采矿与安全新技术.ppt
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,采矿与安全“新”技术,1、绿色开采新技术2、数字矿山新技术,绿色开采新技术,第一章绿色开采背景第一节煤炭开采对环境的影响及其表现形式第二节矿区生态治理与修复第三节绿色开采重要意义和技术体系第二章绿色开采新技术介绍第一节煤与瓦斯协调开采技术第二节井下矸石充填技术第三节煤炭地下气化技术,煤炭开采过程中产生的有毒有害气体对水资源、土地和空气都造成了不同程度的污染破坏,其主要表现形式:
1、煤矿开采对水资源的破坏对水资源的破坏主要表现在两个方面。
一方面导致地下水位的大幅度下降,水源枯竭,地表植被干枯,自然景观破坏,农业产量下降,严重时可引起地表土壤沙化。
另一方面开采造成地表及地下水污染。
图为保德县煤矿开采采空区沉陷引起的严重水土流失。
煤矿采空区沉陷引起的严重水土流失,第一节煤炭开采对环境的影响及其表现形式,我国水资源分布很不均衡,且水资源与煤炭资源成逆向分布。
大概有70%的矿区缺水,大量使用地表水和地下水将对当地生态产生严重影响。
对于缺水地区,保护水资源将是煤炭开发与生产中的关键问题。
我国平均开采1吨煤要破坏近1吨水,据报道山西采1吨煤要破坏2.5吨水,我国最高可达近10吨。
在一些地区可以进行河湖海下采煤,显然这些地区开采对水文地质影响不大;在一些地区(如我国东部)开采后地面形成水洼,说明上覆岩层隔水良好;在一些地区(如我国中西部)开采后地面形成塌陷,但并不积水。
此时就有可能造成水文地质的改变,甚至地下水的流失。
而且影响植被和荒漠化。
第一节煤炭开采对环境的影响及其表现形式,2、煤矿开采造成土地资源的破坏煤炭开采对土地资源的破坏损害,井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
露天矿采场,采空区沉陷引起土地破坏,第一节煤炭开采对环境的影响及其表现形式,我国现有矸石山1600余座,堆积量超过45亿t,占地超过15000hm2。
目前每年产矸量超过2.5亿t。
矸石山除了占用大量的土地资源外,还会严重污染空气和地下水,甚至存在爆炸危险。
第一节煤炭开采对环境的影响及其表现形式,3、对大气的污染对大气的污染主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃。
地下矿层中赋存的大量有毒有害气体,如CH4、CO、CO2、SO、SO2、H2S等,由于开采,经矿井通风风流并携带大量粉尘排至大气。
第一节煤炭开采对环境的影响及其表现形式,露天矿采场治理后,露天矿采场,矿山环境问题一直受到国际社会的广泛关注和重视。
矿区生态治理与修复是当今世界采矿业发展的必然要求,是世界各国环境与发展中必然涉及的重要课题。
矿区生态治理与修复包括土地复垦、废弃地治理与利用和植被修复等3个方面。
目前我国复垦利用的土地还不到被破坏土地的1%。
而欧洲、北美等发展中国家矿山土地复垦率已超过50%,原苏联、美国、捷克土地复垦率高达75%以上。
在国外,矿山复垦是采矿业的一部分,采矿结束,复垦完毕,才能闭坑。
第二节矿区生态治理与修复,“资源开采-环境保护-矿区可持续发展”的平衡关系,是我国21世纪资源开发的全局性课题。
其核心内容之一就是要实现“绿色开采”。
“绿色开采”重大意义在于:
(1)绿色开采要求开采技术水平提升。
我国煤炭行业整体技术水平较低,长期走的是粗放型发展路子,生产集约化程度很低。
绿色开采必然要求多层面、多角度的技术创新。
(2)绿色开采要求系统高效利用产品。
绿色开采要求从广义资源的角度看待矿区范围内的煤炭、地下水、煤层气、土地、煤矸石以及在煤层附近的其他矿床等可用资源,在追求最佳经济效益和社会效益的同时,尽可能减少对环境的负面影响。
(3)绿色开采要求全面评价企业效益,综合考虑生态环境。
绿色开采以生态大系统的观念来看待、评价企业的经济活动,实现生态大系统的可持续发展。
这自然要求企业在追求自身经济效益的同时,要全面考虑社会效益与环境效益。
第三节绿色开采重要意义和技术体系,第三节绿色开采重要意义和技术体系,第二章绿色开采新技术介绍,低透气性瓦斯是吸附在煤炭上难于采集、资源密集度低的伴生资源。
