(完整版)综采工作面全景可视化监管系统
全景视频拼接技术在智能化综采工作面的应用
DCWTechnology Application技术应用147数字通信世界2023.071 全景视频拼接技术实施的背景（1）煤矿开采工艺发展经历了人工采煤、单机自动化采煤、综合自动化采煤到目前局部智能化及地面远程操控采煤等阶段。
综采工作面智能化开采在记忆截割、远程视频监控、红外热成像煤岩识别等功能应用中开展了相应探索，但是在面对复杂地质条件、现场多变的实际工况下，出现适应性差的情况，技术存在局限性。
（2）2020年3月国家发改委、能源局等8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中指出：①2021年初步形成重要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系。
②2025年达到智能化决策和自动化协同运行井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。
③2035年构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。
（1）2021年6月国家能源局、矿山安监局联合发布的《智能化煤矿建设指南（2021年版）》中指出：①基本原则与根本目标。
以人为本，安全高效。
坚持把煤矿减人、增安、提效和提高煤矿职工福祉作为智能化煤矿建设的根本目标。
②井工煤矿智能化建设目标。
条件较好煤矿，重点提高采煤工作面智能化水平、掘进工作面减人提效和远程控制；条件一般煤矿，重点进行基础信息系统、机械化+智能化的采掘系统等建设，实现减人、增安、提效。
③井工煤矿智能化建设内容。
薄煤层和中厚煤层智能化无人开采模式、大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采模式；条件适宜的薄及中厚煤层实现智能化少人开采，逐步推广综采设备群智能协同控制等技术[1]。
2 全景视频拼接技术解决的问题及建设目标2.1 当前智能化综采工作面远程操控业务痛点2.1.1 整体看不全、看不到安全：不能一次性看全综采面全景，很难远程进行三机启停，推溜拉架。
综采工作面乳化液浓度在线 监控系统
1、 研究课题名称：综采工作面乳化液浓度在线监控系统1.选题依据（1） 选题背景：目前，我国大多数煤矿对矿用乳化液浓度的检测手段还比较落后，还是采用传统的检测手段，破乳法和折光仪检测法。
且传统的乳化液浓度检测方法都需要人工取样与目测读数，测量精度不高，而且都不能在线监测乳化液浓度的变化。
（2）选题的研究意义: 乳化液是液压系统的传动介质，乳化液中乳化油的百分比，即乳化液的浓度是评价乳化液性能的一个重要指标。
《煤矿安全规程》规定乳化液的浓度一般为3％～5％( 质量分数) ，乳化液浓度是否适当，直接影响到液压支架、液压支柱以及其他液压元件的寿命和生产成本。
浓度过低，液压元件将受到水的直接侵蚀而生锈，导致元件失效，从而缩短设备使用寿命；浓度过高，会使乳化油的消耗量增加，从而导致生产成本上升。
因此，实现乳化液浓度的自动检测和配比对保护液压系统元件，延长其使用寿命，以及降低生产成本尤为重要。
（3） 在综合国内外文献资料的基础上，对我国煤炭企业传统的乳化液浓度检测方法现状、存在的问题、具体的解决方案进行分析，介绍了乳化液浓度在线监控系统的组成与工作原理。
2、 研究方案1. 研究目标2. 研究内容3. 拟解决的关键问题4. 拟采取的研究方法[硕士学位论文开题报告]：题目：综采工作面乳化液浓度在线监控系统作者：陈二斌 学号：G一、选题的依据和意义1.1 课题的目的和意义乳化液是液压系统的传动介质，乳化液中乳化油的百分比，即乳化液的浓度是评价乳化液性能的一个重要指标。
《 煤矿安全规程》规定乳化液的浓度一般为3 ％ ～ 5 ％ ( 质量分数) ，乳化液浓度是否适当，直接影响到液压支架、液压支柱以及其他液压元件的寿命和生产成本。
浓度过低，液压元件将受到水的直接侵蚀而生锈，导致元件失效，从而缩短设备使用寿命；浓度过高，会使乳化油的消耗量增加，从而导致生产成本上升。
因此，实现乳化液浓度的自动检测和配比对保护液压系统元件，延长其使用寿命，以及降低生产成本尤为重要。
煤矿综采工作面智能化系统的设计
煤矿综采工作面智能化系统的设计摘要：根据国家对智能化煤矿建设的政策要求，加快煤矿智能化建设，加大对现有的生产模式进行改革，实现智能化煤矿开采，成为当前煤矿智能化发展的重要方向。
同时，矿井下综采工作面是一个高危险的生产环境，空间局限，温度高、湿度大、煤灰重、大功率设备多、且工况复杂。
工人在工作面近距离操作，噪音、粉尘等会对工人身体健康带来损害，迫切需要将工人从高危的生产环境解放出来。
为此，以潞安集团高河能源中综采工作面为研究对象，开展了在此工作面进行智能化工作面控制系统的总体方案设计及关键子系统研究，并将该控制系统进行了实际应用测试。
关键词：煤矿；智能化；工作面；控制系统引言煤炭是中国工业发展的基础能源，对促进中国国民经济发展具有重要作用。
