序号

项目名称

指导

教师

项目

负责人

项目介绍（主要创新点）

1

基于U形螺线源的矿井瞬变电磁发射线圈的研制

李飞

时博浩

矿井瞬变电磁法是一种建立在电磁感应原理基础上的时间域人工源电磁探测方法。它是利用发射线圈向地下发射一次场，在一次场关断后，测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化，达到探查各种灾害含水体和异常构造的目的。目前，矿井瞬变电磁法所采用的发射线圈均是基于多匝方形回线源，具有抗干扰能力差，探测精度低的问题。因此，我们研究提出基于U形螺线源的探测方法，有望克服常规方法的不足，对提高水害探测精度具有重要的理论意义和现实意义。项目主要采用现场试验和理论分析相结合的方法，对基于U形螺线源的探测方法进行研究，研制有效的基于U形螺线源的发射线圈，为基于U形螺线源探测方法的进一步研究和实际应用奠定理论和方法基础，实现对矿井灾害性含水体的精细探测。

2

基于3Dmine的矿山生产系统真三维可视化构建

高林生、刘金海

郑宝明

随着我国2000年以来煤炭工业的快速发展，采矿工程图由手绘过度到了计算机绘图，其中采矿工程图以AutoCAD软件使用最为广泛，CAD绘图精度高、效率高、但是CAD只能作为一种辅助的制图软件，只能制图、看图、出图，缺少了计算功能。针对矿山开发的3DMine软件结合了CAD的绘图技术采用Office风格，很多功能上设计的随便操作大大简化了操作步骤，可极大的提高工作效率，同时将二维和三维界面技术完美的结合在一起。3DMine还可以与其它办公软件（如OFFICE、CAD等）进行数据、图形转换、方便实用。

本项目拟将3DMine软件引进到煤矿建模中，以山东某矿的实际开拓系统为基础数据，构建煤矿生产系统三维可视化模型，能够实现漫游、360°旋转等功能。本项目的实施，可以培养项目组成员的课题研究能力，提高计算机绘图能力，同时将3DMine引入到日常教学中，开拓学生视野。

3

瓦斯抽放钻孔负压连续测试技术及装置研究

陈鹏

郑林

本项目是基于瓦斯抽放过程的顺层钻孔抽放负压的研究问题，主要是提出瓦斯负压的连续测定技术和装置研究。现目前已有初步研究模型，但为了更好的适用矿井复杂条件，主要要研究适用实际生产的技术体系以及对装置改进研发，能在实际运用中达到更好效果。创新点：1.形成一套有效的对瓦斯抽放钻孔负压连续测定的技术和装置体系，能开创性的对长钻孔内部的负压连续分布问题进行研究。2. 本项目设计一套适用性极强的的装置，充分考虑矿井下条件复杂，装置采用简单环保轻便的材料，可弯曲盘曲，便于井下移动，装置价格适中，可重复利用，操作简单易行。

4

基于现有仪器对光污染检测装置的改进

李东明

刘滋曼

  随着光污染日渐严重，其危害日益引起人们关注，因此检测光污染，使光污染尽可能减少势在必行。

   该装置通过椭球形的采光面对光线进行采集，依次通过余弦修正器，滤光片，优良的温度感应电路对电信号进行准确测量，继而通过电信号转化为光信号的过程可在显示屏上读取相应时间点光照值，同时另一方面通过程序设计，参照国家标准对该时刻的光照值做出直接客观的超标与否的判断，而且可对所测时间段的各个数值进行存储，保证了测量过程中的连续性和准确性。

    该仪器具有很强的创新性，精确性，直观性和权威性，适合多种人群使用，操作简单，具有很大的发展空间。

5

环境噪声布点式监测装置的研制

陈建 李东明

叶新卫

环境噪声布点式监测装置可适用于多种不同环境噪声的监测。由三部分组成：噪声数据采集装置，噪声数据通讯传输模块，噪声数据简单处理软件。

环境噪声布点式监测装置使用原理：在测试地点首先需要选择监测点位，将声音传感器安装至所选点位，而后设置环境参数以及记录天气参数，而后装置开始工作，声音传感器将所收集数据通过连接线连接至数据采集卡，而后数据采集卡将接收到的信号传输至电脑终端，软件开始运行，通过等效连续A声级公式计算得到噪声声级，与国家标准进行对比，超出标准后可自动报警。同时，电脑可实时以图表形式显示噪声变化规律。

