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煤礦井下論文:煤礦井下無線通信論文
1礦用無線通信技術現狀
1．1WiFi無線通信技術
WiFi無線通信技術采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交頻分復用技術，其優勢在于具有較高的數據帶寬，低廉的設備成本，同時使用2．4GHz的公共頻段，不需要復雜的審批手續。但WiFi技術不屬于國際電信聯盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）規定的移動語音通信標準，不具備規模組網通信的理論基礎與技術標準，其定位就是短距異步寬帶數據無線接入。由于WiFi采用的是短碼擴頻技術，只適合視距無遮擋點對點直線通信，而對礦井這種遮擋嚴重，多徑反射劇烈，場強衰落快速變化的現場，將直接導致WiFi的通信距離大大縮短。WiFi通信技術所使用的通信體制、占用帶寬、調制方式與目前煤礦井下人員定位系統的RFID和ZigBee相同或近似，使得系統之間會產生嚴重的電磁干擾，嚴重的還會使系統癱瘓。
1．2TD－SCDMA無線通信技術
TD－SCDMA技術是ITU的第三代移動通信空間接口技術規范之一。TD－SCDMA的特點是上下行同頻段，通過時隙配置為上下行信道提供無線承載。TD－SCDMA可支持速率為8kbit／s～2Mbit／s的語音、互聯網等所有的3G業務。TD－SCDMA系統采用時分雙工模式，它的一個載波占用1．6MHz的帶寬，僅能提供速率為2Mbit／s的3G數據業務。并且在產業鏈方面TD－SCDMA不夠成熟，終端數量較少。目前，TD－SCDMA礦用通信系統采用BBU（BuildingBasebandUnit）＋RRU（RadioRemoteUnit）拉遠方式，BBU部署在地面，RRU作為井下無線站點部署在井下，地面與井下采用私有的IR接口，必須使用裸光纖，無法直接使用井下工業以太環網，且當BBU出現故障時，會導致全網無法工作。某個中間RRU故障會導致整個鏈上的RRU無法工作，維護、擴容較為困難。
1．3WCDMA無線通信技術
WCDMA技術是ITU正式的第三代移動通信空間接口技術規范之一，是集CDMA、FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，頻分多址）技術優勢于一體、系統容量大、抗干擾能力強的移動通信技術［4］。WCDMA發展空間較大，技術成熟性，有較高的擴頻增益，可支持速率為8kbit／s～5．76Mbit／s的語音、互聯網等所有的3G業務。WCDMA作為產業鏈最為成熟、網絡部署最為廣泛、終端最為豐富的3G技術，其網絡除能實現語音通信功能外，還可提供高速率數據和圖像傳輸功能。但是，傳統WCDMA系統總體造價相對較高，不利于大規模推廣，而且井下巷道錯綜復雜，其無線信號的全礦井無縫覆蓋困難大。
1．4Femtocell無線通信技術
1．4．1Femtocell技術簡介Femtocell又可稱為毫微微小區、家庭基站［5］，是近年來根據3G發展和移動寬帶化趨勢推出的低功率、超小型化移動基站。Femtocell使用IP協議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接，遠端由專用網關實現從IP網到移動網的聯通。它的大小與ADSL調制解調器相似，具有安裝方便、自動配置、自動網規、即插即用的特點。1．4．2Femtocell技術優勢（1）可覆蓋宏小區不能覆蓋的地方。（2）可以減少來自于宏小區基站的高功率開銷并提高宏小區基站的性能。（3）輻射更低，手機電池也更耐用。（4）為固網與移動網融合提供了一個理想的解決方案。Femtocell的網絡架構。目前業界主流的設備商主要采用的是把NodeB和RNC（RadioNetworkController，無線網絡控制器）功能集成于一個接入設備的扁平化架構，由Femtocell網關提供標準的Iu接口。更進一步的扁平化架構可以把SGSN（ServingGPRSSupportNode，GPRS服務支持節點）／GGSN（GatewayGPRSSupportNode，網關GPRS支持節點）等功能集成于Femtocell接入設備。扁平化架構的優勢是它符合下一代移動網絡的發展趨勢。由于獨立節點的減少，使得網絡端到端時延大大降低（降低40％左右），從而大大增強用戶在使用高速數據業務和實時業務時的體驗。同時，節點的減少也大大提高了網絡的性。
2基于Femtocell的礦用
WCDMA無線通信系統傳統的礦用CDMA－2000，TDS－CDMA以及WCDMA系統總體造價相對較高，不利于大規模推廣，而且井下巷道錯綜復雜，其無線信號的全礦井無縫覆蓋困難極大；但隨著Femtocell技術的應用，使得WCDMA無線技術應用到煤礦井下變得簡單。針對煤礦井下的環境特點，提出了一種基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統。從圖2可看出，基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統采用現有的IP網絡傳輸，Femtocell通過工業以太網與地面主系統相連，井下通信的網絡架構可采用標準的Femto網絡架構，實現井下、井上通信的結合，傳輸使用礦區已經部署的井下工業以太環網。Femtocell基站集成了NodeB（即移動基站，一般由控制子系統、傳輸子系統、射頻子系統、中頻／基帶子系統、天饋子系統等部分組成）和RNC的功能，它通過SIP（SessionInitiationProtocol，會話初始協議）／IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒體系統）連接到地面核心網絡（核心網包括移動交換中心MSC和用戶歸屬位置寄存器HLR等），核心網絡采用WCDMA專網的自建核心網。
2．1系統的關鍵技術
2．1．1即插即用Femtocell所扮演的角色類似于終端設備，因此，其使用方法必須簡單明確，安裝好Femtocell基站后，只要接通電源和網絡就可以使用。Femtocell和服務器之間必須能自動完成IP連接和IP分配，能夠進行遠程的自動軟件升級、自動網絡規劃（包括最小干擾頻點的選擇、擾碼的自動分配、鄰區列表的自動創建及發射功率的自動調整）。2．1．2接入控制接入控制主要有3個層面：①接入層的UE（UserExperience）接入鑒權。用戶必須可以設置Femtocell的接入模式，如是否允許所有用戶接入、能否設置不同的接入用戶、Femtocell信號是否可以獨享等。因此，Femtocell必須設置一個白名單編輯功能，以滿足對Femtocell接入終端的控制。②Femtocell基站設備的接入控制。服務器要能夠監控Femtocell基站的使用，并控制其IP接入。目前主要采用在Femtocell基站內置一張類似于SIM卡的信息鑒權設備，運營商可以在SIM卡上燒制相應的鑒權信息。③核心網3GPP標準的UE接入鑒權。Femtocell對用戶的接入必須滿足3GPP對3G的各項標準規定［6］。2．1．3IP傳輸網絡質量要求因為Femtocell是通過IP網絡實現與核心網的連接，因此，如何保障業務的QoS服務等級，特別是語音業務的QoS要求非常關鍵。因此，對于IP傳輸網絡需要有一定的性能要求，如對滿足語音業務、滿足視頻電話及PS384K業務在時延、抖動、丟包率、帶寬等方面的指標均有低要求。2．1．4時鐘同步技術Femtocell基站主要通過接收周圍宏基站信號來提取同步時鐘信號，如果Femtocell處于孤島環境，就需要通過自身的時鐘振蕩器來獲取時鐘。
2．2系統優勢分析
綜合了Femtocell技術與WCDMA技術的特點，基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統主要有以下優勢。（1）組網靈活。由于系統采用Femtocell技術和小型化設備，且可即插即用，系統安裝維護方便，組網更加靈活。（2）穩定。系統內設備采用電信級標準設計，確保系統性。無線資源池共享技術的應用使得系統穩定性和性大大提高，且滿足突發情況下設備的資源需求；在正常情況下，設備運行負荷均衡，工作狀態穩定。（3）業務豐富。系統不僅支持基本的高質量語音通信和短信業務，而且基于WCDMA的高帶寬特性，可靈活承載移動辦公、無線監控、生產巡檢等各種數據業務。另外，可根據數字化礦山的特點，靈活定制適應于礦山安全生產的多種移動業務。（4）兼容性高?；贔emtocell的礦用WCDMA礦用無線通信系統設備采用國際通用通信標準設計，設備可以和不同制造商生產的公網模式的WCDMA制式終端兼容；可以和多家主流設備制造商生產的用戶級交換機和局用交換機互通。
3結語
隨著社會的進步和科學技術的發展，我國煤炭的信息化水平已經大幅提高，礦用無線通信技術也在不斷的發展以適應煤礦信息化進程，從PHS技術，WiFi技術到現在的3G技術及今后的4G技術。下一代礦用無線通信系統中，高質量的語音通信必不可少，但是其只是煤礦信息處理的小部分。隨著4G網絡到來，井下高清無線視頻監控、無線傳感器、無線數據采集、視頻會議等無線業務將會是今后數字化礦山的重要標志。4G技術的引進也是下一代礦用無線通信系統的必然趨勢，其將會是未來煤礦信息化的一個重要平臺。
作者：徐壽泉 徐寶平 張陽太 武鈺 單位：天地（常州）自動化股份有限公司 重慶郵電大學 潞安新疆煤化工（集團）有限公司
煤礦井下論文:煤礦井下隨鉆測量技術論文
1一般水平定向鉆進鉆孔軌跡
媒礦井下水平定向鉆孔軌跡空間坐標作為基礎，逐步實現鉆孔軌跡描述與繪制作業。其操作步驟主要為：及時，依據區域特征及實際，建立鉆孔軌跡空間坐標系，對鉆孔軌跡所處于的實際空間位置進行確定。傳統方式的地面鉆孔，多會選擇以地面作為參照，依據鉆孔表現的方向，多將向下方向作為垂直軸，設置為Z，表示正方向，然而井下鉆孔作業，不僅僅存在著垂直孔與下斜孔，還存在著近水平孔，鉆有上仰孔，且其鉆孔地點均位于地面以下，為方便研究與描述其鉆孔鉆進狀態，其基本參照物多選擇井下鉆場，依據其參照體系，構建出垂直于軸向上為正方向的煤礦井下鉆孔坐標系。第二，地面鉆井作業中，其關于井斜的描述，多是選擇鉆孔垂直軸及軸線之間所存在的夾角作為重要參數來表示。然而煤礦井下鉆孔，多選擇水平面與鉆孔軸線之間的仰角作為重要參數值，且考慮到地面情況與井下條件下，其X，Y軸在正反向取向上保持著一致性，然而在坐標系中，Z軸方向卻存在著相反性。地面坐標系中，多將Z軸向下作為坐標系正方向，其坐標系統滿足右手螺旋法則。在井下坐標系統中，則多將Z軸向上作為坐標系正方向，此時坐標系則滿足左手螺旋法則。
2水平定向鉆孔軌跡的基本要素
在實際開展水平定位鉆孔軌跡設計操作、測量操作及數據信息處理的過程中，一般多選擇鉆孔軌跡L中的某一個測點作為研究的基礎對象，其選擇測點所相應的孔深、傾角與方位角，則被稱之為水平定向鉆孔軌跡的基本要素。依據相關理論，則測點數據信息僅表現了該點位置的空間位置，測點位置的切線則表示為鉆進過程中的前進方向線，亦被稱之為鉆孔當前軸線，可以通過鉆孔當前軸線、來表述測點附近一段鉆孔軌跡。測量數據的處理操作與鉆孔孔跡繪制，其對鉆孔軸線的繪制，均是依據鉆孔軸線進行操作的。為確保鉆孔軌跡繪制及描述的性，要求對鉆孔孔跡中存在的測點相應的孔深、傾角與方位角基本要素進行處理。在其基本要素中，理論孔深定義為：測點位置所具備的實際鉆孔深度值，在近水平鉆孔中，多指的是孔口位置到測點鉆孔曲線之間的實際長度值，多采取鉆桿進行測量，一般用L進行孔深記錄；傾角：是指鉆孔當前點的切線與水平面之間的最小夾角；方位角：是指鉆扎當前點的切線在水平面的投影與北向(N軸)之間的夾角；設計方位錢：開孔方位線在水平面上的投影，代表鉆孔深度廷伸主方向。
3煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法
本煤層預抽鉆孔的布且形式預抽鉆孔一般情況都布宜在煤層厚度大、透氣性好、瓦斯含且高、煤層硬度較大的稱定煤層中，這樣不但有利于成孔和后期鉆孔橡定，同時能夠保障鉆孔的高滲透性。有利于瓦斯的逸出。報據鉆有利于瓦斯的逸出。報據鉆孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布龍形式主分為走向和傾向布置兩種形式。為了保障良好的抽放效果，不能使鉆孔穿透工作面或從巷道穿出帆，在實施定向拐商鉆孔前，孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布置戳主鉆孔布t形式一般以走向或傾向平行布皿為主。在實施向拐夸鉆孔后，可采用“一孔多分支”的鉆孔布1形式。這樣可在順槽直接開孔，減少鉆機椒運次數，提高鉆進效率，同時起到“一孔多用”的效果。
4煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數據處理方法
在煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數據處理中，提出應用平均角法進行軌跡計算。為確保鉆進軌跡描述的性，可以進行多點測量，降低兩側點間距，提高計算精度，這種方法計算簡單，在實踐應用中應用較為廣泛。此外，在煤礦井下隨鉆測量技術鉆孔軌跡數據處理中還可以采取平衡正切法。然而其方法應用精度偏低，為滿足現場實際需求，本文提出應用Excel進行鉆孔孔跡測量參數計算，并繪制鉆孔軌跡圖。Excel工具具備著強大的數據處理功能，通過測量儀器，收集測點深度、傾角與方位角等信息，通過Excel形式進行保存，采取相應的計算方式進行孔跡坐標計算，選擇圖表導出方式，直觀獲得鉆孔軌跡水平及垂直投影。