煤矿开采是一个复杂的系统工程，长期以来，煤矿采用粗放式开采方式，安全隐患大，资源浪费多，而且还造成严重的生态破坏。
煤炭产业作为中国工业基础产业，应该率先进行自动化、智能化升级改造，以适应安全生产和技术发展的需要。
1智能化综采工作面建设必要性智能工作面的建设能实现综采工作面设备一键启停、全程视频监控、采煤机自动割煤、液压支架跟机移架，以智能控制为主、人工干预为辅的全新工作模式，可有效减少作业人员数量，极大程度地保证了操作人员的人身安全。
在地面控制中心通过对综采工作面设备的远程监控以及各种数据实时显示等，并通过计算机网络实现共享，实现生产管理的信息化、集约化。
智能化工作面的投入使用，不仅能提高井下设备的自动化程度，节能降耗，还能更好地促进安全生产，达到“多上设备少上人”的目的，步入“高效化、智能化、清洁化、低碳化”发展新轨道，打造出“集约化、智能化、人性化、本质安全、绿色和谐”矿井。
2煤矿综采工作面智能化系统的设计2.1煤流系统智能化技术煤流系统智能化技术是紧随时间发展脚步出现的一种新型技术，它可以促进煤矿开采工作真正实现无人化。
智能化系统主要包括四项技术：其一，煤矿综采检测技术。
综采工作面智能化集控系统分析及应用
综采工作面智能化集控系统分析及应用摘要：随着科学技术的发展，我国的智能化集控系统越来越完善。
为了提高煤炭的产量和开采效率，煤炭行业对综采实施智能化和自动化的创新改造。
中国煤炭行业智能化、信息化建设迅猛，极大地促进了综采作业的效率和效益。
本文首先分析煤矿综采工作面智能化发展的意义，其次探讨智能化集控系统运行方式，最后就智能化集控系统操作方法进行研究，以供参考。
关键词：综采工作面；智能化；集控系统引言近年来科技飞速发展，各行业进行着重要的产业结构调整和升级。
与此同时煤炭行业也顺应趋势，对综采技术进行了大量创新和优化，主要以智能化、信息化和自动化为主要提升方向。
在开采过程中通过合理运用智能化技术，能快速准确地做好煤炭资源的勘探工作，进而进行勘探数据的智能化分析，实现数据的快速传输和反馈，再加上智能化开采技术的应用，极大地提高了综采工作面的工作效率及安全性。
总之，对于煤矿生产这一传统工业而言，想要更高效、安全、可持续地发展，就需要以智能化技术为方向完成产业结构升级。
1煤矿综采工作面智能化发展的意义煤矿综采工作面的智能化发展，强调在现有煤矿开采自动化系统和技术原理的基础上，引进更先进的智能化技术原理，实现煤矿开采作业的无人化，在减少人力、物力消耗的同时，有效提升开采作业的效率。
煤矿开采技术的智能化有高效率和安全性好的特点。
高效率主要是指智能化开采技术的应用是建立在所有煤矿开采作业流程自动化基础上的，不仅能够减少人对煤矿生产作业的干预，减少人为失误，也能够满足高强度的开采作业需求，从而提升煤矿开采作业的效率。
安全性则主要是指在实现整个煤矿开采过程无人化和自动化的情况下，不仅井下工人数量减少，生产过程实现自动化控制或远程控制，也能够更及时地发现开采作业中可能存在的安全事故，从而有效保障人员的生命安全。
2智能化集控系统运行方式智能化集控系统的运行方式主要分为两类：一种是自动运行模式，一种是人工操作模式。
在煤矿井下现场操作过程中，首先具有优先权的是人工操作模式，也就是说，当综采面需要现场工人进行操作作业时，该系统自动转换成人工操作模式。
051605综采工作面“一通三防”及监测监控系统设计
051605综采工作面“一通三防”及监测监控系统设计编制：通风科：通风副总：总工程师：灵新煤矿通风科2016年5月25日051605综采工作面“一通三防”及监测监控系统设计051605备用工作面已经形成，为尽快完善“一通三防”及监测监控系统，为工作面正常回采创造条件，特编制此设计，相关单位必须按要求尽快实施。
一、051605工作面概况051605工作面开采五采区16#煤，为该煤层的第5个工作面，位于五采区北翼三区段。
风巷在＋1113m北翼石门，机巷在+1060m水平，东边与五采区+1050m机轨合一大巷水平相距215米；南与五采区运输上山水平相距14.7～28.5米；西边与051603采空区留有20米保护煤柱；北边与L3516采空区水平相距178米。
051605工作面风巷长度1425m，断面10m2；机巷长度1430m，断面13.5m2。
根据煤炭科学研究总院重庆分院的鉴定报告，16#煤层的最短自然发火期为51天，具有自燃倾向性，属自燃煤层；煤尘爆炸指数32.36%，大于10%，具有爆炸危险；根据灵新煤矿2015年矿井瓦斯等级鉴定结果，16#煤的瓦斯相对涌出量0.11m3/t，绝对涌出量0.28m3/min，瓦斯涌出量较低。
二、通风系统（一）通风系统说明：工作面采用后退式“U”型通风系统。
1.进风风流：五采区轨道上山→+1060m车场→051605机巷绕道→051605机巷→051605综采工作面。
2.回风风流：051605综采工作面→051605风巷→＋1113m石门、绕道→+1113m回风联络巷→五采区回风上山→地面。
