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[发明专利]一种基于光纤感测的矿井多灾种综合探测及通讯系统-CN202111668505.1有效
发明人：王翀;袁强;姜德义;陈结;魏立科;尹慧敏;任奕玮;蒲源源 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光纤感测的矿井多灾种综合探测及通讯系统，其包括光纤水位探测装置、光纤瓦斯探测装置和光纤振动通讯装置；光纤水位探测装置包括第一光纤、第一光源装置和第一信号处理装置，第一光纤呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸；光纤瓦斯探测装置包括第二光纤、第二光源装置、第二信号处理装置和串联在第二光纤上的若干个光栅传感装置；光纤振动通讯装置包括第三光纤、第三光源装置、第三信号处理装置和振动器。本发明能在发生矿井透水、瓦斯爆炸等灾害导致井下电源被切断情况下，对矿井巷道全域进行水位、瓦斯浓度探测，全面准确的掌握灾害情况，并能让井下被困人员通过振动光纤向外界发送求救信号和对被困人员位置进行定位。
一种基于光纤矿井多灾种综合探测通讯系统

[发明专利]一种掘锚护一体化机器人-CN202211090128.2在审
发明人：宋国栋;胡而已;魏立科;陈佳林;王翀;疏礼春;付恩三;王刚;徐志明;崔朋志 -专利权人：应急管理部信息研究院
申请日： 2022-09-07 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： E21D9/10 文献下载
摘要：本申请提供一种掘锚护一体化机器人，包括：悬臂式掘进机、水平移动式作业平台、锚钻平台、临时支护平台和小臂机器人，水平移动式作业平台设置在悬臂式掘进机顶部；锚钻平台、临时支护平台和小臂机器人均设置在水平移动式作业平台上；述水平移动式作业平台移动后，带动锚钻平台、临时支护平台和小臂机器人整体移动；临时支护平台用于放置网片和钢带，并带动网片和钢带接触巷道顶壁；锚钻平台用于对准钢带的钢带孔，向钢带孔内钻入锚钻工具；小臂机器人设置在锚钻平台旁侧，小臂机器人用于向锚钻平台安装锚钻工具。本申请运用机群协同控制总体对掘锚护一体化机器人各组成部分进行协同控制，使得掘进、临时支护、钻孔、锚护等作业有序进行，提高掘进整体效率，提高作业人员安全性。
一种掘锚护一体化机器人

[发明专利]一种基于现场实时数据驱动的煤与瓦斯突出预警方法-CN202111614384.2在审
发明人：王翀;胡海永;魏立科 -专利权人：辽宁工程技术大学
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明属于煤矿安全生产示警技术领域，公开了一种基于现场实时数据驱动的煤与瓦斯突出预警方法。通过在掘进工作面安装的瓦斯浓度传感器和风速传感器，持续地获得瓦斯和风速环境实时数据，计算出瓦斯涌出量；对瓦斯涌出量进行深度分析，获取基于瓦斯浓度动态变化和基于瓦斯涌出量预测评价指标逆向识别相结合的煤与瓦斯突出预警指标，建立移动平均线、偏离率、离散率、波动率、均方根误差和平均绝对百分比误差预警指标，通过层次分析法确定各项指标权重，构建模糊综合预警模型，计算出各指标差异性综合指数，进行煤与瓦斯突出预警。本发明解决了现有方法数据实时获取困难，无法有效指导现场决策。
一种基于现场实时数据驱动瓦斯突出预警方法