5結束語
隨著煤礦開采深度增加，為確保煤礦生產安全性，實現生產效率，在煤礦開采中多采取定向鉆進技術，以實現對煤礦鉆進工作的有效控制。在分析鉆孔孔跡一般水平定向鉆進、水平定向鉆孔軌跡的基本要素、煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法等基礎上，探究鉆孔孔跡數據處理方法，典型的鉆孔孔跡數據處理方法包括平均三角法、平衡正切法等，本文提出Excel法進行鉆孔孔跡測量參數計算，實踐證明其可行性，且效果良好。
作者：徐冠男 單位：中煤科工集團西安研究院有限公司
煤礦井下論文:絞車在煤礦井下的實用性
1防爆液壓絞車技術特點
1.1其防爆性能極佳，控制系統簡單，從而可以將調速電氣省略。使用防爆籠式電機是最為適應煤礦井的運行環境，隔爆電器是操作電氣中性能最為優良的型號，在煤礦井的易燃易爆環境下，能夠有極好的適應能力。
1.2無級調速性能極其穩定，也有很好的低速運轉性能。液壓無級的調速技術使用之后，可以在額定范圍內，隨意選擇其提升速度。普通絞車無法達到長時間在較大力矩的情況下穩定運行，而防爆液壓絞車卻可以做到。
1.3工作效率高，使用液壓馬達，可以直接驅動運轉，減少傳統工作運轉中所存在的電阻箱，能夠將整機的效率較大幅度提升。
1.4機械的參數可以靈活變化，得以合理匹配，根據實際使用情況，可以有更多的選擇空間。例如，液壓機械絞車的減速器參數能夠根據其速度、載荷等因素來選擇最適合的型號，可以讓全液壓、液壓機械絞車，都可以自由選擇液壓馬達和液壓泵，從而達到的匹配效果，符合生產中重載低速、輕載高速的各種要求，將設備發揮好的效果。防爆液壓絞車與傳統絞車不同，它可以在功率相同的狀態下，速度和拉力都有效提升，在拉力較大、速度較大的情況下，裝機功率能夠得以減小。
1.5體積小，結構緊密，能夠節約開拓成本。馬達與卷筒之間采用直聯的方式，主機的軸向尺寸較短，液壓系統緊湊布置，從而讓整機體積縮小，減少控制接觸器和電阻器的成本支出，較大限度節約了煤礦井生產的成本投入。
1.6有極好的節能效果，在煤礦井下使用的絞車為單滾筒。液壓絞車使用液壓的回路傳動方式，在工況下放之時，系統為發電制動的狀態，可以有效幫助重力勢能，得以轉換成電能，從而回饋給電網，以這樣的方式進行操作，解決液壓系統的發熱情況，也可以節約電能的使用，一舉多得。
1.7操作簡單，且靈敏，只需要用一個手柄就可以將整個絞車的操作完成?？梢赃x擇遠方操作、手動操作兩種，能夠讓絞車的操作簡單、，并且操作反應靈敏。
1.8極佳的安全保護裝置，使得絞車安全。在防爆液壓絞車中，安全裝置有：超速、欠電壓、超負荷、過卷、閘瓦間隙等，與國家相關安全規定符合。
2使用注意事項
2.1防爆液壓絞車對部件的精準度要求極高，因此，在使用過程中，一定要對部件和安裝情況進行檢查。
2.2液壓油必須要保持清潔，存放之時需要進行良好的密封，以免在使用中出現堵塞閥件，對工作運轉造成影響。
2.3絞車必須有良好的冷卻條件，一旦油溫升高，系統泄漏會加大，導致運作異常。
2.4必須要對絞車進行每日檢查，對于安全部件和其他系統組成部分都必須要確保是正常狀態。定期進行保養，將所有設備組成部分都保持在運行狀態。
3結語
煤礦井是一個極度危險的環境，為了避免出現電力機械爆炸事故，使用防爆液壓絞車是最為明智的選擇。其優良的操作性能和安全性能，必將是我國未來煤礦井生產設備的發展方向。
作者：周成遠 王志強 單位：河南能源焦煤集團馮營公司
煤礦井下論文:煤礦井下避險技術與發展綜述
1應急逃生技術裝備
為保障在突發緊急情況下遇險人員安全逃生的需要，近年開發應用了長時自救器、補給站、應急廣播、避災路線指引系統等設施設備。長時壓縮氧自救器采用循環式氣路設計，呼吸阻力小，佩戴舒適，維護簡單;前后封口帶封裝方式，安全，開啟方便快捷;質量不超過4.5kg，最長防護時間120min;可隨身攜帶或固定放置。補給站布置在避災路線上，采用硐室或可移動艙式結構，接入礦井壓風、供水管路及通信系統，內部儲存一定量氧氣、長時自救器、飲用水及急救用品等，具備正壓維持能力，為人員逃生過程中更換自救器、補給水及傷情臨時處置等提供安全空間或臨時避險場所。為保障突發緊急情況下能以最簡捷、快速途徑通知、指導人員安全撤離，應急廣播系統得到推廣，并在江蘇等省作為強制性要求。一些單位開發了礦井避災指引系統，利用現有監控系統平臺，通過應急通信、廣播、指示牌等方式，在災變情況下為遇險人員提供聲光信號、路標指示及避險路線指引，已用于上百處礦井。
2緊急避險技術與裝備
為了在突發緊急情況下為無法及時撤離的遇險人員提供一個安全的避險空間，緊急避險設施得到建設和發展，以避難硐室和可移動式救生艙為主體。由于我國確立了優先建設避難硐室的基本思路，救生艙在井下應用較少，總臺數不超過1300臺。為緊急避險設施的安全保障開發應用了一系列技術和裝備。
2.1供氧技術與裝備
在接入礦井壓風管路的基礎上，緊急避險設施的氧氣供給主要有地面(或井下)專用鉆孔、專用管路、自備氧等方式。長期避難硐室優先選擇專用鉆孔、專用管路供氧。隨著鉆進技術的發展，專用鉆孔直徑有逐步擴大趨勢，較大680mm，可以利用該鉆孔提升人員。為提高地面鉆孔支持保障的及時性、有效性，應急救援車研究成功，具備空氣及飲用水供給、應急電力供應、通信等功能，機動性能強、安裝快捷方便。專用管路既可利用礦井現有壓風系統，也可根據需要相對獨立建造，但應保障抗災變事故破壞能力，可以采用管路埋地、管路敷設保護或使用抗爆管材。有的礦井將供氣、供水、通信、災害感知管線功能集成，沿避災路線敷設，既服務緊急避險設施，也支撐沿途設置的自救站、自救點。管線具備不低于0.5MPa的抗爆炸沖擊能力，且與日常生產用系統相對獨立，具有較高的安全性。避險設施自備氧源最初多采用高壓氧氣瓶。越來越多的礦井認識到其潛在危險性及維護管理諸多問題，化學氧源得到重視和應用，目前主要有再生氧和氧燭2種方式。再生氧裝置在國外應用廣泛，我國自20世紀90年代起在軍事和人防工程中裝備，利用超氧化物(NaO2、KO2等)藥板與空氣中CO2和水反應產生氧氣，借助自然對流促進空氣循環。由于其反應熵與人體呼吸熵基本一致，能夠滿足封閉環境中人體的生存需要。突出特點是:無需外加動力，藥板不燃不爆，安全;存儲時間長(不小于5a)，免維護，使用簡單;空氣質量高，具有殺菌清潔作用。中煤能源集團大屯孔莊礦和山西陽煤集團新元礦分別利用再生氧裝置，在長期避難硐室進行了100人、19h和100人、48h載人試驗，取得理想效果。氧燭自二次世界大戰以來在美歐國家作為應急氧源得到普遍應用，在南非煤礦及我國人防工程中也有較長使用歷史。其以氯酸鹽(如MClO3等)為主體，添加少量催化劑、除氯劑和粘結劑，經機械混合加壓成型，制成藥柱，形似蠟燭。藥柱上端中心裝有啟動劑，利用瞬間高溫與啟動劑接觸引發分解產氧反應。隨著產氧反應進行，反應面沿柱體軸向緩慢下移。由于分解產氧屬放熱反應，傳統氧燭會產生超過300℃的表面高溫，限制了其在井下的使用。新一代氧燭使用超級復合絕熱技術，可將裝置表面溫度控制在50℃以下，為在井下使用創造了條件。具有產氧能力大，產氧平衡，不受環境溫濕度影響;安全性好，無需安裝，免維護;儲存時限長(不小于5a)等顯著特點。
2.2有害氣體處理技術裝備
避險設施有害氣體處理可以采用通風排出或化學處理的方式。在利用鉆孔、專用管路或礦井壓風系統供風能夠有效排出有害氣體時可不另設有害處理設施。去除CO主要有貴金屬催化劑、陶瓷金屬整體催化劑等，低溫納米金催化劑、常溫納米金屬鈀催化劑的催化轉化率可達98%以上。去除CO2主要有Ca(OH)2、KOH、LiOH等，可采用分散去除或集中處理的方式。分散去除是將裝有化學藥劑的幕簾分散懸掛在避險設施內人員集中的地點，自動高效地吸收CO2，無需動力，過濾效率高，環保效果好。使用時只需將幕簾從真空袋中取出，掛在掛架上，簡單方便。集中處理是利用通風機強制空氣流經裝有藥劑的凈化箱而進行空氣凈化。目前開發的通風機有電動、氣動或人工方式，相應需要電力、高壓氣源或利用人力，功率30～115W，風量55～580m3/h。
2.3溫濕度調節技術裝備
避險時人體、設備運行、有害氣體去除等都會產生熱量，外界也可能有熱量導入，避險設施溫濕度調節措施必不可少。需要以隔熱設計為基礎，與熱負荷計算相匹配，對溫濕度調節系統進行具體設計。在圍巖溫度不高，采用鉆孔供風、專用管路供風能有效控制環境條件的情況下可不另配降溫系統及裝備。近年緊急避險降溫技術裝備得到發展，蓄冰制冷、液態CO2制冷得到應用，相變制冷、壓風制冷、化學制冷等也有試驗、試用。蓄冰制冷是利用蓄冰融化吸熱而降溫。制冰設備主要采用電動方式，也有礦井采用壓風系統驅動氣動制冷機的方法。冷氣排放多利用電動或氣動風機強制風流通過冰柜中風道帶走冷氣;也有設備采用溫差動力超導環流技術實現冰柜冷量與外界高效無動力循環，當外界需要冷量時打開控制裝置，在超導作用下冰柜中冷量自動循環到超導散熱器上，帶動冷熱交換。蓄冰制冷的優點是冰或水相對安全，不會帶來次生災害;缺點是冰柜體積大，平時耗能多，維護成本高。液態CO2制冷是利用CO2從液態變氣態過程中大量吸熱(1kg液態CO2汽化可吸收292kJ熱量)而降溫的方法。設備簡單，工作時不需能源，防爆安全性較好，在國外煤礦井下得到較多應用。但需要儲存的液態CO2量很大(1臺10人救生艙需40L的CO2氣瓶70個以上)，可能發生泄露、次生災害等問題，且當溫度高于31.9℃時會失去制冷作用，限制其使用范圍。相變制冷是一種新型的制冷技術，利用材料相變過程中吸熱實現降溫。近年研究的井下相變材料主要為無機材料，相變溫度24～27℃可調，相變壓力為常壓，相變潛熱大多為160～190kJ，個別達到240kJ。相變制冷的優點是設備簡單，基本不需維護，工作不耗能;缺點是占用體積及需要的散熱面積大，相變材料的時間特性需進一步克服，以防止長時間存儲時相關性能衰減、喪失。壓風制冷是使壓縮空氣在渦流管中高速旋轉，分離出2股不同溫度的空氣，一股是冷空氣(低－20℃)，另一股是熱空氣(較高110℃)。將冷空氣引入井下緊急避險設施而降溫。流量為15m3/min的壓風經過渦流管后可產生10kW的冷量，相當于幾臺立式空調。壓風制冷在中煤能源集團平朔井工一礦的避難硐室中已有成功應用，但要求礦井壓風系統在災變時期必須保持完好;耗氣量較高。化學制冷是利用鹽類物質溶解時吸熱的特性。使用時需要不斷更換新水，給災變時期的使用帶來困難;使用銨基材料的制冷劑時會不同程度地釋放出氨氣，給使用帶來影響;長期存放會結塊?；瘜W制冷方式在井下應用還有待大量研究。
2.4大容量防爆后備電源
避險設施對能源的需求促進了大容量防爆后備電源的研究開發。GB3836—2010防爆標準明確規定:存在析氫危險的蓄電池不得在隔爆外殼內使用，目前開發的大容量防爆后備電源主要為鋰離子蓄電池電源、鋰－二氧化錳原電池電源和鉛酸貯備電池電源。鋰離子蓄電池具有比能量大、無記憶效應、放電電壓高、使用壽命長等特點而受到關注，但在一些條件下可能發生內部爆炸、使用維護要求較高等特性制約其在井下使用。目前規定井下使用的大容量防爆鋰離子蓄電池電源的單體電池較大容量不超過60A?h，采用串聯方式聯接，隔爆外殼可承受不小于1.5MPa的靜壓試驗;電池管理系統應對電池電壓、電流、表面溫度、容量等進行監測和保護。鋰－二氧化錳原電池無需在井下反復充電，安全性較高，存儲壽命長(不低于3a)、維護工作量小等特點適于避險設施的工況要求。目前對大容量防爆鋰－二氧化錳原電池電源的管理基本同于鋰離子蓄電池電源，但由于無需充電，電池管理系統相對簡單。鉛酸貯備電池是將充好電的鉛酸電池電解液抽出，存放在電池槽上方，待用時電池處于干荷狀態。需要用電時通過啟動裝置將電解液重新輸送到電池槽中而形成可使用的電池。由于無需在井下充電而不會析氫，可以制造成礦用隔爆型。其特點是安全性高，容量可達數百甚至上千安時，存儲壽命長(不低于3a)、免維護，適于避險設施的工況要求。缺點是放電電壓低、體積較大。
3緊急避險系統發展趨勢分析
井下緊急避險技術與裝備尚處于起步和開創階段，許多方面尚需進一步發展、完善和提高。發展的重點是提高技術裝備對避險設施的適應性、安全性、使用維護方便性及智能化與低功耗，并力求在誤操作下也不致發生事故。1)優化設計技術。根據礦井地質、生產技術條件和可能發生的災害事故類型，在風險分析的基礎上進行緊急避險系統優化布局，避險設施類型與位置挑選，與其他安全系統有機結合。在風流場、溫度場模擬分析的基礎上進行避險設施供氧、有害氣體去除、溫濕度調節等系統的優化布局設計與設備選型。2)安全保障技術。發展新型氧源，提高儲氧能力及供氧性，降低產氧過程中的熱量及溫度，逐步取代壓縮氧源;發展壓風管路安全保障與應急處置技術，在管路因故受損后能自動阻斷漏風而保障其他地點的供風需要;發展新型高效低功耗氣、電動空調技術，并實現降溫、除濕、空氣凈化等功能集成;提高相變制冷技術性，控制或消除功效時間效應;發展適合井下環境的新型有害氣體處理藥劑及設備;發展新型大容量防爆電源，提高安全性及抗災能力;研究避險環境智能化監測與控制技術，實現“一鍵”全啟動和“傻瓜式”操作;發展避災路線自動生成與指示系統，自動根據災情發展生成、指引優化的避災路線;進行透地通信系統的實用化研究。3)試驗驗證與維護管理技術。目前避險設施建成后的功效驗證大多通過載人試驗方法，救生艙及中煤能源集團平朔井工一礦等的長期避難硐室建成后進行了載人試驗，應進一步發展模擬驗證技術方法。此外，避險技術裝備平時處于應急備用狀態，其性及完好程度通常難以掌握，應發展設備監測與自診斷技術、藥劑失效指示、后備電源容量自評估系統等;進一步研究適應井下環境條件和配套設備特點的維護管理和檢測檢驗技術，以保障在線設備時刻處于安全可用狀態。4)培訓與應急演練。將動畫演示、虛擬現實技術等用于緊急避險培訓，開發相應的培訓系統，實現參與式培訓;與礦井應急演練有機結合，保障人人具備安全避險技能，對避險設施人皆會用。
