基于ARM的煤矿瓦斯涌出量预测系统的设计

涌出、掘进落煤瓦斯涌出、已采采区采空区瓦斯涌出和生产采区瓦斯涌出。

回采工作面瓦斯涌出量q1=开采煤层瓦斯涌出+邻近煤层瓦斯涌出

掘进工作面瓦斯涌出q2=掘进巷道煤壁瓦斯涌出+掘进落煤瓦斯涌出

其中q4为已采采区采空区瓦斯涌出量。

(2)通信模块。系统的通信包括与上位PC通信和与其他子系统的通信。通信接口采用100 Mb/s以太网接口，通信协议采用轻量级的UDP协议，该协议适用于短消息的网络数据传输、拥有大量的客户端、对数据安全无特殊要求、对响应速度要求高等情况。QT提供了一个QUdpSocket类用于编写UDP程序，QUdpSocket类提供的一个重要功能是广播，这里正好适合系统以广播的形式向邻近煤层系统发送广播数据报，从而获得邻近煤层瓦斯涌出量信息。

(3)信息显示GUI模块。该模块用于与操作人员交互，采用触摸方式，更适于在狭窄的空间中进行操作。QT的GUI类为程序设计人员提供了丰富的操作控件，可以方便地设计出操作简单、界面友好的系统。系统的显示主要包括回采工作面瓦斯涌出量，掘进工作面瓦斯涌出量，当前开采面风速、湿度、瓦斯涌出量预报信息及检测时间等。

本文针对矿井下不同深度、不同采区瓦斯涌出量的差异及邻近采区瓦斯涌出相互影响的特点，设计出分布式的基于ARM的瓦斯预测系统。系统的硬件平台设计，鉴于其特殊的应用环境，采用可靠性高、应用广泛、技术成熟的S3C2440做为核心板；软件方面采用了兼容性强的Linux+QT的设计方式，保证了系统的稳定可靠。根据历史瓦斯涌出数据，在煤层厚度为4.96m、日产量3 000 t、巷长1 000 m、巷道横截面为5 m2、平均瓦斯含量为18.80 m3/t、距地面90 m的矿井下，系统预测值为45.28 m3/min，实际值为50.06 m3/min。