（二）风量计算1.按气象条件计算需要风量：Q=60×70%×V×S×K采高×K采面长=60×70%×0.8×10.28×1.2×1.3=539m3/min式中:Q---采煤工作面需要风量，m3/min；V---采煤工作面适宜风速，取0.8m/s；S---采煤工作面最大和最小控顶距时有效断面积的平均值，（S ＝工作面控顶距×工作面实际采高-综采支架断面积=（4.6+3.8）/2×3.4－4=10.28m2。
煤矿可视化监控系统
中国矿业大学信息与电气工程学院 徐州中矿大华洋通信设备有限公司
2015年7月23日
提要
1、系统总体介绍
系统总体介绍-系统组成架构
系统总体介绍-机房设备架构
特别适合于突发事件的现场应急指挥以及需要临时取证的特殊场合，
是一款用于应急排障、设备查看、调度查岗、安全巡检、抢险救援、
现场取证等的多用途理想系统。
3.6矿用单兵无线音视频系统
系统结构图
系统功能：
● 可在地面实现对井下故障设备的可视化诊断 具备现场事故可视化处理功能，设备可方便地移动至故障点，
可手持摄像头对准任意角度，观察细节，节省了专家下井看现场
系统示例：
全景拼接
跟机切换
系统示例：
2.3 斜巷轨道运输视频监控系统
2.4 皮带视频监控系统
高级话机
普通话机
普通话机
普通话机
普通话机
隔爆监视器 一部机头
二 部 机 头
三 部 机 头
二部皮
四 部 机 头
三部皮
矿子系统(模拟传输)
监视器 控制键盘 电视墙 视频服务器 工作站
矿子系统(数字传输)
监视器 电视墙
视频服务器
视频光接收机系统 （带反向数据控制）
分支光缆
工业以太环网
KBA116A摄像仪
干 线 光 缆 KBA116A摄像仪 分支光缆
2.2.2掘进工作面音视频监管系统
传输方式：
● 光纤模拟传输
● 光纤数字传输 ● 网络延长器传输
视频信号制式：
模拟视频信号 数字视频信号
传输方式：
有线传输方式（电缆、光纤） 无线传输方式
(完整版)综采工作面全景可视化监管系统
综采工作面全景可视化监管系统技术文件徐州中矿大华洋通信设备有限公司目录一、系统组成 (3)二、系统结构示意图 (3)三、系统功能 (5)3.1视频监视功能 (5)3.2显示界面切换功能 (5)3.3录像及回放功能 (5)3.4 工作面全景可视化 (5)四、系统核心设备参数 (5)4.1矿用本安型红外摄像仪 (5)4.2KDW127/12矿用隔爆兼本安型直流稳压电源 (6)4.3矿用隔爆兼本安型工业控制计算机 (7)4.4矿用本安型信号转换器 (8)4.5视频实时图像采集与动态拼接设备 (8)五、系统安装调试步骤 (9)5.1安装前准备 (9)5.2安装过程 (9)5.3调试过程 (9)5.4软件详细配置 (10)5.5系统安装所需附件材料及工具 (15)六、系统常见故障及排除方法： (16)一、系统组成综采工作面全景可视化监管系统是在综采工作面建设一套监控系统，将工作面机电设备的运行信息传输到地面调度指挥控制中心，实现在井下顺槽监控中心对综采工作面进行视频监控，图像通过光纤网络传输到地面进行监视，通过软件进行分析及拼接处理,实时观察工作面设备运行情况。
系统主要由三部分组成：工作面部分、顺槽监控中心、地面部分。
（1）工作面部分：网络摄像仪与工作面垂直，照向煤壁，采集采煤机视频。
采用数字网络摄像仪，相互之间用矿用阻燃网线级联。
（2）顺槽监控中心部分：安装2台隔爆计算机，用于显示工作面图像，图像可人工切换、自动循环切换，也可随采煤机的移动定位切换。
安装本安型信号转换器，将图像上传至地面。
（3）地面部分：安装全景图像拼接装置及流媒体传输软件，实现图像的全景拼接、显示和网络共享、录像等功能。
二、系统结构示意图综采工作面全景可视化监管系统是综采自动化控制系统的“眼睛”，主要由视频摄像仪、视频显示器、视频操作台、数据传输、图像拼接等设备组成。
实现在顺槽监控中心和地面监控中心对综采工作面的视频实时显示，为综采设备的远程遥控提供直观的依据。
智能化综采工作面全景视频远控技术研究及应用
智能化综采工作面全景视频远控技术研究及应用智能化综采工作面全景视频远控技术研究及应用随着科技的不断进步和社会的发展，智能化技术在各行各业都得到了广泛应用，尤其是在采矿行业中，智能化技术的应用为提高生产效率、保障矿工安全提供了强有力的支持。
智能化综采工作面全景视频远控技术作为一种新兴技术，正逐渐引起人们的关注，并在矿山的实际应用中展现出巨大的潜力。
智能化综采工作面全景视频远控技术基于高清摄像技术和无线传输技术，通过在综采工作面上设置多个摄像头，实时传输画面到远程控制中心，使监控人员可以远程观察采掘现场的情况并进行操作。
该技术不仅可以实时监测工作面的情况，还可以对工作面进行全景录像，并将录像进行存储和分析，以便于事后的回放和矿山管理。
智能化综采工作面全景视频远控技术的研究和应用主要集中在以下几个方面：一是摄像头的可靠性和清晰度。
在综采工作面这样恶劣的环境下，摄像头必须具有很高的防护等级，以保证其正常工作。
同时，为了确保操作人员可以清晰地观察到工作面的情况，摄像头的清晰度也至关重要。
二是视频传输的稳定性和延迟问题。