利用必然要进行的井下工程先采瓦斯而后采煤以及利用岩层受采动形成的裂隙场采集释放的瓦斯是最经济而有效的办法。
对瓦斯的认识过程如下:
瓦斯是灾害煤矿重大灾难源是瓦斯,因此对瓦斯的定义是:
矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。
瓦斯是能源1m3瓦斯的发热量为35.6MJ,相当于1.2Kg标煤,可发电3-3.5Kwh.在陆上烟煤和无烟煤田中,埋深在300-2000米范围内的资源有31.46万亿m3,相当于天然气储量。
低透气性瓦斯是吸附在煤炭上难于采集、资源密集度低的伴生能源-瓦斯不同于天然气,大部分吸附于煤炭(80-90%),游离瓦斯仅占5-12%.大部分煤层透气性低(0.005-0.1m2/mpa2.d)很难抽离。
以瓦斯含量20m3/t煤计,相当于1000Kg中含有24Kg标煤,全部发电价值仅为30-50元的伴生物,比吨煤的价值低几十倍。
煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,中国煤层气(瓦斯)资源估算,新一轮油气资源评价:
36.81万亿立方米,煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,2、我国煤层气赋存的特征一、煤层瓦斯的渗透率低我国煤层渗透率较低,平均在0.00216.17毫达西。
抚顺煤田的渗透率相对较高,但也只有0.5-3.8md,水城、丰城、鹤岗、开滦、柳林等矿区高渗透煤层渗透率只有0.1-1.8md,其它地区绝大多数实测的渗透率值都在0.001md以下,比美国的SanJuan盆地和BlackWarrior盆地低3-4个数量级。
二、煤层瓦斯压力较低我国煤层瓦斯压力梯度大小变化幅度很大,最低值为1.2kPa/m(抚顺),最大值为13.4kPa/m(天府),但大部分属于低压瓦斯。
煤层瓦斯压力低影响煤层气产率,不利于瓦斯抽采。
三、煤层吸附瓦斯能力高煤对瓦斯的吸附能力受多种因素的影响,主要影响因素有压力、温度、矿物质含量、水分含量、煤阶、岩性、气体组分等。
煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,3、煤与瓦斯协调开采技术一、瓦斯抽采技术体系瓦斯抽采分为地面钻井抽采和井下抽采两大类,如图1-3-1、1-3-2所示。
按煤层气开采方法、卸压瓦斯的来源及卸压瓦斯抽采方法的不同,构建了“煤与煤层气共采”技术体系图,如图4-13所示。
煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,4、瓦斯综合利用一、瓦斯主要的利用途径,1、民用燃气2、燃气锅炉3、瓦斯发电4、生产化工产品,煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,淮南矿业集团瓦斯发电厂,澳大利亚AppinColliery瓦斯发电厂,装机容量为51MW,矿井回风流中的瓦斯平均浓度为0.7,占电厂瓦斯用量的7,其余瓦斯来自采空区瓦斯抽采。
煤矿绿色开采技术-1煤与瓦斯协调开采技术,1、洁净开采技术简介洁净开采技术是指在提高煤炭质量的同时,尽量从源头上避免污染物的产生或最大程度控制污染物的生成量及污染程度,使煤炭开采对环境的污染和破坏降低到最低限度的开采技术。
在煤炭生产中,需要将大量煤矸石排放到地面,占用了大量的土地;同时在提升过程中消耗了大量的人力、物力。
随着煤炭生产的发展,矸石山越堆越大,占地面积越来越大,既造成了环境污染,又给煤炭企业增加了经济负担。
煤矸石是我国工业固体废料中产生量、累计积存量和占地面积最大的固体废弃物。
为了杜绝或减少煤矸石造成的环境污染,可采取以下两种控制煤矸石生成量的开采技术:
一是采用减矸开采技术,包括开拓部署、巷道布置和采掘工艺等技术措施;二是采用矸石充填开采技术,包括将掘进出矸充填在井下废弃的巷道或硐室内,或将掘进出矸直接用于采空区充填。
