针对煤矿井下信号传输过程中多径传输和抗干扰问题,利用OFDM无线通信技术改善矿井信号的传输质量,采用理论分析方法,分析煤矿井下的信道特征,对主巷道进行大尺度和小尺度衰落等效分析.通过比较分析,建立离散多径信道的均匀间隔TDL信道模型,计算出具体的仿真参数,进行系统性能仿真研究.研究结果表明,矿井井下采用OFDM无线通信系统,较好地解决了信号传输的干扰问题,提高了通信质量.研究结论表明OFDM技术适合应用于矿井移动通信系统,具有一定的应用前景和不错的经济效益.

由于矿井下巷道空间有限且存在弯曲,因此通信传播大多为非视距(NLOS)传播环境。传统的基于距离的无线传感网络定位技术易产生较大误差,从而导致定位精度不高。超宽带(UWB)信号具有穿透能力强、抗多径能力强的特点,能够提供较高的定位精度,因此成为NLOS环境下定位的首选。针对NLOS环境下的定位精度不高的问题,在接收信号强度(RSSI)测距和三边算法联合定位的基础上,提出以联合定位得到的初始坐标做为无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的观测值,并对UKF的测量更新方程进行修正,使该算法能适应NLOS环境下的定位跟踪。通过仿真验证并与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行比较,在NLOS环境下改进的UKF定位算法,能够对目标进行实时跟踪并提高定位的精度。

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为了研究矿井火灾时期矿井通风系统的稳定性,在充分考虑影响火灾时期矿井通风系统稳定性的多个因素后,以Mfire3.0内核基础,综合可视化编程,以矿井通风网络结算原理为理论基础,研究并建立了火灾模拟风网解算模块,从而构建了矿井火灾模拟解算仿真模型,编制了火灾时期矿井通风系统解算软件。系统介绍了矿井火灾模拟解算软件系统的原理及特色,阐述了模拟矿井通风整体网络所需要的调研内容,展示了矿井火灾模拟解算软件系统的原理和过程。最后,以瓦尔登矿实验数据为基础进行模拟解算,模拟数据与试验数据基本吻合,验证了火灾通风网络解算软件的解算结果的可靠性。

智能化矿井建设方案

为对矿井突水方向和速度以及突水范围等进行预测分析，采用无向图宽度优先搜索路径方法，以巷道节点标高为权重，给出矿井突水路径算法；通过对矿井突水方向和速度等进行预测分析，提出水灾影响范围预测方法．研究结果表明：利用宽度优先搜索算法进行水灾影响范围预测方法，可以通过突水范围和突水时间计算出突水流量，并根据突水流量计算出下一步突水范围．

为了研究矿井巷道突水蔓延规律,使用格子Boltzmann方法建立了井下突水蔓延二维仿真模型,平直边界采用反弹格式处理,曲边界采用BFL格式处理。因需要模拟复杂巷道,采用分块耦合算法将巷道分成若干规则的块,各块分别独立计算,只在边界处交换数据,从而去除冗余网格,简化网格计算,提高系统资源利用效率。最后通过一个仿真实例,形象、直观的展示了突水发生时地下矿巷道突水水流的演变过程,对矿山突水事故防治和井下人员逃生决策具有现实指导意义。