[发明专利]一种煤矿井下移动测量机器人、安全评价方法及系统-CN202211090797.X在审
发明人：宋国栋;王鹏;崔朋志;胡而已;疏礼春;张冬阳;陈佳林;王翀;魏立科;高洪波;姜孟冯 -专利权人：应急管理部信息研究院
申请日： 2022-09-07 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： G01S17/89 文献下载
摘要：本申请提供一种煤矿井下移动测量机器人、安全评价方法及系统，移动测量机器人包括：移动平台和搭载在所述移动平台上的移动测量设备，所述移动测量设备包括SLAM扫描单元、环境气体检测传感单元以及地质雷达检测单元；移动平台，用于在巷道内自主行走；SLAM扫描单元，用于采集巷道空间数据；地质雷达检测单元，用于采集地质体内部数据；环境气体检测传感单元，用于采集有害气体浓度指标数据；SLAM扫描单元、地质雷达检测单元和环境气体检测传感单元均与管理平台通信连接，并将采集的数据上传至管理平台。本申请提高了煤矿井下监测的安全性和监测的准确度。
一种煤矿井下移动测量机器人安全评价方法系统

[发明专利]基于支架动态压力差指标的智能工作面覆岩应力感知方法-CN202111040380.8有效
发明人： 魏立科;陈结;王翀;蒲源源;姜德义 -专利权人：重庆大学
申请日： 2021-09-06 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于支架动态压力差指标的智能工作面覆岩应力感知方法，其特征在于，包括：对综采工作面每个开采循环内开采预设距离以内的历史矿压数据进行统计分析，并选择支架移架接顶后，采煤机继续横向割煤的距离ΔL。计算每个循环每个液压支架在采煤机割煤过程ΔL距离过程中的支架动态压力差指标ΔP。利用支架动态压力差指标ΔP大小与工作面覆岩应力的关系对工作面覆岩应力进行判别。绘制工作面上覆岩应力的大小变化云图。借此，本发明的基于支架动态压力差指标的智能工作面覆岩应力感知方法，充分考虑了采场几何条件变化所带来的压力变化影响，且可以对煤矿采煤工作面覆岩应力变化程度进行连续的感知。
基于支架动态压力指标智能工作面应力感知方法

[发明专利]支架动态压力差指标实时确定与优化方法-CN202111039160.3有效
发明人： 魏立科;蒲源源;王翀;陈结;姜德义 -专利权人：重庆大学
申请日： 2021-09-06 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种支架动态压力差指标实时确定与优化方法，基于海量时间序列在线监测数据。支架动态压力差指标实时确定与优化方法包括：S1，在异常检测中，使用k均值聚类算法筛选出指标起始计算值PA。S2，现场对工作面顶板、底板及煤层进行取样，做岩石力学参数试验，获得弹性模量和泊松比力学参数。S3，模拟现场工程条件，进行开挖模拟，实时记录支架受力变化情况，并绘制ΔP‑ΔL关系图。S4，根据ΔP‑ΔL关系图计算出不同割煤距离ΔL伴随的ΔP增量ΔP增(ΔL)，若ΔP增(ΔL)/ΔP(ΔL)小于工程计算需求，则取3％，从而优化割煤距离ΔL。借此，本发明可以实时自动确定和优化支架动态压力差指标。
支架动态压力指标实时确定优化方法

[发明专利]一种基于光纤传感的矿井瓦斯浓度探测系统-CN202111668577.6在审
发明人：袁强;魏立科;姜德义;陈结;王翀;尹慧敏;蒲源源;任奕玮 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G01N21/55 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光纤传感的矿井瓦斯浓度探测系统，包括沿矿井巷道布置的光纤、光源装置、信号处理装置，还包括串联在光纤上的若干个光栅传感装置，光栅传感装置包括底座、光耦合器、布拉格光栅传感器、光纤弹性护套和防爆护罩。本发明基于光纤传感的矿井瓦斯浓度探测系统，其利用沿巷道布置的若干光栅传感装置来探测瓦斯浓度，能掌握矿井巷道全区域内的瓦斯浓度情况，且其光栅传感装置具有良好的防尘、防爆炸冲击、防火防高温功能，能保证光纤布拉格光栅传感器在矿井复杂环境下长期稳定工作。
一种基于光纤传感矿井瓦斯浓度探测系统