煤矿绿色开采技术-2井下矸石充填技术,一、充填采煤总体技术框架,煤矿绿色开采技术-2井下矸石充填技术,二、矸石充填开采的分类及特点1、矸石充填的种类与方法充填开采是利用不同充填材料对采空区进行直接充填。
该方法相当于减小了开采煤层的厚度,对于减小地表沉陷比较有效。
煤矿绿色开采技术-2井下矸石充填技术,2、矸石充填开采技术
(1)采空区条带充填技术采空区条带充填就是在煤层采出后顶板冒落前,采用矸石材料对采空区的一部分空间进行充填,构筑相间的充填条带,靠充填条带来支撑覆岩。
只要保证未充填采空区的宽度小于覆岩关键层的初次破断跨距,且充填条带能保持长期稳定,就可有效控制地表沉陷,如图2-1所示。
煤矿绿色开采技术-2井下矸石充填技术,
(2)条带开采冒落区注浆充填技术目前,我国主要采用条带开采技术来实现建筑物下压煤(“三下”)开采,其主要缺点是煤炭采出率偏低,一般仅为30%50%。
条带开采冒落区注浆充填就是条带开采情况下,通过地面或井下钻孔向采出条带已冒落采空区的破碎矸石进行注浆充填。
同时利用充填材料与冒落区内矸石形成的共同承载体来缩短留设条带的宽度,以达到提高资源回采率的目的。
煤矿绿色开采技术-2井下矸石充填技术,抛矸机,抛矸面实况,矸石充填高速动力抛矸机,条带开采矸石充填置换煤炭开采技术,1、概述煤炭地下气化(UndergroundCoalGasification,UCG)是指在煤层赋存地点直接获得可燃气体的过程,即在地下将固态矿物通过热化学过程变为气态燃料,然后由钻孔排到地面,供给用户。
煤炭的地下气化原理是由原苏联著名化学家门捷列夫在1888年提出的。
英国在1914年至1959年共进行了62次小规模试验,并建成一座小型的地下气化发电站。
前苏联自1932年至1965年先后建立了12座地下气化站,美国自1946年至1963年也已试验成功,后因经济效果差而停止,我国自1958年先后在鹤岗、大同、抚顺、皖南等多个矿区进行了煤的地下气化试验,取得了热值为3.49-5.53MJ/m3的煤气,后因国民经济调整而相继停止。
1994年,余力教授又在徐州新河矿、唐山刘庄矿进行气化试验,取得热值在13.69MJ/m3以上的煤气。
首创“长通道、大断面、两阶段、正反向鼓风、启动能源、压抽相结合、边气化边填”等工艺,建立煤炭地下气化新工艺理论与实践体系,进行了半工业性试验与工业性试验,唐山刘庄矿地下气化炉已经连续稳定燃烧2000天。
今后煤层的地下气化研究方向,是向埋深为800m以下的煤层发展。
煤矿绿色开采技术-3煤炭地下气化技术,一、气化原理煤炭地下气化是将含碳元素为主的高分子煤,在地下燃烧转变为低分子的燃气,直接输送到地面的化学采煤方法。
地下气化与地面气化的原理相同,产品也相同。
它是将煤气发生炉与焦化炉产气原理融为一体。
煤炭地下气化过程中可燃气体的产生,是在气化通道中三个反应区里实现的,即氧化区、还原区和干馏干燥区,如图31所示。
2、煤炭地下气化原理及工艺,煤矿绿色开采技术-3煤炭地下气化技术,煤矿绿色开采技术-3煤炭地下气化技术,二、煤炭地下气化工艺由气化原理可知,必须首先建造地下煤气发生炉,即生产车间。
为此有两种准备方法:
矿井式和无井式气化方法。
矿井式是从地面向煤层凿出井筒后,用煤层平巷连通,点燃煤层,生产煤气。
缺点是避免不了井下作业;密闭井巷工作复杂,漏气性大;气化过程不易控制。
无井式气化方法就是用钻孔代替井筒,然后贯通两个钻孔,并点火形成火道,进行燃烧。
燃烧工作就是煤的真正气化过程,这种气化工艺系统如图32所示。
煤矿绿色开采技术-3煤炭地下气化技术,
(1)气流贯通:
低压和高压火力渗透贯通法
(2)电力贯通:
在两钻孔中放入电极,利用电能的热效能烧穿,5-6KV;(3)定向钻进贯通(4)水力压裂贯通,煤矿绿色开采技术-3煤炭地下气化技术,3、技术经济评价一、经济效益煤炭地下气化的成本,比地面气化成本(0.40-0.50元/m3)降低50%以上,从科学采矿观点看,其完全成本最低,煤炭地下气化是经济效益是非常良好的。
二、环境效益煤炭在开采、运输、装储和加工利用过程中,给人类生存环境造成了多项污染,影响人们身体健康和生活环境。
煤炭地下气化过程中,燃烧过的灰碴、其他有害物及放射性物质留在地下,减少了地面沉陷及上述各过程中的环境污染。