由于综采工作面往往位于地下深处，传输线路需要贯穿矿山的各个角落，因此传输的稳定性对于实时监控的成功非常重要。
此外，由于工作面的操作需要即时响应，因此传输的延迟也要求尽量降低。
三是数据的存储和分析。
工作面的全景视频需要长时间的存储，以备日后回放和事故调查等需要。
同时，对视频进行分析也可以帮助管理人员更好地了解工作面的情况，以便于做出决策。
目前，智能化综采工作面全景视频远控技术已经在许多矿山中得到应用，并取得了明显的成效。
首先，该技术可以使监控人员远离危险区域，保障了矿工的生命安全。
其次，由于操作人员可以通过远程视频进行操作，不再需要亲自前往工作面，因此减少了人力资源的浪费，降低了劳动强度。
同时，该技术可以提高工作面的生产效率和质量，保证了矿石的采集效率，提高了矿山的效益。
然而，智能化综采工作面全景视频远控技术在实际应用中还面临一些挑战。
综采工作面监控系统
ｓｓ ｍ ｉｐｏ ｉ ｄ ｔ ｇ ｏ ｂｌ ， ｉ ｒｌ ｂｌ ｆｒ ｏ ｌ ｉｅ ａｅ ｎ ｄ ｆｃ ｎｙｏ ｔｅ ｒｄ ｃｏ ｉ ｔｅ ｏｅ ｙｔ ｓ ｒｖ ｅ ｗｉ ｏ ｄｓ ｉ ｈ曲 ｅ ａｉｔ ｏ ａ ｍ ｎ ｆｔ ｅ ｄ ｈ ａ ｔ ｔ ｉ ｙ ｉ ｉ ｙ ｃ ｓ ｙａ ｉｉ ｃ ｆ ｏ ｕｔ ｎｗ ｔ ｈ ｌ ｅ ｅ ｈ ｐ ｉ ｈ ｒ
恶 劣等特 点． 煤矿 的安全生产关 系到国 民经济 命脉 的
采集子系统、采煤机定位子系统、皮带机运输子系统 、 上位机组态监控子系统 、设备工况采集 分站 、环境参 数采集分站 、语音报警 分站 、闭锁分站等 组成．系统 结构框 图如图 １ 所示． 整个控制 系统 围绕控制 、监测 、报警三大任务进 行工作， 用主从 ４ ５总线通讯技术、Ｍ Ｉ 采 ８ Ｐ 通讯技术、 工业 以太 网技 术等对井下设备进行启停控制、设备工 况实时监测 以及环 境参数 的监 测、报警，以及 通过上 位机对实 时、历史数据进行 归档处理． 综采工作面监控系统如图 ２ 所示。 综采主控器根据 不同的控制方式（ 集控、单控 、点动） 控制各个设备的启 停 而分布于整个综采工作面巷道中的多功能闭锁 电
要 ：目前 国内煤矿井下综采工作面监控 系统普遍存在着各监控 子系统运行相对独立 、通信实时性差，稳定性
不 高等诸 多 问题 ． 因此，基 于煤 矿井下综 采工作 面的工艺 流程，以实现井 下主要生产 设备工况 的在线监测 与控
制、 环境参数 的采集与监测和故障处理为 目的， 通过建立西 门子 ｓ ．０ ７３ ０系列 Ｐ Ｃ的主控站与现场层的智能从站， Ｌ
Ｔ ｅｅｏｅ ｔｅｐ ｐ ｒｂ ｓｄ ｏ ｅＳ ｎｈ ｔ ａ—ｘ ｌｉ ｕ ｄ ｒｒｕ ｄ ｗｏｋｎ ａｅ ｐｏ ｅｓｉ ｒｅ ｏｒａｉ ｅ ｍａｎ ｈ ｒｆｒ， ａ ｅ ａｅ ｎ ｔ ｙ ｔｅｉ ｌ ｐｏｔｎ ｅｇｏ ｎ ｒ ｉｇ ｆｃ ｒｃ ｓ ｏｄ ｒｔ ｅ ｌ ｅ ｔ ｉ ｈ ｈ ｃ ｅ ｎ ｚ ｈ
综采工作面智能控制系统及应用
综采工作面智能控制系统及应用摘要：随着科学技术的不断发展，煤矿领域的技术水平也有了显著提升。
传统的煤矿开采过程中人是主要角色，主要是通过人为经验来开展相关工作，比如操作机械设备、制定煤矿开采工艺等。
这种粗放式的发展模式，煤矿开采效率相对较低，矿井中容易发生安全事故，不利于煤矿行业的可持续发展。
随着人工智能、工业大数据、云计算等先进技术的不断发展与提升，将这些技术应用到煤矿开采中，能显著提升采煤工作面的自动化水平。
通过利用这些先进的科学技术，可以实现主要采煤装备的自动化操作与控制、采煤工艺的科学制定等，使采煤质量和效率有了质的变化。
基于此，本篇文章对综采工作面智能控制系统及应用进行研究，以供参考。
关键词：综采工作面；智能控制系统；应用分析引言随着我国煤矿智能化建设的高速发展，对综采\综放工作面成套装备智能化的创新提出更高的要求。
煤炭作为现代基础能源，促进与推动着社会经济的发展，煤矿企业在国民经济中占有重要地位，一方面在经济效益的创收中占据了相当的分量，另一方面还肩负着重大的社会责任，为社会稳定发展提供保障。
在复杂地质条件下，综采智能开采系统可充分发挥自身优势特征，结合矿山开采工程实际，对存在的问题进行妥善解决，当前综采智能化工作面仍在不断摸索中前行，因此，相关部门应对其给予高度重视。
1煤矿综采智能化工作面的技术优势1.1有利于提高机械化水平加强自动化技术在煤矿中的应用，提高采煤作业的自动化水平，将矿工的工作量控制在合理范围内，降低煤炭企业的劳动力成本，带动产业升级。
结构和保证采煤。
总体而言，自动化采矿技术、计算机设备应用广泛，计算机处理大量数据，帮助计算多种数据，并通过不断优化数据在全机械化开采中实现自动化，提高采煤技术的效率。
1.2监控参数以确保实时性能在综采工作面中，智能设备及其技术系统可以实现智能数据监控。
例如，地面调度室的智能集成系统不仅可以用钥匙启动和停止，还可以监控实时工作设备的启动、运行、装载和暂停，确保综采工作的顺利进行，并更及时地发现综采工作面机械化开采中存在的潜在问题，提高综采工作面机械化开采时间。
