雷鸣[1]2003年在《基于虚拟仪器的煤层自燃监测预报系统的设计》文中提出本文在深入学习虚拟仪器软件编程和硬件调试技术的基础上，针对目前煤矿井下安全的实际情况，广泛了解了目前煤层自燃预报方面实际取得的技术成果和成熟的方法和理论，提出了采用虚拟仪器技术构造监测平台，实现井下自燃危险性的实时监测和发火日期的中长期预报的设计方案。 本文从硬件和软件两个方向来进行设计。硬件平台的设计中使用了PXI平台。PXI平台由PXI-1000B机箱、8174零槽控制器和数据采集卡PXI-6025E组成。前端的温度、风量、氧气浓度、CO浓度传感器采集的信号经过SCXI信号调理器后再连接至PXI主机，这样搭建了一个完整的虚拟仪器平台。 软件采用Labview语言进行编写，Labview语言是一种使用数据流技术进行编程的语言。软件使用了模块化编程技术，具有四个模块：煤层自燃实时报警模块，煤层自燃中长期预报模块，网络功能模块，数据存储和历史查询模块。通过软硬件的综合设计，整个系统具有了完整的功能，已经不光是单纯的仪器或者预测预报软件。 本文设计的监测预报平台发挥了虚拟仪器灵活方便、易于组态的特点，可以节省大量的硬件投资，并可以在今后根据实际需要方便的进行功能修改和扩展，充分的展示了虚拟仪器技术在煤矿安全方面广阔的应用前景。
雷鸣, 侯媛彬[2]2005年在《基于虚拟仪器的煤层自燃监测预报系统》文中提出井下煤层自燃严重危害着安全生产。利用煤层自燃的物理和化学特性,设计了一种基于虚拟仪器技术的监测预报系统,实现了实时监控和自燃预报。
王志波[3]2014年在《矿井安全监测监控系统的研究》文中研究表明煤矿的监测监控系统是一种综合自动化产品，主要的功能是“监测”和“控制”。“监测”是指把井下各种环境参数、机械设备运行参数、生产情况等利用传感器采集起来，传输到地面；“控制”是指根据监测到的数据去控制井下的设备运行状况，有危险源时，能够及时报警，并主动提示工人结束工作撤离现场。（1）通过收集整理近几年煤矿所发生的事故，对各种事故研究分析。总结出了事故的主要类型有顶板事故、瓦斯事故、水灾事故和火灾事故。对每一种事故进行详细解剖，找出了引起事故发生的原因，然后确定出主要的危险源因子。最后通过矿井的安全监控系统对其进行重点监测监控，杜绝事故发生。（2）分析了目前市场上的监控系统的组成原理和主要的监控对象，并且去多处煤矿进行实地调研，收集整理了目前矿方所使用的监控设备的型号、监测效果、使用中存在的问题和矿方对目前监控设备所提出的新要求。论文中提出了未来矿井监测监控系统的发展思路。（3）根据现场调研的结果及监控系统发展的趋势，论文中提出了：将上级联网监测系统、生产监测监控系统、井下水害监测系统、井下人员定位系统、矿压监测系统、环境参数监控系统、束管监测系统、工业电视系统、综合自动化监控这九个子系统集成在一起。做成一套集成化、全面化、智能化的矿井安全监测监控系统。（4）结合目前先进的传感器技术、通信技术和虚拟仪器技术，利用labview软件做一个虚拟的矿井安全监测监控系统，改进和优化目前的监控系统，在有情况的条件下，可以结合设备生产厂家，进行硬件开发。本文利用labview软件改进现有矿井监测监控系统，可以使煤矿监控集中化，易于管理，使生产调度更协调。可以解决目前矿方面临的监控设备购置多，使用不方便，在监控上投入多部门、多人力，且监测效果差的缺点。
