矿井瓦斯浓度异常变化危险性预警的研究

利用矿井瓦斯浓度异常预警系统作为研究平台,结合当前矿井安全监控系统运行状况,对井下瓦斯采集数据进行深层次挖掘,并进行二次开发和利用,最终达到对瓦斯浓度异常增幅过程实时监控和提前预警的目的,对瓦斯超限预防、地质预测预报、安全监控误报预防等具有较大的意义.此项研究通过对采掘工作面的瓦斯涌出的微小变化进行预警,特别是采掘工作...     

基于地理信息系统和神经网络的煤与瓦斯突出预警

依据煤与瓦斯突出机理及突出过程物理特征,结合煤矿安全监测系统,提出以瓦斯浓度和煤体温度时间序列的煤与瓦斯突出预警指标,利用GIS技术和人工神经网络建立了煤与瓦斯突出预警模型.某矿17180工作面的预警结果表明:预警模型可以为煤与瓦斯突出预警提供技术支持.     

独头巷道内瓦斯运移规律数值模拟

独头巷道内瓦斯异常出是引起煤矿井下瓦斯爆炸事故的主要原因之一.采用计算流体力学软件对独头端异常涌出后瓦斯在巷道中时空分布规律进行数值模拟研究.独头端的涌出速度采用幂函数的变化规律进行模拟.模拟过程监测了不同时刻巷道中心线瓦斯浓度分布情况以及巷道不同断面瓦斯浓度分布等值线图.模拟结果表明,巷道上部分瓦斯浓度比下部分瓦斯浓度大,瓦斯浓度沿巷道分为3个部分:先降低,后升高,然后又降低.涌出后一段时间瓦斯浓度降低部分非常短,整个瓦斯浓度是升高部分,且沿巷道长度方向基本呈直线升高.该研究对矿井瓦斯爆炸事故调查、通风风量调节、灾害预警以及应急救援具有一定的意义.     

煤与瓦斯突出灾变预警与应急辅助决策

为了实现煤与瓦斯突出突变预警,以便及时采取应急措施防止事故扩大,提出了煤与瓦斯突出灾变预警与应急辅助决策技术。具体对瓦斯涌出异常特征进行了分析,给出了煤与瓦斯突出灾变的监测与识别方法;结合煤矿现有的安全监测系统,对灾变后瓦斯涌出量预测、波及范围预测、区域断电措施等技术进行了研究;并利用以上技术对大平煤矿“10·20”瓦斯爆炸事故进行了反演,该技术能在瓦斯波及之前发出将波及预警和给出相关应急措施建议。     

掘进工作面瓦斯异常涌出的微震前兆特征分析与验证

为了探索煤与瓦斯突出的微震监测可行性,在贵州某矿11112掘进工作面开展了巷道掘进过程中瓦斯异常涌出的微震响应规律研究,寻求了微震、声发射、电磁辐射三者与敏感指标瓦斯浓度之间的内在关联特征。通过分析煤与瓦斯突出的微震监测预警机制,结合该掘进工作面的实测数据进行统计分析,得到如下结论:(1)微震技术内因(瓦斯压力)、外因(地应力等)的联合监测机制是瓦斯突出预警的前提和基础;(2)瓦斯异常涌出是煤与瓦斯突出的直接征兆,瓦斯涌出变化伴随有较明显的微震响应;(3)微震的震动频次、能量(震级)、分布规律等指标与瓦斯异常涌出之间存在关联规律;(4)以掘进工作面瓦斯涌出异常为参照,对比验证了震、声、电参量与瓦斯数据的内在联系。本文研究初步探索了基于微震监测的煤与瓦斯突出前兆特征挖掘及预警方法,对煤与瓦斯突出灾害的监测预警具有一定参考意义。     

基于极值统计理论的矿井瓦斯浓度预警模型

煤矿瓦斯爆炸风险评价与预警系统涉及的风险因素众多,而瓦斯浓度超限是导致事故发生的首要因素.基于极值统计理论,以靖远大水头煤矿瓦斯浓度监测研究为例,通过对相关图形的分析和监测参数的修正,建立瓦斯浓度预测的Frechet模型,确定该矿瓦斯浓度阈值u=1.2,并以此作为瓦斯爆炸预临界值,提出了基于远程监测的瓦斯浓度动态预警模型.结果表明,该模型具有相当的精度,可以实现煤矿瓦斯灾害的信息化管理,具有十分重要的现实意义.     

