

瓦斯（甲烷CH4）报警矿灯是在矿灯上增加了瓦斯报警装置。

当瓦斯超限时，声、光形式报警，以警告使用者瓦斯超限。

它具有结构简单、报警醒目、重量轻、使用方便等特点，其中主灯闪烁式瓦斯报警矿灯还具有当瓦斯超限时强制工人停止作业的功能，特别适宜于井下分散作业人员携带使用。

目前国内瓦斯矿灯无法将瓦斯采集数据实时传送到地面服务器，且属于矿用特殊型产品，防爆型式：EXSI，安全系数低，容易发生蓄电池、矿灯头碰撞摔破、电缆破皮扯断等现象而产生电火花，继而引发瓦斯爆炸事故，这也是矿灯引发矿难事故的根源[1，2]因此，研制一款与人员定位相结合的本安型瓦斯矿灯具有重大的安全意义。

基于G IS和RF ID的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统设计周爱华,陈　静(北京联合大学应用文理学院,北京　100083)摘要:煤矿井下工作环境恶劣,突发性事故时有发生,井下工作人员多、地点分散、给安全管理与事故救援带来很大的困难。

基于GI S和RF I D的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统能够很好的解决井下人员的实时定位与监控管理等问题,为井下救援与管理带来极大方便,从而使我国的煤矿安全生产与事故救护更加规范与科学。

关键词:井下;跟踪定位与监控系统;GI S;FR I D中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1001-358X(2009)01-0047-03 目前,GI S技术与RF I D技术在煤矿企业的安全生产管理中有广泛的应用,并取得了良好的应用效果,因此,建立基于GI S和RF I D的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统,有效利用两种技术的优势,对煤矿的安全生产与管理具有重要意义,将使我国的煤矿安全生产与事故救护更加规范与科学。

1　地理信息系统(G I S)及其应用地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显,是分析和处理海量地理数据的通用技术[1]。

地理信息系统起源于20世纪60年代初,现已成功地应用到了包括资源调查、环境评估、自动制图、公共设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通安全、石油和天然气、教育、军事、灾害防治等一百多个领域。

GI S具有海量空间数据的获取、储存和处理的能力,能把空间特征数据与表格化的属性数据联系起来,使各种类型的数据得到充分的图形体现。

同时GI S还可以结合数据和相应图表做出准确的分析判断,并给出相应的反馈信息从而辅助决策。

这些能力是矿山数字化安全管理中应用GI S的主要动力。

目前,地理信息系统在矿业中的应用主要有以下六个方面:①矿山设计;②编制生产计划;③日常生产管理;④矿山安全;⑤生产监督检查;⑥环境保护[2]。

其中,在矿山安全方面,GI S技术已成功应用于矿井通风[2-3]、瓦斯管理[4]、水害管理[5]、塌陷区土地管理[6]以及矿山综合安全信息管理[7]等方面。

基于STM32智能矿灯系统设计摘要：本论文研究了基于STM32微处理器的智能矿灯系统设计。

它采用了多种数字电路元件和传感器，并使用STM32系列芯片来实现数据采集、处理和控制功能。

该系统可以有效地检测照明的质量，并且还可以实现自我调节，可以根据人体的位置和运动状态来触发调节开关，从而达到安全地保护矿工。

关键词：STM32; 智能矿灯; 数字电路; 传感器; 质量检测正文：1.研究背景：智能矿灯作为一种可穿戴的多功能性电子装置，具有照明、安全监测和报警等功能。

它以稳定可靠的光源作为特征，既可以提供可见光照明，又可以提供红外线或超声波的报警功能。

为了满足矿山的安全生产，对智能矿灯的可靠性必须得到较高的承认和保证。

因此，设计一种基于STM32微处理器的智能矿灯系统，使之能够检测矿工的安全状态，实现路灯自我调节，从而有效地提高矿山安全生产能力，受到各界的高度重视。

2。

研究方法：为达到上述目标，本研究针对STM32系列微处理器和多种数字电路元件和传感器进行了整体设计，以实现智能矿灯的自动检测、调节和控制功能。

为了验证该系统的可靠性，还进行了实际测试，通过对比分析不同环境中的测试结果，最终获得了较好的实测结果。

3.研究结果：本研究设计的智能矿灯系统能够有效地检测照明的质量，并且还能够实现自我调节，可以根据人体的位置和运动状态来触发调节开关，从而达到安全地保护矿工的目的。