于树江[4]2014年在《复杂空区下开采区域自燃探测治理及整体防控研究》文中认为为研究复杂空区下开采区域煤自燃探测治理及和整体防控,论文首先通过理论分析了煤自燃的诱发机理、发生发展过程及内外在影响因素,并结合复杂空区下开采的特殊环境分析了空区下开采的煤自燃特点及发火可能性大的高位区域,然后以北祖矿为例进行研究。采用小型煤自燃程序升温实验方法对北祖矿4#、9#煤层的煤样进行试验,得出了通入空气条件下低温阶段随煤体温度升高煤样释放出的气体组分和浓度,得出适用于该矿的指标气体,并结合煤自燃阶段跃迁理论建立了基于指标气体的煤自燃预警体系。根据北祖矿的现场条件,采用示踪气体法对9209巷漏风汇进行了测定,根据巷道内指标气体定点采样的结果对老巷自燃状况进行预警,应用红外热像仪对巷道表面温度监测,进而采用漏风段巷道表面喷浆和区域均压、老巷注浆堵漏等技术方法。采用FLACE3D数值模拟方法对开采中保护煤柱的损伤状态进行模拟,而后在此基础上提出工作面自燃监测和预报设计、煤自燃预防开拓布局、自动控制正压通风防治采煤工作面CO气体等一整套工作面煤自燃防控方案。论文研究成果可以为类似复杂空区下开采条件的煤自燃防控、探测和治理提供理论和技术支撑。
杨皓[5]2015年在《大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃规律及防控技术研究》文中研究说明近年来,我国矿井的开采深度和煤层倾角逐渐增大,为了防治冲击地压造成的危害和提高煤炭产量和效益,某些矿井使用斜切分层的方式来布置采煤工作面,由此导致采空区的自燃危险性极具特点,严重影响了工作面的安全生产,因此,掌握大倾角煤层斜切分层综放开采采空区的自燃规律对防治采空区火灾具有极其重要的意义。本文针对工作面倾角大、巷道布置复杂、采空区两道丢煤严重,内部丢煤不规则,漏风情况复杂的特点,运用实验研究与理论研究相结合的手段,测算出采空区浮煤自燃极限参数;采用数值模拟的方法对工作面生产过程的漏风规律进行研究,掌握了大倾角煤层斜切分层综放开采采空区的漏风规律;通过采空区浮煤自燃极限参数和现场观测的结果对1411工作面采空区叁带进行划分,确定了采空区的自燃危险区域和工作面的最小安全推进速度,得出了大倾角煤层斜切分层综放开采采空区自燃规律。在此基础上,针对华丰矿井下的实际情况,建立采空区火灾的早期预测和预报系统,提出以注惰气、压注胶体和液态CO2为主要防灭火手段的综合防灭火思路。最后,对工作面停采期间的火灾防治效果进行检验,证明了提出的防灭火技术措施的有效性,防止了1411工作面采空区火灾的发生,确保工作面安全撤架封面。
付文俊[6]2010年在《矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发》文中提出矿井火灾是叁大灾害之一,又是引起瓦斯爆炸的主要原因,特别是封闭火区后,由于缺少有效监测手段或方法不当极易造成二次复燃和瓦斯爆炸事故。当矿井采取封闭火区灭火方法时,由于其特殊性,救灾工作难度非常大。因此,除了迅速成立救灾指挥机构、组织救灾队伍外,还必须紧紧依靠科学有效的救灾辅助决策系统。矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发,是我国矿山安全及矿山救护的一项急需解决的新课题,也是封闭火区救灾技术的主导研究方向。对丰富和完善矿井火灾救灾技术和煤矿安全生产起到主要指导作用。本文是国家十一五科技支撑计划项目主要研究内容,本人是该项目的主要负责人。继承并创新了沈阳研究院多年来在矿井火灾防治及救灾方面研究成果,并借鉴了国内外的成功经验,结合我国煤矿的地质赋存条件和开采条件,进行了矿井封闭火区救灾辅助决策技术理论分析和试验研究,取得了如下主要研究成果:(1)首次研发了基于3D-GIS平台的车载封闭火区救灾辅助决策系统。系统具有井下近距离火源点预测、密闭区温度场实时监测、密闭区发生火灾危险程度实时预测、密闭区发生瓦斯爆炸危险程度实时预测、封闭火区救灾专家方法库及专家决策技术。(2)首次提出了集取气、分析及爆炸叁角形显示预警等多种功能为一体的,用于矿井火灾封闭火区救灾,具有瓦斯爆炸早期预测功能的束管监控分站技术。