基于煤矿瓦斯爆炸安全预警系统的设计研究

煤矿瓦斯爆炸事故对煤矿井下工作人员的生命安全造成了严重的威胁,是煤矿企业安全生产首要解决的难题。通过物联网技术可以实现对煤矿生产过程中工作人员、生产环境以及机器设备的有效监管,构建集定位检测、预警管理为一体的动态安全预警系统,进而提高煤矿安全管理水平,降低煤矿瓦斯爆炸事故的发生概率。     

基于灰色新陈代谢模型的煤矿瓦斯涌出量预测

针对煤矿井下瓦斯涌出量的特殊影响因素和灰色系统建模的特点,以煤矿瓦斯动态监测数据为基础,通过灰色系统建模、关联度分析及残差辨识,建立了灰色系统新陈代谢动态模型,并将该模型应用到某矿瓦斯涌出量预测分析中,由事中及事后检验结果可知:原始数据一次累加后进行的GM(1,1)预测中,新陈代谢动态模型预测矿井瓦斯涌出量的拟合精度高,结果准确可靠,克服了一般模型对井下瓦斯涌出量数据采集、模型建立的困难,实现了瓦斯涌出量的动态预测,可为煤矿安全管理的正确决策提供科学依据.     

瓦斯智能预警系统的构建研究

煤矿瓦斯的治理和防范是煤矿安全的重要内容。现行的信息化安全管理手段如监测监控系统等都存在一定的缺陷和不足,例如通信协议不规范、监测信息可靠性不高、智能化较低等。本文综述了监测监控系统的现状和不足,对煤矿安全预警系统的框架进行了构建,提出了构建瓦斯智能预警平台的系统思想;从三类危险源角度列出煤矿事故致因模型;提出了煤矿瓦斯预警系统结构和主要模块,并介绍了系统的主要功能;最后提出系统设计方法及其中的主要关键技术。     

矿井瓦斯涌出量预测方法

为解决煤矿瓦斯涌出量预测不准确的问题,提出基于多种方法优化融合的瓦斯涌出量预测方法,建立瓦斯涌出量预测模型.采用适用于瓦斯涌出量系统特点的加权策略函数对最小二乘支持向量机进行改进,利用免疫遗传算法对加权最小二乘支持向量机进行核参数和正则化参数寻优.应用状态转移概率修正预测误差残值,使瓦斯涌出量预测模型的预测精度得到提高.研究结果表明:矿井瓦斯涌出量预测模型具有较好的快速性和准确性,具有广泛的应用前景.     

新信息优先原则下矿井回采工作面瓦斯涌出量的MUBGM(1,1)-Markov预测

为实现煤矿瓦斯涌出量的高精度预测,进而对矿井通风设计和瓦斯事故防治提供理论依据,以传统GM(1,1)模型为基础,建立了一种等维新息式无偏灰色马尔可夫预测模型(MUBGM(1,1)-Markov模型)。该模型将无偏灰色GM(1,1)模型与马尔可夫模型相结合,依据2001—2010年西北地区某煤矿二矿区矿井相对瓦斯涌出量数据,在新信息优先原则下经等维新息处理和原始数据序列的不断更新,预测出2011—2016年该矿的相对瓦斯涌出量。研究结果表明,MUBGM(1,1)-Markov预测模型不仅消除了传统灰色GM(1,1)模型的固有偏差,而且预测值可随数据的变化实时更新,预测效果理想,2013—2015年的平均相对误差仅为0.012 4,在中长期预测中具备明显优势,其较高的准确性和较强的适用性,为矿井瓦斯涌出量的高精度预测提供了可靠的保障。     

基于Android平台的智能瓦斯预警系统设计

瓦斯监测与预警是确保煤矿安全生产的重要途径。针对当前广泛使用的瓦斯监测与预警系统存在的问题,提出基于Android平台的智能瓦斯预警系统设计和开发。该系统主要解决瓦斯数据的传递、存储、显示和预警等问题。该系统可以在手持设备上实现瓦斯监测和预警,有效提高瓦斯监测和预警的实时性和有效性。     

高校学生成绩预警系统的改进研究

指出了目前学生成绩预警系统的缺乏时效性和全面性等问题。提出了将过程性评价引入学生成绩预警系统,实施包括教师教学水平分析和课程设置分析在内的全面性学生成绩预警系统的改进措施。设计了学生成绩预警系统的E-R模型,给出了基本实体、单衍生实体和组合衍生实体的定义。明确了基于Web Services的实现方案,划分了学生成绩预警系统的学生成绩预警、教师教学水平预警、课程设置预警和数据管理等子功能系统,其中学生成绩预警功能系统包括一级学生成绩预警和二级学生成绩预警等子系统,数据管理功能系统包括数据采集、指标维护和查询等子系统。     

煤矿瓦斯爆炸3类危险源系统的SD

为了更好地控制煤矿生产系统中存在的各种各样的危险源,防止和减少事故的发生,根据3类危险源理论,分析导致瓦斯爆炸的因素并建立瓦斯爆炸3类危险源系统.运用系统动力学(SD)原理和方法,分析瓦斯爆炸3类危险源子系统内部及子系统之间的因果反馈关系.在此基础上,通过建立瓦斯爆炸危险源系统SD流图,分析瓦斯爆炸3类危险系统结构及影响瓦斯爆炸的关键因素.为综合防治瓦斯爆炸,优化瓦斯管理提供新思路.     