此外，智能矿灯系统还能够检测室内外环境的温度变化，并将温度数据传送到安全监测中心以获取远程控制，以确保安全供电。

4.结论：经过本研究，我们发现基于STM32智能矿灯系统，具有优异的灯效果，操作简单，安全性能较高，具有良好的应用前景，能够有效改善矿山照明质量，实现更加安全的生产环境。

接下来，本研究还将结合功能实现机理、系统架构和测试方法等展开详细讨论，以深入了解智能矿灯系统的运行原理。

首先，STM32微处理器作为核心处理器，可以实现数据采集、组帧、解析和处理等功能。

我国是煤炭生产大国，随着煤矿机械化程度的提高，矿井生产能力和生产效率普遍加大，煤炭年产量居世界首位，产煤量占世界总产煤量的20%。

但同时我国也是煤矿安全形势最为严峻的国家之一。

近年来，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等灾害，严重威胁着煤矿的安全生产和数百万名矿工的生命安全，瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素。

随着煤矿开采技术手段的不断改进和开采规模的扩大及开采深度的不断延伸，安全隐患越来越多，瓦斯事故特别是中、特大瓦斯事故在煤矿事故中所占的比例也越来越高。

如果不把瓦斯事故控制住，就不能实现煤矿安全生产状况的稳定，也就无法保障煤炭工业的持续健康发展。

所以，对煤矿井下瓦斯气体进行快速准确的监测显得尤为重要，对易燃易爆混合气体监测的研究也成为人们一直关注的问题。

多年来的实践证明，瓦斯浓度的监测监控器在监测煤矿井下安全状况，防范安全隐患方面起着重要作用。

充分发挥其作用，是我国煤矿安全形势好转的关键。

近年来，国有重点煤矿瓦斯爆炸事故减少的原因之一，就是绝大多数煤矿的高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安装了瓦斯浓度监测监控器。

当前，随着采矿技术的不断发展，井下作业的安全越来越有保障，但是仍然有许多采矿企业的机械化程度低，对现场采矿的工作人员的生命安全造成潜在的威胁，特别是针对瓦斯气体的监测和报警仍存在隐患，每年由于瓦斯泄露造成的特大事故依然很多。

瓦斯是在成煤过程中形成并大量储存在煤层之中的气体，是煤矿井下危害最大的气体。

瓦斯是一种无色无味的气体，主要成份是甲烷（CH4），，对人体的危害是超限时能引起人窒息死亡。

在地下采矿时候，井内常常会泄露一定量的CH4、CO和SO2等气体，后一种含量少，切易溶于水，经煤矿开采时的喷水处理后变成酸。

但前两种气体含量多，且几乎不容于水，属于易燃易爆气体。

由于瓦斯气体本身的危险性和对人民生产生活造成的巨大危害，因此对瓦斯气体的监测和报警是一项必要的工作。

瓦斯报警是指利用气体传感器技术，将检测到的瓦斯气体浓度和标准值进行比较，当高过一定浓度值时候进行相应的声光报警，提醒正在作业的人员进行相应的处理，组织人员撤离或对矿井通风排气，避免不安全事故的发生，对现在采矿业的安全起着非常重要的作用。