并建立了数学模型予以软件、硬件实现。克服现有束管监控,布管困难、连接费时,不能满足火灾抢险救灾的需求。(3)首次提出了用于煤矿井下隐蔽火源点探测和密闭区温度场实时监测的分布式光纤测温系统,并通过建立数学模型及软硬件设计进行研发。(4)为了实现快速救灾及解决现场救灾中的重复布线和便于系统维护,设计了阻燃、抗静电并集取气、通讯、信号传输(模拟信号,数字信号,光信号)于一体的新型管缆,实现了灾区救灾管缆的快速铺设。(5)系统在研发过程中勇于创新,取得了多项国家专利。经过国家正规防爆检测中心对井下设备进行本安防爆性能试验,产品合格。在煤矿进行了联机试验,取得了预期的结果。论文的研究成果,不仅为煤矿封闭火区救灾技术提供了理论依据和技术手段,而且对我国非煤矿山应急救灾具有重要的参考价值。
刘宇[7]2015年在《地质灾害实时监测与信息管理集成系统关键技术研究》文中研究表明我国是世界上地质灾害最严重、受威胁人口最多的国家之一,地质条件复杂,构造活动频繁,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等灾害隐患多、分布广,且隐蔽性、突发性和破坏性强,防范难度大。地质灾害在我国平均每年造成1000多人死亡,直接经济损失上百亿元。地质灾害的发生以及变化,需要通过监测才能较准确地掌握;地质灾害防治工程的效果,也需要通过监测对比方能检测出来;地质灾害的监测数据也是进行地质灾害科学研究的重要依据。本世纪前期气候变化和地震均趋于活跃期,强降雨和地震引发的滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝灾害将加剧,未来5-10年仍是地质灾害的高发期,因此我们有必要采取实时监测的方式,采用先进的数据采集技术,使用可靠的传输网络,为预测提供更详细的数据,为预防争取更多的时间。地质灾害的发生有一定的形成条件,致灾地质作用需要在一定的动力诱发(破坏)下发生,诱发动力有的是天然的,有的是人为的,不同的地质灾害在形成条件、造成危害等方面存在区别。本文分析了我国地质灾害的分类、发育分布特点及危害情况,研究了崩塌、滑坡、泥石流等典型突发地质灾害的发生机制,探索了应用直觉梯形模糊理论进行地质灾害危险性评估的方法。监测所使用的设备对监测技术方法的发展是至关重要的,监测技术方法分为直接信息类、间接信息类和诱发因素类。本文研究了常见的监测方法和设备,包括地表位移监测、地下变形监测、水文监测以及数据采集和报警设备等,分析了摄影测量中数码摄像机的误差来源,按照标定数据提取、标定模型建立、参数计算和优化、畸变矫正的步骤建立了一种精确标定方法,先后对像素量化噪声误差、图像坐标轴正交误差、不对心误差、镜头径向畸变误差和切向畸变误差作了修正,实验结果表明,此方法可以得到非常精确的标定结果。监测的数据传输包括区域内的短距离传输,远程网络的传输以及传输过程的数据的校验、压缩、加密等。本文基于无线传感器网络特性,提出了基于量子免疫的能量空洞避免算法,该算法综合了量子计算的天然并行性、免疫算法的充分自适应性,它比传统的进化算法具有更好的种群多样性,更快的收敛速度,更有效的全局和局域寻优能力,对比实验结果表明,该算法相对于已有算法能有效提高网络效率。对在监测中常用的远程通信技术进行了研究,包括GPRS、LTE、卫星数字通信等。介绍了常见的数据压缩方法和校验方法,提出了适合监测的数据压缩方法。研究了常见的数据加密方法,并基于Lorenz混沌映射和有限域理论建立了一种新的图像加密方法,该方法首先利用Lorenz混沌映射将原始图像信息分为图像矩阵,然后在有限域中对图像矩阵进行处理,通过混沌映射与在有限域中计算相结合的方法,这种新的加密方法具有较好的效果和较快的速度,实现了速度和效果的平衡。