6

可红外观测的煤岩加载柔性密封实验装置的研制

张 超

罗飞云

本科创项目研究煤岩密封加载实验装置，装置主要由一个罐体和一个连接杆组成，罐体与连接杆采用柔性密封，保证装置可使煤岩试样在密封状态下进行加载，试验机通过对连接杆加压，达到对罐内煤岩试样施加压力的效果。煤岩试样在加载过程中，可以往装置内部充入气体，使煤岩试样在吸附一段时间气体的条件下进行加载。实验装置表面窗口加装有可红外观测的新型材料，此材料透明且红外热像仪可进行穿透，利用红外热像仪、高速摄像机，可记录加载过程煤岩表面温度场变化及破裂过程。

7

便携式矿井快速水质检测系统的实验研究

王经明

刘春宇

水质分析一直都是判别水源和辨识危险源的关键指标之一，但是一直以来，水质分析都是先采水样，再送实验室化验的，这一周期一般需要一周,即便是加急处理,也需要36h-48h，这样就耽误了对险情的判断和决策的制定，导致了许多恶性水害事故的发生。我们根据这一迫切的要求申报了便携式矿井快速水质检测系统的实验研究，以实现现场分析水质、判别水源。研究内容主要包括以下三点：一、研究多离子选择性电极的集成化;二、编写水源判别软件;三、实验测试水质快速检测系统的可靠性和准确性。技术路线为：设计集成多个离子选择性电极和二次仪表及电源，其次，形成一套包括集束电极装置和二次仪表及书记分析判别软件的集成系统，最后进行实验测试。本项目有望在井下实现无采样、无明水流动的条件下直接测试；二、实现水质结果现场获得，水源现场判别，检测速度可以提高30倍以上。预期效果为能够巡回检测5个以上水质的关键例子。

8

小场所防燃气泄漏事故智能监控系统的研制

王轶波李东明

丁立

本套系统是为防止科研、检测单位、饭店、家庭等小型储存和使用可燃气体的场所发生由于可燃气体泄漏而引起燃烧、爆炸事故设计的。目前成熟度较高的可燃气体报警系统在大型工矿企业、仓储中心均有应用，但适用于各种小型可燃气体储存和使用场所的燃气泄漏报警系统很少，由于小场所的多样性和复杂性使得并不能在小场所直接使用微型化的大型燃气报警系统。基于以上原因，本项目计划研制一套防燃气泄漏事故智能家居系统。本系统基于单片机设计，可实验以下功能：

1.在检测到可燃气体泄漏时发出声光报警，因为小场所一般都没固定人员值班，因此在现场报警的同时系统还会向预设手机发出报警信息。

2.在发出报警信息的同时，自动打开由蓄电池供电的防爆型通风风扇或自动将窗户弹开在实现室内室外通风以低可燃气体浓度。

3.自动关闭相关场所的电源开关和燃气管道阀门，以阻止燃气继续泄漏并防止发生燃烧、爆炸事故，在未手动解除报警之前，关闭的开关和阀门不能再打开。

4.检测不到燃气泄漏时才可手动解除报警，并可打开已自动关闭的电源开关和燃气阀门。

5.为防止在燃气泄漏时由报警系统自己引发燃烧、爆炸事故，系统的全部组件都将采用防爆设计。

9

矿井生产系统实验教学操作台的研制

康庆涛、雍涛

晁海杰

矿井生产系统是采矿专业及采矿主体专业学生的重要学习内容，目前学校实验室，相关实验多采用声光电模型进行参观和讲解，学生自己动手操作的项目较少，本项目拟根据学生实验兴趣及教师教学需求研究一套适合实验教学的矿井生产系统可拆卸拼接模型，并将研究成果推广应用于实验教学，让学生自己根据图纸拼接巷道并布置生产系统，培养学生动手能力的同时使其更好的掌握课堂知识。该装置具备可拆卸组装、生产系统电光指示、组装计时，系统设备布置等功能。拟解决主要问题有：（1）巷道模型拼接及实验台的搭建方法；（2）电线路与模型巷道的结合方式问题；同时与计时器配合实现计时功能；（3）多条生产系统路线布置灯光指示问题。

