我国拥有大量的煤炭资源,但煤炭生产事故频发,带来了人员伤亡和巨大的经济损失。有线网络因其布线复杂,并且维护费用较高,无法完成对井下作业灵活、全面的监测。将无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)应用到煤矿安全监测系统,能有效弥补有线网络的不足。本文针对煤矿环境的特殊性,主要研究无线传感器网络覆盖问题和无线传感器网络定位问题,主要工作如下:(1)研究了无线传感器网络覆盖及定位算法的相关知识。在覆盖方面,如何合理、有效的将无线传感器节点部署是一个重要的问题。在定位方面,主要分析现有的几种基于测距及基于非测距的定位算法,并将几种定位算法的定位性能、适用环境等进行分析。(2)在无线传感器网络覆盖方面,针对煤矿巷道的特点,本文提出一种4重矩形部署策略,解决了传统线性部署策略中节点需求量大、普通节点到汇聚节点间跳数多的问题。(3)在无线传感器网络定位方面,由于DV-Hop算法拥有定位精度高,抗干扰能力强,无需添加额外设施的特点,更适用于煤矿井下环境,故选择DV-Hop算法作为研究重点,并对传统DV-Hop算法的误差来源进行详细分析。(4)传统DV-Hop算法在跳数估计及平均跳距计算阶段,所使用的跳数和平均跳距与理想值存在偏差,本文提出AH-DV-Hop算法,引入跳数校正因子和平均跳距加权系数,分别在信标节点跳数获取阶段和信标节点计算平均跳距阶段进行优化。最终通过实验表明,AH-DV-Hop算法在定位精度上优于传统DV-Hop算法。(5)针对传统DV-Hop算法在节点坐标计算阶段中,当节点通信半径过小的条件下无法对场景内节点进行全面定位的问题,本文提出AH-PSO-DV-Hop算法,在保证定位精度的前提下,进一步解决了全面定位的问题。最终通过实验表明,AH-PSO-DV-Hop算法在定位精度和节点通信半径需求上优于传统DV-Hop算法。