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矿山无线传感与灾害监控关键技术研究及其应用

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项目符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》关于安全的战略目标。随着煤矿开采深度和开采强度的增加,开采条件越来越复杂,针对我国现有矿山冲击矿压、瓦斯、粉尘等灾害监测系统监测种类单一、缺乏综合预警分析、存在监控盲区等问题,项目解决了矿山自组织无线传感器网络通信、基于无线传感器网络的液压支架压力在线监测、矿山应急救援统一通信、矿山灾害综合监控与预警等关键技术问题。研究开发了矿山无线传感与灾害监控关键技术及相关装置,构 建了集监控管理、预警分析、安全调度、应急处理于一体的矿山自组织无线传感网和灾害综合监控预警平台,可广泛应用于矿山灾害的综合监控、智能联动,减少人员伤亡和灾害损失,提高矿山安全生产管理水平。 本项目属于矿山生产安全领域,涉及电子、通信与自动控制技术其他学科,相关成果来自国家自然科学基金等研究课题。项目成果已获得江苏省科技成果转化专项资金项目“基于物联网的矿山灾害监控预警系统研发及产业化”(BA2012068)产业化资助。

  1. 项目技术创新内容: 

1) 研究了矿山无线传感器网络体系结构、自组织无线网络协议及算法等,构建了矿山自组织无线传感器网络应用平台; 

2) 开发了基于无线传感器网络的液压支架压力在线监测系统,通过自组织网络传输对数据进行实时处理和在线监测; 

3) 研究了矿山应急救援统一通信技术,对矿山语音、视频监控、数据采集、有线/无线通信等矿山通信技术进行一体化整合; 4) 构建了矿山灾害综合监控预警系统,基于传感技术、微震技术和有线/无线通信技术等,集成了各类监测系统、人员管理系统、控制系统并建立了矿山灾害预警分析模型和经验知识库。 

2. 授权专利情况:已授权发明专利1项和实用新型专利5项,受理发明专利7项,获得软件著作权4项,发表论文40余篇。 3. 技术经济指标:鉴定结果表明,本项目指标达到并超出行业标准,具有较强的理论基础和实用价值,总体技术水平达到国内领先。自主研发的无线传感器、微震监测、预警分析、应急通信等主要技术,填补国内空白,可替代相关进口产品。 4. 应用推广及效益情况:项目成果已经在我国10多个煤矿安全生产中应用2年以上,累计新增产值13000万元,节支1300万元,具有明显的经济效益和社会效益,对研发矿山自组织无线传感网和灾害综合监控预警技术与平台,提高矿山安全生产水平具有重要意义。