20世纪80年代、90年代我国大规模安装了煤矿安全监测监控系统。 该产品是我国自主研发的第一代或第二代煤矿监控设备。 虽然一些国有大中型煤矿对这些设备进行了升级改造,安装了新一代数字监控系统,但大多数煤矿仍在使用老式设备和机器,因此安全生产会存在隐患。 定期、按时的设备检查和维护很可能造成安全事故。
我国不少煤矿监控监控系统的信息化、自动化改造没有考虑到井下实际情况。 虽然实现了大量的数据采集、实时传输、处理和显示功能,但设备本身对井下环境有严格的要求。 。 例如,煤矿工作面是煤矿生产的核心,也是环境最恶劣、人员和设备移动最频繁、事故多发的地方。 然而,煤矿信息化改造采用有线工业以太网为核心,即工作面监控、监控信号的传输采用有线方式,但由于工作面是一个不断移动的工作环境,有线传输方式很难实现。 适应这种恒定 在移动和变化的工作现场,各种因素导致传输电缆的损坏和撕裂时有发生。 另外,通过有线传输对煤矿工作面采空区进行监测更是不可能。
也是由不同企事业单位自主生产的。 这些产品没有统一的标准和接口,导致系统无法统一使用,造成监控项目数据缺失、系统间无法正常通信等问题,从而产生安全隐患。
以瓦斯检测为例,现有的煤矿瓦斯监测装置大多采用电化学方法,对化学成分的要求非常高。 一般电化学元件的使用寿命只有几十小时,需要经常更换,以保证监测信息的正确性。 一旦不定期更换燃气检查器,很容易造成安全隐患。
物联网系统中的新型传感器、无线传感器网络、RFID等技术和统一的标准将能够解决现有煤矿监控和监控系统中存在的问题,但如何将这些技术应用到煤矿监控和井下 救灾,还需要深入讨论和研究。
无线传感器网络(WSN)具有放置灵活、易于扩展、移动性强、自组织等特点。 这些特点对于井下监测、监控来说无疑是不可缺少的。 因此,基于WSN的井下监测将比目前的有线方法具有更多优势。 但工作面设有液压支架、采煤机、刮板输送机等大型金属设备,以及煤、岩石等介质,煤矿工作面巷道是一个边界不均匀、非均匀的有限空间。 另外,随着工作面推进,信息传递的空间形态也在不断变化。 地面无线传感器的现有研究成果不能简单地应用于采煤工作面。 因此,无线传感器网络在井下应用中仍存在许多关键技术和问题需要解决,如克服井下多径干扰的传输方法、组网形式、拓扑结构、通信协议等。
Pradeep K. Mohanty和Moise Ndoh首先提出在煤矿井下巷道中使用无线传感器网络来实现煤矿工人的跟踪定位和井下环境的监控。 在国内,中国矿业大学获得了2007年国家自然科学基金“煤矿工作面无线传感器网络组网关键技术研究”和2009年国家自然科学基金“远距离无线传感网”的资助。 WMSN矿井多媒体救灾通信系统”。 无线传感器网络应用于煤矿井下监测和救灾; 中国科学技术大学在国家发改委的资助下启动了“基于CNGI和WSN的矿井井下定位与应急联动系统”研究项目。 实时定位有望实现与各种灾害预警系统的联动。