作者：楊大明 單位：安標國家礦用產品安全標志中心
煤礦井下論文:煤礦井下通信系統的建立釋解
分站模塊的建立
移動通信系統具有良好的信息傳輸性能，不但高帶寬，而且通訊質量好、可承載話音、數據、視頻的多業務，在一個平臺之下處理各種數據信息，滿足目前井下人員定位、視頻監控、工業以太網與工業控制網絡互聯的生產、管理與應急救援需求。分站的冗余以太網模塊是千兆以太網模塊，具有多環冗余功能，無線數據傳輸中的工作頻段為2.4GHz，使用Wi-Fi接入點模塊。分站還包括有同樣工作頻段的射頻識別讀卡器模塊，雙串口服務器模塊和IP-PBX模塊，即使整個數據網絡出現問題依然可以實現信息通信功能。井下傳輸分站安裝有不間斷電源模塊，在停電或臨時斷電突發事件情況下依舊可以正常工作。井下無線傳輸分站是移動通信系統的技術核心部分，負責所有音頻視頻等一系列的信號傳輸。在井下設置這些分站進行工作必須綜合考慮各方面的因素，例如體積、重量、防爆性能等等一系列因素。每個分站當中都包含很多的功能模塊，全部安裝在隔爆殼內，采用隔爆兼本質安全的形式。信號傳輸分站能夠顯示整個分站各個設備的工作狀態，包括電源、端口、各模塊功能等等。主要是為了所有數據信號的傳輸，主要實現手機和井上調度臺之間、手機與手機之間的信息通信。獨特的IP語音交換功能，即便整個移動通信系統在脫網情況，分站也可以繼續工作，保障接入的手機之間的語音交換功能。在系統通信發生故障時，分站能夠對所有的數據進行存儲，這里面最主要的是人員定位信息，待系統恢復正常時能及時上傳回主機。每個分站都設置不間斷備用電源，保障移動通信系統即使在發生電源故障時的仍能穩定工作。
調度臺模塊的建立礦井生產調度
通信是實現煤礦井下安全生產調度的主要工具。實現調度通信的載體--調度臺應集調度、人員定位、存儲查詢、顯示、錄音和電源保護及自動切換等多種功能于一身，實現礦井生產調度員多方位監控通信系統內的任何一部電話（包括擴音電話、移動電話等），不受被叫摘機、占線等限制，有利于保障生產的順利進行。礦井的開采是在環境極其惡劣的情況下進行的，工作區域小，濕度大，照明很多時候都不足，另外還有很多的不安全因素，例如瓦斯、頂板事故等等。這就要求開采人員之間必須緊密配合，團結合作，信息傳遞也要及時。在地面上的生產調度人員及時協調好生產中出現的問題，既要滿足生產，又要保障人身安全，做好生產、指揮、管理等方面的通信工作。調度模塊能夠實現無阻塞呼叫保障調度通信暢通無阻；能接收內部用戶的緊急呼叫，優先處理并自動錄音；處理多路呼叫，而互不干擾；地面用戶通過調度臺可以呼叫井下的用戶；反之，井下用戶可以通過調度臺呼叫地面的電話。調度時調度員可退出或插入；可通過設置值班話機（有線電話或移動電話），由值班話機應答呼叫調度的電話并完成轉接。
通信終端模塊的建立
作為井下的移動通信終端，手機應具有撥號、通話、顯示、查詢、存儲和定位等主要功能，目前井下移動通訊終端功能單一、信道窄、傳輸距離短、抗干擾能力差。終端手機的設計可解決這一系列問題。通訊模式具有無線以太網單?；騁SM與無線以太網雙模，集話音、短信、網絡瀏覽與下載、圖片與視頻播放、拍照與攝像功能于一身。終端定位的本質安全型無線以太網移動通信終端，為在井下工作移動通訊、人員定位、應急救援提供良好的條件。本安全型無線以太網移動通信終端滿足井下爆炸性氣體環境用電氣設備安全技術要求，按相應的通信模式進行I/O編碼輸入到射頻前端電路最終饋入到天線，由天線將信號向空間輻射輸出；最終通過模擬電路部分轉換出話音信號，傳遞給收聽者。終端采用多模式處理器實現GSM與無線以太網的雙模通訊，工作頻段為2.4GHz，終端的中央處理器采用OMPA730處理器芯片實現。基帶處理器采用TWL3016處理器芯片實現。采用錳酸鋰材料做電池芯，采用電阻或恒流二極管串聯作為保護電路。井下移動通信系統的模塊化建立為井下的實時通信提供了便利，較大程度上滿足了井下生產的實際需求。該通信系統模塊具有端口豐富、信號穩定、覆蓋面廣等特點，適合在全國各大煤礦企業推廣。
作者：錢彬 韓凌玲 單位：河北能源職業技術學院
煤礦井下論文:煤礦井下通信體系研究
煤礦井下通信系統是礦井安全防護及生產調度必不可少的設施，是礦井信息化和安全生產管理的重要組成部分。將無線通信系統技術應用于煤礦企業，提高井下無線通信水平，加快井下通信發展步伐，為煤礦安全生產、提高生產效率、提高企業的管理水平搭建起有效的信息平臺，成為煤礦無線通信發展的重要任務。由于井下環境差，巷道分布多，干擾信號源多，對無線的發展障礙比較大，早期我國井下通信主要為有線方式。隨著無線通信技術的日新月異，煤礦井下無線通信技術也得到了迅速發展。煤礦無線通信主要有以下方式：
1 超低頻透地通信
超低頻透地通信系統是以大地為電磁波傳播媒介、無線電波穿透大地的無線電通信方式。主要產品是澳大利亞開發的PED 井下無線通信與急救系統，90 年代進入我國煤炭領域。該系統主要應用于井下急救，即在緊急情況發生、其它通信方式中斷時，通過 PED 系統發射系統，使其超低頻信號穿透巖層到達井下任何位置，迅速有效地與井下人員通信。該系統性高，但缺點是信道容量小，不能用于語音等需要較大信道容量的通信，只能用于傳呼、簡單遙控等，而且電磁干擾大，特別是 50 Hz 工頻干擾對特低頻透地通信干擾嚴重。另外，透地通信系統需要在地面架設長達數千米的天線，限制了該方法的應用。
2 中頻感應通信
中頻感應通信系統借助專用感應線，利用無線電波感應場引導電磁波傳輸，頻率選擇在中低頻。主要產品是南非的 RB2000，90 年代末進入我國煤炭領域。該系統投資費用低，小范圍內信道穩定，設備攜帶方便，采用中低頻感應操作，可在井下惡劣環境中鎖定的通信波段，輸出高強度信號；系統采用導頻抑噪技術，在噪音較高的電磁環境中使用且通話效果十分清晰。但缺點是靠近感應體通信效果好，稍遠離感應體信道不穩定，感應通信受受巷道內導體影響較大，信道性能不穩定，通信距離一般不大于2m ，信道容量小，電磁干擾強。
3 漏泄通信
漏泄通信系統利用漏泄電纜的漏泄原理實現礦井無線電通信，系統采用超高頻進行無線通信。漏泄通信主要應用于90 年代，主要產品為加拿大的 FLEXCOM。該系統具有信道較穩定、電磁干擾較小等優點。但缺點是漏泄電纜上每隔350 m 需加 1 個中繼器，使系統的性變差，任一中繼器和電纜故障將會造成該中繼器以下的部分系統癱瘓。并且隨著中繼器的增加，噪音易累加，信號容易失真。系統的各個通道指定用于固定的設備，信道利用率不高。
4 PHS 通信
PHS又名無線市話 PAS，它基于成熟的城市無線PHS（小靈通）技術之上，采用微蜂窩技術，利用定向天線及全向天線，以無線方式接入固定電話網，依托固定電話網提供通信服務。礦井 PHS 通信系統由基站控制器、基站、局端設備、本安型手機、網管計算機等組成。PHS 通信系統從 2003 年進入煤炭領域，主要用于煤礦井上、井下語音通信及人員定位，具有安裝簡單，維護成本低，通話質量好的優點。但其無線信號的發射和接收受基站無線信號的傳輸距離及井下巷道狀況的限制。隨著公網小靈通的退市，PHS 通信系統的發展已停滯。
5 CDMA 通信
礦用 CDMA（大靈通） 通信系統是基于地面成熟的CDMA技術的產品，它屬于大蜂窩通信體制，采用定向天線、全向天線及泄漏電纜 3 種井下覆蓋方式，主要由地面機柜、基站控制器、基站、無線耦合器、無線功分器、漏泄電纜、本安手機等組成。礦用 CDMA（大靈通）通信系統從2008 年進入煤炭領域，系統單基站業務信道多、語音通話質量好、組網通信規范嚴格、移動切換呼通率高，具有信號穩定，移動性好，抗干擾能力強，支持無線高速分組數據業務，對巷道狀況要求低等優點。但缺點是系統占用設備較多，安裝、維護繁瑣，造假較高，但是它存在著功能單一、協議標準化差、抗災變能力差的缺點。
6 WIFI 通信
礦用 WIFI無線通信系統采用無線微蜂窩覆蓋技術和WIFI移動通信技術，實現了基于千兆環網的定位、語音通信及監測信息的無線綜合傳輸。該系統由 IP PBX軟交換設備、網關設備、礦用無線通信基站、WIFI 手機、直流穩壓電源組成。WIFI無線通信系統采用集中式管理，分布式組網架構，造價低，具有強大的移動性，能夠適應各類調度終端，語音系統容量大，可以實現綜合數據業務的擴展。但其缺點是WIFI 手機跨基站斷話和大規模組網能力差，多用戶同時通話時語音嚴重滯后，甚至影響呼叫，語音傳輸技術采用有損壓縮算法，通話質量失真，快速移動通信時會嚴重影響通信距離。所以，該技術作為礦井無線通信與生產調度應用，其市場狹窄。但由于 WIFI具有寬帶數據接入和以太網傳輸的強大功能，因此，把它作為煤礦綜合自動化監控數據傳輸、光纖環網對接和多網合一的網關設備應用，是較好的寬帶數據通訊解決方案，是當前煤礦無線通信的主流技術。
7 XGP（新一代 PHS）
XGP是全球第四代移動通信的技術平臺之一，XGP技術綜合了傳統礦井小靈通移動語音組網通信質量好和WIFI寬帶數據接入傳輸能力強的優勢，實現了語音視頻數據的并網傳輸。XGP 系統中的基站、基站控制器和移動交換機全部依賴以太網平臺傳輸，可直接與井下光纖環網無縫對接，實現了全網一體化統一通信，組網能力強，語音通話質量好，支持手機主動定位，定位精度可達20米。XGP 技術較大的亮點是國內首創支持基于手機平臺操作的移動指揮調度，是真正意義上的移動生產調度系統。從礦井無線通訊技術與市場長期發展演變的角度看，XGP無論從技術標準性、開放性、繼承性，產品成熟性、性、實用性等方面綜合分析，應成為時下煤礦無線通信領域的最主流解決方案選擇。
總之，當前煤礦無線通信系統基本能滿足礦井無線通信的要求，但是，隨著煤礦生產自動化和信息化程度的提高，傳統的數據和語音通信，必將不能滿足煤礦安全生產和無線可視多媒體服務的需要。這就需要采用全新的網絡結構及全新的無線傳輸理論與技術，構建礦井寬帶化綜合通信系統，實現井下各種有線和無線監視、監測、語音信息的傳輸。
煤礦井下論文:煤礦井下救生艙艙門設計與結構優化
《艦船防化》2014年第4期
摘要：針對救生艙艙門在煤礦救生系統工作中的重要性以及存在的不完善之處，提出了一種新型圓形煤礦救生艙艙門結構，對其抗沖擊結構及鎖緊機構的組成與工作原理進行了詳細闡述，利用有限元軟件對其抗沖擊結構進行強度分析，并基于結果對結構進行優化，優化驗證結果表明，艙門的安全系數由優化前的1.6提高到了3.1，滿足了救生艙的設計使用要求，對救生艙的應用有著重要的現實意義。
關鍵詞：救生艙；艙門；優化；抗沖擊
0引言
針對礦用救生艙艙門在煤礦救生系統工作中的重要性以及存在的不完善之處，比如抗沖擊能力未達到，開閉不夠輕松便捷，鎖緊機構時間久了不夠牢固，隔熱效果差等，設計一種新的礦用救生艙艙門就顯得尤為重要。本文針對圓形礦用救生艙艙門，對其抗沖擊結構及鎖緊機構的組成與工作原理進行闡述，利用有限元軟件對其抗沖擊結構進行強度分析，并基于結果對結構進行優化，以期提高救生艙的安全性，從而盡可能地減少二次災害所造成的人員損失。
1艙門結構設計
1.1抗沖擊結構設計
在對救生艙艙門進行整體的結構設計時，最應充分考慮的就是其抵抗沖擊性。對現有救生艙門設計成品的參考，并依據相關設計準則與建設基本要求中的設計規范。煤礦井下救生艙圓形艙門上設有觀察窗，讓進入其中的工作人員在進入艙體并關閉艙門之后方便觀察艙體外部情況；門扇內外各有一個轉動手輪，兩轉輪通過細長銷釘聯接，實現在艙內外都能方便開閉的功能，除此之外，轉動手輪采用了相對較大的直徑，利用杠桿原理，減小了開啟和關閉艙門的阻力，方便且靈活；傳動機構采用平面連桿的工作原理，制作了兩桿一輪的傳動組，高效靈活；門扇與門框通過最原始但是最簡便易行的鉸鏈合頁來連接，減小開啟和關閉時的阻力，且制作相對較方便和經濟；門扇內部設置有加強肋，抵抗瓦斯爆炸產生的強大沖擊載荷；門框上制作有坡度一定的楔形塊，關閉艙門時鎖緊連桿鎖緊在楔形塊處，保障內部人員的安全。設置合理密度的加強肋可以有效提高板殼結構的抗沖擊能力，且加強肋截面高寬比1.25∶1時板殼結構的抗沖擊能力較佳，因此設定加強肋的高和寬分別50mm和30mm。
1.2鎖緊機構設計
該圓形艙門的鎖緊機構主要由門框楔形塊結構組、轉盤連桿機構組和轉輪組構成。門扇的內外均設置有大轉輪，實現救生艙內外都可開閉的功能；楔形結構直接加工在門框周邊，不用另外加工，節省制作成本；轉盤連桿結構組通過轉盤與轉輪之間的銷釘來傳遞動力。
2艙門結構強度分析
首先對艙門施加約束，現將約束施加在門扇與門框接觸處，在門扇面上施加垂直于門的0.6MPa的沖擊載荷，設定材料Q345。之后進行網格劃分，由軟件進行運算。
3艙門結構優化及強度驗證
通常加強門板強度的措施是增加門板厚度，但是這樣的同時也會增加結構整體的重量。因此，本設計結合拱形受力原理，將平板門面改為曲面。假設平面和曲面承受相同的沖擊力，曲面上的弧形結構可以將該力分解2個分力，分別是垂直于弧形面的力和平行于切線方向的力，由于門扇是圓形對稱結構，因此所有切線方向的力互相抵消，只剩下垂直弧形面的力，這樣便減小了對門結構的沖擊。
4結語