煤气能集中净化,分离后可得到洁净的能源氢,因此,地下气化技术的环境效益也是十分明显的。
三、社会效益煤炭地下气化的过程,始终没有离开煤矿企业,这就为报废煤矿以及将报废煤矿转产提供机会,安排闲散劳力,是新型煤矿联合企业的雏型,是我国老矿井及煤炭行业改革的必由之路。
最好的社会效益就是实现了完全生产。
煤矿绿色开采技术-3煤炭地下气化技术,啊绿色是大自然的恩泽是生长的执着是生命的颜色啊绿色绿色是永远唱不完的欢乐之歌,绿色开采是一种理念,绿色开采是一种责任,绿色开采是一种行动,数字矿山新技术,
(一)新型传感器技术
(1)NDIR非分光红外检测技术
(2)光纤传感器技术
(二)感知矿山物联网技术
(1)物联网的基本概念
(2)感知矿山物联网总体目标与特征(3)感知矿山建设的核心问题(4)感知矿山物联网总体设计(5)感知矿山子系统建设案例,数字矿山新技术,
(一)矿井瓦斯检测技术现状,数字矿山新技术-非分光红外检测技术,1红外检测技术-热导原理瓦斯传感器,利用甲烷和空气导热率不同的原理,测量空气中甲烷浓度。
用热导原理检测瓦斯,只是在(840)CH4时测量误差较小,低段测量误差大;易受温度、湿度影响;稳定性差、调校周期短;,1红外检测技术-红外原理瓦斯传感器,采用当前国际上先进的气体分析技术:
“非色散红外检测”(NDIR)技术。
每种极性分子结构的气体如SO2、CO2、CH4等,都有对应的红外光特征吸收波长,如CH4特征吸收波长为3.3um,CO2特征吸收波长为4.3um。
而双原子分子气体如H2、O2、N2等对红外光则没有吸收作用。
1红外检测技术-红外传感器剖析,(5)不受背景气干扰,不存在H2S等有毒气体中毒现象;,
(1)测量范围宽,0-100%;,
(2)精度高;,(3)调校周期长,半年;,(4)功耗低;,(6)寿命长;,1红外检测技术热导与红外比较,热导,红外,1红外检测技术管道瓦斯浓度监测技术发展趋势,1)受温度压力影响大,压力补偿和温度补偿是必须采取的技术措施;2)对冷凝水和固体杂质敏感,气体进入测量气室内时必须进行冷凝、过滤预处理;,红外测量技术的先进性是显而易见!
弊端:
1红外检测技术-GJG100H(C)型管道瓦斯传感器,1红外检测技术-传感器技术指标,工作电压:
(12-24.5)VDC;工作电流:
60mA;测量范围:
(0100)Vol;测量误差:
真值的3;适应压力范围(绝压):
30kPa150kPa;适应温度范围:
2050;信号输出制式:
(2001000)Hz或(420)mA;,光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。
同时具有光纤及光学测量的特点:
电绝缘性能好。
抗电磁干扰能力强。
非侵入性。
高灵敏度。
容易实现对被测信号的远距离监控。
光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量,43,数字矿山新技术2光纤传感器技术,1、光纤传感器技术简介,2、光纤传感器的分类,注:
MM多模;SM单模;PM偏振保持;a,b,c:
功能型、非功能型、拾光型,44,3、矿用光纤传感技术的优点(分布式):
数字矿山新技术2光纤传感器技术,本质安全型:
信息采集和传输全部通过光纤实现、不带电本质安全;多点多参数:
通过一根光纤可以在几十公里的范围内对多个点进行温度、矿压、顶板位移、水压、瓦斯等多参数实时监测;多功能:
利用一个光纤传感器探头可以对瓦斯、一氧化碳、乙烯、氧气等进行多种气体检测。
45,数字矿山技术2光纤瓦斯传感器,光纤传感器:
不带电;校正周期长:
6个月不受潮湿影响灵敏度高(+/-0.05%)测量范围大(0-10%;0-40%;0-100%),小型化光纤甲烷传感器,6公里光纤,数字矿山技术2光纤瓦斯传感器测试实验,1物联网的基本概念与体系架构2感知矿山物联网和数字化矿山的关系3感知矿山物联网总体目标与特征4感知矿山建设的核心问题-三个感知5感知矿山物联网总体设计6感知矿山子系统建设案例,数字矿山新技术3感知矿山物联网技术,3矿山物联网-物联网概念的演化进程,描绘了物联网的雏形,他还将自己位于华盛顿州梅迪纳的家率先改造成了具有物联网特征的豪宅,比如室内的所有电器都能“听懂”中央电脑的指令,让各类设施纷纷应主人或客人的要求而运作。