10

基于OBE理念的移动网络教学平台研发

王晔

张子源

随着移动互联网技术的蓬勃发展，各种智能手机、PAD、笔记本电脑等已经在大学校园普及，成为当前学生生活不可或缺的一部分；PC端线上教育正在受到冲击，越来越多的教育集团和教育网站将发展中心转移到移动平台，互联网+教育模式持续发酵。OBE，即Outcome Based Education，简称成果导向教育，也称能力导向教育，是指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果，它是当前工程教育认证标准必须遵循的核心理念之一。本项目拟以OBE的先进理念为指导，致力开发一种能够实现移动环境下教与学即时互动反馈和沟通分享系统平台，学生能够通过该平台查看课表、成绩、公告、在线学习、完成作业，在线检测知识掌握情况、与教师在线互动；教师可以通过该平台进行课堂及课下在线测验、布置及查看作业完成情况、发布公告、共享教学资料等教学活动，更易于实现翻转课堂教学，改革教学模式和方法；从而真正实现学生为主体、教师为主导、师生教学相长。该平台分为服务器端、用户A端、用户B端。学生享有用户B端权限，用户B端的登录与学校教务管理系统相联结，账号密码使用教务管理系统的账号和密码，即该系统将与学校的学生数据库相联结。教师享有用户A端权限，即拥有管理行为的权限。在平台的开发上用户端拟采用MUI框架进行手机APP开发，使用ThinkPHP框架和MySql数据库结合进行服务器端开发。

11

一种智能磁化细水雾降尘装置的研制

杨涛

贾 泉 升

考虑到矿井开采的过程中由于特殊的作业环境会造成大量的粉尘，这对矿井工人的生命健康造成了极大的威胁，现在用来降尘的主要的有效、简单的方法就是喷雾洒水。而普通的喷雾洒水会造成水资源的大量浪费，其效果也不甚理想。为提高降尘效果，本项目旨在研制一种安全高效的降尘装置——智能磁化细水雾降尘装置本装置的原理是在普通的水中添加表面活性剂形成溶液，之后经过一个改装后的磁化管路将表面活性剂溶液进行磁化，经气动增压后输送到工作场所进行降尘。因磁化后的表面活性剂溶液的表面张力降低，使溶液的捕尘能力提高，从而提高降尘效果。同时将该装置进行智能化设计，可以实现根据粉尘的浓度自动调节表面活性剂与水的配比从而更稳定的进行除尘，该装置中的增压系统通过气动增压泵将与井下压风管进行连接，实现无电力增压，从而提高其安全性。总之，该装置较之前的喷雾装置具有更有效，更稳定的降尘效果，可以供矿山生产等场所使用。

12

基于静电吸附原理的空气净化器的改进

雍涛 李东明

任俏妮

当今，人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后，以“室内空气污染”为主的第三次环境污染。 美国专家检测发现，在室内空气中存在500 多种挥发性有机物，其中致癌物质就有 20 多种，致病病毒 200 多种。为改善这种状况，对空气净化器的改进已显得尤为重要。

此装置首先通过负压原理将室内粉尘吸入，其次利用微孔滤膜对0.1μm至10μm的微粒进行过滤，过滤后的空气被高压静电吸附小于0.1μm的微粒，超强吸附。并且高强电压可以击穿小于0.1μm的细菌的细胞壁，杀菌除尘，从而提高净化效果，改善除尘方法。

