矿山物联网安全感知与预警技术（煤矿灾害防控新技术丛书）

安全科技进步和技术创新是提高煤矿安全生产防、管、控能力的重要保障。针对矿山物联网技术已取得的研究成果及其在矿山安全感知的应用，本书从“感、传、知、用、管”五个层面，介绍了矿山物联网体系下矿山监测数据的获取、传输、处理、利用和管理方法，及其在矿山物联网感知与预警技术方面引入的技术变革。包括综合自动化与矿山物联网的基本概念、区别与联系，矿山物联网平台和数据采集、传输和处理技术，矿山物联网的各个应用子系统，矿山物联网在人员、设备、灾害三个方面的感知与预警技术，矿山物联网技术在山煤集团霍尔辛赫煤矿和兖矿集团兴隆庄煤矿的两个典型应用。

本书在内容上力求反映当前矿山物联网安全感知领域所取得的技术成果和发展前景，可作为科研工作者的参考用书。矿山物联网安全感知与预警技术.

内容提要

安全科技进步和技术创新是提高煤矿安全生产防、管、控能力的重要保障。针对矿山物联网技术已取得的研究成果及其在矿山安全感知的应用，本书从“感、传、知、用、管”五个层面，介绍了矿山物联网体系下矿山监测数据的获取、传输、处理、利用和管理方法，及其在矿山物联网感知与预警技术方面引入的技术变革。包括综合自动化与矿山物联网的基本概念、区别与联系，矿山物联网平台和数据采集、传输和处理技术，矿山物联网的各个应用子系统，矿山物联网在人员、设备、灾害三个方面的感知与预警技术，矿山物联网技术在山煤集团霍尔辛赫煤矿和兖矿集团兴隆庄煤矿的两个典型应用。

本书在内容上力求反映当前矿山物联网安全感知领域所取得的技术成果和发展前景，可作为科研工作者的参考用书。矿山物联网安全感知与预警技术.

目次

1矿山物联网与矿山安全

1．1矿山安全监测技术

1．2物联网与矿山物联网

1．3矿山物联网应用模型

1．4矿山物联网关键技术

1．5感知矿山物联网愿景与发展趋势

2矿山综合自动化系统

2．1矿山综合自动化与矿山安全

2．2矿山综合自动化的设计原则和结构形式

2．3网络传输平台

2．4集成监控平台

2．5矿山综合自动化子系统

2．6调度大屏系统

2．7数字工业电视

3矿山物联网信息集成交互平台与分布式测量网络

3．1矿山物联网信息集成交互平台

3．2无线感知网络

3．3矿山分布式监测系统

3．4矿山授时系统

4矿山物联网数据采集技术

4．1压缩感知技术

4．2数据采集系统

4．3数据采集系统分类

5矿山物联网数据传输技术

5．1动态自组织数据传输技术

5．2分层数据传输技术

6矿山物联网数据处理技术

6．1物联网数据处理技术研究现状

6．2矿山物联网数据融合处理技术

6．3矿山物联网大数据处理技术

6．4矿山物联网数据处理算法

6．5矿山物联网数据处理技术的发展

7矿山物联网应用子系统

7．1信息联动系统

7．2移动目标连续管理系统

7．3运行维护管理系统

8矿山物联网人员感知与预警技术

8．1人员感知终端——智能矿灯

8．2人员定位技术

9矿山物联网设备感知与预警技术

9．1矿山设备状态监测与故障诊断

9．2矿山设备模式库

9．3矿山设备诊断方法

9．4矿山设备动态管理技术

9．5矿山设备再制造技术

9．6矿山设备远程诊断系统的设计

10矿山物联网灾害感知与预警技术

10．1矿山物联网瓦斯灾害与预警技术

10．2矿山物联网突水灾害与预警技术

10．3矿山物联网矿震灾害与预警技术

11矿山物联网示范工程

11．1徐矿集团夹河煤矿智慧矿山物联网示范工程

11．2山煤集团感知矿山（霍尔辛赫）国家示范工程

11．3矿井综合自动化三维可视全息系统

11．4矿井通风机智能监测及故障诊断系统

12基于无线传感网络的选煤厂设备点检系统

12．1总体方案设计

12．2硬件设计

12．3软件设计

12．4系统主要功能与特点

参考文献

前言

安全科技进步和技术创新是提高煤矿安全生产防、管、控能力的重要保障。目前的煤矿安全生产主要从两方面着手：第一是预防，主要是采取措施不让事故发生；第二是救援，也就是发生了事故后要采取一切办法将事故损失降低。实际上在这两方面中还存在工作人员自我保护的问题，特别是非正常情况下的井下人员定位和无线联络的问题，这是目前的技术难点，也是安全生产中最重要的环节，只有解决了这个问题，人、机和周围的环境才能连为一体。

矿山物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对矿山的物理世界进行感知与识别，通过网络实现传输与互联，并进行计算、处理和知识挖掘等，实现矿山人与物、物与物等信息的交互和无缝链接，达到对矿山物理世界进行实时控制、精确管理和科学决策的目的。

煤矿综合自动化实现了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。矿山物联网在煤矿综合自动化建设的基础上，建成一个统一的网络平台（骨干网络平台、无线网络平台），通过感知矿山灾害风险，实现各种灾害事故预警预报；感知矿工周围安全环境，实现主动式安全保障；感知矿山设备工作健康状况，实现预知维修，达到保障煤矿安全生产的目的。

矿山物联网应用模型由中国矿业大学物联网（感知矿山）研究中心结合“综合自动化”架构，于2010年在感知矿山总体规划中首次提出，研发人员对矿山物联网关键技术和产品进行研发，提出“三个感知”思想，研发了感知井下人员周围环境的国内首个智能矿灯、无线AP等相关产品，研究成果在徐矿夹河煤矿、山煤霍尔辛赫煤矿以及其他企业合作项目中推广。针对煤矿安全生产的需求，以物联网技术为手段，以综合自动化为实施基础，以“三个感知”为重点研究方向，解决了在感知矿山物联网系统架构、感知网络关键技术研究、时空信息集成交换技术、井下移动目标连续定位等方面的一些关键技术难题，提高了矿井安全水平。

针对矿山物联网技术已取得的研究成果及其在矿山安全感知的应用，本书从“感、传、知、用、管”5个层面，介绍了矿山物联网体系下矿山监测数据的获取、传输、处理、利用和管理方法，及其在矿山物联网感知与预警技术方面引入的技术变革。在内容上力求反映当前矿山物联网安全感知领域所取得的技术成果和发展前景，可供科研工作者参考。