基于图像识别的矿井煤与瓦斯突出预警研究

针对现有矿井煤与瓦斯突出预警方法存在的不足,提出了一种基于图像识别的矿井煤与瓦斯突出预警方法。首先,基于VGG16网络建立瓦斯浓度、声发射强度和电磁辐射强度变化的煤与瓦斯突出危险性图像识别模型。然后,基于Dempster-Shafer(D-S)证据理论对3种模型的突出危险性识别结果进行融合处理,消除预警的不确定性,实现准确预警。最后,利用来自生产现场的数据所生成的瓦斯浓度、声发射强度、电磁辐射强度变化图像进行实验。实验结果表明,所提方法的预警准确率高、预警速度快,其预警效果优于峰谷比值法和Res Net50方法。实验结果证明了所提方法的有效性。

基于矿压监测动态特征的瓦斯突出预警系统设计

根据采煤工作面突出灾害发生规律与动态安全信息采集技术,设计了采煤工作面基于矿压监测动态特征的瓦斯突出预警系统。该系统能够自动获取海量矿压监测实时数据,实现了采煤工作面煤与瓦斯突出危险性的智能分析与实时预警,同时还具备日常矿压数据资料高效管理功能。系统在现场试验中取得了较好的应用效果。

煤与瓦斯突出预警技术研究现状及发展趋势

从煤与瓦斯突出灾害预警理论、预警信息采集途径、预警指标与模型、预警软件系统4个方面对煤与瓦斯突出预警技术的研究成果进行了综合梳理和详细分析,指出了现有煤与瓦斯突出预警技术存在的问题:部分预警信息获取的时效性和可靠性有待进一步提高,预警模型未实现信息有效深度挖掘等;提出了煤与瓦斯突出预警技术的发展趋势:高自动化水平、高精度的突出预警信息监测采集技术及装备研发,基于大数据的突出预警指标与模型研究,基于云技术的突出预警软件系统开发。

瓦斯涌出特征突出预警技术的应用研究

为进一步提高煤巷掘进工作面突出预测的准确性和实效性,借助矿井瓦斯监控系统和局域网,构建了基于瓦斯涌出特征的突出预警技术及系统,实现了煤巷掘进工作面突出危险的在线监测及预警。通过现场跟踪考察,确定了9煤层A、B两种瓦斯涌出特征预警指标,其临界值分别为1.0和0.8。预警效果考察表明,该系统预警突出准确率达86.51%、预警不突出准确率达100%,在阳煤集团寿阳开元公司的应用效果良好,为矿井掘进工作面提供一种新非接触式、连续突出预测手段。

煤与瓦斯突出预警方法探讨

给出了煤与瓦斯突出预警的定义,明确指出了突出预警与预测的区别;从空间、时间和指标体系的角度对突出预警进行了分类,并根据突出灾害特点提出了突出预警应该具有的特征;以系统论和事故理论为指导,分析了突出预警系统构成和实现途径,并阐述了从警源监测、警兆识别、警情分析、警度发布和预警响应5个方面进行突出预警的步骤,同时给出了采用预警总准确率、漏报率和虚报率3个指标进行预警效果评价的方法。现场应用结果表明,所提突出预警方法的平均状态预警总准确率为89.1%,平均趋势预警总准确率为92.5%,漏报率为0。

基于瓦斯涌出特征的突出预警传感器布置位置分析

利用掘进工作面瓦斯传感器在不同布置位置所监测的瓦斯数据进行对比分析,发现在掘进工作面5～50 m内是监测瓦斯涌出特征数据的合适位置,并且初步认为掘进工作面现有的T1传感器可以有效地监测反映工作面瓦斯涌出特征及其变化,其作为突出预警传感器可以降低预警系统建设成本,为预警系统的推广奠定基础。

煤与瓦斯突出预警技术在演马庄煤矿的应用

为进一步提升矿井安全保障,加强煤与瓦斯突出防治工作,分析了煤与瓦斯突出预警技术原理,针对演马庄煤矿突出灾害的特征与规律,研究了适合该矿的突出预警指标体系,并建立了突出预警信息平台,实现了工作面突出危险性的实时智能预警,提高了防突工作的精细化管理水平,实现了矿井资料的信息化管理与共享。