提出了一種新型圓形煤礦救生艙艙門結構，對其抗沖擊結構及鎖緊機構的組成與工作原理進行了詳細闡述，利用有限元軟件對其抗沖擊結構進行強度分析，并基于結果對結構進行優化，優化驗證結果表明，艙門的安全系數由優化前的1.6提高到了3.1，滿足了救生艙的設計使用要求，對救生艙的應用有著重要的現實意義。
作者：方海峰1；高進可1；李允旺2；吳群彪1；蔡李花1 單位：1.江蘇科技大學，中國礦業大學
煤礦井下論文:煤礦井下生產中監控與通信技術的應用
【摘要】
煤炭在能源消費結構中所占的比重較大，然而煤礦井下安全問題仍然是社會關注的重點。伴隨著監控與通信技術的不斷發展，通信及監控技術在煤礦井下安全生產中獲得了廣泛的應用，有利于提高煤礦井下的安全性，而且一些新的監控與通信技術也陸續得到開發與應用。
【關鍵詞】
煤礦井下；安全生產；監控與通信技術；應用
煤炭是我國最主要的能源，而我國又是世界上的產煤大國，產煤量占世界比例已經超過了40%。然而近些年來，我國煤礦安全生產問題較為突出，死亡人數、事故數量等雖然都有所下降，但是與國際上的其他國家相比仍然有較大的差距。因此為了促進煤炭行業健康、可持續的發展，監控與通信技術發揮著不可替代的作用。
1當前監控與通信技術在煤礦井下安全生產的應用
1.1煤礦井下移動通信系統實際上煤礦井下對于移動通信的需求還是存在的，但是在煤礦井下無限傳輸衰減會非常大，發射的功率也會受到一定的限制，基于煤礦井下的這種通信情況，可以設置多基站移動通信系統，根據煤礦井下移動通信網絡狀況以及相關的性能要求，開發和使用在WIFI環境下煤礦井下的移動通信系統。這使得煤礦井下安全生產調度、避險以及搶險救災發揮了巨大的作用。
1.2煤礦井下人員定位系統由于GPS信號沒辦法覆蓋煤礦井下的巷道，針對這種情況在基于RSSI技術的基礎上，來對煤礦井下人員進行實時、的定位。根據RSSI測距公式：RSSI=A-10nlg（d）（式中：P為當前RSSI；A為主從機1m距離時的RSSI；n：傳播因子，與溫度、濕度等相關；r：當前距離。）具體來說，RSSI技術是通過通信過程來實現的，所以需要主機傳送數據信息到從機，不斷的更新所測的距離。煤礦井下人員的定位系統是避免有外人進入到煤礦井下，在一定程度上能夠實現合理的定員生產；同時也能及時處理煤礦井下安全事故的應急，降低事故發生率；另外還可以為考勤、調度工作提供系統支持，為安全生產提供了有力的保障。
1.3無人值班遠程監控系統為了更好地控制煤礦井下定員，避免較多的人員在煤礦井下人員，從而避免或者減少一些安全事故的損失，研究和開發了無人值班遠程監控系統，這種系統能夠實現對煤礦井下機電硐室、水泵房等進行無需人員值守，直接進行遠程的監控。在工作面有工作人員巡視的情況下，回采巷道的遙控技術也得到了應用，這對于煤礦井下的安全生產活動是非常重要的的，在一定程度上是對傳統監控模式的突破，在遠程的基礎上實現了無人值班，即提高了煤礦生產的效率，又保障了煤礦井下安全生產活動的順利開展。
2監控與通信技術在煤礦井下安全生產的應用發展
（1）基于物聯網的礦用無線通信技術。為了能夠更好地防止假冒機電設備被運用到煤礦安全生產中，為煤礦井下安全生產活動提供穩定有效的物資來源，可以考慮基于物聯網的礦用無線通信技術。要知道在煤礦井下無限傳輸的衰減會較大，而且誒地面物聯網技術的運用難以在煤礦井下得到實現，所以要根據煤礦井下的具體特性，對運用物聯網技術：①對相關的礦用物聯網信息數據進行編碼、輸送和整理；②設計和研究煤礦用車、煤礦機械設備、人員等多個動態目標和靜態目標的管理控制系統；③針對部分工作人員和操作人員，例如瓦斯檢查員、放炮員、水泵操作工等設計人機環閉鎖系統；④關于礦用產品以及其他重大設備設計全程跟蹤系統。伴隨著現代科技和網絡技術的不斷創新，煤礦井下各類各類礦用產品、重大設備都需要借助基于物聯網的礦用無線通信技術來實現，從而提高煤礦井下安全生產的工作效率和質量。
（2）煤礦井下人員定位技術。要知道煤礦井下是最易發生安全事故的場所，因此當事故發生時需要對煤礦井下進行定位，及時了解人員的狀況，從而正確更好的救援效果。然而GPS全球定位系統是沒辦法覆蓋到煤礦井下的各個巷道，而且當前煤礦井下人員的定位技術仍然采取無線射頻識別技術、漏泄電欖技術等，能夠對煤礦井下人員進行定位，從而更好地監控和管理煤礦井下的人員情況，對于煤礦井下安全生產工作相當重要。不過現行的這些系統還無法做到定位，難以滿足災后的相關救援工作。所以，務必要根據煤礦井下各個巷道的具體特點，更加深入的研究煤礦井下定位的網絡狀況以及相關算法，從而開發和研究更加精準的煤礦井下人員定位系統，提高煤礦井下安全生產工作的效率。
（3）煤礦井下生命探測技術。煤礦井下發生安全事故或者險災后，生命探測裝備能夠更快地實施搶險救災，提高了搜救的進度，從而盡可能地減少人員的傷亡率。煤礦井下的環境和條件較為復雜，一些關鍵的技術沒辦法在煤礦井下應用。為了能夠更好地應對煤礦井下的特殊環境，需要開發和研究煤礦井下相關的生命搜救技術與定位技術。這種技術能夠盡可能地穿透煤礦巖層，更好地了解和掌握煤礦井下人員的生命狀況，通過生命探測技術，能夠較大程度地降低煤礦井下事故傷亡率，真正地為煤礦井下安全生產提供人身保障。
（4）傳感器多方位分布技術。為了能夠對煤礦井下瓦斯濃度進行實時的檢測，防止因為瓦斯濃度超標而引起的重大事故。需要在煤礦井下分布大量的傳感器，這些針對瓦斯濃度檢測的傳感器并不會增多資金投入，反而分擔了系統的工作量。所以在實際的系統運用中，可以依據煤礦井下煤礦采掘位置、通風狀況、巷道風速、瓦斯分布和變化具體狀況等，來設計和安置傳感器的位置，主要考慮是否有吊掛位置、斷電的具體濃度、警報臨界值、復電的濃度等等，從而實現傳感器多方位分布，確保煤礦井下工作的安全性，促使煤礦井下安全生產工作的順利開展。
3結束語
實際上煤礦井下監控與通信技術是煤礦井下安全生產工作順利開展的關鍵保障，在進行煤礦井下作業時，應當合理運用監控與通信技術，減少一些煤礦井下人員，避免不必要的安全事故發生。只有合理的應用監控與通信技術，使其在搶險救災、事故調查、環境與條件監管方面發揮較大的效用。
作者：岑龍 單位：山西高河能源有限公司
煤礦井下論文:煤礦井下深孔破巖探討
《煤礦安全雜志》2016年及時期
摘要:
為克服煤礦井下現有深孔破巖技術不足，提出將靜力破巖技術應運于煤礦井下深孔破巖工作中?；诶碚摲治鲮o力破巖原理得出被破巖體發生拉伸破壞，提出實施深孔靜力破巖的技術要求。在某礦K8113工作面進風巷落山方向實施深孔靜力破巖技術以減小回采巷道采空區后方較大范圍懸頂問題的工程試驗，試驗后懸頂距離比未處理時縮短10m左右，減小約50%，表明深孔靜力破巖技術對解決兩巷落山頂板的懸頂問題可行有效。
關鍵詞:
脹裂劑;深孔破巖;鉆孔布置;落山懸頂;靜力破巖
在煤礦井下開采工作中，經常需要深孔破巖。如深孔爆破弱化預裂工作面開切眼堅硬頂板，減少老頂初次來壓步距;深孔爆破松動工作面端頭回采巷道頂板使其及時垮落等。目前，煤礦井下使用的深孔破巖方法有鉆深孔裝炸藥爆破和注高壓水脹裂、軟化破巖。但這2種方法在一些具體應用中存在安全隱患或達不到破巖要求等缺陷。為滿足煤礦井下安全高效的破巖需求，提出將安全、溫和、可控而又有效的靜力破巖技術應用于煤礦井下深孔破巖工作中［1］。
1深孔靜力破巖技術
1．1破巖原理靜力破巖技術使用脹裂劑的主要成分是氧化鈣，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，在放出熱量的同時，體積增大產生膨脹壓力，膨脹體積增長測定實驗表明脹裂劑自由狀態下反應后體積為原體積的3～5倍。在鉆孔內裝填脹裂劑，脹裂劑產生的膨脹壓力施加到鉆孔壁上，使孔壁徑向受到壓應力作用，切向和軸向受到拉應力作用，由于巖石的抗拉強度小于其抗壓強度，因此巖體發生拉伸破壞。實驗室采用電阻應變片測量法測定得出脹裂劑產生膨脹壓力主要發生在前2h，隨時間呈現先緩慢增大，然后急劇增大，保持平穩的變化趨勢，較大可達50～80MPa［2］，煤礦井下巖石的抗拉強度大約只有其抗壓強度的1/10～1/20，即小于20MPa，脹裂劑所產生的膨脹壓力遠大于被破巖體的抗拉強度，滿足破巖所需力度。目前，靜力破巖技術主要用于鬧市區拆除破碎工程，廠房內混凝土基礎拆除和建筑石材開采等，破碎對象是處于二維應力狀態下有天然自由面的小范圍巖體，易于實施［3］。在煤礦井下實施深孔靜力破巖技術，鉆孔深度可達數十米甚至上百米，破巖對象是處于三軸應力狀態下沒有自由面的天然巖體，需要在裝藥孔(主孔)周圍布設一些不裝藥的鉆孔(輔孔)，讓輔孔提供臨空面釋放膨脹壓力并控制膨脹壓力的作用方向，主孔受力狀態示意圖如圖1。在主孔內裝入脹裂劑并封孔，脹裂劑與水發生熱化學反應，將膨脹壓力緩慢施加到主孔孔壁，使主孔徑向受壓應力作用，切向受拉應力作用，主孔周圍巖體在拉應力作用下沿輔孔方向萌生裂紋，隨著主孔內化學反應繼續，膨脹壓力逐漸增大，主孔受到的切向拉應力也逐漸增大，裂紋繼續擴展直至布孔范圍內巖體產生較大裂紋松動破碎［4－5］，如圖2。
1．2技術要求1)根據被破巖體的硬度系數f，在被破巖體上按不同結構的布設主孔和輔孔。當被破巖體是軟巖f≤4時，按主輔直線結構布孔，如圖3;當被破巖體是中硬巖4＜f≤8時，按主輔菱形結構布孔，如圖4;當被破巖體是硬巖f＞8時，按主輔五花結構布孔，如圖5。2)根據試驗得出較大膨脹壓力與孔徑呈線性關系，孔徑越大，較大膨脹壓力越大;直徑40mm的孔，可產生85MPa左右的膨脹壓力。3)在主孔內裝填脹裂劑的方式有注漿法或藥卷法，由于脹裂劑的熱化學反應較快，單孔裝填時間控制在30min內。采用注漿法裝藥時，待鉆孔按給定參數鉆出后在主孔內距孔口0．5m處安裝封孔器，通過封孔器利用注漿泵向主孔內注漿;采用藥卷法裝藥時，將脹裂劑裝入長0．5m，直徑比主孔直徑小10mm的透水袋中制成藥卷，將藥卷浸水5min后用炮棍逐節裝入主孔，第1節藥卷必須到達孔底，藥卷與藥卷之間振搗密實，待裝至距孔口0．5m時停止裝藥并用封孔器封孔。
2工程應用
某礦主采15號煤，為高瓦斯礦井，回采巷道采空區頂板在回采過程中不能按需垮落?；夭上锏啦煽諈^后方有較大范圍懸頂，造成通風死角和向采空區漏風等嚴重安全隱患，同時還引起區段煤柱形成較大支承壓力，使煤柱的穩定性減弱，并影響鄰近巷道圍巖的穩定性和維護，惡化生產條件。針對該礦實際情況，以K8113工作面進風巷(寬×高為4．5m×3．1m)為例，鉆孔布置如圖6和圖7。按1．2中的技術要求在落山巷道采空側實施深孔靜力破巖工程試驗。試驗前頂板退錨、剪網，落山懸頂目測在20m以上。試驗測定頂板巖體硬度系數f=2．5，選擇直線布孔結構在巷道頂板上沿工作面方向布設3排直線鉆孔，起始鉆孔與運輸巷道外幫水平距離取0．5m，鉆至與實體煤幫之間的距離小于0．5m時，停止鉆孔;孔徑Φ取40mm，孔距a計算得0．5m，通過關鍵層理論結合冒落帶高度確定被破巖體深度為25m，孔深H取24m，鉆孔與水平面之間的夾角向采空側取45°;相鄰排鉆孔主、輔孔間隔布置，排距計算得0．8m。待主輔孔按給定參數鉆出且用壓風將主孔吹洗干凈后，在距主孔口0．5m處安裝MAZF－22封孔器，將拌制好的脹裂劑利用ZBQS－12/10礦用氣動注漿泵通過封孔器注入主孔內。注漿結束數小時內，頂板有明顯脹裂聲響。工作面繼續向前推進4刀，即3．2m后，目測落山巷道直接頂開始逐步冒落，增加了自由面后，加速了頂板的垮落，老頂在礦山壓力作用下也逐步塌落。又推進12刀，即約10m后，目測試驗區域頂板基本塌落，試驗效果顯著。
3結論
1)通過在該礦K8113工作面進風巷落山方向實施深孔靜力破巖技術以減小回采巷道采空區后方較大范圍懸頂問題的工程試驗，試驗后目測懸頂距離比未處理的頂板縮短了10m左右，減小約50%，效果顯著，表明深孔靜力破巖技術對解決兩巷落山頂板的懸頂問題可行有效。2)通過工程試驗驗證了在煤礦井下實施深孔靜力破巖技術的破巖原理中提出主孔裝藥產生膨脹壓力作用，輔孔不裝藥充當自由臨空面，釋放膨脹壓力以及引導裂紋發生發展方向和控制破碎范圍的主、輔孔結構布置和裝藥方式合理。
作者：任興云 郝兵元 單位：太原理工大學 礦業工程學院
煤礦井下論文:煤礦井下槽波地震勘探論文
1設計理念
礦用節點式地震儀的設計理念可以概括為“節點式設計、獨立型激發、分布式采集、三通道存儲、集中式回收”，這些設計理念較好地呼應了煤礦井下地震儀器設計的客觀需求，其主要特點體現在［4－5］:1)節點式設計是指儀器無主機、無大線、無數據傳輸，節點式地震儀集傳統的分布式儀器的主機、采集站、交叉站、電源站于一體，可以靈活布設、方便采集，但又遵守統一的時間約定。2)獨立型激發是指可以獨立同時激發(ISS，in-dependentsimultaneousshooting)方式采集，對震源激發時間不作任何制約，可在確保安全的情況下同時放炮，大幅提高了作業效率，縮短了采集時間。3)分布式采集是指以各個節點式地震儀為單元，按照設計的位置布設接收點，獨立進行數據采集，采集道數可以自由擴展。4)三通道存儲是指每臺節點式地震儀設計為3個通道，可以滿足三分量采集的需求。5)集中式回收是指井下數據采集結束后，全部數據在回到地面后利用高速以太網實現數據集中回收。綜上可知，基于“節點式設計、獨立型激發、分布式采集、三通道存儲、集中式回收”的儀器設計理念，礦用節點式地震儀實現了本安防爆、技術先進、施工快捷的要求，每個采集通道的折合質量約1kg，為煤礦井下槽波地震勘探技術的應用奠定了基礎。
2槽波地震的觀測系統設計
