主要研究了巷道弧段建模、巷道接头建模、纹理贴图等煤矿井下三维巷道建模的问题。提出以巷道网络数据为基础,结合巷道弧段路径和断面数据的思想建立三维巷道弧段模型,利用三角函数和插值算法解决巷道接头建模的问题,用Arc GIS Engine自带接口处理三维模型纹理贴图问题。利用Arc GIS提供的Multipatch多面体结构构建三维巷道,通过C#、Arc GIS Engine二次开发实现了煤矿井下三维巷道建模,取得了良好的效果。

为扩大煤矿提升机调速系统的调速范围,提高动态调节性能和减少对电网的谐波污染,提出一种基于双PWM控制的交直交变频调速方案。首先分析三相PWM整流器的工作原理并建立其在同步旋转坐标系下的数学模型。其次设计了采用前馈解耦的PWM整流器电压电流双闭环矢量控制策略。最后,在MATLAB/Simulink环境中建立了双PWM变频调速系统的仿真模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

济宁二号煤矿位于山东济宁市郊区,属兖州煤田。该煤田内多个矿井井筒出现破裂,导致停产,给生产和安全造成极大影响。为此,在矿井投产后,及时在井壁布设了应变监测系统进行监测,坚持观测地下水位和井架塔的沉降,积累了大量的观测数据,经过分析,对目前井筒安全有了初步的认识。本文就是根据分析整理出的有关内容,以共国内煤炭生产矿井借鉴,及时分析,及时治理,防止井筒破裂,保障井筒安全。

主要介绍一种适用于中小型煤矿安全生产与监测设备的设计方案。该设备能够实时采集、监测井下工作面的瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风速、压力、温度等重要数据和风机、水泵、绞车和电机的开停状态，具有对交流电源的过压、失流、缺相及各种异常、危险情况的报警功能；另外还具有对班次产量的统计和数据存储功能。系统采用低压电力线载波通信及GSM/GPRS无线通信技术进行数据的传输。

基于单片机的设计与实现

阐述了物联网、大数据及云计算技术的研究现状,指出3种技术之间的关系,即物联网产生大数据,大数据助力物联网;大数据需要云计算,云计算增值大数据。结合煤矿综合自动化的建设发展历程,研究了3种技术在煤矿安全生产保障中的作用和地位,提出了3种技术在煤矿生产安全保障中的关系:物联网是煤矿各个子系统建设的技术框架和路线图,大数据是矿山物联网建设的产物,云计算则是对大数据处理利用的技术手段,并指出基于物联网、大数据及云计算技术的煤矿安全生产监测监控系统将是主动式、多参数融合、具备预警功能的监测监控系统,可有效提升煤矿安全生产水平。

针对国内煤矿井下排水系统自动化程度低、运行效率低、人力资源浪费、电力资源消耗高、可靠性差等问题，设计了一种无人值守煤矿井下排水监控系统；该系统应用 S7-300PLC 控制技术、组态王技术、通信技术，通过检测水位和其他参数，实现了泵站无人值守、“峰谷平”轮换调度、远程监控等功能，保证了煤矿排水系统的安全。通过生产实践证明，该系统设计合理、运行安全可靠、故障率低、节电效果明显。

为了提高矿用柴油机车保护装置的智能性和安全性,降低矿用柴油机车的制造成本,采用基于嵌入式Linux与QT的软件平台,设计了一种新型虚拟仪表软件;实现了参数采集、数据处理及界面显示等功能;经工业性试验验证,该虚拟仪表软件成本较低、人-机交互界面友好、故障判断及时准确,具有良好的可扩展性。

瓦斯灾害是制约煤矿安全生产的主要灾害之一，而甲烷是瓦斯的主要成分，因此对甲烷浓度的准确检测对有效预防预警瓦斯灾害意义重大。基于甲烷物理化学性质的差异性特征概述了催化燃烧法、热导法、光干涉法、非分散红外光谱法和可调谐半导体激光光谱法的甲烷检测原理，探讨了不同原理的甲烷检测技术发展现状。在煤矿环境对甲烷检测技术的影响分析基础上，通过煤矿井下技术应用对比研究得出：催化燃烧法利用甲烷可燃性特征，适用于检测体积分数4%以下的甲烷，不适用于氧气浓度过低、甲烷浓度过高或存在含硫气体的井下环境；热导法利用含不同浓度甲烷的空气热导率的不同特征，适用于检测体积分数4%以上的甲烷，不适用于甲烷浓度低、二氧化碳浓度过高等井下环境；光干涉法利用含不同浓度甲烷的空气折射率的不同特征，适用于井下绝大部分环境，但不适用于二氧化碳浓度过高的井下环境；红外光谱法利用甲烷的气体选择性吸收的特征，适用于绝大部分井下环境，其中非分散红外光谱法受水蒸气、烷烃气体干扰，需进行算法优化以减小误差，而可调谐半导体激光光谱受其他气体干扰影响较小，但两者皆需采用补偿算法来减少受温湿度影响引起的误差。最后，对不同原理的甲烷检测方法进行了技术

利用单片机ATmega128L和瓦斯传感器MQ-4设计了一款便携式煤矿瓦斯探测仪,它体积小、使用方便,可随矿井工作人员随身携带。单片机获取瓦斯传感器输出的电压信号,经过模糊逻辑算法处理后能够准确判断周围环境的瓦斯浓度,并实时的显示到LCD液晶屏上。该瓦斯检测设备精度高、速度快,能有效的预警瓦斯突发事件,并且采用模糊算法处理后,大大降低了误报率,能够为煤矿的安全生产提供可靠保障。