基于云理论与加权马尔可夫模型的矿井涌水量预测

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的既考虑模糊性又考虑随机性的云加权马尔可夫预测模型。其过程为:首先,利用云理论对矿井涌水量状态概念进行云划分,通过X条件云发生器确定训练样本各年份涌水量所属状态;由于云模型具有模糊和随机特性,同一样本属性值通过X条件云发生器时,输出不同的状态,从而形成不同情形下的马尔可夫状态空间,为此,根据各种情形出现的频数,确定各自的权重。然后,应用加权马尔可夫预测法,计算各种情形下预测样本所属状态的概率矩阵,加权求和得到最终的预测概率矩阵,并根据最大隶属度原则,确定预测样本所属状态。最后,以河南鹤壁四矿1982—1999年的矿井涌水量时间序列作为训练样本,采用所建立的云加权马尔可夫预测模型,对2000—2001年的矿井涌水量所属状态进行预测,研究结果表明:2000年和2001年的涌水量预测状态同为状态5,属涌水量较少年份,与其实际状态相一致。     

地下矿可视化生产管控系统参数化数据模型

在融合面向实体的数据模型和网络数据模型的基础上,引入参数对象,设计一种网络化、层次化、参数化的实体与网络复合模型(PENDM),解决该系统中RPS的空间数据建模问题,形成以井巷为空间参照的井巷与生产系统整体模型.运用面向对象的思想建立PENDM的主要数据结构.PENDM采用面向实体的元素描述井巷工程和生产系统的实体特征,采用网络元素描述系统内部网络的空间拓扑结构,采用参数描述实体轮廓、定位信息、设备信息和其他附属信息.结合具体应用分析PENDM在地下矿山生产管控系统中的作用.研究结果表明:该模型能够实现复杂生产系统信息管理、空间分析和三维体模型的自动建立,解决了矿山井巷工程与生产系统的表达、自动建模与快速更新以及漫游路径和救避灾路线的求解问题,对于其他(如通风量计算)的需要网络的专业分析同样有效.     

巷道中线标定的方法及实践

本文根据煤矿井下直线巷道中线标定的特点,提出了中线标定方位和设计方位互差不超过±1′的标准;大风流条件下的测量工作采用了光学上对点器;对贯通要素等的准确计算,提出＂虚拟点＂的计算方法,在煤矿井下测量工作实践中取得了较好的效果。     

裂隙巷道围岩采深-强度响应面模型研究

为研究节理发育带岩石的强度特性在不同开采深度下的变化规律,并对裂隙巷道围岩进行强度预测,以云南某矿区内从800～1 500 m不同深度的灰质白云岩为研究对象,从节理发育程度、岩体弹性模量变化及岩石含水率三个受深度变化影响且影响岩石强度特性的因素展开分析,通过数值正交模拟探究不同影响因素与节理发育带岩石抗压强度之间的响应函数,进而建立节理发育带岩石强度与岩体埋深之间的响应关系．发现对于该地区裂隙巷道围岩的单轴抗压强度,影响最显著的因素为节理间距．最后利用实测实验结果对响应关系进行验证,研究结果表明：所得到的采深-强度响应面函数与实测值响应性较好,适用于计算该区域内不同埋深的岩石的单轴抗压强度,且随着岩石埋深的加深,其强度值越靠近该深度下岩石单轴抗压强度值分布的均值,可以将该响应模型用于深部裂隙巷道围岩强度预测．     

基于LoRa组网技术的矿井顶板监测系统设计

为了解决矿井顶板监测方法通信距离短、定位不精确等问题,设计了一种基于LoRa组网技术的矿井顶板监测系统。首先,根据井下巷道结构,设计了星型组网结构。其次,搭建了监测系统整体框架,并对数据采集模块进行软硬件设计。最后,进行系统定位及鸡群优化(CSO)算法优化设计,先把相邻两个传感器节点间的区域等距离划分,再按照接收附近传感器节点的接收信号强度值(RSSI),对该区域标记等级,并利用未知的节点接收的RSSI确定其所属等级区域,在该等级区域内根据CSO算法利用迭代寻优进一步确定其精确位置。经实验证明,该系统运行稳定,定位精确,无线传输距离半径不低于300m,可以对矿井顶板进行大范围监测。     

基于超宽带技术的矿山井下无线定位研究

矿山井下人员和机车的位置信息在安全生产中十分重要,为了获取其精确的定位信息,提出采用超宽带无线技术进行定位。介绍了超宽带技术及其特点,对其在井下应用的可行性进行了探讨,提出了一种新的矿山井下基于到达时间差TDOA的UWB无线精确定位方案,并对该方案的原理进行了分析。     

矿井移动通信系统中的一种位同步方案

针对矿井通信设备的特殊要求,利用收发信机控制器的定时器模拟数字锁相环来实现位同步。有效地简化了硬件设计,代价只是在每个时隙的信令或语音数据之前加一个方波序列作为位同步,经过位同步序列的调整,使其后的数据在电平的中央被控制器采样,以保证数据正确,根据TDD方式下通信系统对钟频率稳定度的要求,计算并确定了基站和移动台的晶振精度。     

浅谈煤矿综合支护形式的应用

煤矿开采面中的巷道安全可靠性关系到煤矿的正常开采和矿工的生命安全。煤矿深部巷道的岩石压力越大,采煤工作面中巷道受动压的影响就越明显,巷道周围的岩石损害越严重,对采煤工作的影响越大。因此,对于煤矿巷道采取一定的支护措施可以保证巷道的坚固和安全,确保采煤工作的顺利进行。目前用于煤矿支护的形式有很多种,比如锚网索支护、碎煤带联合支护、工字钢密集支护等。在一个复杂的采煤工作面中,单一的支护方式不能很好地确保巷道的安全,只有将多种支护方式融合应用才能达到完美的效果。本文以宜都市松木坪镇青山坡煤矿工作面为例,阐述煤矿综合支护形式的实践应用。     

深井软岩支护新技术的研究与实践

关于煤矿渐渐转入深部开发的情况,目前提出了一种深部软岩巷道围岩加固技术,通过在煤矿实际应用,证明这种加固技术能非常好地适应深部软岩的多项变形特点,本文对其加固原理进行了分析。该技术具有非常好的经济效益,具有较好的推广使用价值。     

矿井主通风机一键切倒及反风技术的研究与应用

在矿井生产中,矿井主通风机负责矿井的通风任务,其安全运行状况是防治瓦斯的关建。矿井主通风机在倒换、反风过程中不可避免地会有短暂的停机时间,为1~5分钟(煤矿规程要求10分钟以内启动)。在故障情况下倒台时间更长,有可能造成井下瓦斯超限,出现事故。本文详细介绍了矿井主通风机自动控制系统在郑煤集团新郑煤电公司的实现与应用。