煤与瓦斯突出预警系统设计与实现

针对目前煤矿安全监控系统仅起到实时监测控制作用,瓦斯管理处于"滞后管理、事后追究"的问题,设计了一套煤与瓦斯突出预警系统,介绍了系统预警原理及方法,详细论述了系统组成、系统主要功能、系统架构及工作流程,系统实现了掘进工作面的煤与瓦斯突出预警、采煤工作面瓦斯浓度超前预测、煤与瓦斯突出报警,使瓦斯管理实现超前预测、事前管理,进一步提高煤矿的安全管理水平,保障煤矿安全。

掘进面瓦斯动态涌出突出预警影响因素分析

为进一步提高瓦斯突出预警系统的准确性,对掘进面瓦斯动态涌出突出预警模型的计算结果与现场静态预测指标S、q、K1、Δh2进行了对比,分析各自变化不一致的原因,最终得出了影响预警模型准确性的主要因素。

煤矿掘进面突出预警技术的统计学分析方法

针对现有煤与瓦斯突出预测方法的时效性差、不连续等问题,系统地分析总结了突出预测预警系统,建立了预警分级体系,对掘进面突出预警技术进行了探索。并基于瓦斯涌出的动态特征,结合统计学分析,对突出预警指标进行了敏感性及适应性分析,确定瓦斯含量指标( A)与煤质指标(B)为突出预警指标,并对该指标临界值进行了划分: A <0.75为正常,0.75≤ A <0.9为突出威胁, A≥0.9为突出危险;B<0.6为正常,0.6≤B<0.9为突出威胁,B ≥0.9为突出危险。研究结果对于提升矿井的瓦斯风险预控管理水平具有重要意义。

下峪口煤矿突出预警系统建设及应用

为了提高防突预测的准确性,基于瓦斯监控数据,在下峪口煤矿建立了突出预警系统,实现了突出危险的在线监测、实时预警和预警结果的及时发布。采用数据自动判识滤噪和手动滤噪2种方法对瓦斯异常数据进行了滤除,建立了一套包括瓦斯量特征、解吸特征、波动特征和趋势特征的完整预警指标体系。通过计算机判识流程优选出了符合下峪口煤矿瓦斯涌出特征的预警敏感指标瓦斯指标A和煤质指标B,并确定了相应的临界值。在系统运行过程中,超前捕捉到日常预测指标超限、喷孔等煤与瓦斯突出危险多起,预警准确率达到84%,有效提升了矿井突出预测的准确性和时效性,实现了工作面预测参数的信息化管理,为防突智能化发展奠定了基础。

多元化瓦斯参数采集分析构建突出预警治理评价的应用研究

煤与瓦斯突出是煤矿生产的重大危险源，事故一旦发生将给国家和社会造成重大财产损失，为保障安全生产，矿井要经常进行多元化瓦斯基础参数采集，为矿井防治煤与瓦斯突出及各类灾害提供科学依据。

煤与瓦斯突出预警在线综合系统的开发研究

我国煤炭资源丰富,矿井分布广泛,煤矿从业者众多。然而,在煤矿业频繁发展的同时,煤矿安全事故也时有发生。这些事故中,由瓦斯爆炸引发的事故比重较大。因此,建立煤与瓦斯突出预警在线综合系统十分必要。因此,针对该系统开发的背景、建设该系统的意义和系统运行的原理及其具体应用进行相关阐释,以期降低煤矿安全事故的发生频率,推动煤炭行业科学发展。

瓦斯涌出特征突出智能预警技术研究

为了进一步提高我国煤与瓦斯突出防治及预测水平,推进煤与瓦斯突出矿井智能化发展,建立了反映瓦斯含量、应力、煤体结构等突出影响因素的瓦斯涌出特征预警指标,主要包括瓦斯量指标、瓦斯解吸指标、瓦斯波动指标、瓦斯发展趋势指标4大类,结合玉溪矿突出危险实际对这4类突出危险指标进行了适应性考察。结果表明:瓦斯量指标A和解吸指标B对玉溪矿有着较好的适应性和敏感性。基于此开发的瓦斯涌出动态特征突出预警系统能够对瓦斯涌出异常突出预兆自动分析,实现了煤与瓦斯突出在线监测、超前提醒、实时预警、及时发布等功能,有力保证了矿井的安全、高效生产。

