煤炭安全开采智能化工程技术研究中心简介

煤炭安全开采智能化工程技术研究中心简介

煤炭安全开采智能化工程技术研究中心，是我院于2017年申报的大同市科研平台，主要围绕矿山的智能化、绿色化、精准化开采新技术，矿山灾害防治与应急救援新技术，互联网+、大数据、云计算等新技术，矿压、灾害、环境的智能化监测监控新技术展开研究，强调理论研究与实践相结合、相促进。工程中心重视多学科的融合、多专业的相互渗透交叉，鼓励相关学科的相互集成，不断汇聚人才，着力于体制创新，将工程研发中心建设成为具有原始创新能力的研究基地及高层次人才的培养基地，必将为大同地区经济发展提供强劲的原创动力。

工程中心下设有管理委员会和学术委员会（图1）。

管理委员会：由市科技主管部门、山西大同大学和裕隆环保相关负责人组成，负责计划审议、方案评价、工程项目研究开发咨询等工作。

学术委员会：由相关学科知名工程技术专家组成。负责对科研课题进行咨询论证和全程技术指导，以保证科研课题的市场前景好、适

图1 工程技术研究中心机构设置示意图

用性强、技术先进、生产可行、研究高效。学术委员会下设有工程技术部、研究开发部、技术管理部、行政管理部和实验部等核心部门。通过密切的科技、经济合作，同省内外科研院所、研究机构等技术优势单位组成科研开发网络平台。

工程中心主要研究方向和内容：

（1）煤炭开采及矿压方向

目前煤矿由于缺乏开采围岩稳定性监测与控制的先进技术和装备，无法实现大采深、高应力、破碎围岩的变形与破坏的有效控制，巷道围岩变形量逐渐增大，当巷道支护方式不当以极高的地应力时极易形成顶板冒落事故，造成人员伤亡。因此，开展巷道围岩实时监测、解决关键技术与装备的研究是我国煤矿安全生产的必然要求。

目前巷道位移测量大部分都靠人工观测，不能实现实时自动监测和数据传输，在时间与空间上监测都是不连续的。因此，我们了煤矿巷道围岩智能监测决策系统，旨在结合煤矿安全生产监控系统建立一套新的煤矿巷道顶板离层及围岩变形实时自动监测系统，对煤矿开采安全生产必将具有现实意义。该研究主要围绕巷道围岩变形冒落三维可视化技术和锚杆支护力学特征可视化监测与参数优化设计开展，研究一种测力锚杆，可以实现锚杆支护参数的数字化、信息化、智能化、实时动态监测，使煤矿领导和技术人员从地面监控室、采区调度室以及手机上能方便直接知道井下围岩的支护特征，进一步研究支护机理，设计支护参数，为防止冒顶事故的发生提供重要的依据。

（2）矿尘在线数字网络监控方向

目前，世界各国对煤矿井下的矿尘监测技术做了大量的研究工作，在粉尘测量和粉尘防治方面取得了一些进步。在粉尘防治方面现有的技术有煤层注水技术、磁化水抑尘、喷雾降尘技术、加湿润剂、通风除尘技术和泡沫除尘技术等。这些都为粉尘检测与防治提供了大量的理论依据和实践经验。但是随着自动化水平的提高，矿尘监测技术正向着网络化、实时在线监控的趋势发展。国内煤矿普遍采用人工、间断性、单地点检测矿尘浓度的方式，这种测尘方式不仅自动化程度低，测尘误差也较大，国内尚没有产品化的粉尘在线检测监控系统。

针对国内目前状况，根据现场的环境条件和功能要求，结合微控制器技术和CAN总线技术，实现由井下监控分站、CAN总线通信和地面监控计算机构成的煤矿井下粉尘在线监控系统。监控分站实现现场矿尘的实时检测与控制，并将喷雾除尘和除尘设备除尘灵活结合起来，以适应现场的除尘需要，取得好的降尘效果。监控分站还具有检测数据显示、浓度阈值设置、除尘控制输出方式的设定等，以及供水故障检测、人员经过检测和语音提示等功能。实现粉尘浓度在线监控，准确采集现场粉尘浓度信息，并及时将现场信息传输给上位机系统，通过上位机系统对所采得的数据进行储存分析，实现粉尘浓度的实时数据、历史数据、实时曲线、历史曲线等的显示、打印、存储等功能。实时进行安全调度，保证现场生产安全，解决目前国内粉尘浓度不能实现实时检测监控的问题。

此系统由粉尘浓度自动分析系统、自动喷雾系统、浓度超限报警系统和地面监测远程控制系统组成，可实现远距离粉尘在线实时监测监控。其主要功能是，现场安装的粉尘自动分析传感器能够自动连续监测并分析粉尘浓度，当粉尘浓度超标时实现自动报警。系统设置需要喷雾的粉尘浓度，当粉尘浓度大于设定值时，实现自动喷雾，喷雾的时间为10－60秒，间歇10秒，直到粉尘浓度降到设定值以下，喷雾自动停止，报警解除。自动喷雾系统工作状态实现地面模拟显示，除正常显示粉尘浓度外，同时显示自动喷雾的工作状态，即如果粉尘浓度超标报警，或因水截门被关闭而没有实现喷雾，可利用远程控制系统向现场发出打开防尘水管截门的语音报警信号，当粉尘监测