基于数据融合的矿井瓦斯监测排放系统研究的开题报告.docx

基于数据融合的矿井瓦斯监测排放系统研究的开题报告
一、研究背景及意义
矿井瓦斯是井下矿工作过程中产生的一种危险气体，瓦斯超标会导致一系列的事故，其安全性问题一直是煤矿安全监管的重要任务之一。目前，矿井瓦斯的监测与排放管理工作已成为现代煤矿生产中不可或缺的一部分，研制一套基于数据融合的矿井瓦斯监测排放系统，可以提高瓦斯监测的准确性和可靠性，为煤矿安全生产提供更有力的技术支持，对煤矿安全生产起到了非常重要的作用。
二、研究内容及方法
2.1现状调研
通过对国内外相关研究文献的查阅与分析，了解目前矿井瓦斯监测排放系统的发展现状及存在的问题；掌握煤矿井下瓦斯的特性、瓦斯监测方法、瓦斯的产生与运移规律等方面的基础知识；
2.2技术路线
结合煤矿现场的实际情况和监测要求，采用现代传感技术和计算机网络技术相结合的方法，设计出一套基于数据融合的矿井瓦斯监测排放系统。该系统包括瓦斯浓度传感器、井下传感器数据采集器、数据预处理模块、井下环境监测系统、实时监测与动态预警系统、数据存储与分析系统等组成。
2.3技术实现
分别对瓦斯浓度传感器、数据采集器、井下环境监测系统、实时监测与动态预警系统、数据存储与分析系统等模块进行设计与实现。其中瓦斯浓度传感器采用红外吸收法测量瓦斯浓度，并通过负荷电缆传输瓦斯浓度。数据采集器采用无线数据传输方式，可通过WiFi网络连接井上服务器。井下环境监测系统采用多参数探头进行监测，监测参数包括空气温度、湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度、二氧化硫浓度等。实时监测与动态预警系统可通过手机客户端等方式进行实时查询，数据存储与分析系统采用数据库技术储存井下传感器采集到的数据，并通过数据挖掘等方法进行分析与处理，提高监测数据的可信度和实用性。
三、研究计划
本次研究拟分为以下几个阶段：
3.1文献调查和问题分析
通过收集国内外发表的论文、专利、标准、规范以及相关报导等，全面了解矿井瓦斯的危险性与监控技术的发展历程，并对已有相关技术存在的问题进行分析。
3.2技术设计
根据井下煤矿瓦斯监控及传输的特点和要求，设计出一整套基于数据融合的矿井瓦斯监测排放系统，并安排实验，测试瓦斯浓度传感器及其他井下监测设备硬件的性能，并进行软件的编写，最终完成技术方案的设计。
3.3实验验证
根据实际的井下环境条件，在实验室中进行模拟实验，对系统的硬件和软件进行实验验证，以确保系统的稳定性和可靠性，并对系统进行优化和改进。
3.4现场测试及应用
根据煤矿的现场应用需求，将研制好的系统进行现场测试。在测试过程中，会记录并监测瓦斯浓度变化，并对深度、进风、回风、工作面等因素进行分析，以便在未来的隧道、矿工和设备等瓦斯监控及高风险预警中提供相关数据依据。
四、预期成果
开发出一套基于数据融合的矿井瓦斯监测排放系统，为煤矿行业提供科技支持和技术保障，提高煤矿的安全生产水平。该系统可以有效地监测和排放矿井中的瓦斯，提供高质量、高精度的数据以供系统管理员进行实时监测和记录分析，避免矿井瓦斯产生的各种危害和事故。