摘要矿灯智能管理系统是煤矿信息化建设和实现矿灯房信息化管理发展的需要。

能实现从放灯、充电、待用、取灯、使用到考勤、自动统计下井及超时人员等全过程动态管理。

为管理者、决策者实时提供了快速、准确、全面的信息依据，为矿灯和人员的管理和安全预防、决策打下了基础。

本文通过对矿灯智能管理系统的详细论述，可以提升矿井矿灯管理的水平。

对煤矿企业的安全发展提供强有力的保障，促进矿山企业朝着科学化发展的轨道上继续推进，对煤矿企业发生产生积极的社会效益。

关键词矿灯智能信息管理第一章智能管理系统与人工管理系统的优势分析人工管理系统在运行过程中为纯人工管理，人工进行充电、调节电压、日常维护、报表统计。

劳动强度大，且对每盏矿灯的运行情况没有一个准确、全面的数据。

，管理者每天承担着繁多的工作，对矿井的信息化发展极其不利，影响制约着矿井的发展。

矿灯智能管理系统是煤矿信息化建设和实现矿灯房信息化管理发展的需要。

能实现从放灯、充电、待用、取灯、使用到考勤、自动统计下井及超时人员等全过程动态管理。

为管理者、决策者实时提供了快速、准确、全面的信息依据，为矿灯和人员的管理和安全预防、决策打下了基础。

矿灯信息管理系统，是以锂电池矿灯和智能电脑控制充电及现代化矿灯房管理系统软件为基础平台进行的升级性开发。

充电原理先进，充电电流小，时间短，节约电能。

选用KL4M型矿灯与传统的铅酸矿灯相比，矿灯房的维护和管理人员可减少70%，在加上充电节能，仅次两项，每盏矿灯每年可节约维护和充电费25元，按一中大型煤矿2000盏矿灯计算，每年可节约费用5万元，给煤矿带来直接的经济效益，同时采用信息系统，有利于提升煤矿信息化管理水平，提高企业形象，对煤矿持续发展会产生积极的社会效益。

第二章系统功能根据煤矿灯房现代化、信息化管理及安全统计报告的需要，确立了系统的基本工作内容：矿灯充电管理、收发管理、使用管理、辅助考勤管理、灯史管理、安全预警管理等。

基本功能：（1）充电控制功能：对锂电矿灯进行充电管理，正在充电中红灯亮，充满电绿灯亮。

潘集选煤厂智能照明与人员定位技术实施方案王猛;王超【摘要】潘集选煤厂为实现节能降耗,降本增效的目标,结合智能化选煤厂建设理念,根据现有光纤通讯环境,采用有线以太网络链路与Zigbee无线网络链路技术以及人员定位技术,搭建区域通信网络,成功实现了智能照明、人员定位功能、照明灯具的远程管理、作业人员位置查询、轨迹回放,配合人员定位卡可实现“人来灯亮、人走灯灭”等功能,建成了选煤厂照明数字化、可视化、安全一体化综合管理体系.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P86-89)【关键词】智能照明;人员定位;区域通信网络;数字化;可视化【作者】王猛;王超【作者单位】淮南矿业集团有限责任公司潘集矿选煤厂,安徽淮南232000;安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TD948.5;TD948.9随着智能矿山建设的推进，高效、节能、智能化选煤厂的建设理念和技术也逐渐在选煤厂建设和运营中得到渗透和应用[1-2]。

目前国内外关于人员定位、安全监测以及照明系统都有相关技术研究与应用。

黄强等[3]研制了KJ90矿井人员定位系统，阐述了该系统的工作原理、结构组成与功能特点，并针对系统的稳定性进行了工业性试验；方水平等[4]对几种常见的矿井人员定位技术特点进行分析，阐述了各自的优缺点，证实了基于ZigBee技术的定位系统的优越性；张长森等[5]基于ZigBee 技术设计了一种无线通信系统，阐述了该系统用于煤矿井下工作人员定位的原理与可能性；李晓帆等[6]基于ZigBee技术与CAN技术设计了一种煤矿安全监测系统，可实现对井下巷道环境安全的实时监测；柳晶、陈渊等[7-8]提出了节能照明的设计原则，指出创新节能方式、改善照明器控制方式是实现照明系统节能的重要举措；韩贵晶等[9]阐述了供配电设计的特点，提出了照明系统采用智能亮度调节和分区分时的控制方式有利于节能降耗。