论文部分内容阅读
近年来,煤矿开采过程中频繁发生重大安全事故已经引起了党中央、国务院的高度重视,并受到了社会各界的广泛关注。冒顶片帮事故是煤矿开采过程中常见的事故之一,虽然近几年国内由于矿难事故造成的伤亡人数在逐步减少,但冒顶片帮事故仍呈高发趋势,加强开采工作面压力数据的监测已经成为了当务之急。与此同时,随着煤矿开采面的不断深入,在矿下进行数据传输的难度也越来越大,有线方式监测已无法满足要求,因此需要设计一种可靠的无线监测系统来进行矿压的监测。首先,本文结合历年矿难事故的数据,阐述了发生频率较高的冒顶片帮事故的巨大危害性及其形成的原因,说明了矿压数据监测系统的特点和研究意义。接着,介绍了国内外矿用数据监测系统的发展现状和趋势,针对当前冒顶片帮事故多发的状况列举了常见的矿压数据监测系统。其次,本文针对煤矿开采的特殊环境,分析了矿压的基本来源及其规律性,通过力学分析确定了受力传感器的选型和设计方案。与此同时,还分析了矿下数据传输的特点,对比三种无线传输方式后,选用点对点直线传输的红外线作为通信介质,并详细论述了IrDA标准协议的组成结构和传输特点。另外,本文的设计方案根据实际需求对IrDA标准协议进行了简化,制定了适用于本设计系统、数据传输效率较高和稳定性较强的TIrDA协议。再次,本文根据最新的《国家煤炭行业标准》和国家标准GB3836.1-2000~GB3836.4-2000的相关规定和实际应用环境的需求设计了由本安型矿压探测器、本安型压力数据采集通信设备以及本安型压力数据综合监测设备三部分组成的矿用本安型压力数据监测系统,并对每个组成部分的硬件电路设计和软件程序设计进行了详细分析。与此同时,系统的网络通信将数据探测,数据采集和数据在应用软件中显示串联起来,本文针对该组网结构对各部分的通信过程进行了深入阐述,此外还对对系统各部分模块的可靠性、稳定性和低功耗等性能进行了测试分析。最后,本文归纳总结了矿用本安型压力数据监测系统的设计成果,分析了系统的设计现状和不足之处,并根据市场和应用场合多元化的趋势提出了未来设计的改进方向和新一代系统产品的设计理念。