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矿井瓦斯爆炸事故的监控研究

作　者: 张耀丽
导　师: 王凤英
学　校: 中北大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 瓦斯爆炸 信号采集系统 硬件结构 Delphi软件 监控系统
分类号: TD712.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


我国95%的煤矿是井下开采,受煤层地质赋存条件等客观因素的制约,煤矿各种灾害严重。瓦斯灾害始终是煤矿安全生产的最大威胁,重、特大瓦斯灾害(煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸)事故时有发生,严重影响煤矿职工的生命安全和煤炭工业的可持续发展。本文在分析我国煤矿瓦斯爆炸事故的基本特点的基础上,提出了人的因素、管理因素、矿井的装备因素以及环境因素等对瓦斯爆炸事故影响,同时着重通过瓦斯爆炸原因排列图分析,找到引起瓦斯爆炸的主要因素,为建立矿井瓦斯爆炸实时监控系统奠定了数据基础。根据软件工程的基本原理和方法,提出了煤矿监控系统的功能需求、性能需求和其他需求,并且在此基础上提出了煤矿监控系统的硬件结构。介绍了瓦斯各参数信号采集系统的结构和工作原理,并阐述了信号采集模块的接口电路。各个采集模块分时采集自己的参数,并把这些参数显示在液晶显示屏上。为矿井瓦斯爆炸实时监控系统及时、准确的预测提供了硬件系统上最有力的保证。在Delphi可视化瓦斯监控系统实现化过程中,采用面向对象的方法和分类实现结构进行设计。从而实现软件实时跟踪查询、数据采集以及超标预警等各种功能,为Delphi可视化瓦斯监控系统的建立提供了重要平台;并结合专家知识库提供在线事故原因分析和相应措施,最终实现矿井瓦斯爆炸可视化实时预警功能。这对完善煤矿安全监控系统理论,提高煤矿安全监控和管理水平具有重要的意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-19
  1.1 研究背景及意义  10-11
    1.1.1 研究背景  10-11
    1.1.2 选题的意义  11
  1.2 国内外矿井安全系统的研究现状  11-17
    1.2.1 矿山安全专家系统的研究现状  11-13
    1.2.2 矿山安全监控系统的研究现状  13-14
    1.2.3 我国煤矿监测监控系统技术的研究现状  14-17
  1.3 本文研究方法和内容  17-19
    1.3.1 研究内容  17-18
    1.3.2 研究方法  18-19
2 瓦斯爆炸原因的理论分析  19-30
  2.1 瓦斯爆炸的条件及产生的危害  19
  2.2 瓦斯爆炸的原因  19-23
    2.2.1 人的因素  20
    2.2.2 管理因素  20-22
    2.2.3 矿井的装备因素  22
    2.2.4 环境因素  22-23
  2.3 瓦斯爆炸原因排列图分析  23-25
    2.3.1 瓦斯爆炸原因统计数据频数及频率  23
    2.3.2 瓦斯爆炸原因直方图绘制  23-24
    2.3.3 瓦斯爆炸条件排列图绘制  24
    2.3.4 结果分析  24-25
  2.4 瓦斯爆炸的传播过程  25-28
    2.4.1 矿井瓦斯爆炸中爆燃与爆轰的传播过程  25-26
    2.4.2 爆轰的传播过程  26
    2.4.3 反向冲击  26-27
    2.4.4 瓦斯爆炸过程的主要影响因素  27
    2.4.5 瓦斯爆炸的后果  27-28
  2.5 本章小结  28-30
3 需求分析与软件构架  30-39
  3.1 需求分析  30-32
    3.1.1 系统总体需求概述  30
    3.1.2 系统的功能需求  30-31
    3.1.3 系统的性能需求  31-32
  3.2 系统的分析与设计  32-33
    3.2.1 井上的计算机界面  32-33
    3.2.2 实时的运行状态显示  33
  3.3 井下数据输入设备及其工作原理  33-38
  3.4 本章小结  38-39
4 煤矿监控系统的硬件系统设计  39-52
  4.1 硬件系统的总体概述  39-40
  4.2 数据采集器系统的理论描述  40-44
  4.3 数据采集电路的设计  44-46
    4.3.1 温度传感器模块电路  44
    4.3.2 甲烷传感器模块电路  44-46
  4.4 单片机的选择原理及介绍  46-48
    4.4.1 键盘电路  47-48
  4.5 瓦斯监控系统的硬件电路  48-49
  4.6 系统应用与煤矿井下的监控实验  49-51
  4.7 本章小结  51-52
5 系统软件功能的实现  52-66
  5.1 Delphi 软件的概述  52-54
  5.2 MSComm 通信控件  54-59
    5.2.1 MSComm 控件两种处理通讯的方式  54
    5.2.2 MSComm 控件的常用属性  54-59
  5.3 系统的设置  59-65
    5.3.1 测点的定义  59-62
    5.3.2 报表编排打印  62-63
    5.3.3 数据查询  63-65
  5.4 本章小结  65-66
6 结论  66-68
  6.1 主要结论  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表及待发表论文  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山安全与劳动保护 > 矿井大气 > 矿井瓦斯 > 瓦斯爆炸的预防与处理
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