目前的监测软件存在可维护性不高、数据展示效果不好等问题。本文讨论了软件的可维护性在地质灾害实时监测与信息管理集成系统开发中的重要性,研究了叁层架构、Silverlight、MVVM模式等软件开发技术,提出将动态编译技术用于系统开发,使得软件的使用者也可以一定程度地持续改进更新现有软件系统。然后对系统进行了总体设计,在实现地表位移、深部位移、裂缝位移、雨量、水位、孔隙水压(渗压)、应力、土压力等监测数据的实时采集、上传和处理存储的基础上,使用Silverlight技术及MVVM模式实现了客户端的数据展示。地质灾害实时监测与信息管理集成系统在万州区望江路变形体鞍子坝居民区监测示范点、江南新区政协办公楼滑坡监测示范点、万州区四季花城7#楼危岩监测示范点等叁个监测项目点进行了应用。文本首先介绍了各个监测点的基本情况、成因机制及变形趋势、监测内容及监测点的布设,然后对系统监测的数据进行了分析。结果表明系统能够较好地反映各项监测参数的实时值以及其持续的变化趋势,为防灾减灾和预测预报提供依据。
余博[8]2016年在《察哈素3号煤层采空区自燃机理及“叁带”监测研究》文中研究指明察哈素煤矿3号煤层属于易自燃煤层,最短自燃发火期为39天。察哈素煤矿为大采高综采工作面,而煤层自燃一直是影响大采高工作面安全生产的主要原因。31303工作面南西为上一个工作面采空区,受其影响,31303工作面顶板压力大,煤层顶板局部破碎,这就很大程度上增大了采空区自燃的可能性。根据察哈素煤矿31303工作面的具体情况,对3号煤层自然发火机理进行相应的研究。主要结论如下:1、对影响采空区煤炭自燃的内因进行了分析,然后检测了煤样的硫分、水分、煤岩组分和显微组分,检测结果显示镜质组含量过高是造成自燃的主导因素;对3号煤层煤样进行了热重分析、静态吸氧量等实验研究,得出煤样的着火点相对较低、吸氧量大的特点,综合煤样的检测结果和实验结果表明了3号煤层的易自燃特性。2、通过在31303工作面采空区埋设束管和热电偶,对31303工作面采空区的气体与温度变化进行了实时监测,根据束管监测数据划分出了采空区“叁带”的范围。具体是进风侧采空区散热带宽度为150.5~182m,窒息带宽度为220.6~274.6m。回风侧采空区散热带宽度为163.7~212m,窒息带宽度为258.3~263m;根据温度变化监测数据得出采空区温度变化比较大的处于采后3~10天,即30~130m范围内,采空区的煤炭氧化集中在工作面后方的上述区域中,采区的注氮、注浆等措施应集中在此区域中,从而提高防灭火措施的针对性和有效性。3、采用FLUENT软件,根据31303工作面的实际情况,建立了计算物理模型,模拟了31303工作面采空区“叁带”的分布情况。为全面研究采空区“叁带”变化规律,对不同供风量的工况进行了模拟。同时对密闭严格封闭工况条件下的工况,模拟了不同风量采空区空气流场、氧气浓度场条件下采空区“叁带”的分布情况。研究表明,随着供风量增大,自燃带向采空区深部移动,自燃带宽度也有所增加。同时联络巷密闭漏风造成了自燃带深入采空区的距离增大、范围增加,氧气浓度增大并进入采空区深部,为煤炭自燃提供氧环境,增大了发生自燃的危险系数。通过对察哈素煤矿3号煤层自然发火机理及采空区“叁带”监测研究为矿井以后的防灭火工作奠定了基础,保障了矿井的安全生产。