基于三类危险源分析的瓦斯爆炸事故灰色-层次评价

在对瓦斯爆炸事故致因调查分析的基础上,依据三类危险源理论对各影响因素进行分类,构建了瓦斯爆炸事故评价指标体系;将层次分析法与灰色理论相结合,建立了瓦斯爆炸事故的灰色-层次评价(G-A)模型,并结合具体煤矿实例,确定评价指标的权重,运用G-A评价模型对该矿井瓦斯爆炸事故进行评价,确定了风险等级及重点防范问题,对我国矿井瓦斯爆炸事故预警具有一定的借鉴意义。     

综采工作面的瓦斯涌出规律及涌出量的预测

根据综合机械采煤的特点和瓦斯流动理论,将瓦斯涌出源划分为煤壁(围岩)瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出、采空区(残煤)瓦斯涌出及上下邻近层(未采分层)瓦斯涌出4个部分。针对现有回采工作面瓦斯涌出量预测计算方法存在的问题,以煤层瓦斯流动理论和实测数据分析为基础,系统的研究了综采工作面涌出源瓦斯的涌出规律,结合综合机械化采煤具有采、装、运连续作业的特点,分别对各瓦斯涌出源的瓦斯涌出量进行预测,进而建立了一种适应性范围广且准确率高的综采工作面瓦斯涌出量预测模型,对制定瓦斯防治方案,进而根治矿井瓦斯具有重要的实际意义。并且运用该模型对潞安集团新建的屯留矿进行了瓦斯涌出量的预测。     

钻孔瓦斯涌出的有限差分模型及数值模拟

为研究抽放钻孔中的瓦斯涌出规律,通过分析煤层瓦斯流动的机理和过程,利用达西定律和连续性方程,建立煤层瓦斯非稳定流动模型;利用有限差分法离散解算区域,建立抽放钻孔瓦斯涌出的有限差分方程组;利用Visual Basic语言编制解算软件,对钻孔瓦斯涌出的过程进行数值模拟.研究结果表明:模拟结果与实测数据的变化趋势基本吻合;所建立的瓦斯流动方程符合实际钻孔瓦斯渗流规律.该研究成果为矿井瓦斯抽采提供理论依据.     

基于灰色系统理论的煤矿瓦斯涌出量预测研究

运用灰色理论建立巷道瓦斯涌出量的灰色模型,对矿井瓦斯涌出量进行预测预报。采用残差识别方法修正GM(1,1)模型进行瓦斯涌出量预测,预测精度更高。利用灰色灾变预测理论,对某矿矿井工作面瓦斯涌出资料进行分析、研究,建立煤矿瓦斯涌出量灰色预测模型,并对矿井瓦斯涌出量变化趋势进行预测。     

GIS支持下的湖南省地质灾害气象预警系统建设探讨

基于降雨是地质灾害主要诱发因素这一思想,介绍了在GIS技术支持下构建湖南省地质灾害气象预警系统的总体结构与功能特征,重点讨论了系统实现过程中的开发思路、逻辑及应用架构、分析流程等关键问题.依据湖南省地质灾害发生特点,选定日雨量和小时雨量作为气象数据来源,结合地质背景因素,形成了一整套地质灾害气象预警方法体系.在此基础上,建立了基于日雨量的预警分析子系统、基于小时雨量的预警分析子系统和辅助办公自动化子系统,从而实现了快速、高效的省级地质灾害气象预警.     

基于耦合映像格子模型的瓦斯涌出系统建模与仿真

借助耦合映像格子模型,选取瓦斯压力的平方作为状态场变量,对瓦斯涌出时空混沌动力系统建立瓦斯涌出耦合映像格子模型,并分别选取空间扩散系数0.1,0.5和0.9对该模型进行了数值模拟,分别得到了从有序到无序3种不同的瓦斯涌出时空行为发展图.从瓦斯涌出的时空行为发展图可以看出:随着空间扩散系数的不断增大,瓦斯涌出变得越来越复杂.因此,可以采取降低空间扩散系数中相关影响因数的方法,使瓦斯涌出规律向有序的方向发展,这样有助于有针对性地采取措施防治瓦斯灾害.