煤矿智能管理系统中现代电子技术的融入

王建会，李广洲，白好杰，魏浩亮，吴成星

（1.晋城煤业集团寺河矿，山西晋城,048205；2.徐州中矿科光机电新技术有限公司，江苏徐州,221008）

煤矿智能管理系统中现代电子技术的融入

王建会1，李广洲2，白好杰2，魏浩亮2，吴成星2

（1.晋城煤业集团寺河矿，山西晋城,048205；2.徐州中矿科光机电新技术有限公司，江苏徐州,221008）

随着工业技术的发展，现代电子技术也不断融入到人们的生活生产之中，成为当前经济企业创新的关键点。在煤矿行业发展中，针对煤矿管理中，设计基于现代电子技术的煤矿智能管理系统，不仅可以提升煤矿资源开发利用率，还可以提高煤矿管理的安全性，具有一定的应用价值。以下本篇来探讨下在煤矿智能管理系统中融入现代电子技术的措施。

现代电子技术;煤矿智能管理系统;煤矿管理;智能系统

0 引言

在煤矿行业发展中，为提升煤矿资源利用率，降低煤矿安全事故，将现代电子技术应用到煤矿管理之中，设计具备远程监控、通讯、遥感、测控、智能的煤矿智能化管理系统，不仅能可以实现对煤矿传统管理的颠覆，还可以提高煤矿工作的效率，提高煤矿作业安全保障。针对当前国内在煤矿管理系统软件设计中存在的不足,设计基于现代电子技术的煤矿智能管理系统图，实现对煤矿管理的立体监控，对煤矿进行三维可视化管理，提升煤矿管理质量。以下本篇就以某地区煤矿为例，探讨基于现代电子技术的煤矿智能管理系统设计，具体介绍如下：

1 煤矿概况

针对某煤矿，位于山西省晋城市沁水县境内，该矿井对外交通方便，地理位置十分优越，有着丰富的浅部煤炭资源；该煤矿的矿井田面积要有140平方公里，其开采范围较广，煤矿的地质储量可以达到26.34亿吨，实际可采储量达到12.97亿吨；且该矿区的原煤质量好，品种齐全，有低硫、低磷、中低灰分以及高挥发份、高灰熔点、中高发热量、高粘结性的优点。为确保煤矿资源得到良好的开发利用，应该强化管理监管，避免安全事故的发生，提升煤矿企业生产经济效益。

2 将现代电子技术应用到煤矿智能管理系统中的意义

在当前煤矿监控管理中，使用接触式传感器，会存在机械磨损，并且磨擦还将可能会产生电火花，影响煤矿矿井下的安全生产；并且在监测方面还不具全面的可视化，对于监控者只能看到一些数字化的指标，图像监测的效果差；还有就是传统的图像监控中，对于传感器往往设置在轨道下面，然而由于井下巷道积水、环境恶劣的原因，会严重影响到传感器的性能；并且传统的矿井运输监控中，系统的成本高、维护量大，而且在可靠性方面效果较差，因此难以实现当前对矿井安全运输的需求。将现代电子技术融入到煤矿管理中，设计出智能管理系统，不仅可以提高煤矿信息化建设，避免矿井事故的发生, 还可以为煤矿安全监控工作带来很大的帮助。设计煤矿智能管理系统，开发基础计算机网络，利用网络的时效性、灵活性、共享性，为煤矿风机监控提供方便，实现监督人员在办公室内就可以对现场情况进行了解，并且还可以实施指挥预防措施；并且在煤矿智能管理系统中，采用模式识别、几何相似理论、最优阈值的等方式，实现对煤矿矿井运输的动态图像监测，强化煤矿智能管理系统的功能，有效实现对煤矿现场突发事件的调度指挥系, 提高煤矿管理的自动化程度，强化煤矿管理中矿井运输的安全性，提高煤矿工作效益。

3 设计实现融入现代电子技术的煤矿智能管理系统

3.1系统需求分析

设计基于现代电子技术的智能管理系统，一定要确保矿井内瓦斯数据传输的安全性，采用模块化设计方式，满足智能监控系统与智能远程监控系统的灵活网络联接，还应该尽量降低成本。在煤矿智能管理系统设计中，应该确保对矿井通风网络结构的合理性分析与评价，可以确切计算出该通风系统网络结构的合理性系数，从而可以判断出该网络结构的合理性，能够以图形和表格的方式，进行稳定性判断，找出煤矿通风工作面通路，以实现对矿井通风系统的可视化。