我国煤与瓦斯突出预测与预警研究现状

煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产的重大灾害之一。我国煤层赋存环境复杂多变。针对时有发生的突出灾害事故,为了进一步提高突出预测和预警的准确率。梳理了突出发生机理的研究进展,指出地应力、瓦斯、煤体物理力学性质仍是防治突出的关键三要素,预测和预警的指标仍以此为基础;总结了突出预测的发展现状,指出预测的方法主要有单指标法、综合指标法和多属性指标法。主要存在预测位置局部、预测时间不连续、适应性差等不足;分析了突出预警的关键进展,指出基于突出孕育过程中的地应力、瓦斯、煤体演化机理,主要有声发射监测、电磁辐射监测、微震监测、瓦斯浓度时序监测,以及声电瓦斯综合监测预警方法。由于监测数据精度低、预警结果准确率低等不足而影响现场应用效果。基于当前突出预测和预警现状,以及煤矿安全智能化的需求,提出未来研究展望:突出预测应在启动判据与强度预测上,同时发展精细化、可量化指标;突出预警应跟踪指标的非线性变化,发展基于理论指标的趋势预警,基于事故经验的匹配预警,以及基于监控数据挖掘的前兆预警。通过组合预警模型,将定性与定量预警相结合,形成基于理论-经验-数据多重驱动组合预警模型,进一步提高预警准确率。同时发展矿山数字孪生建设,形成整体、连续、准确的煤矿突出灾害可视化智能预警。

李村矿煤与瓦斯突出预警准则研究及应用

为了实现对采掘工作面进入突出危险区的监测和预警,以"十二五"国家科技支撑计划项目为支撑,进行了煤与瓦斯突出预警技术和预警准则建设的研究,着重探讨了李村矿日常预测以及瓦斯涌出方面预警指标的选择和临界值的确定,并在李村矿瓦斯灾害较为严重的掘进工作面得到应用。应用结果表明:预警平台可以根据相应的预警指标在工作面接近突出危险区域以及瓦斯涌出异常进行监测和预警,并且预警结果得到了验证,可以有效提高前方煤与瓦斯突出危险信息的监测,减少煤与瓦斯突出事故的发生。

煤与瓦斯突出电磁辐射预警技术及应用

针对目前煤与瓦斯突出危险预警在预警实时性、准确性和便捷性方面的需求,分析了煤岩破坏电磁辐射特征、规律及煤与瓦斯突出过程电磁辐射、常规预警指标变化规律及其相关性,开发了煤与瓦斯突出电磁辐射预警装备及软件,建立了煤与瓦斯突出电磁辐射预警准则,实现了煤与瓦斯突出演化过程电磁辐射的自动分析及预警。研究结果表明:电磁辐射指标与常规预警指标具有较高的正相关性,可以反映煤与瓦斯突出危险性,现场煤与瓦斯突出预警应用结果表明,电磁辐射预警技术具有较高的准确性,可以超前13 m或提前2天预警到突出危险。

基于瓦斯涌出特征的突出预警技术在新元矿的应用

为了弥补现有传统接触式煤与瓦斯突出预测方法本身存在的局限性,利用瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,确定了新元矿瓦斯涌出动态特征突出预警指标体系及预警模型,构建了适用于新元矿基于瓦斯涌出动态特征的煤与瓦斯突出预警系统。经过现场应用验证:系统能够实现新元矿工作面突出危险的实时、动态预警,预警准确率达79%,实现了新元矿工作面煤与瓦斯突出灾害实时监测、在线分析、智能预警,促进了新元矿的安全生产。

瓦斯涌出特征预警技术在突出矿井中的应用

针对传统接触不连续式打钻预测煤与瓦斯突出危险性的问题,提出了基于瓦斯涌出特征的非接触连接式突出预警技术。该技术借助煤矿瓦斯监控系统和局域网,建立基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的在线分析及预警。通过对平舒公司12个煤巷掘进工作面跟踪考察,确定了A、B两个瓦斯涌出特征指标,其临界值分别为1.0和0.7,预警突出准确率82.5%和预警不突出准确率100%。预警系统的成功应用,提高了工作面突出危险判识的准确性和掘进速度,为突出预测增添了技术手段。

煤与瓦斯突出远程智能监测预警系统研究

针对目前煤与瓦斯突出预警在自动化程度、准确性等方面的需求,开发了煤与瓦斯突出远程智能监测预警系统,介绍了系统构成及信号监测、干扰识别、信号传输、预警准则等关键技术。该系统以声发射、电磁辐射和瓦斯浓度为预警指标,可实现对突出演化过程声-电-瓦斯信号的远程监测和综合预警,并能够根据机电设备开停信息自动识别与滤除干扰信号,提高了煤与瓦斯突出预警的准确性。应用结果表明,该系统具有较高的预警准确性,可提前8~24h捕捉到煤与瓦斯突出危险信息。