项目创新点：① 超强吸附，有效去除空气中悬浮颗粒。

② 净化空气，杀灭细菌吸附除尘。

③ 三重净化，有效清除粉尘及雾霾。

④ 实用经济，成本及占用空间远小于市面产品。

13

基于文丘里效应的表面活性剂自动添加装置的改进

晏涛

孙扩龙

考虑到以往的表面活性剂自动添加装置添加的效果有一定的不足（例：添加液体不均匀、浓度不够、移动不方便、投入较大、操作有难度等），现为弥补这些缺陷我们在以往的无动力自动添加装置的基础上，采用负压引射添加法，通过大量实验选出了更适合的文丘里引射器以及活性剂容器与文丘里引射器吸液口的位置，然后对该装置进一步完善，通过对盛装活性剂的皮囊施加多重压力(本装置采用水压和弹簧双重压力）从而达到更好的吸液效果，解决了浓度不足等问题。在文丘里管的渐扩管的内壁，添加一些条状的凸起，长条状的与文丘里管截面方向垂直的凸起高度1毫米左右的凸起，可以很好的解决混合不均匀的问题。采用两个不同尺寸的的该装置相连接，从而弥足以往装置的一些不足。

项目的创新点与特色：

1.  装置简单，连接方便，易操作，成本低，节能；

2.  自动吸液效果得到很好的完善，活性剂与水混合更加均匀，浓度可达到除尘的目的；

3.  新装置由于可移动，易放置，可接喷头，能够达到更好的除尘效果。

14

基于光电原理的粉尘实时报警装置的研制

柏松

吴玮涛

煤矿开发强度和机械化水平的提高带动了煤炭产量，但同时产尘量和矿井作业场所的粉尘浓度也大大增加，一方面，粉尘污染作业环境空气严重危害工人的身体健康，会引起尘肺病等疾病；另一发面，高浓度的粉尘潜伏着粉尘爆炸的危险。这就使得对粉尘作业场所的粉尘监测和防治非常重要。

拟研制的装置是以光的散射为主要技术手段通过光信号转换为电信号实现井内外粉尘浓度实时监测。拟解决井下电信号传输问题及粉尘浓度测定精度问题。装置主要实现井内外粉尘浓度实时监测，有效保护井下作业人员的生命健康。

15

基于实际地层构造的地质剖面演示装置的研制

杨德方（校内）、苏桂芬（校外）

雷玉娟

课题旨在选取秦皇岛柳江盆地地质实习基地或者京西周口店地质实习基地真实剖面为依据，研制一套华北地区地层剖面演示装置，剖面地层包括震旦纪到第四纪的时间跨度、并将地层分界、每段地层代表岩性、古生物化石等表示清楚、加以地形变化、褶曲、断层变化。通过装置演示能清楚还原构造如何运动、地层如何沉积、接触关系、古生物演化等，让学习及培训人员轻松清楚地掌握较多的地质知识。首次提出将现场剖面制作成演示模型。预期为地质工程方面学习及培训人员研制一套标准的教学模型，再现野外实习场景，起到较好的教学效果。主要研究内容（1）选定一条典型实际剖面，绘制草图，从地质角度对其研究。（2）选取合适的材料并结合岩石、化石制作剖面模型。（3）演示装置制作。

16

井下灾变示踪气体测量通风状态远程分析实验装置

张景钢

王栋

本项目围绕探究利用示踪气体探测灾变时各巷道通风状态的技术方法，采用示踪气体探测技术和远程控制系统来实现远程、快速、安全的对灾变巷道的通风状况进行实时监测。利用示踪气体的无毒、无味、无色、稳定性高、低浓度的可检测性、热稳定性好等特性解决灾变时对井下情况不明的这一问题。此项目以探究示踪气体在井下复杂环境中的使用方法为重点，为下一步利用CFD技术模拟真实巷道灾变时，示踪气体的使用打下基础。本项目在示踪气体的使用环境、使用方法和使用的技术手段上都是首次的，具有很好的创新点，又结合了矿井的实际需要，具有很强的实用性。同时为学生了解矿井生产安全、了解通风安全和了解新型的探测通风状态的技术手段有着重要作用。