3.2系统设计部分

在煤矿智能管理系统设计中，对于前端系统包括信号采集设备、可遥控动作设备两部分，主要有视频、报警信号采集、摄像机、红外/ 微波报普探测器以及温度探测器等信号采集设备。其中采集器件就是本次系统实现中主要的硬件设计部分，对于这些设备主要就是负责采集现场的动态图像，对于非法侵人、温度、电流电压信号变化进行防护，将煤矿智能管理系统数据视频信息传输给控制终端，实现对煤矿的智能操控。应该合理设计通信模式，应用HART通信协议，采用两种通信模式，及问答式与成组式，通过HART协议，实现对设备数据链路层的规范，确保信息传递的准确性。将HART接口卡与把智能电气阀门定位器的主机设备连接,并制定HART协议帧格式，本次设计中主机发往从机的帧格式为：前导码、定界符、地址、命令、字节计数、数据、校验字节。如下图1就是煤矿智能管理系统的结构图：

图1 系统结构图

3.3系统的硬件设计部分

对于煤矿智能管理系统设计中，对于煤矿开采中的图像采集，采用可遥控的电动变焦镜头、全方位云台以及室外电控防护罩，实现对现场信号的有效采集，并利用现代化手段将这心信号集合在一起；对于视频采集设备，应用CCD摄像机,通过光电转换完成对矿井运输现场的监视摄像。并且在应该设计部分中，还将会采用多功能解码器，对控制信息进行有效的传递，并利用数字光纤、卫星、微波等传输设备，实现对信号的传输。将高分辨率的动态图像传递到控制系统中，实现地面监控中心对矿井运输状态的有效监督。应用智能电气阀门定位器，采用以max197为主的控制器,以此来实现对系统的微处理器功能与I/O资源分配，如下图2中所示就是max197在本次系统设计中的结构连接方式：

图2 max197结构

应用该芯片实现相应的I/O功能，根据硬件中各模块的电压需求，确保电源电路电压满足24V、15V、5V、3.3V的变换，针对其信号采样模块设计中，还应确保I/V转换中可以将4～20mA电流信号转换成电压信号，实现对煤矿矿井工作状况的远程管理。

图3 煤矿智能管理系统软件设计示意图

3.4软件设计部分

应用现代电子技术，采取Web服务器，在智能管理系统中，设计动态图像监控模块，实现动态图像监控，实现对动态图像的智能综合化管理，提高视频资源的利用率，对煤矿矿井运输的动态图像进行有效检测，在基于T CP/ IP 通讯协议, 优化动态图像的采集、压缩效率。如下图3中所示：

在煤矿智能管理系统软件设计中，应该具有良好的操作界面，并且方面用户登陆管理，及时实现用户对网络设备信息的查看与监控操作，并且在软件设计部分中，还应该实现对矿井掘进面进程中的图像、视频以及语音传播，实现对矿下施工现场的及时监控管理；还应该具备一定的报警、处理功能，实现对矿井掘进面施工操作的安全预警与决策支持，提高对煤矿安全信息的管理，为突发矿难救援提供可靠的信息保障；具备权限设置操作，对不不同管理人员给予不同的监管权限，提高煤矿生产的安全性。

4 结论

综上所述，在煤矿智能管理系统设计中，将现代电子技术融入其中，有效降低传统煤矿管理系统中的弊端，为煤矿安全生产中的井下安全提供智能管理系统，提高煤矿安全生产水平，强化煤矿发展的现代化进程，提高对我国煤炭资源的利用率；采用煤矿智能管理系统，实现计算机远程联网监控瓦斯，实现在线监测以及远程调度，有效预防瓦斯事故的发生，提高煤矿管理工作的安全度，值得在实际中应用。

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王建会，男，出生于1968年9月、大学本科，现工作于晋煤集团寺河矿，任副总工程师。

图2 配电自动化主站系统体系结构

4 结论与建议

随着社会的发展进步，用户对电能质量尤其是供电可靠性的要求不断提高，不断提高配电网的运行及管理的自动化水平是客观实际的需要，配电网自动化的建设势在必行。

本文所谈的配电网自动化规划，主要是围绕配电自动化技术的实际应用，广泛分析和研究了当前配电自动化的体系结构和相关技术发展，提出了配电网自动化建设目标、规划思路和原则等内容。

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Modern electronic technology in intelligent management system of coal mine

Wang Jianhui1,Li Guangzhou2,Bai Haojie2,Wei Haoliang2,Wu Chengxing2
(1.Temple River Mine of Jincheng coal industry group,Shaanxi Jincheng,048205 2.Xuzhou Zhongkuang,optical electromechanical New Technology Co Ltd,Jiangsu Xuzhou,221008)

With the development of industrial technology,modern electronic technology has been integrated into people's life and production,has become the key point of current economic enterprise innovation. In the coal industry development,the management of coal mines,coal mine intelligent management system based on modern electronic technology,not only can improve the rate of exploitation of the resources of coal,but also can improve the safety management of coal mine,and has certain application value.This article discusses the following in the coal mine intelligent management system into the modern electronic technology measures.

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