2.1槽波地震勘探原理在煤層與頂底板的3層地質結構中，煤層的速度、密度相對較低，是一個“低速槽”，且煤層與頂、底板存在較大的波阻抗差異，屬于良好的地震反射界面。因此，在煤層中激發的地震波，遇到煤層頂底板后就會發生反射、透射和折射，且在較短的距離內地震反射波的入射角將會達到或超過臨界角，從而形成了全反射的條件，此后地震波的能量被“禁錮”在煤層的低速槽中而極少“逃逸”出去。因此，槽波是一種在煤層中激發、在煤層中接收、沿煤層傳播的制導波，其理論基礎完備，形成機理、傳播方式、波場特征等比較清楚。槽波地震探測就是利用煤層的這一導波特性，以探查煤層內斷層、陷落柱、煤厚變薄區、巖漿巖侵入范圍等地質異常的一種地球物理探測方法，它也是目前煤礦井下構造探測精度較高的方法［6－8］。
2.2槽波地震勘探方法槽波地震勘探是利用在煤層中激發和傳播的導波，探查煤層不連續性的一種地球物理方法，是地震勘探的一個分支。槽波地震勘探可以探查小斷層、陷落柱、煤層分叉與變薄帶、采空區及廢棄巷道等地質異常，具有探測距離大、精度高、抗干擾能力強、波形特征較易于識別以及最終探測結果直觀的優點，在探測精度、探測距離上優于其他煤礦井下物探方法，是目前最有效的煤礦井下探測方法之一。煤礦井下槽波地震勘探方法主要包括透射槽波地震勘探技術和反射槽波地震勘探技術，其中透射槽波地震勘探技術較為成熟、應用廣泛。1)透射槽波的觀測系統。它是利用從震源透過煤層傳至接收點的槽波信號，以探測工作面內斷層、陷落柱、煤層變薄區等地質異常體。因此，透射槽波地震勘探時，炮點與檢波點布置在不同巷道內，根據槽波的有無、強弱來判斷有無構造異常，透射槽波的較大探測距離可達煤厚的300倍。考慮到基建礦井、生產礦井的巷道條件以及地質需求，圖1給出了幾種典型的透射槽波地震勘探觀測系統設計示意［12］。圖1中的巷道以2條平行細線來代表，炮點與檢波點分別布置在巷道中，炮點距離、檢波點距離等依據設計要求確定;圖1中的陰影區域為透射槽波控制區域?？梢钥闯?節點式地震儀能夠靈活適應各種巷道的任意組合形式，這是集中式或分布式槽波地震儀所無法比擬的。2)反射槽波的觀測系統。對于反射槽波而言，炮點與檢波點布置在同一巷道內，其較大優點是可以開展巷道兩側或掘進工作面前方的小構造探測，反射槽波探測的距離可以達到煤厚的100倍。如果槽波在煤層中傳播時遇到了地震波的波阻抗差異界面，就會產生反射槽波信號，通過分析反射槽波信號就能判斷出煤層不連續體的位置，從而進行地質推斷解釋。但是，目前煤礦井下反射槽波地震探測技術尚不成熟
。
3探測實例分析
在過去的十年里，煤炭資源高效開采技術與裝備發展迅速，煤炭資源高效集約化開采成為未來的一種發展趨勢，其突出特征表現在“一井一面”、全煤巷掘進、綜采放頂煤、超長超寬工作面以及快速掘進等，這就要求煤礦地質工作要能夠滿足大距離、超前探測的要求，透視槽波地震勘探技術可以實現采區、盤區范圍、多個工作面以及超長超寬工作面的超前探測。
3.1超大工作面槽波地震勘探某礦1904N工作面走向長1834m，傾向長317～330m，開采9號煤層(圖2)。掘進過程中共發現斷層14條，其中落差大于1m的7條，未發現巖溶陷落柱。9號煤層厚度3.58m，分為上、下分層，其中夾矸厚0.05～0.27m;煤層上分層平均厚度1.20m。工作面內煤層傾角在21°～36°，平均傾角26°。按照礦方要求，僅對1904N工作面中段1200m的范圍進行探測(圖2虛線范圍)。如果采用煤礦井下有線地震儀施工，至少需要分別鋪設2000m的炮線、通信線和1200m的接收電纜，工作量較大;而采用基于節點式的無纜地震儀進行數據采集，無需布設炮線、通信線，施工效率可以提高3～4倍。經過正演模擬，槽波地震勘探的觀測系統參數如下:回風巷、運輸巷均采用10m接收道距，共布置檢波點258個;回風巷、運輸巷均采用30m炮間距，共布設激發物理點94個。數據采集時，回風巷、運輸巷分別獨立激發，布設在回風巷、運輸巷的所有檢波器同時接收。圖3給出了回風巷激發、運輸巷接收的透射槽波記錄，透射槽波能量較強;圖3左側虛線圈定的范圍內，槽波透射能量較弱，這與運輸巷實際揭露的落差2m是一致的;另外，槽波實際透射距離大于800m。
3.2盤區槽波地震勘探由于透射槽波的探測距離較大，因此利用透射槽波探測技術可以實現大距離的盤區探測，從而通過一次探測可以實現2～4個工作面的構造探測，為盤區范圍工作面的優化設計提供依據。圖4中某盤區包括2個工作面，每個工作面設計走向長度2800m、傾向寬度220m，其上部工作面巷道掘進長度2800m，2個工作面中間的巷道掘進長度500m，下部工作面巷道掘進長度1300m(圖4)。采用節點式地震儀可以靈活布設的優勢，在每條巷道均勻布設炮點與接收點，其中左側2個梯形區域為利用3條巷道聯合透視的控制范圍，而右側三角形區域為僅利用上、下2條巷道的控制范圍。因此，利用透射槽波探測技術可以實現采區、盤區工作面的大距離探測。在煤層埋藏較淺、地形崎嶇、工農關系復雜地區，在地面開展三維地震難度較大，且效果不好。這時，如果借助煤礦井下大距離槽波透視技術，實現盤區構造的精細探測，可以達到事半功倍的效果。
3.3跨層透射槽波地震勘探在高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井以及水害嚴重礦井，在采煤工作面布設前，為了確保安全生產，需要提前開拓瓦斯高抽巷或底板泄水巷，以掩護煤巷安全掘進。在這種情況下，可以從瓦斯高抽巷或底板泄水巷向目標煤層施工淺孔，利用鉆孔布設炮點/檢波點，并結合一條掘進的煤巷，構成跨越空間巖巷—煤巷的三維立體探測系統，實現地質構造的超前探測。
4結論
1)相對于常規的集中式地震儀、分布遙測式地震儀而言，節點式地震儀不需要主機、交叉站、電源站和大線，施工時不需要相互通信，無需布設炮線、電話線，且具備獨立同步施工的能力，是煤礦井下槽波地震勘探的理想儀器。2)節點式地震儀采用“節點式設計、獨立型激發、分布式采集、三通道存儲、集中式回收”的設計理念，較好地滿足煤礦井下地震儀器本安防爆、指標先進、施工快捷等基本要求。3)節點式地震儀靈活、無約束布設的優勢，使得煤礦井下超長超寬工作面、互不貫通的巷道之間以及采區、盤區和煤巷－巖巷跨層條件下的槽波地震探測得以實現。為了更好地發揮煤礦井下槽波地震勘探技術的優勢，今后應該進一步加大反射槽波地震勘探、鉆孔—巷道的透射槽波地震勘探技術與裝備研究。
作者：程建遠江浩姬廣忠吳海單位：中國煤炭科工集團西安研究院有限公司
煤礦井下論文:煤礦井下無線通信傳播論文
1煤礦井下無線通信技術的現狀
1．1TD－SCDMA無線通信技術的應用現狀TD－SCDMA技術是ITU研發出的第三代移動通信空間接口技術。其特點為上下頻段統一，能通過對時隙配置提供無線承載。TD－SCDMA無線通信技術可以支持勻速為8kb／s～2Mb／s的所有3G業務。TD－SCDMA系統采用時分雙工模式，但是由于載波占用的寬帶為1．6MHz，TD－SCDMA系統提供的速率有一定的數據限制。目前，TD－SCDMA礦用通信系統采用BBU＋RRU方式，因沒有辦法直接使用太環網，當某個中間RRU故障會導致整個鏈上的RRU無法工作，維修、擴容比較困難。
1．2WCDMA無線通信技術的應用現狀WCDMA技術與TD－SCDMA都是ITU正式的第三代移動通信空間接口技術規范之一，該無線通信技術集CDMA、FDMA技術優勢于一體，是一種系統容量大、抗干擾能力較強的移動通信技術。WCDMA與TD－SCDMA相比，技術較為成熟，并且發展空間大，在擴頻的基礎上能夠獲得巨大的經濟效益，此外，還支持所有的3G業務。WCDMA作為產業鏈最為成熟的技術，不僅可實現語音通信功能，還能提供高速率數據和圖像傳輸功能。但其成本較高，使得多數煤礦企業望而止步。
2煤礦井下無線通信的技術難題
電磁波在礦井隧道中不能很好地進行傳播這已是公認的事實。一直以來，井下通信的技術難題是制約煤礦安全的重要因素之一，下面將從3個方面進行論述。
2．1巷道的環境條件對電磁波的影響煤礦井下巷道一般比較狹窄，彎曲延伸，存在多個分支，且分布在不同的地下平面。巷道的截面寬度不同，且巷道四周為煤層，粗糙不平。這一特殊的傳播環境對電磁波的傳播特性產生重大影響。電磁波頻率對傳輸的速度有較大的影響，巷道截面尺寸對電磁波傳輸也有影響，截面的尺寸與巷道內電磁波頻率成正比。此外，礦井下有照明線、動力線、鋼軌等縱向導體，這些線路的存在都會對電磁波的傳輸產生一定的影響。
2．2井下環境機電噪聲干擾嚴重如今，井下作業機械化與自動化設備的應用，不可避免地會增加噪聲的強度，但是這一問題并未引起人們的重視。通信技術中，噪聲是衰減和損耗通信質量的又一個重要因素。機械設備的作業一般是24h不停歇，因機械設備自身配置量大，啟動頻繁，所產生的電氣噪聲頻譜較寬。由于信號微弱會導致井下通信困難，噪聲問題是井下移動通信需解決的技術難題。
2．3接收點有用信號十分微弱無線電在井下的傳播可以被看作在一個特定的空間內進行，由于電磁波在傳輸的過程中受到煤巖層及磁導率的影響，因而其傳播速度并不是恒定不變的。煤礦井下的管道由于表面比較粗糙，且分布不均，這些都會對電磁波的傳輸造成影響。對于某個接收點來說，接受機本身信號微弱，在干擾之后很可能接收不到信號，這種特性的存在破壞了有用信號的傳輸，最終導致電磁波傳輸距離減低為數百米，從而使得井下通信非常困難。
3無線通信技術的發展方向———Femtocell技術的運用
Femtocell是根據3G技術發展和無線技術寬帶化發展方向而推出的一種低功率、超小型化的移動基站。它的運用在一定程度上提高了煤礦井下的安全性。Femtocell通過IP協議將用戶具備的ADSL／LAN寬帶進行線路連接，遠端由專用網關實現從IP網到無線網的連接，具備安裝便捷、能夠自動配置、直接使用的優點。
3．1Femtocell的技術優勢Femtocell技術的運用能夠較大范圍地覆蓋宏小區不能覆蓋的地方，可以減少來自宏小區基站的高功率開銷并提高宏小區基站的性能。此外，輻射更低，手機電池也更耐用，這些優勢都優于其他無線通信技術。當前在煤礦企業中，設備供應商主要是將NodeB和RNC功能集成于一個接入設備的扁平化架構，由于Femtocell網關的接口是Iu接口，扁平化架構可以將SGSN／GGSN功能集成于Femtocell接入設備，其技術優勢在于符合下一代移動網絡的發展趨勢，并在減少節點時提高網絡的性。
3．2Femtocell的系統優勢Femtocell技術采用的是小型化設備，可以隨時使用，并能夠維護系統安全，增強靈活性。系統內部采用電信級標準設計，確保系統的穩定性，無線通信能夠共享技術的應用，使系統的穩定性及性大大提高，并能夠滿足設備的資源需求。Femtocell系統設備運營均衡，工作狀態較為穩定。此外，Femtocell技術系統的運用采用的是國際通用的通信標準設計，設備可與終端設備兼容，并能夠與多家主流設備的制造商生產的用戶交換機進行交換。
4結語
無線通信技術的應用極大地實現了地面對井下作業的監測和管理，能夠有效地保障井下作業的安全。就無線通信技術在井下使用的現狀而言，無線技術與自動化系統的深度融合還存在一定的發展空間，因而，應當不斷研究和實踐，使其更好地應用在煤礦行業中。
作者：劉慶偉單位：中國神華神東煤炭集團錦界煤礦管理處
煤礦井下論文:煤礦井下控制測量技術運用
《科技創業家雜志》2014年第九期
1井下平面控制測量的方法
在通常條件下,大型礦井的井下要全部采用7"級導線作為基本控制導線,導線全部采用閉合導線或復測支導線。為確保控制點的穩定、,基本控制導線點通常采用2m錨桿打進巷幫或巷道頂板,外露150mm～200mm,再把特制的測點安置在外露端。井下基本控制導線測量所用儀器全部采用2"級防爆經緯儀(全站儀),采用測回方法實施測量。大型采區,采用綜合機械化采煤的工作面走向長,如某礦走向超過3000m,采用帶式輸送機運輸。在此種礦井,采區控制導線全部按照7"級導線技術要求施測。爆破采煤工作面走向比較短,采區控制導線采用15"級導線技術要求施測。采區控制導線要隨巷道掘進30-100m延長一次;安設激光指向儀的頭面視巷道情況要適當延長距離,但最長不可超過200m。中型采區采用30"級導線作為采區控制。井下導線測量的外業是選點、埋點、測角、量邊和碎部采集。內業包括計算與繪圖。井下導線點一般設在頂板上,導線點分長期點和臨時點。導線點要統一編號,并用油漆明顯地標志在點的附近。測角用經緯儀或全站儀,用測回方法。因測點通常設在頂板上,因此經緯儀要有鏡上中心,以便在測點下對中。
量邊用檢定過的鋼尺進行。以鋼尺測量井下基本控制導線的邊長時,實測的邊長要加入鋼尺比反改正、溫度改正、拉力改正、垂曲改正、傾斜改正,再導線邊長化算到投影水準面和高斯投影面上。井下鋼尺量邊費時費力。在較長距離的直線巷道中采用光電測距儀測距,可以克服鋼尺量邊的困難,還能提高量邊的精度和效率。如果采用光電測距儀測距,測量的距離要加入溫度、氣壓、儀器常數、地球曲率、大氣折光等改正,也需要傾斜改正,將導線邊長化算到投影水準面和高斯投影面上。經緯儀導線要及時測量,計算,信息資料要妥善保管。應該注意的是,在生產建設初期,因井下巷道都還未連通,此時平面控制導線的形式以復測支導線為主。隨著生產的推進,井下主要巷道已相互連通,按現代化礦山建設和安全生產的需要,要建立礦井井下平面控制測量網,形成各種閉(附)合導線。
井下平面控制網的建立必須與生產限差的要求一致。礦井測量是直接為采礦工程服務的,所以,測量工作的精度要滿足采礦對測量的要求。按長期的實驗研究分析得出:滿足普通采礦工程的生產限差通常取M限=±3m;滿足礦山救護需要向井下某一個指定地點打鉆孔,這時井下測量的允許誤差M限=±1.2m;一些特殊采礦工程,如井巷貫通的生產限差,中線間的允許偏差值為0.3—0.5m,腰線間的允許偏差為0.2m。這些偏差都是測量的允許誤差。測繪新技術的不斷發展,陀螺經緯儀的使用日趨廣泛,新型的自動陀螺經緯儀確定井下一條邊的方位角如同測量一個水平角一樣容易,所以,在一些煤礦,已開始廣泛使用陀螺經緯儀導線,在井下導線的絕大部分邊上均實施定向測量,極大地提高了井下導線的精度,滿足了煤礦生產的要求。
