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煤与瓦斯突出是煤矿生产中的重大灾害事故之一。近年来,随着矿井的不断延深、开采条件的日趋复杂,煤与瓦斯突出发生的强度及造成的人员伤亡呈明显的增长趋势。造成这种事故现象的主要原因是目前对于煤与瓦斯突出预测仍然采用钻孔等传统方式获得一些反映工作面前方煤与瓦斯突出危险性的量化指标来预测突出的危险性,这种方法工作量大、预测周期长、可靠性不高,且占用煤炭生产作业的时间和空间。近几年来就出现预测指标未超过临界值而发生瓦斯突出的事故近百起。归根到底这种预测瓦斯突出的方法是静态的,不能实时监测到煤与瓦斯的动态变化情况。针对上述问题,本文设计了一种利用电磁辐射监测技术预测预报煤与瓦斯突出的监测仪器,该监测仪能够实现煤与瓦斯突出的非接触式动态预测。本文研究的主要内容包括如下几个方面:(1)根据电磁辐射监测技术的测量理论,给出电磁辐射信号的传播规律和特征,并计算出所需要测量的辐射信号的频率和距离,从理论和技术角度分析此监测技术的可行性。(2)根据监测系统的要求和预期达到的功能,设计了系统的总体框架,同时根据突出预测需要快速、及时、准确的要求,给出一种DSP+单片机的双CPU架构监测思路。其中,DSP芯片负责采集和处理煤与瓦斯突出时发出的电磁辐射信号,单片机则完成整个仪器的协调和人机交互功能。系统充分发挥两者的优势,给出了监测仪的硬件结构设计方案。从技术角度出发,详细研究了各个指标的测量原理和手段。(3)详细介绍了监测仪的各功能模块的硬件电路设计。信号采集电路部分包括传感器电路、信号调理电路以及A/D转换电路等。数据采集和分析处理则由DSP编程实现。值得注意的是,在硬件电路设计过程中,如何设计DSP和单片机两者之间的相互通信是双CPU控制系统的关键,本文选用的是DSP的HPI口,通过双方共享DSP的存储器来实现与单片机的快速通信方式。单片机及外围电路部分主要包含了单片机最小系统电路、外部数据存储器和工/0扩展电路以及人机接口电路等,人机接口电路则包括LCD显示、键盘输入、声光报警等。另外,单片机可通过RS-485驱动器与上位机相连将数据上传至上位机作进一步处理和分析。(4)对本文设计的煤与瓦斯突出仪进行了初步的软硬件调试,调试结果表明:仪器运行稳定,能够正常通信,声光报警及时,各项指标满足系统的功能要求。