[发明专利]一种矿井水灾水位感知与探测装置-CN202111668553.0在审
发明人：袁强;魏立科;姜德义;陈结;王翀;尹慧敏;蒲源源;任奕玮 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿井水灾水位感知与探测装置，包括光纤、向光纤发送光脉冲的光源装置和处理光纤返回信号的信号处理装置，所述光纤布置在矿井巷道壁上，且光纤呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸。本发明矿井水灾水位感知与探测装置，其能在井下发生水灾断电后，通过沿矿井巷道布置的呈正弦波或三角波形状的光纤来感测矿井全域水情及水位情况，避免了现有煤矿水灾监测装置在井下断电后无法工作的技术问题。且本发明矿井水灾水位感知与探测装置能对矿井巷道全域进行探测，探测范围广。
一种矿井水灾水位感知探测装置

[发明专利]一种基于光纤振动传感的井下应急通讯装置-CN202111668608.8在审
发明人：姜德义;魏立科;袁强;陈结;王翀;尹慧敏;蒲源源;任奕玮 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光纤振动传感的井下应急通讯装置，其包括沿矿井巷道延伸方向布置的光纤和用于振动光纤以发出稳定频率振动信号的振动器。本发明基于光纤振动传感的井下应急通讯装置，其通过沿矿井巷道布置光纤，并为井下人员配备用于振动光纤的振动器，当发生灾害井下断电后，井下被困人员能通过振动器以稳定频率振动光纤，振动器产生的稳定频率的振动信号能与其它振动信号区别开来，从而让井下被困人员通过振动光纤向外界发送求救信号成为可能，地面通过信号处理装置处理光纤传回的信号，即可对被困人员进行定位，有助于提高救援效率和成功率。
一种基于光纤振动传感井下应急通讯装置

[发明专利]一种基于分布式光纤的井巷水位探测方法-CN202111662223.0在审
发明人： 魏立科;袁强;姜德义;陈结;王翀;尹慧敏;任奕玮;蒲源源 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： G01F23/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分布式光纤的井巷水位探测方法，其包括步骤：1)在矿井巷道壁上布设光纤，光纤在巷道中呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸；2)通过光源装置向光纤发射探测光脉冲，并通过信号处理装置处理反射光脉冲，得到温度变化与光纤距离关系图；3)在温度变化与光纤距离关系图上选择温度突变信号，根据温度变化与光纤距离关系图判断产生温度突变信号的光纤段在矿井巷道中的位置,并计算得到巷道对应位置的水位。本发明能在井下发生水灾断电后，通过沿矿井巷道布置的呈正弦波或三角波形状的光纤来感测矿井全域水灾情况，能准确的判断水灾部位、范围和水位程度，避免了现有煤矿水灾监测装置在井下断电后无法工作的技术问题。
一种基于分布式光纤水位探测方法

[发明专利]一种模拟矿井灾后灾情探测的实验装置-CN202111662165.1在审
发明人： 魏立科;袁强;姜德义;陈结;王翀;尹慧敏;任奕玮;蒲源源 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟矿井灾后灾情探测的实验装置，包括模拟矿井巷道、光纤、光源装置和信号处理装置，模拟矿井巷道包括若干水平巷道和倾斜巷道，位置最低的水平巷道上设置有注水口和排水口；光纤布置在模拟矿井巷道的巷道壁上，且光纤呈正弦波或三角波形状沿模拟矿井巷道延伸；位置最低的水平巷道与水位管连接，水位管与模拟矿井巷道构成连通器结构，水位管中设置有水位传感器。本发明能通过注水口向模拟矿井巷道注水以模拟井下巷道发生水灾的情况，并能利用水位管与模拟巷道构成的连通器结构及水位传感器的检测数据验证由光纤、光源装置和信号处理装置构成的探测系统所得到的水位数据是否正确。
一种模拟矿井灾情探测实验装置