2井下水準測量
如圖1所示,用水準測量的方法測量相鄰兩測點1和2的高差,要在其間安置水準儀,并在后視點1和前視點2的水準尺上分別讀取讀數ai和bi。得1、2兩測點的高差h12為。井下水準測量分為Ⅰ、Ⅱ兩級。Ⅰ級水準測量的精度要求很高,是礦井的首級高程控制,從導入高程的井下已知水準基點開始,沿著主要水平運輸巷道向井田邊界敷設。Ⅱ級水準測量精度較低,主要滿足礦井正常生產的需要,它敷設在Ⅰ級水準點之間和采區次要巷道內。
水準點要埋設在方便使用并能長期保存的地點。長期導線點可作為水準點使用。要統一編號,并把編號明顯地標記在點的附近。水準測量高程允許閉合差不可超過表2的限差要求。表中R為單程水準路線長度,L為閉、附合路線長度,均以km為單位。在一段水準路線施測完成后,要馬上在現場檢查外業手簿。檢查的內容主要有:表頭的注記齊全狀況;兩次儀器觀測的高差超限與否;高差的計算正確與否;頂、底板的水準點注明與否。在求得各點間的高差及各項限差均可滿足規定后,把高程閉合差進行平差,計算出各測點的高程。
煤礦井下高程控制測量是確定井下高程控制點的高程,這是解決各種采掘巷道、硐室等在豎直方向上的位置及相互關系的基礎。煤礦井下高程控制網,應采用水準測量和三角高程測量的方法敷設。在傾角小于8°的巷道中用水準測量,在傾角大于8°時采用三角高程測量。
作者：張金寶單位：七臺河市茄子河區煤炭局
煤礦井下論文:煤礦井下瓦斯防治技術探討
《能源與節能雜志》2014年第八期
1預防瓦斯爆炸的措施
瓦斯爆炸必須同時具備三個條件：即瓦斯濃度在爆炸界限內；高溫熱源存在時間大于瓦斯的引火感應區；瓦斯與空氣混合氣體中的O2濃度大于12%。在正常生產的礦井，所有工作的地點和井巷中O2濃度始終大于12%，所以預防瓦斯爆炸的措施，主要就是防止瓦斯濃度的積聚和杜絕、限制高溫熱源的出現。瓦斯積聚是指局部空間的瓦斯濃度達到2%，體積超過0.5m3的現象[3]。防止瓦斯積聚的基本方法如下。
1.1保障工作面的供風量用適量的風量將井下涌出的瓦斯及時沖淡并排至地面，是預防瓦斯積聚的基本措施。為此應該做到：a)合理選擇通風系統，正確確定礦井風量，并進行合理分配，使井下所有工作地點都有足夠的風量；b)礦井必須采用機械通風，主要通風機的使用，必須符合《煤礦安全規程》規定，以確保主要通風機正常連續運行；c)每一生產水平和每一采區，都必須布置單獨的回風巷，實行分區通風。在準備采區時，必須在采區構成通風系統后，方可開掘其它巷道。采煤工作面必須構成全風壓通風系統后，方可回采；d)采煤工作面和掘進工作面都應采用獨立通風；e)掘進巷道應采用礦井全風壓通風或局部通風機通風，不得采用擴散通風；f)正確選擇構筑物的位置，并加強維護與管理，防止大量漏風。
1.2認真進行瓦斯檢查與檢測嚴格按照《煤礦安全規程》規定進行瓦斯檢查與檢測是發現和處理瓦斯積聚的主要舉措。瓦斯燃燒和爆炸事故統計資料表明，大多數這類事故都是由于瓦斯檢查員不負責任，玩忽職守，沒有認真執行有關瓦斯檢查制度造成的?！睹旱V安全規程》規定，礦井必須建立瓦斯檢查制度。瓦斯礦井的采掘工作面，每班至少檢查2次；高瓦斯礦井中每班至少檢查3次。有煤（巖）與瓦斯（CO2）突出危險的采掘工作面，有瓦斯噴出危險的采掘工作面和瓦斯涌出較大、變化異常的采掘工作面，必須有專人經常檢查。
1.3按規定安設瓦斯監測監控設備煤礦瓦斯監測監控系統是防止煤礦瓦斯事故的重要科技手段，是煤礦安全生產的“電子警察”，它通過超限報警，超限斷電等功能提高了安全監管的技術水平，在預防瓦斯事故的發生中起到了積極作用。我們必須按照規定在井下安設瓦斯傳感器、斷電器等監測設備。
2礦井通風系統安全管理要點
a)是否至少有一個進風井和一個出風井；b)無主要通風機或不啟動主要通風機，采用自然通風；c)無獨立的進、回風系統，與其他礦井聯合通風；d)主要通風機無管理制度，經常停開；e)主要通風機供風量小于井下實際需要的風量；f)主要通風機是否在不穩定區或其附近工作；g)是否存在有害的角聯巷道；若存在，是否采取了有效避免風流反向或停滯的安全措施；h)風流不穩定、無風、微風；i)不符合規定的串聯通風；j)通風構筑物設置的位置和質量是否符合有關規定。
3結合實例探討煤礦井下通風瓦斯防治的措施
現對霍州煤電李雅莊煤礦的生產情況進行調查，其年生產量約為160×104t，瓦斯涌出量約為35m3/min，屬于瓦斯濃度較高的礦井，通風方式采用中央并列式通風方式。同時，此礦井安裝了監控系統，各個作業點加裝了傳感設備，當瓦斯濃度過高時，能夠發出警報，自行斷電，從而確保安全生產?，F將利用通風系統的方法來預防礦內瓦斯的具體措施報告如下。
3.1利用礦井通風系統預防瓦斯對礦井瓦斯的防治，利用合理的通風系統進行瓦斯防治是高效的措施。本文中提到的煤礦采用中央并列式的通風方式，在井下，按配風要求構筑了相應的通風設施，進而確保煤礦采掘工作面及巷道具有合適的風量及風速。在管理風機方面，利用雙風機自行切換的方法，如果主風機出現了問題，則備用風機可以自行切換到使用狀態。采取專用電源、專用線路及專用開關，進而較大程度保障了風機設備的正常工作。同時加裝CH4斷電裝置，如果巷道中的CH4濃度超過一定限值，則傳感設備能夠自行切斷礦井內采掘面供電，同時發出警報，確保礦井安全生產。
3.2對礦井內的瓦斯積聚進行通風處理在控制、預防煤礦井下的瓦斯期間，不但需要保障整體通風系統的工作正常，還需要對局部瓦斯積聚予以關注。具體可以從以下幾方面入手：對于礦井下回采工作面來講，其隅角處極容易積聚瓦斯，那么，相關工作人員就需要在工作面的隅角位置相應地設置擋風板等裝置，進而確保風量能夠吹到隅角，帶走瓦斯，確保巷道安全。針對開采設備四周的瓦斯，可以利用增加工作面的風量及風速來減少該處瓦斯的積聚。在對礦井巷道進行封閉處理瓦斯時，需要加大閉的封閉質量，確保密閉不漏風，防止瓦斯溢出。在礦井內，巷道頂板位置也很容易積聚瓦斯，形成瓦斯層，需要利用導風筒或導風板將瓦斯稀釋，或者利用封閉冒頂區的方法消除瓦斯。
4結語
伴隨著社會經濟的不斷發展，煤礦開采事故的不斷發生，人們越來越重視井下通風瓦斯防治技術。瓦斯爆炸的問題十分嚴重，對從業者的生命安全造成危害，相關工作人員應深入對瓦斯預防的方法進行研究，并且提高工作人員的專業技能及綜合素養，使員工樹立“瓦斯及時，預防為主”的觀念，定期對員工進行培訓，從而降低瓦斯爆炸的幾率，確保人們工作的安全。
作者：張林斌單位：霍州煤電集團汾河焦煤股份有限公司
煤礦井下論文:煤礦井下定位技術比較
1AT86RF233
AT86RF233芯片生產廠家為Atmel，采用Zigbee協議，基于相位差的測距方式，通過計算收發無線信號的相位差來獲取節點之間的距離。該芯片工作電壓1.8V~3.6V，輸出較大射頻功率4dBm，工作頻率為2405MHz~2480MHz，最小休眠電流0.2uA，較大工作電流13.8mA。該芯片只能與Atmel系列的MCU共同組成定位系統，如ATmega644、ATmega128L、ATxmega256等。
2三類定位技術性能比較
為了比較上述3類定位技術的測距性能，在部級煤礦井下實驗巷道中按圖1所示的測試系統分別測試了由這3種定位技術的定位精度和軌跡跟蹤性能。定位測試系統由一個中心節點和一個目標節點構成。中心節點固定在距離地面2m的支架上，目標節點在距中心節點0m~150m的范圍內移動，并從中心節點實時觀察目標節點的距離信息。從圖2可以看出，采用NA5TR1芯片的定位技術在其目標節點以1m/s的速度從距離中心節點0m處移動到100m（由于NA5TR1較大射頻功率僅為0dBm，因此其較大覆蓋距離僅為100m），然后再從100m移動到0m的過程中，中心節點能實時跟蹤其移動軌跡，平均測距誤差在5m之內。從圖3可以看出，采用JN5168芯片的定位技術在其目標節點以1m/s的速度從距離中心節點0米處移動到150m，然后再從150m移動到0m的過程中，中心節點能實時跟蹤其移動軌跡，但平均測距誤差在15m左右。從圖4可以看出，采用AT86RF233芯片的定位技術在其目標節點以1m/s的速度從距離中心節點150m處移動到0m的過程中，中心節點能實時跟蹤其移動軌跡，平均測距誤差在3m之內。
3結論
本文對現有主流的定位技術中使用的核心定位芯片的主要參數、系統復雜度、定位性能等指標進行了對比。采用NA5TR1芯片的定位技術的特點在于定位精度較高，定位誤差在5m之內；系統復雜度一般，可與任意類型的MCU構成定位系統；系統功耗高，芯片休眠電流和工作電流均偏高。采用JN5168芯片的定位技術的特點在于定位精度低，定位誤差在15m左右；系統復雜度低，可單芯片構成定位系統；系統功耗低，芯片休眠電流和工作電流不高，同時無外部MCU的功耗。
采用AT86RF233芯片的定位技術的特點在于定位精度高，定位誤差在3米之內；系統復雜度高，只能與Atmel的MCU構成定位系統；系統功耗較高，芯片休眠電流和工作電流均低，但是需要考慮外部MCU的功耗。綜上所述，這三種主流的定位技術各有其優缺點，因此設計者在實際使用中需要根據具體需求進行選擇適合的定位技術。
作者：唐麗均楊智勇單位：重慶工程職業技術學院信息工程學院
煤礦井下煤層密閉取心技術
《陜西煤炭雜志》2014年第二期
1密閉取心裝置設計及工作原理
1．1密閉取心裝置設計為滿足煤礦井下煤層氣含量測定的技術要求，達到快速、測定煤層氣含量的目的，設計完成的密閉取心裝置如圖1所示，主要由取心內筒、液壓驅動筒、外筒、割心球閥、解吸球閥、角接觸軸承組懸掛總成、液壓推動機構、取心鉆頭等組成。。該裝置采用模塊化設計、雙筒單動結構，解體性好、便于拆卸和維護，與各種鉆機、鉆具、泥漿泵、瓦斯解吸儀等設備的配套和銜接十分方便，取心過程操作簡單，能夠、完整、快速地提取高質量煤心樣品。通過角接觸軸承組構成的懸掛總成實現了取心過程中的雙筒單動的目標，即取心內筒和液壓推動筒不旋轉，外筒帶動鉆頭旋轉，這樣避免了取心內筒旋轉而導致的煤心破壞，保持了樣品的完整性。角接觸軸承組既保障了徑向的滾動摩擦運動，同時還能提供軸向力，這一軸向力既要承受取心內筒和液壓推動總成的重力，又要承受割斷煤心時產生的軸向力。另外通過取心內筒上側的關閉閥與下側割心球閥的聯動來保障取心后取心筒的及時密封，并且采用硬密封的形式來達到長時間高壓密封的目的。取心外筒:前端與取心鉆頭連接，末端通過轉接頭與鉆桿連接，取心外筒一方面保護內置的取心內筒、液壓推動筒及液壓推動機構，另一方面連接鉆桿并傳遞扭矩，帶動鉆頭取心鉆進。取心內筒:主要由取心筒管、割心密閉球閥、球閥轉接頭、解吸球閥及安全定位銅套等組成。在取心過程中，取心內筒主要作用是收集煤心，取心鉆進結束后，將煤心密閉在其筒內。取心內筒末端安裝有解吸閥門，因此可兼作瓦斯解吸罐，煤樣無需裝罐即可連接氣含量測試設備進行現場解吸和脫氣。這樣在很大程度上降低了氣含量的損失。底部的割心密閉球閥采用硬密封技術，具有剪切煤心、密閉取心內筒的作用。其密封壓力可達4MPa以上，并且持續密封保壓時間大于24h。液壓推動筒、推動機構、投球裝置及懸掛機構:①液壓推動筒位于取心內筒和取心外筒之間，由液壓筒和相關軸承、銷釘組成;②液壓推動機構末端由銷釘固定在投球裝置的管路卡槽中，前端與推桿相連，在泥漿泵傳遞的壓力作用下，液壓推動機構剪斷銷釘推動推桿將割心球閥關閉，在此過程中割斷煤心并將煤心密閉在取心內筒內。與此同時聯動機構保障了密閉剪切球閥與解吸球閥起關閉及鉆井液的排出?？梢愿鶕旱挠捕却_定需要安裝的剪切銷釘和密封圈的數量，以控制液壓筒關閉密閉剪切球閥所需的壓力;③投球裝置位于液壓推動筒上部，由球座、投球管路和投球組成，取心鉆進過程中不隨外筒一起轉動，主要作用是在取心鉆進結束后，通過鉆桿投球和泥漿泵增壓，為液壓推動機構推動推桿關閉割心球閥提供動力。
1．2密閉取心裝置工作原理工作原理:①取心過程中，取心外筒帶動取心鉆頭鉆取煤樣，取心內筒收集煤樣，達到取心長度要求后停鉆;②在孔外鉆桿處投入橡膠球，泥漿泵加壓將橡膠球送至投球裝置的球座中，球座底部的導水孔被堵塞;③在泥漿泵的持續供壓下，泥漿液的壓力逐步升高，當由液體壓力產生的力足夠大并將液壓推動筒的頂部的銷釘剪斷后，液壓推動筒獲得足夠的動量向前運動，帶動推動桿將球閥關閉，割斷煤心，完成整個密閉取心過程。
2密閉取心工藝流程
2．1非取心鉆進及密閉取心鉆進非取心鉆進:架設鉆機并安裝破碎鉆頭對巖層進行非取心鉆進，當達到設計孔深后停鉆并快速退出鉆具，必要時進行擴孔鉆進。密閉取心鉆進:換裝密閉取心裝置并快速送至孔底待取心部位，進行取心鉆進，這時主要是外筒帶動底噴式PDC取心鉆頭進行破碎煤層，煤心順著球閥內徑口進入取心內筒，當達到取心長度后停止鉆進，獲得設計長度的煤心。
2．2取心筒密閉及內筒密閉效果檢驗取心筒密閉:在鉆桿接口處投入封堵球，封堵球沿著管路到達球座，開動泥漿泵，并加壓至足夠壓強(4～6MPa左右)，這時在泥漿泵加壓的作用下推動液壓推動筒剪斷銷釘，并獲得足夠的動量迅速向前推動，通過推動桿關閉球閥，割斷煤心，并密閉取心內筒。取心內筒密閉效果檢測:提鉆至孔口，取出取心內筒，檢查球閥的關閉情況，若關閉良好，無漏氣泄壓，則試驗成功，可進行解吸。
3密閉取心裝置井下應用