《煤矿可视化监管系统管理规定》
《煤矿可视化监管系统管理规定》一、一般规定1、可视化监管系统实时视频信息，传输至安全生产信息中心和科区值班室、岗位监控室，矿安全生产信息中心和科区值班室、值班岗位对视频信息进行显示、存储、监管、处臵，并实现双向通讯，可以进行安全确认。
矿副总以上领导、科区正职要通过手机等移动通信设备随时对管辖地点进行视频信息监控。
2、机电矿长对可视化监管工作负总责，机电副总具体负责。
3、通风区具体负责井下所有可视化监管系统的设备及缆线安装、调试、拆除、回收；以及安全生产信息中心机房设备维护、调试、安装。
4、保运一区负责井上及井筒内（出马头门后由通风区负责）可视化监管系统设备及缆线安装、调试、挪移、运行维护、回收拆除。
5、机电科是矿井可视化系统监督管理单位，负责制定可视化系统质量标准化检查评审标准和分值，组织每月的可视化系统质量标准化检查，并评出名次进行奖罚。
6、矿安监处负责可视化系统安全监督的日常考核，参加每月可视化系统质量标准化检查，并将每月可视化系统质量标准化检查结果纳入使用单位的安全体系建设考评中。
7、机电科负责提供可视化设备电源搭接点、设备入井防爆检查贴证和机电质量标准化监管，并将可视化监控系统纳入机电检查评比。
8、使用单位负责可视化系统摄像头电源的搭接、负责摄像头使用的照明灯领用、电源搭接；负责可视化系统（通风区初次安装、调试后）的挪移、日常保养。
摄像仪、照明灯及支架，通风区初次安装后移交使用单位管理。
9、采、掘、机、运、通、保卫等科区级值班岗位以及矿井主要运输、提升等连续运转系统的岗位司机，必须根据视屏信息对本班管理范围内的安全生产状况进行安全管理。
10、可视化监管系统采集的视屏信息作为事故分析、事故追查和处理相关人员的依据。
视频信息须设臵权限管理，严禁泄露。
11、矿井可视化监管系统须保证24小时连续运行。
出现故障时，矿安全生产信息中心值班调度员应立即安排通风区维修人员处理。
12、矿井可视化监管系统安装、拆除由机电科牵头，会同技术科、安监处、通风区、使用单位下达业务联系书、审批安装措施。
综采(放)工作面矿压在线监测系统 安装使用方案
一、安装使用矿压在线监测系统的目的及意义
综采工作面矿压在线监测系统能够实现对工作面的支架状态进行实时监测，从而准确掌握工作面顶板周期来压步距、强度等矿压显现规律，为分析回采空间支架与围岩相互作用关系，合理选择采煤参数，支护方式和顶板管理方法提出要求和提供依据，能够更好的指导生产、服务生产。
二、综采（放）工作面矿压在线监测的主要内容
1、综采（放）工作面支架工作状态在线实时监测，观测记录支架的工作效果。
2、综采（放）工作面矿压显现规律研究分析。
应用矿压在线监测系统专家分析模块准确直观的分析总结该工作面矿压显现规律，包括周期来压步距、周期来压强度等。
3、综采（放）工作面支架适应性分析。
通过在线监测数据综合分析支架的工作状态、支架的支护效果、支架对顶板的适应性等内容。
1、工作面观测设备可采用XXX矿压在线监测系统监测支架工作状况。
2、监测分站布置：工作面机头（尾）3架范围内各一组、其余每间隔10架各安装一组数据采集分站。
3、实时在线数据传输：工作面所有采集分站（压力传感器）→传输分站（设备列车处）→矿内环网交换机（采区配电室）或电话线→工控机（井上信息中心）→矿压组计算机。
矿用本安型压力传感器安装在工作面综采支架的顶梁（掩护梁）下面，采用吊挂式安装，用KJ-10mm的高压油管将压力传感器上的传感器与支架立柱的高压腔连接，两柱式支架接左右立柱和平衡千斤顶。
工作面的上部到下部压力传感器可以按照由小到大或由大到小的编号顺序连接。
具体分布方式如下图所示：
系统连接示意图：
生产技术部。
综采工作面在线监测系统技术方案
(一)井上监测信息与报警网络
井上监测信息与报警网络包括:1)数据接口(中心站);2)监测服务器;3)矿井办公局域网和客户端(已建立);3)GPRS数据收发单元和图文短信手机用户群｡如图1 KJ216B系统通讯接口可自动接收通讯线路传送的数据,通讯接口内置RDS收发器､NPORT以太网接口(联网服务器NPORT5150)､MWF光线收发器接口 ,接收单元自动侦测上位计算机的运行状态,当上位计算机退出工作时能自动备份数据,监测服务器恢复后自动上传存储数据,从而实现故障后备监测功能｡
RDS通讯技术采用了基带式隔离传送方式和平衡式浮地通讯技术,可在电话通讯高噪声环境中,同缆稳定传输20km,不需要专门敷设电缆,可构成最经济的监测系统｡
6.智能一体化监测分站和传感器,有微处理器控制,内置总线接口,具有现实的独立报警设置功能,监测分站带后备存储功能,可使用U盘读取存储数据｡
7､监测分析软件采用矿压专家提出的数据分析处理思想,分析功能更具专业化,分析结果更具科学性,指导安全生产的效果更好｡
3.监测数据自动记录存储
井上监测服务器能根据设置记录周期将数据存储到数据库,数据采用动态存储技术,数据库采用SQL海量数据库｡
4. 分站及接收系统后备存储功能,当通讯线路或计算机出现故障时自动启动后备存储.