1995,1999,2005,2006,2009,IBM智慧地球,比尔盖茨未来之路,欧盟物联网项目,麻省理工物联网最初定义,国际电信联盟对概念进行扩展,把所有物品通过射频识别(RFID)和条码等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。
1995,1999,2005,2006,2009,IBM智慧地球,比尔盖茨未来之路,欧盟物联网项目,麻省理工物联网最初定义,国际电信联盟对概念进行扩展,3矿山物联网-物联网概念的演化进程,在TheInternetofThings报告中对物联网概念进行扩展,提出任何时刻,任何地点,任意物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景,除RFID技术外,传感器技术,纳米技术,智能终端等技术将得到更加广泛的应用。
1995,1999,2005,2006,2009,IBM智慧地球,比尔盖茨未来之路,欧盟物联网项目,麻省理工物联网最初定义,国际电信联盟对概念进行扩展,3矿山物联网-物联网概念的演化进程,物联网是未来Internet的一个组成部分,可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。
物联网中的“物”都具有标识、物理属性和虚拟的个性,使用智能接口,实现与信息网络的无缝整合。
1995,1999,2005,2006,2009,IBM智慧地球,比尔盖茨未来之路,欧盟物联网项目,麻省理工物联网最初定义,国际电信联盟对概念进行扩展,3矿山物联网-物联网概念的演化进程,物联网是其中不可或缺的一部分。
该构想提出,将感应器嵌入到电网、铁路、公路、建筑等各种物体中,并且通过现有网络链接,形成“物联网”,并将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器。
1995,1999,2005,2006,2009,IBM智慧地球,比尔盖茨未来之路,欧盟物联网项目,麻省理工物联网最初定义,国际电信联盟对概念进行扩展,3矿山物联网-物联网概念的演化进程,2009.8.7:
温家宝总理在无锡视察时指出,要在激烈的竞争中在无锡迅速建立中国传感信息中心,或者叫做感知中国中心。
2010.3.5:
温家宝总理在作政府工作报告指出“加快物联网的研发应用”,抢占经济科技制高点,这标志着物联网已正式进入我国国家战略层面。
2010.6.5:
胡锦涛总书记在两院院士大会上讲话中指出,当前要“加快发展物联网技术”,争取尽快取得突破性进展。
3矿山物联网-物联网概念的演化进程,中国物联网专家委员会主任委员邬贺铨院士对物联网的概念做了进一步修正:
“物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把需要联网的物品与网络连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络,它是在网络基础上的延伸和扩展应用”。
这个概念不特意指明互联网,明确提出是需要联网的物体,同时强调物联网是网络的延伸和扩展应用。
非常清楚地将行业应用涵盖在物联网内,更为适合当前物联网的发展。
感知矿山物联网主要就是依据这个概念来进行设计和规划的。
3矿山物联网-物联网概念的演化进程,3矿山物联网-矿山物联网与数字矿山关系,煤矿各生产子系统,电力监测系统,1号变电站,井下系统,地面系统,2号变电站,洗煤厂集控系统,井上运输集控系统,井下环境安全监测系统,排水监测系统,多套系统共存系统总体复杂没有冗余信息孤岛子系统孤岛备品备件多维护人员多维护工作量大,3矿山物联网-矿山物联网与数字矿山关系,数字矿山是对真实矿山整体及相关现象的统一认识与数字化再现,即将矿山生产、安全、矿山地理、地质、矿山建设等综合信息全面数字化,其目的是为了利用信息技术及现代控制理论与自动化技术去动态详尽地描述与控制矿山安全生产与运营的全过程。