為了檢驗密閉取心裝置及技術與傳統取心方法在煤礦井下煤層氣(瓦斯)含量測試中的優勢，在晉煤集團寺河煤礦進行了密閉取心裝置的井下試驗，為進行對比同時進行了傳統的普通取心試驗。表1為煤礦井下傳統取心方法與密閉取心方法的對比結果，由表1可以看出采用本文研制的密閉取心裝置進行取心具有明顯的優勢:煤樣暴露時間只有傳統取心暴露時間的26%左右，減小了傳統取心損失氣計算誤差，另外煤樣的采取率也大于傳統的取心方法。表2為密閉取心方法獲得的煤樣的氣含量值與傳統普通取心方法的對比結果。寺河煤礦煤層密閉取心測試獲得的氣含量為7．61cm3/g，普通取心方法獲得的三個樣品氣含量較大為7．05cm3/g，最小為3．84cm3/g，平均5．97cm3/g，前者比后者平均值高出27．5%左右。表明密閉取心方法的煤層氣含量的損失量遠小于傳統的取心方法。為了進一步驗證密閉取心方法煤層氣(瓦斯)含量測試的性，分別在陜西彬長胡家河煤礦、晉煤寺河煤礦等試驗點開展了井下煤層密閉取心和傳統取心瓦斯含量測試試驗，并將測試結果進行了對比，如表3所示。由表3可以看出，密閉取心方法測得的瓦斯含量大于傳統普通取心方法，測試結果提高了20%～27%，表明井下試驗的密閉取心測試法能大幅度減少取心過程中的煤層瓦斯的損失，更加的獲取煤礦瓦斯含量數據。
4結語
本文研制的密閉取心裝置采用模塊化設計、鍵槽插接，解體性好、操作簡單，密封壓力可達4MPa以上，保壓密封時間大于24h，取心率大于80%。能夠快速、的測定煤層氣的含量，較大限度的縮短煤樣的暴露時間、降低損失氣的逸散。與傳統取心方法相比，瓦斯含量測試結果提高了20%～30%，提高了煤礦瓦斯含量測試精度，為煤礦瓦斯治理提供了扎實的基礎參數，對煤礦井下瓦斯抽采設計及治理方案、工程實施等具有重要支撐作用。雖然該密閉取心裝置能夠較為的測得煤層氣含量相關數據，但是裝置的輕型化、密閉方式仍然是一個可以進一步改進的方向。另外，密閉取心技術已經較為成熟地應用于井下取心，而地面直接取心技術仍然是一個研究難點問題。
作者：黑磊單位：中煤科工集團西安研究院
煤礦井下論文:WIFI通訊技術在煤礦井下的應用分析
【摘要】煤礦井下工作環境復雜且危險系數較大，井下工作人員人身安全及解決井下通信和監測等問題是使煤礦井下作業正常進行的前提。WIFI技術的出現及應用，為改善井下工作人員的人身安全問題、實現了井下正常通信、構建新型井下監測系統，提供了一種新的技術手段。WIFI技術作為一種新的無線通訊方式，是一種成本較低的無線網絡，在煤礦領域中有較好的發展前景。本文重點分析了WIFI通訊技術在煤礦井下的應用。
【關鍵詞】WIFI通訊技術;煤礦井下;應用
引言
隨著“數字化”礦山建設的不斷發展，對煤礦的自動化、信息化要求越來越高，傳統的有線通訊及網絡覆蓋方式已不能滿足煤礦的建設要求。因此，采用WIFI通訊技術的井下新型通訊系統的開發、特別是應用，對煤礦安全防護及生產調度具有重要意義。
1.WIFI技術
WIFI（Wireless Fidlity）俗稱無線寬帶，是一種能夠將個人計算機等終端以無線方式互相連接的技術，具有無線接入、高速傳輸、成本低等特點。由網絡服務器、無線站點及AP節點三部分構成組網系統。站點和節點間可以實現級聯連接或組建局域網。WIFI技術應用于地面短距離無線通訊已有多年，較其他無線通訊技術有其突出的特點。
2.WIFI技術應用于井下通訊的優勢
2.1 WIFI傳輸速度非常快，網絡安全性高。通用型帶寬54M，增強型帶寬可達100-200M，是井下無線視頻傳輸的選擇。在信號弱或遇干擾時，可以根據實際情況調整傳輸速度，可保障網絡的穩定性，同時滿足了人個及社會的需求;
2.2 價格低廉。較傳統局域網布線，用戶可用較低的成本進行網絡布線接入;地面通訊主機設備簡單，相比其他3G無線通信系統主機價格便宜。
2.3 無線信號的覆蓋范圍較廣。一般井下WIFI基站信號覆蓋的半徑達200m左右，增強型WIFI基站信號覆蓋半徑可達400m左右，基本上與井下3G基站信號覆蓋的半徑相當，可滿足現場無線信號覆蓋的需要;
2.4 接口開放。WIFI通訊系統采用開放的、標準的協議，提供通用的無線傳輸平臺，其他系統可方便接入;
2.5 組建簡單快捷，可避免固定局域網繁瑣的布線工程;
3.井下無線通信系統工作原理
WIFI無線網絡及TCP/IP協議是井下無線通信系統的基本構架，并以礦井工業以太環網為主干傳輸平臺，形成有線主干與無線終端相結合的方式覆蓋礦井特定區域進行無線信號傳輸。簡單的說，即：地面上的主機通過交換機，為礦區內信號覆蓋的手機分配相應IP地址并為其在管理軟件中注冊，注冊后的手機數據將數據存入數據庫，只要是無線覆蓋的區域，手機都可進行無線通話。
4.WIFI無線通信系統在井下的應用
4.1 工業以太網中WIFI的應用
科技的發展，為煤礦井下工作環境的改善及井下作業效率的提升提供了有利條件，使井下監測及通訊成為現實，而井下工業以太網的建立也為構建WIFI井下網絡無線通訊奠定了基礎。
WIFI井下無線通訊系統一般建立在工業以太網的基礎上的。工業以太網是基于IEEE802.3的區域和單元網絡。以太網的性能優越，功能強大。雖然工業以太網和商用以太網在技術上幾乎兼容，但在設計上，工業以太網更勝任嚴酷的工作環境的要求，因此更適用于煤礦井下作業。加之工業以太網價格低廉網絡穩定，更加能確保工業應用的安全。
工業以太網的應用非常廣泛，大部分的編程語言都可以進行其應用開發，工業以太網也有很高的通訊率，應用較多的有100Mb/S和1000Mb/S的快速以太網，1Gb/S的技術也慢慢成熟。工業以太網的資源共享能力較強，只要接連任何一臺互聯網的計算機都能對工業控制現場的數據進行瀏覽，擁有很大的可持續發展潛力。在煤礦現場中，可現實對井下現場的數據及工程進度監測，實現遠程操控。
工業以太網（光纖網絡）建立的井下骨干網絡，采用WIFI通訊建立無線覆蓋網絡，實現整個區域的無縫信號覆蓋。無線便攜終端、無線傳感器、無線視頻等無線設備無縫接入系統平臺。WIFI通訊是工業以太網的延伸和補充。
4.2 WIFI在井下人員定位系統中的應用
位置指紋識別算法是WIFI定位系統用于煤礦井下定位的一種算法，實際上，即是根據表征目標特征的數據庫來識別。無線傳輸系統、WIFI終端及定位服務等是煤礦井下WIFI定位系統的主要部分。其中，WIFI定位系統的WIFI終端主要是WIFI通信系統中的WIFI手機，當WIFI在井下處于定位工作狀態時，一般需要重復測量參數以選擇平均值，以提高率。
4.3 基于WIFI的無線網狀（Mesh）組網應用
當礦井出現緊急情況，井下既有的通信網絡不能正常工作，此時可采用基于WIFI的無線網狀（Mesh）組網技術建立應急救援系統，實現井下救援現場和指揮中心之間無線通信網絡的快速部署與組網，提供包括語音、視頻、數據在內的移動多媒體通信聯絡與調度指揮通道。
系統可采取有線/無線相結合方式進行信號中繼與傳輸。無線通信網絡采用自組織、自愈合方式快速形成多跳鏈狀或網狀網拓撲結構，無線通信距離不小于2000 米，具有快速部署、高帶寬、低時延、性強等特點。井下救援人員，通過佩戴礦用無線終端，將現場的實時圖像、語音、環境參數等信息實時回傳到指揮平臺，調度指揮人員可以實時了解現場情況并對現場人員進行調度指揮。
4.4 系統功能應用
WIFI井下無線通訊系統具有較好的性和穩定性，內有系統狀態顯示、開關控制、號碼注冊管理、撥號權限設置、通話日志記錄、參數設置等多項操作功能。系統管理員可以利用系統的狀態顯示和開關控制進行系統的開啟和關閉，通過號碼注冊管理進行用戶的注冊和刪除;可以通過撥號權設置和通話日志等功能進行呼叫權限和優先通話設置等，記錄通話號碼、時間、時長等數據;在管理員登陸主系統后，可以將系統的基本參數和系統配置進行修改和設定。除了上述語音功能外，WIFI網絡作為煤礦井下的數據傳輸通道，還可以將無線視頻、無線檢測、監管、控制等多種終端接入，給數字化礦山建設提供了良好的基礎設施。
5.基于WIFI技術的無線通信系統的發展前景
無線網絡具有多種優點，尤其是方便快捷和高效率最為突出，使得幾年來無線AP的應用越發廣泛。WIFI 技術價格低廉，有較強的可移動性，此外還有很多優勢讓其成為高速有線接入技術中必不可少的補充部分，在有線接入需無線延伸的領域中得到廣泛的應用。WIFI 技術在寬帶應用上作為高速有線接入技術的補充，因各方面因素存在一定差異。WIFI通信技術雖然在漫游、切換、安全、干擾等方面與3G通信技術有差距，但是從覆蓋范圍、傳輸速率、基本業務類別、可移動速率、前向擴展等多方面綜合分析，WIFI與3G兩者相互補充、有效結合，將會是未來的發展趨勢。由于WIFI具有寬帶數據接入和以太網傳輸的強大功能，所以，煤礦綜合自動化數據傳輸、光纖環網對接以及多網合一的網關設備中，都可以使用WIFI技術。在目前解決煤礦寬帶數據通信的問題上，WIFI通訊是最為可行的方法之一。
6.結束語
煤礦井下工作環境惡劣，要保持信號正常接收比較難，長期使井下無線通訊處于窄頻范圍內，嚴重阻礙了煤礦井下作業的開展。WIFI無線通訊的應用，解決了井下通信、監測等問題，更好的實現了煤礦井下的無線通信及煤礦作業安全。
煤礦井下論文:煤礦井下供電自動化改造過程中暴露的問題及對策
摘要：雖然自動化給煤礦井下供電系統帶來了不少便利，但是由于煤礦本身井下的特殊環境影響，再加上員工技術水平有限、資金不足等因素，自動化在煤礦的實際運用中還是非常有限的。文章對自動化在煤礦中遇到的各方面阻礙加以分析和解決，使自動化更廣泛地運用于煤礦井下供電系統。
關鍵詞：煤礦；井下供電系統；自動化改造；越級跳閘；供電性
本文主要對煤礦井下供電系統的實際情況加以分析，針對其現有的應用情況和實際應用中出現的問題加以研究，并對其優化和改造情況，著重闡述怎樣使自動化更廣泛地為煤礦井下供電系統服務。經過對現有狀況和問題的分析，歸納解決，總結下一步如何做，才能使自動化在煤礦井下得到合理應用。
1 過去煤礦井下供電系統存在的問題
煤礦供電系統是一個非常巨大的系統，并且煤礦采掘工作也是持續性的，礦井面積不斷多方向延伸，供電系統也要隨之而擴大，系統中各枝節越來越多而復雜，供電系統暴露的問題也越來越多。
1.1 大規模掉電導致的問題
掉電在電力系統中屬于常見問題，但是如果出現大規模掉電，那問題就嚴重了，不僅耽誤工程進度，還可能導致設備被淹或者瓦斯積存。但是傳統的煤礦供電系統中，一旦出現大面積掉電，工作人員往往措手不及，由于煤礦井下環境復雜，供電系統分支又比較多，且相離都比較遠，即便有應急預案，等待專業電工去各配電室一臺一臺送電，才能使采掘工作繼續運作，既費時又費力。在停電期間，風車、水泵等設備都處于停止工作狀態，采掘工作面很容易出現設備被淹、瓦斯積存等重大事故。
1.2 越級跳閘
以往的煤礦供電系統上下級的配電室的保護器相互之間不夠匹配，保護器設置不夠完善，反應遲鈍，一旦出現問題，上下級配電室的保護器會由于短路導致電流一塊達到速斷整定值，是上下級保護器在還沒有辨別到底是哪里出現了短路故障的時候，就全線動作，造成更大規模范圍的停電現象，出現更大的事故后果。
1.3 開關不能區分故障原因
電壓波動和母線失壓，是兩種區別很大的線路故障，像因為某種故障或者雷電而發生的電壓波動，導致失壓脫扣，這種情況開關本身區分不了是母線失壓還是電壓波動，從而該停電的地方停了，不該停電的地方也停了，加大了停電范圍，事故的影響范圍也更大了。
1.4 漏電保護力度不足
過去的保護器的漏電保護采取的方案比較少而且單一，對于定制調整也很粗劣，一旦出現漏電，漏電保護就沒辦法對其進行精密的整定，這樣一來高壓漏電保護起不到任何作用，就像不存在一樣，沒有實際意義。
2 優化改造煤礦井下供電自動化的目的
（1）越級跳閘產生的后果極其嚴重，所以要徹底避免這種情況的發生，利用供電自動化技術建立電力監控系統，防止越級跳閘的發生。有了電力監控系統，井下的配電室和配電點都可以同時得到監控，而且還能利用高科技基因圖譜識別模式光纖差動原理，對因為短路故障而導致的越級跳閘現象能夠有效的控制并從根本上解決。我們主要采取的手段就是改進優化上下級配電室之間相互連接彼此的聯機開關的綜合保護器，對保護器在技術層面加進改造后，可以讓保護器擁有聯絡線縱差的功能。這樣一來從根本上解決越級跳閘問題的方式就是堅決保護級聯開關，并且保護的方式以縱差保護為主、過流保護為輔；（2）提高供電性，高壓防爆開關要更加精準和穩定，從根本上解決由于電壓的不穩定來回波動而造成大范圍的停電現象問題，從而避免發生人力與財力的浪費；（3）高壓配電室歸納選漏；（4）電度計量，以利于以后的管理和考核；（5）建立遠程監督監控系統，一旦出現故障，地面調度中心就能遠程操作，不需要人工一一送電。同時也要保障井下線路系統要多方位保護到位，提高性，這樣就有效地節省了人力浪費和時間資源；（6）電網監控中心數據與礦井綜合自動化平臺數據共有。
3 井下供電自動化現有的問題
及時，以往的井下供電系統，如果出現低電壓，也只是讓代風車電壓器跳閘，停電面積也小，比較好處理。但是供電自動化改造之后，廠家的保護器技術不過關，不止代風車電壓器跳閘，進線、饋出線、換線都跳閘，停電面積加大了不少，處理起來也費時費力。
第二，供電自動化改造后，由于廠家技術能力有限，保護器整定設置不完善，如果出現系統接地，不僅造成代移變的高壓開關漏電保護動作跳閘，還會造成部分進線、環線也跳閘，停電面積加大，事故原因調查和處理都更難。
第三，自動化雖然比較節省人力物力，但是畢竟跟人的智能比起來還是有差距，由于供電自動化保護器設計存在弊端，在使用過程中曾很多次都發現，開關一直不停的進行合閘，若是沒有工人對其處理，合閘動作就會一直持續，直至開關損壞，甚至發生火情，對井下環境構成一定的危險。
第四，一旦供電保護器發生死機，那么這個保護開關就形同虛設，遠程也無法進行操作處理，就會埋下事故隱患。