[发明专利]一种基于光纤网络的张紧布置结构-CN202111668576.1在审
发明人：姜德义;王翀;袁强;陈结;魏立科;尹慧敏;蒲源源;任奕玮 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G02B6/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光纤网络的张紧布置结构，其包括沿矿井巷道腰线布置的光纤、光纤张紧支撑器和光纤振动器；光纤张紧支撑器包括L形支撑板、第一固定导向轮与第二固定导向轮、张紧支撑轮、矩形滑板、导向槽体、螺纹顶杆、第一手柄和设置在L形支撑板上的光纤压固器，光纤压固器和光纤振动器分别位于L形支撑板的两端，竖板上设置有用于与巷道壁连接的锚钉。本发明基于光纤网络的张紧布置结构，通过光纤张紧支撑器对光纤进行张紧，张紧后的光纤能够在振动器的敲击下发生稳定频率的振动，振动器敲击产生的稳定频率的振动信号能与其它振动信号区别开来，从而让井下被困人员能够在断电后通过振动光纤向外界发送求救信号。
一种基于光纤网络布置结构

[发明专利]一种基于光纤传感的矿井灾后应急通讯方法-CN202111668520.6在审
发明人：王翀;袁强;姜德义;陈结;魏立科;尹慧敏;任奕玮;蒲源源 -专利权人：北京景通科信科技有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光纤传感的矿井灾后应急通讯方法，其包括步骤：1)通过相干光源向沿矿井巷道延伸方向布置的光纤发射光脉冲；2)井下被困人员通过振动器以至少一种固定频率振动光纤，以使光纤内反向散射的光携带对应频率的振动信号；每种固定频率振动信号所代表的语义信息预先编码确定；3)通过信号处理装置对光纤传回的反向散射光进行处理，解调出振动信号及振动信号所代表的语义，并根据振动信号确定被困人员位置。本发明基于光纤传感的矿井灾后应急通讯方法，当发生灾害井下断电后，能实现井下被困人员向外界发送求救信号，同时地面救援人员能根据接收到的救援信号能对被困人员进行定位，有利于提高救援效率和成功率。
一种基于光纤传感矿井应急通讯方法

[实用新型]一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置-CN202120458573.4有效
发明人：陈结;魏立科;蒲源源;高明忠;肖繁;彭博;杜俊生;李晨 -专利权人：重庆大学
申请日： 2021-03-03 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本实用新型属于瓦斯抽采技术领域，公开了一种煤系地层三维定向瓦斯抽放装置，电动机前端设置有钻杆，钻杆一侧设置有钻头；钻杆靠近电动机端设置有激光位移传感器和三轴陀螺仪，钻杆靠近钻头端设置有反射板；激光位移传感器和三轴陀螺仪通过数据线连接有信息采集终端，由陀螺仪和激光位移传感器获取的角度和位移数据，通过数据线返回信息采集终端，再由绘图软件实时反演钻孔的三维空间轨迹。激光位移传感器具有速度快，精度高，量程大，稳定性强等优点；三轴陀螺仪具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点；在抽放瓦斯的钻孔设备中搭载了用于测量钻孔方位角的陀螺仪和测量位移的激光位移传感器，从而实现了钻孔的有效定位。
一种煤系地层三维定向瓦斯装置

[发明专利]一种基于时空关联规则的地表变形预测方法-CN202011580123.9在审
发明人：程关文;陈结;魏立科;姜德义;蒲源源;王翀;权奕铭 -专利权人：重庆大学;应急管理部信息研究院;四川天奥空天信息技术有限公司
申请日： 2020-12-28 - 公布日： 2021-04-23 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明提供一种基于时空关联规则的地表变形预测方法，包括以下步骤：S1、时空关联规则挖掘；S2、向量机预测模型建立；S3、实现高精准预测。本申请提供的基于时空关联规则的地表变形预测方法，一方面通过对地理信息数据的空间关联性进行挖掘，辅助解决了采矿过程中所存在的地表沉陷预测问题，该方法能够有效精准识别监测数据的时空关联性，减少数据误差，保证数据精度高，适用性强，对于矿产资源及地下水资源的安全绿色开发和地铁、隧道、公路等基础设施的安全建设具有重要意义；另一方面，基于时空关联规则建立的向量机预测模型，能准确预测离变形中心较远、发展滞后变形区域内出现的向相邻发展超前变形区域演化的测点未来变形值。
一种基于时空关联规则地表变形预测方法

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