以高效、安全、绿色开采为目标,保证矿山经济的可持续增长,保证矿山自然环境的生态稳定。
感知矿山物联网是在感知层上应用无线网络技术,更加具体、全面、动态、详尽地描述真实矿山。
感知矿山概念是数字矿山、矿山综合自动化等概念的升华。
物联网明确提出了物与物相联的概念,而数字矿山等基本是人与人、人与物相联的概念为主。
3矿山物联网-矿山物联网与数字矿山关系,感知手段传统单一:
如瓦斯传感器还是以传统笨重的催化元件为主,基本没有MEMS微机电化集成传感器。
缺乏泛在感知网络:
基本没有统一的地下无线覆盖感知层网络,因此,现有的一些传感器和监测系统基本是基于有线网络的,能监测固定设备和环境的状态。
不能适用于煤矿流动作业,危险源位置、分布、及其流动规律均不确定的场合。
存在很大的感知盲区,不能做到无处不在,不能保证安全感知的全覆盖。
缺乏应用层面的信息融合:
煤矿综合自动化实现了先用应用系统的网络化集成,但是应用系统之间的联动与信息融合、决策融合还没有开展。
多学科交叉研究不够:
重大灾害产生的机理,煤矿设备故障诊断,地质、测量、水文、监测监控、智能信息处理技术等多学科研究融合不够。
3矿山物联网-当前数字矿山缺点,作为物联网应用的一个重要领域,感知矿山物联网概念:
“通过各种感知技术、信息传输技术、信息处理技术和矿山多学科技术,实现对真实矿山整体及相关现象可视化、数字化及智慧化。
”,3矿山物联网-感知矿山物联网感念,
(1)感知矿山灾害风险,实现各种灾害事故的预警预报
(2)感知矿工周围安全环境,实现主动式安全保障(3)感知矿山设备工作健康状况,实现预知维修,围绕这三个感知,从灾害机理、通信传感网络、检测感知手段、智能信息处理、决策应用等有一系列要深入研究的内容。
这些研究原来是相对独立分散进行的,现在可以在感知矿山物联网的统一架构下进行技术与学科的融合。
感知矿山建设的核心问题-三个感知:
3矿山物联网-感知矿山建设核心问题,3矿山物联网-感知矿山物联网应用模型,感知网功能与要求:
主要是无线网络。
(1)矿山地质、矿山建设、矿山生产与安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息均需要移动的感知。
(2)引发矿山事故的灾害源如瓦斯、矿压、透水等都散布在经开采扰动的地层中,具有流动性,开采活动会造成它们相对集中,演化为灾害前兆事件。
但随着开采的进行,灾害源集中的地点、强度、显示度、危害程度也在不断的发生变化,而灾害事故的产生却具有突发性。
无法用固定的接触式传感器直接监测灾害源,只能通过对前兆事件发生时通过地层传播出来的物理量(如电磁幅射、声发射、微震等)进行监测、识别和处理。
但传播这些物理量的地层也具有不确定性。
需要移动的无线分布式感知手段。
感知矿山M2M平台各层主要功能:
感知接入层:
为各种传感器、执行器及子系统提供接入服务,包括无线接入和有线接入。
数据通信层:
实现各种数据在网络上的双向传输,以及各种数据接口,网络化操作系统等。
数据采集层:
包括实时和历史数据库,数据应用接口服务,数据中间件等。
应用平台层:
建立具体共性的各种应用所需的模块,如各种报表、数据趋势分析、音视互与数据互动、应用平台软件接口等等。
HMI人机接口:
为各种应用提供方便的模块化编程方式,快捷地构建具体应用。
用户权限管理:
主要实现对用户、用户组以及程序模块(资源)的统一灵活管理。
是为“应用框架”和网站查询服务的。
3矿山物联网-感知矿山M2M平台,感知矿山子系统建设实例
(1)分布式通风监测系统
(2)煤矿灾害监测系统(3)煤矿井下个人安全环境感知系统,3矿山物联网-感知矿山子系统建设,1、分布式通风监测系统组成,通风的任务:
(1)供给足够的井下工作人员用的新鲜空气;
(2)冲淡和排除有毒有害气体及浮游矿尘;(3)提供良好的气候条件,维持合适的劳动条件。
风网遍布矿井巷道,要实现风流情况的连续监测,就必须在大巷、分支巷道、风门、联络巷、上下顺槽、工作面等多处安装风速与流量传感器,同时与通风机监控系统相结合,并与通风系
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