第五，井下還有反送電的高壓開關，這個沒有操作電源，一旦發生大范圍的停電，不能對其遠程操作，需要人工送電，處理時間增加，勢必增加了停電帶來的影響。
第六，供電自動化的監測分站電源與供電系統不同，掉電了卻還可以運行，電池用完才知道掉電，而此時通訊也會斷掉，極大地影響了供電自動化的正常順利運行。
第七，在供電自動化系統中，低壓饋電由于種類太多，并且大多數低壓饋電的低壓防爆總開關由于缺失通訊接口，沒有可以正常使用的通訊接口，那么就不能及時連入監控系統，從而不能實現自動化。
第八，煤礦對于自動化資金投入較少，并且投入使用后不及時檢查更換，經常出現系統問題。（1）由于人們對于新技術的認識不足，對自動化不夠看中，所以對自動化的資金投資就比較少，這樣一來不僅影響正常自動化帶給人們的便利，不能使自動化實現其價值，導致資源的再次浪費。由于資金不足使自動化設備不夠完善，這樣就導致像有些配電室完成了自動化而有些配電室沒有完成自動化，如果下級配電室沒有完成自動化，那么上級配電室就無法對其遠程操控，如果上級配電室沒有完成自動化，就導致它的下級都無法自動化操作，這樣一來還是需要人工操作分合閘，對已經實現自動化的配電室造成一些浪費；（2）煤礦的投入資金由于配比不合理以及一些電路管理部門的管理不當，對配電室的各項設備不能及時檢查維護及更新，導致配電室各項設備及配件年久失修而老化，不僅極大的影響了配電室的正常運作，還導致配電室設備較差而不能滿足自動化的要求；（3）煤礦井上和井下之間的網絡連接不夠緊密，一旦出現斷電情況，井上的地面調度中心就與井下的供電自動化后臺失去了聯系，導致通訊中斷，從而使自動化失去可操作性，不能進行遠程操作送電，還得人工進行恢復送電。
第九，日常維修人員技術能力和素質都比較差。原有的煤礦井下供電系統的管理和工作人員，大部分都是老員工，思維和知識都比較傳統，對于自踴高科技的認識和運用都有非常大的欠缺，甚至供電自動化改造后也不會使用和維護，對于自動化系統的突發性事故沒有足夠的應變能力，也沒有能力對自動化設備進行檢查和維護。
4 怎樣解決煤礦井下自動化存在的問題并更好地利用自動化
（1）保護器是常出現問題的關節，對保護器的技術加以改進，解決頻繁合閘等問題，降低供電事故發生率；（2）自動化作用強大，加大資金與人力力度來維護系統，“兩化”項目也要加強完善；（3）對自動化工作人員加強培訓；（4）自動化系統中管理制度要加強，規范操作，及時檢修。
5 結語
自動化為煤礦產業科學發展帶來巨大的便利與進步，對于傳統煤礦供電系統也帶來跨越性的發展，一定要正視現在應用中存在的問題，研究解決才能讓自動化為其發展帶來更大的便利。
作者簡介：付勇（1983-），男，河北唐山人，神華神東煤炭集團公司柳塔煤礦助理工程師，研究方向：煤礦井下供電、供排水。
煤礦井下論文:煤礦井下電網提高功率因數措施的可行性
摘 要煤炭是一種不可再生的能源礦產，其是由幾千萬年前的樹木沉淀在泥土之中，經過各種形式的分解以及重組而形成的一種礦產資源，因為煤炭利用容易以及儲存量大等特點被廣泛的應用與人們的日常生產與生活之中。煤礦開采作為煤炭能源的來源，因為煤炭儲存地點往往處于地下較深的位置，開采具有一定的難度，需要地下作業，在開采之中，僅憑人力是不可能的，需要各種先進設備的輔助與幫忙，這些先進設備往往又需要著電力作為能源驅動。而在地下深處，電力運輸較為困難，就存在著電力功率不足等問題，阻礙著煤炭開采的順利以及高效進行，為了提高煤礦井下的開采效率，就需要提高井下電網的功率因數。
【關鍵詞】功率因數 視在功率 無功功率
1 功率因數的定義
對于功率因數這個定義來講，通常被應用與計算電力損耗之中，在井下的供電系統之中，存在多種計算參數，其中最為主要的計算參數包括了有功功率、無功功率以及視在功率，而所謂功率因數就是有功功率與視在功率所形成的比值。
因為直接形容這個功率因數太過抽象，讓人十分難以深刻理解，所以采用一個相對而言比較簡單的線路模型圖來對線路之中的幾個重要參數進行描述，從而表現功率因數的存在。在這個線路模型圖之中，一共存在三個指數為R、L、C，其中R為總負載，L則為總電感，C是總電容，所表現的如下圖1中的內容。
通常而言其中的電感電壓超前電流為90°，電容電壓滯后為90°，i則代表了線路之中的電流，那么有如下方程式。
i=Im sin wt
uR=URm sin wt=RIm sin wt
uL=ULm sin（wt+90°）=XLIm sin（wt+90°）
uC=UCm sin（wt-90°）=XCIm sin（wt-90°）
在基于霍爾電壓定律的基礎之上，形成了這樣一個公式：
u=uR+uC+uL=Um sin（wt+φ）
最終我們可以得出：瞬時功率為P、平均功率代表為P、無功功率表示為Q、視在功率表示是S，則最終可以用一個三角形來表達他們之間的功率關系。
2 提高供電網功率因數的意義
2.1 提高設備的利用率
在煤礦井下的開采工作之中，所要利用到的很多設備因為電網功率因數的原因，沒有處于的利用效率之上，如果能夠有效的提高供電網的功率因數，則能夠有效的提高設備利用率，此舉不僅僅減少了電力資源的損耗，同時也提高了煤礦開采的效率與質量。開采設備在工作之中所提供的動力是由發動機所提供的，發動機作為開采設備的主要動力設備，其決定了開采設備的利用率，通常情況下，在發電機進行設計時，會將發動機按照視在功率S來進行設計，因此如果實在額定的電流以及電壓之下，在開采設備正常運行之中，如上述所得公式表達，發動機所輸出的有功功率與所接負載的功率因數有著非常直接的關系，那么就可以有效的得出，如果功率因數為1，其所接的負載為電阻性負載之時，發動機所輸出的有功功率是與其設計時的視在功率相同的，但是如果其所接的負載為感性負載之時，那么此時的功率因數就低于1，那么此時的發動機所輸出的有功功率是低于設計時的視在功率的，就造成了利用率的降低，因此提高供電網功率因數，能夠有效的提高設備的利用率。
2.2 降低供電網損耗
在談及煤礦井下電網損耗時，通常情況下，電網損耗的較大影響因素就是線路損耗，這是由于電力所要經過線路的傳輸到目標地點，其線材是具有導電性能的，只要是具有導電性能的物品就具有電阻，因為電阻的存在會出現線路上電能的損耗。當功率因數較低時，其線路損耗會隨之增加，在這種情況之下，加大功率因數，就能降低線路損耗，從而提高發電設備的電力壓力，使更多設備得到充足的電力供應，與此同時又能提高電能的利用效率，從而降低煤礦井下開采的電能成本，幫助煤礦節約資源，促進煤礦的良性發展。
3 無功補償提高功率因數
3.1 并聯移相電容器組方法
通過上述對于功率因數的介紹可以了解到功率因數是有功功率與視在功率形成的比值，因此如果可以采取一定的方法降低無功功率那么將在側面提高電網的功率因數。在并聯移相電容器組這個無功補償方法之中，可以采用電容器所產生的無功功率去彌補電感負載所需要的無功功率，從而能夠充分降低低電網所需要的無功功率，由此來提高電網的功率因數。
在這種方法之下有優點也有其缺點，優點在于因為是采用了電容器來進行無功功率的降低，因此其相對而言沒有震動與噪音，并且資金投入規模并不大，所需要的維護措施比較單，在整個方法的進行步驟較少，方法進行的也比較簡潔，被很多煤礦井下電網工作者所廣泛使用。但是也存在著其缺點，就是其降低無功功率有著明顯的刻度劃分，因此很難根據現實情況進行的無功功率調節，導致的功率因數沒有辦法形成的數據，而且電容器需要一個相對穩定的工作環境，所以在煤礦井下的環境中，容易受到干擾，從而發生電容器不穩定，最終導致功率因數提升出現問題。
3.2 同步調相機方法
同步調相機不僅僅能夠產生無功功率，并且在其工作之中也會消耗無功功率，從而提高井下電網的功率因數。同步調相機可以視為是一個容量大的空載運行發電機，其在工作之中，會根據其容量大小，產生相應程度上的無功功率，而又在欠勵磁的時候，對無功功率進行消耗，可以說是一個自產自銷的方法。
同步調相機方法的優點在于因為其是根據自身來產生無功功率并且消耗無功功率，可以對產生的無功功率進行相當精細的調整，從而實現功率因數的細微調整，實現化的一種的功率因數，在設定好程序之后，甚至可以在一定程度上自動進行調整。其缺點在于，同步調相機是一種相當巨大的設備，在一般的煤礦井下都難以施展，因此其所使用的環境受到了嚴格的限制，通常實在大型變電所之中進行工作運轉。
4 結語
對于煤礦井下工作而言，在保障安全的前提下，要進行成本以及效率的提升，從而才能在市場競爭激烈的情況下，占據有利地位，實現煤礦開采與勘探企業的良性發展，促進整個行業前進。
作者單位
邯鄲市孫莊采礦有限公司 河北省邯鄲市 056200
煤礦井下論文:煤礦井下巷道掘進頂板支護技術探析
摘 要：在工業化持續發展的過程中，煤礦能源發揮了重要的作用，如何確保煤礦開采的安全性是困擾煤礦企業的重要問題。在分析煤礦井下巷道具體結構的基礎上，應用煤礦井下巷道掘進頂板支護技術提高巷道的承載力，其主要是通過井下開拓、掘進巷道途徑來實現提高巷道的抗壓能力。文章將煤礦巷道掘進頂板支護技術分為可伸縮性支架支護、錨桿支護、礦用支護型鋼、礦用錨索支護等技術類型。
關鍵詞：井下巷道；煤礦；頂板支護技術；掘進
安全是煤礦生產開采過程中的重中之重，近年來，煤礦巷道掘進頂板支護技術的應用，有效提高了煤礦巷道的抗壓能力及承載負荷，同時該技術還能夠降低采空區的壓力，進而降低了事故的發生概率。下文就煤礦井下巷道掘進支護技術的類型做了簡單分析，在煤礦開采環境越來越惡劣、開采難度不斷增加的情況下，提出了對煤礦井下巷道掘進支護技術的管理意見，大力引進新技術，保障煤礦開采過程的安全，進而推動煤礦企業的健康發展。
一、煤礦井下巷道掘進支護技術分析
（一）錨桿支護技術
錨桿是支護的一種形式構造，錨桿支護由托板、錨桿桿體、鋼帶、網等部件構成，在礦井巷道支護中發揮著抗剪與抗拉的作用。錨桿支護的原理是通過緊固螺將錨桿的承載壓力分散到構件體上，以便擴散到整個巖層，提高了錨桿的承載能力，而且巖層在托板的作用下變形程度減小，有效防止巖層的破裂、垮塌，確保開采人員的生命及財產安全。
（二）礦用支護型鋼
在惡劣的煤礦井下環境中，工作人員需要借助礦用支護型鋼對煤礦井下巷道進行支護，此時需要保障支護型鋼良好的抗拉、抗壓、抗剪切性能。在使用煤礦井下巷道的具體過程中，一般情況下，巷道的位移較大，這是由于礦層地質構造及掘進切面兩方面發生了變化，導致兩個方向發生位移，由此可見，該現狀對支架本身的承載力有較高的要求。另外，要將巷道支護滑移及定位要求考慮在內，礦用鋼的抗彎截面模量必須滿足相應標準及要求。
（三）礦用錨索支護技術
錨索作為錨桿的一種，從加固拱理論上講，它能使直徑更大的巷道圍巖成為整體，從而增強其自身的承載能力。從懸吊理論上分析，它更適合圍巖懸吊于穩定的老頂中，以確保巷道支護的性。錨索的作用主要有兩點：及時，將錨桿支護形成的次生承載結構與深部圍巖相連，提高次生承載結構的穩定性，同時充分調動深部圍巖的承載能力，使更大范圍內的巖體共同承載；第二，錨索施加較大的預緊力，可擠緊和壓密巖層中的層理、節理裂隙等不連續面，增加不連續面之間的抗剪力，進一步提高圍巖的整體強度。
（四）伸縮性能良好的支架
金屬支架的承載能力較其他材料更強，主要體現在工作承載及極限承載方面。煤礦井下可縮性支架在收縮過程中表現出的是實際承載能力，影響其實際負載能力的主要原因有器件連接狀況、支架的整體構造。兩種承載力中極限承載能力的剛性過程會影響煤礦伸縮性支架的可變性，所以，判斷伸縮性支架的狀態，就是實際承載能力與極限承載能力的差異，當極限承載能力高于實際承載能力時，兩者間的差異最小。
二、強化對煤礦巷道掘進頂板支護技術的管理措施
（一）提高從業人員的素質
煤礦開采過程中，從業人員是主體也是安全管理中的重要因素，從業人員的的綜合素質對工作進程的影響較大。在掘進工程施工前，要對相關人員做好技術培訓工作，在理論及技術知識的學習中，積累工作經驗，理解操作行為，熟悉頂板支護技術管理常識，同時認真學習相關的規章制度，開展崗前訓練，組織實際演練，實行輪訓制度，舉辦特訓活動，增強從業人員的實際操作能力，同時加強安全教育培訓，在進入掘進工程施工現場前，要召開安全動員大會。
（二）提高支護技術水平
煤礦井下巷道掘進頂板支護施工前，針對頂板支護施工，提出具體的支護方案、掘進配套方案、巷道開工預留方案以供選擇，將煤礦巷道支護所需要的材料、材料數量以及具體的尺寸等提前計劃清楚，將支護操作規范加以明確。在遇到巷道重疊地應力大及地質復雜的巷道，采用錨網、錨索及噴漿之后再架設鋼梁棚支護。在安裝支護層的時候，將確保支護層的承載能力作為核心要求，盡可能保障架棚鋼梁與巷道頂板及巷壁之間能夠擁有較大的接觸面積，保持接觸面的平整，使支護體的支護強度達到較大值。
（三）積極引進新技術、新工藝
隨著我國科技水平的不斷提高，自動化技術在工程建設及工業生產中的應用越來越廣泛，因此煤礦井下巷道掘進支護技術也要有相應的改進，今后巷道掘進支護技術將朝著機械化與自動化的方向發展，煤礦企業針對當前支護技術發展的實際情況與發展趨勢，以及井下巷道掘進頂板支護工藝鋪設的發展情況，組織工程技術人員成立頂板支護研究小組，積極吸納新技術、新工藝，進一步擴大以綜合掘進系統為代表的新設備、新工藝的應用范圍。
三、結語
綜上所述，煤礦井下巷道掘進頂板支護是煤礦開采工作順利進行的保障，在煤礦巷道中，動載荷沖擊及疲勞磨損等都是由頂板支護來承受的，為了促進煤礦井下巷道掘進頂板支護技術的發展，還需進一步提高支護技術水平，提高頂板支護的抗壓能力、承載能力，同時要對工作人員做好相應的培訓及安全教育工作，大力引進先進的支護技術，確保煤礦開采人員的人身及財產安全，促進煤礦企業可持續發展。