5.连续监测曲线显示､分析
软件支持服务器端和客户端的历史曲线和测线加权数据分析｡
6.监测数据综合专业化分析;
图4 压力监测分站安装示意图
七､技术指标､参数
监测服务器操作系统 : Windows 2003/5/7 server
数据库平台: SQL server
网络平台 :局域网
1．系统综合技术指标
1)系统分站容量 1——128(监测分站)
煤矿井下采煤工作面流程环节可视化监管系统应用
91科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术煤矿井下采煤工作面是生产事故多发区,近年来国家对煤矿开采安全要求越来越高,实现无人自动化和智能化采矿是井下开采的最终目标。
井下采煤工作面相对巷道的作业环境来说,通常具有距离远、地形复杂、环境恶劣,大型设备较多,且在不断向前推移等特点,设备布线相对困难,电磁干扰较多,粉尘、水雾较大,严重影响监测效果。
因此,在这种恶劣的工作环境下,采煤工作第一现场一旦发生某种状况,通常地面调度只能通过语音方式沟通,由于缺少远程实时可视化监管,大大降低了对状况处理的效率,对煤矿的安全生产造成隐患,严重影响煤矿生产效率。
通过对云驾岭煤矿井下采煤工作面流程环节可视化监管系统设计、布置和应用,对井下采煤工作面中采煤机位置、滚筒割煤、煤壁落煤、运载机溜槽、电缆槽、液压支架、顶板支护等设备运行状况有了可视化监管,提高了煤矿生产安全效率。
1 存在问题在恶劣环境下,保证电气设备符合井下防爆要求的条件下,建立一条可靠地远距离视频传输链路,降低传输设备数量并保证传输质量,建设工作面采煤环节可视化监管系统,存在以下难点:(1)可视化调度大屏显示技术已成熟,但仅限于对井下变电所、泵房水泵、运载机链条、皮带机头等设备工作场景定点视频监督,对于工作面采煤作业过程监控只能通过运载机溜槽的煤流或机头胶带输送来判定,并非真正意义的可视化监管,无法直观建立对采煤现场的相关工艺流程环节的实时可视化追踪监管。
(2)利用WiFi无线通讯技术在井下巷道中对于无线短距离通信应用已经初形规模。
在巷道内,由于无线电波不断的反射和散射,所产生的多径效应严重影响其通信距离,沿途铺设接收基站的数量加速了系统成本的提高。
因此,利用WiFi无线通讯进行视频信号传输,有限通信距离是最大弊病。
(3)采煤工作面环境的特殊构造对无线电磁波通信带来周期或者非周期的变化。
煤矿综采工作面全自动视频监控系统设计
煤矿综采工作面全自动视频监控系统设计王波;吴晓娥【摘要】通过分析我国煤矿综采工作面实现无人化和少人化的重要性,提出了基于图像采集、自动跟踪、视频传输、无线通信等技术的综采工作面视频监控系统设计方案.介绍了基于不同传输介质的工作面视频传输方式,重点阐述了系统结构、设计要求和设计要点.【期刊名称】《陕西煤炭》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】3页(P16-18)【关键词】煤矿;综采工作面;自动化;视频监控系统;设计【作者】王波;吴晓娥【作者单位】神华神东煤炭集团公司,陕西神木719315;神木职教中心机电系,陕西神木719315【正文语种】中文【中图分类】TD670 引言煤矿是我国国民经济不可缺少的基础性行业，然而煤矿事故的频繁发生使得它成为高危行业。
所以煤矿生产少人值守、无人值守是煤矿生产发展的必由之路，是解决目前煤矿事故频发这一难题的最佳办法。
随着煤炭工业信息化融合速度的加快，煤炭生产过程实现自动化已经具备了可行的条件。
在煤矿所有生产过程中采掘工作面的自动化又是整个生产环节的重中之重[1]。
因为综采是我国煤矿最主要的采煤工艺，所以综采工作面的少人化和无人化就成了解决煤矿安全的核心课题。
综采工作面是煤矿生产最前沿的工作环节，也是最复杂的工作环节。
以往煤矿采掘面监控系统虽然有各种数据、信息的反馈，却没有最直观、真实的视频信息和良好的视频采集方式及视频管理方式。
工作面可视化系统是打造全自动无人工作面的关键。
该系统也相当于无人工作面整套系统的眼睛，也使得煤矿综采工作面全自动视频监控系统的研究具有非常重要的意义[2]。
1 工作面视频传输技术与系统构成由于井下综采工作面的环境相比井下其他地方要困难和复杂，其设备数量多、体积庞大，设备之间互相制约，这给井下的布线带来了较大的困难。
在采煤工作面粉尘和水雾大、电磁干扰多、能见度低、某些大型设备在不断往前移动，这也使得视频数据采集较为困难，视频监测效果较差。
综采工作面虚拟现实监控系统设计
综采工作面虚拟现实监控系统设计
李昊;陈凯;张晞;钱建生
【期刊名称】《工矿自动化》
【年(卷),期】2016(042)004
【摘要】针对目前综采工作面自动化生产过程中视频监控图像效果差的问题,设计了综采工作面虚拟现实监控系统,详细介绍了系统功能设计、结构组成及系统实现的关键技术.该系统采用虚拟现实技术构建出了高仿真度的虚拟矿井作业场景,实现了综采工作面生产设备实时状态信息的采集、传输、显示、预警以及反向控制等功能,满足了综采工作面自动化生产监控的需求.