庞国强[9]2005年在《大水头矿煤层原生一氧化碳赋存规律研究》文中指出矿井防灭火工程实践中,CO作为预测预报煤炭自然发火的指标气体,在国内外煤矿得到了广泛应用,效果较好。然而,有些矿井煤层中存在原生的CO,由于人们没有意识到它的存在,或是认识不够,研究不深,未能掌握原生CO在井田内的赋存规律及对煤炭自然发火期的影响,致使在一次次自燃火灾预测预报中,出现误报现象,给煤矿防灭火实践及安全生产工作带来了一定影响。 通过对靖煤公司大水头煤矿在不同水平、不同煤质、不同地质构造区域煤层自然发火实测资料的对比、分析,并有选择性地打钻采样,运用色谱分析等手段,检测CO浓度情况,掌握井田煤层CO赋存及逸出规律,准确分辨煤层中原生CO和因采掘活动导致煤层自燃产生的CO,从而准确地预报煤炭自然发火。通过对该矿原生CO赋存特征及逸出机理的理论分析,认为原生煤层中存在CO,煤层各区域CO含量不一致,且局部地段相当高;经实测数据分析研究认为,大水头煤矿煤层原生CO含量浅部煤层较高,深部煤层较低,节理发育的硬煤比软煤一氧化碳含量高,封闭性好的逆断层、局部挤压带及背向斜轴部CO含量高,而开放性正断层附近CO含量则较低,CO_2含量较高的煤层CO也较高,干燥煤层比水分含量大的煤层和有淋水的煤层CO明显要高;提出了在分析CO浓度变化时,不仅要考察CO在某一时刻的浓度(或CO绝对发生量),更应根据CO浓度(或CO绝对发生量)变化的总趋势分析燃烧状态,考察一氧化碳浓度(或一氧化碳绝对发生量)的增量变化,是判断含有原生CO煤层自然发火情况的正确方法。因此,对于含有原生CO的煤层,使用CO浓度差值法或一氧化碳绝对发生量差值法分析火源状态,更具科学性,更能有效地指导煤矿井工开采时的防灭火实践。
王华[10]2002年在《巷道煤体自然发火预测方法的研究与应用》文中研究指明巷道煤层自燃的超前预测问题一直未能成功解决，严重地制约着综采放顶煤技术的推广和应用。为此，本论文对该问题进行了一定的探索和尝试。在广泛查阅国内外文献和系统总结前人研究成果的基础上，采用理论分析、建立数学模型和现场应用相结合的综合研究方法，对巷道松散煤体粒度判定、自燃极限参数预测、自燃危险区域划分以及自然发火预测等方面建立了一套完整的数学模型。论文中首先提出并分析了采用地质构造、煤的柔硬性、压力参数、采煤方法和巷道参数五个主要指标构筑松散煤体粒度综合评判的指标体系，建立了巷道松散煤体粒度模糊综合评判的模型。其次，综合考虑了煤自燃极限参数的各影响因素，采用人工神经网络对其进行了预测，并在此基础上，根据巷道煤层自燃的必要条件以及煤体温度、氧气浓度、浮煤厚度、煤体粒度和供风量等参数对巷道松散煤体蓄散热能力的影响，建立了巷道煤体自燃危险区域模糊判定模型。最后，本文对现有的巷道自然发火数学模型作了补充修正，并结合松散煤体粒度模糊综合评判模型和巷道自燃危险区域模糊判定模型，对兖州东滩矿4308综放面巷道自然发火进行了成功预测。
参考文献：
[1]. 基于虚拟仪器的煤层自燃监测预报系统的设计[D]. 雷鸣. 西安科技大学. 2003
[2]. 基于虚拟仪器的煤层自燃监测预报系统[J]. 雷鸣, 侯媛彬. 工矿自动化. 2005
[3]. 矿井安全监测监控系统的研究[D]. 王志波. 内蒙古科技大学. 2014
[4]. 复杂空区下开采区域自燃探测治理及整体防控研究[D]. 于树江. 中国矿业大学（北京）. 2014
[5]. 大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃规律及防控技术研究[D]. 杨皓. 西安科技大学. 2015
[6]. 矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发[D]. 付文俊. 辽宁工程技术大学. 2010
[7]. 地质灾害实时监测与信息管理集成系统关键技术研究[D]. 刘宇. 重庆大学. 2015
[8]. 察哈素3号煤层采空区自燃机理及“叁带”监测研究[D]. 余博. 华北科技学院. 2016
[9]. 大水头矿煤层原生一氧化碳赋存规律研究[D]. 庞国强. 西安科技大学. 2005
[10]. 巷道煤体自然发火预测方法的研究与应用[D]. 王华. 西安科技学院. 2002