【总页数】4页(P15-18)
【作者】李昊;陈凯;张晞;钱建生
【作者单位】中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083;北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京 100013;中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083;北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京 100013;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州 221008
【正文语种】中文
【中图分类】TD672
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综采工作面全景可视化监管系统技术文件徐州中矿大华洋通信设备有限公司目录一、系统组成 (3)二、系统结构示意图 (3)三、系统功能 (5)3.1视频监视功能 (5)3.2显示界面切换功能 (5)3.3录像及回放功能 (5)3.4 工作面全景可视化 (5)四、系统核心设备参数 (5)4.1矿用本安型红外摄像仪 (5)4.2KDW127/12矿用隔爆兼本安型直流稳压电源 (6)4.3矿用隔爆兼本安型工业控制计算机 (7)4.4矿用本安型信号转换器 (8)4.5视频实时图像采集与动态拼接设备 (8)五、系统安装调试步骤 (9)5.1安装前准备 (9)5.2安装过程 (9)5.3调试过程 (9)5.4软件详细配置 (10)5.5系统安装所需附件材料及工具 (15)六、系统常见故障及排除方法： (16)一、系统组成综采工作面全景可视化监管系统是在综采工作面建设一套监控系统，将工作面机电设备的运行信息传输到地面调度指挥控制中心，实现在井下顺槽监控中心对综采工作面进行视频监控，图像通过光纤网络传输到地面进行监视，通过软件进行分析及拼接处理,实时观察工作面设备运行情况。
系统主要由三部分组成：工作面部分、顺槽监控中心、地面部分。
（1）工作面部分：网络摄像仪与工作面垂直，照向煤壁，采集采煤机视频。
采用数字网络摄像仪，相互之间用矿用阻燃网线级联。
（2）顺槽监控中心部分：安装2台隔爆计算机，用于显示工作面图像，图像可人工切换、自动循环切换，也可随采煤机的移动定位切换。
安装本安型信号转换器，将图像上传至地面。
（3）地面部分：安装全景图像拼接装置及流媒体传输软件，实现图像的全景拼接、显示和网络共享、录像等功能。
二、系统结构示意图综采工作面全景可视化监管系统是综采自动化控制系统的“眼睛”，主要由视频摄像仪、视频显示器、视频操作台、数据传输、图像拼接等设备组成。
实现在顺槽监控中心和地面监控中心对综采工作面的视频实时显示，为综采设备的远程遥控提供直观的依据。
综采工作面全景可视化监管系统统结构图如图所：系统结构示意图系统拓扑图如下：DC12VDC12V DC12VDC12VDC12VDC12VDC12V DC12VAC127V KZC12KZC12工业以太网 地面交换机井下交换机地面部分井下部分综 采工作面视频服务器KJD127KBA12H 摄像仪KDW127/12电源DC12V AC127V AC127VAC127VAC127V阻燃双绞线AC127VDC12V 阻燃网线阻燃网线KZC12 系统拓扑图三、系统功能系统可以就地监视工作面采煤机、镏子等设备的实时运行情况，将监控图像实时的传输至顺槽监控中心及地面调度中心，操作司机或调度员可以根据实时监控信息，对综采工作面发生的紧急情况第一时间进行分析、处理。
该系统为煤矿安全生产提供了第一手的处理依据。
该系统对煤矿安全生产起到了重要作用。
具体表现以下几个方面：3.1视频监视功能工作面视频通过矿井自动化网络可上传到地面，通过客户端软件或IE浏览器实现对网络摄像头访问，从而实现工作面视频在地面实时监测、显示。
对工作面实时视频监控，显示移动设备周围人员的分布状况以及各相关装置的实际工作状态，大大提高了监督效率。
调度员能及时发现生产过程中存在的违规现象，及时纠正，防微杜渐。
3.2显示界面切换功能视频系统通过通信获取采煤机运行位置和方向，实现在隔爆计算机上跟随采煤机自动切换视频摄像仪画面。
3.3录像及回放功能系统通过矿方原有网络，将视频图像传输至调度中心进行录像存储。
录像回放主要用于事故发生后的追查处理。
通过录像，便于事故发生后快速明确事故责任，找出事故发生的原因，避免今后类似事件的重演。
3.4 工作面全景可视化安装全景图像拼接装置，实现综采工作面图像的全景拼接、显示。
四、系统核心设备参数4.1矿用本安型红外摄像仪➢供电电源：a) 额定工作电压：DC 12V；b) 工作电流不大于0.6A。
➢图像质量：a) 水平清晰度： 470TV线；b) 灰度：优于7级（50Lux～300Lux条件下）。
➢光传输接口：a) 接口数量：1路；b) 传输方式：TCP/IP协议；c) 传输速率：10/100Mbps自适应；d) 连接方式：SC；e) 额发射功率：-15dBm～0dBm；f) 接收灵敏度：≤-30dBm；g) 最大传输距离： 10 km（使用MGTSV型单模光缆）➢电传输接口：a) 接口数量：2路；b) 传输方式：TCP/IP协议；c) 传输速率：10/100Mbps自适应；d) 连接方式：RJ45；e）最大传输距离： 120m（使用矿用阻燃网线）➢使用环境要求：a) 环境温度：0℃～40℃；b) 平均相对湿度：95％(25℃)；c) 大气压力：80kPa～106kPa；d) 机械环境：无显著振动和冲击的场合；e) 煤矿井下有甲烷，煤尘爆炸混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体场所；4.2KDW127/12矿用隔爆兼本安型直流稳压电源➢供电电源：a) 额定工作电压：AC 127Vb) 电压波动范围：AC 94-144Vc）工作电流：200mA➢电源本安输出参数a）输出路数：1路b)额定输出电压（V）：DC12c)额定输出电压偏离值（%）： 6d)额定输出电流（mA）：1200e)源效应（%）：5f)负载效应（%）： 5g)周期与随机偏移，峰峰值Vp-p(mV)：≤250h)本安输出最大电流（mA）：≤1400i)本安输出过流保护动作值（mA）：≤1400j)本安输出最高开路电压（V）：12.5k)本安输出过压保护动作值（V）：≤13l)最大负载电感（mH）：0.2m)最大负载电容（uF）：47➢使用环境要求：a) 环境温度：0℃～40℃；b) 平均相对湿度：95％(25℃)；c) 大气压力：80kPa～106kPa；d) 机械环境：无显著振动和冲击的场合；e) 煤矿井下有甲烷，煤尘爆炸混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体场所；4.3矿用隔爆兼本安型工业控制计算机➢供电电源：a) 额定工作电压：AC 127Vb) 电压波动范围：AC 94-144Vc）工作电流：1500mA➢接口：RJ45接口2个，RS232 1个，RS485 2个，USB 2个；➢显示屏：19英寸LCD，4:3；➢主要配置参数：双核2.4G CPU；2G内存；40G固态硬盘；Window XP操作系统。
➢使用环境要求：a) 环境温度：0℃～40℃；b) 平均相对湿度：95％(25℃)；c) 大气压力：80kPa～106kPa；d) 机械环境：无显著振动和冲击的场合；e) 煤矿井下有甲烷，煤尘爆炸混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体场所；4.4矿用本安型信号转换器➢供电电源：关联KDW127/12电源，DC 12V；➢支持接口：RJ45接口4个，双绞线接口1个；➢双绞线传输距离：不小于6KM；➢隔爆形式：矿用本安型。
➢使用环境要求：a) 环境温度：0℃～40℃；b) 平均相对湿度：95％(25℃)；c) 大气压力：80kPa～106kPa；d) 机械环境：无显著振动和冲击的场合；e) 煤矿井下有甲烷，煤尘爆炸混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体场所；4.5视频实时图像采集与动态拼接设备➢视频编码算法：H.264；➢可支持编码最大分辨率：1600万像素；➢输出码率控制范围：16kbit/s-40Mbit/s；➢视频编码数据流：支持BT.601、BT.656、YUV422数据流格式；➢图像增强性能：强光抑制、背光补偿、gamma、色彩增强；➢编码延迟：小于100ms；➢增强性能：坏点校正、去噪、数字防抖；➢嵌入式处理器：工业级RISC嵌入式处理器，运算能力266MBPS；操作系统：实时LINUX 嵌入式操作系统；五、系统安装调试步骤5.1安装前准备设备安装之前，应当做好以下工作：1）对每个摄像仪IP进行配置，在地面进行联试，确保系统稳定；2）落实线缆的敷设方式及走向，考虑工作面现场支架要前移情况，线缆敷设时候两支架之间要留有余量，因此做好线缆敷设准备工作；3）根据现场情况选定每个设备安装的具体位置及安装方式；4）提前编制并审批好施工、调试安全措施及停送电工作票；5）准备好劳保用品及工具，提前加工好施工所需支架，准备好施工辅材。
5.2安装过程主要设备安装包括采用本安信号转换器、隔爆计算机、网络摄像机及隔爆兼本安型电源。
依照各个设备使用说明书中的安装说明来安装和接线。
1、网络摄像仪固定：网络摄像仪与工作面垂直，照向煤壁，采集采煤机视频。
网络摄像仪之间采用网络级联。
为了保证图像效果，配备LED辅助照明灯。
2、隔爆计算机安装：顺槽监控中心安装2台隔爆兼本安型计算机和操作键盘，隔爆兼本安型计算机可以同时显示2×4路摄像仪。
3、本安信号转换器安装：一台安装在顺槽监控中心，另一台安装在最近交换机附近，将网络视频信号通过双绞线接入就近的环网交换机，上传至地面。
4、隔爆兼本安型电源安装：考虑隔爆兼本安型电源给摄像仪供电，隔爆兼本安型电源和网络摄像仪安装距离不能太远。
5、线缆敷设：工作面现场支架要前移情况，线缆敷设时候两支架之间要留有余量，防止支架前移挣断线缆。
6、设备供电：要采用AC127V，设备供电应取用较为稳定的电源，电压和电流均应符合设备的使用范围。
巷道长度超过1000米时，要考虑压降问题，需从机头和机尾分路供电。
5.3调试过程1、上电测试：对每个设备进行通电测试，设备供电之前应再次检查设备是否异常，确保无误后再供电。
测试时要根据各个设备使用说明书的步骤和说明进行。
3、网络测试：使用ping命令，在任意点对系统各摄像仪进行测试，判断各设备是否在线，有无网络中断现象。
4、系统联试：当所有设备测试完成后，对系统进行联调，并作相应的设置，看工作面摄像仪采集的图像在隔爆计算机上显示是否清晰、是否有网络延时现象。
5、图像上传：检查隔爆计算机与地面调度中心之间网络建立情况，对调度中心采集图像设备显示是否正常。
5.4软件详细配置将笔记本电脑有线网卡IP地址修改为192.168.1.x（x为2-255的自然数），IP地址不得与其他设备冲突即可。
5.4.1摄像仪IP地址修改1、通过供电方式使用集控列车内隔爆计算机从第一台摄像仪开始供电并修改IP地址，第一台修改完毕后，第二台供电，修改IP地址，以此类推。
2、使用摄像仪管理软件修改摄像仪IP地址，软件登陆用户名和密码分别为：admin和12345。
修改方法如下图：5.4.2网络延长器IP地址修改网络延长器供电后通过隔爆计算机直接使用浏览器进行登陆，网络延长器初始IP地址为192.168.0.253，用户名和密码均为：admin。
5.4.3隔爆计算机配置在隔爆计算机内安装视频监控软件一套，安装完毕后配置如下：1、监控软件安装双击安装程序显示安装初始化对话窗口，初始化完成后显示软件安装向导对话窗口。