煤矿瓦斯灾害风险隐患大数据监测预警云平台与应用

瓦斯灾害仍然是我国深部煤矿开采的主要灾害,随着采深及开采强度的加大,危险性日趋严重。瓦斯灾害影响因素及耦合关系非常复杂,灾害事故时有发生。基于安全监测大数据进行瓦斯灾害和风险隐患一体化分析预警已成为煤矿安全管理、监管和监察的迫切需求。分析了瓦斯灾害与风险隐患的大数据特征,提出了基于安全监测大数据的瓦斯灾害风险隐患识别与突出危险性预警方法,研发了煤矿瓦斯灾害风险隐患大数据监测预警云平台,实现了动态信息资源"一张图",并进行验证和应用。通过集成和挖掘分析所有相关实时数据、变化趋势及耦合关系实现了煤矿瓦斯灾害风险隐患大数据监测、自动识别、预警和结果分级推送等。     

彬长矿区复杂地质条件下煤矿灾害预警平台研究与应用

陕西彬长矿业集团有限公司(以下简称“彬长矿业”)下属5对矿井开采条件复杂，受水、火、瓦斯、冲击地压等灾害影响严重，亟需基于监测数据构建分析模型对各类灾害进行超前分析和预警，以此促进矿井安全生产。分析了几种灾害的大数据特征，研究了监测预警模型和预警指标体系，研发了煤矿复杂地质条件下灾害监测预警平台，该平台可实现灾害的实时监测和预警，并可以“一张图”综合展示。现场实际应用表明，通过对各监测系统实时数据和历史数据的集成、加工、挖掘，形成了有效的安全预警模型，实现了彬长矿业下属5对矿井灾害的实时监测、大数据分析、提前预警和预警信息分析推送等功能，大大提升了彬长矿业的灾害监测和预警水平。     

煤矿安全生产综合监察监管平台设计与实现

介绍了重庆煤矿及其监察监管信息化现状,分析了煤矿监察监管信息化存在的主要问题。研究制订了重庆市统一的煤矿数据联网标准规范协议,设计并建成了煤矿安全生产综合监察监管信息化平台。该平台由接入层、传输层、基础设施层、数据资源层、应用支撑层和应用层构成,在线接入安全监控、人员定位、视频监控、重大机电设备监测等子系统,具备煤矿基础数据管理、在线实时监测、历史数据统计与大数据分析、综合集成门户等功能,提供面向桌面电脑、调度大展和智能终端APP等可视化展现方式。目前,该平台已经成为煤矿安全监察监管的重要手段和精准监察的重要依据,提升了监察监管效率,创新了监察监管模式,对减少煤矿安全事故的发生具有重要意义。     

矿井火灾多源信息融合预警方法的研究

为了实现矿井火灾的早期预警,采用了多源信息融合技术,集成了煤矿安全监控系统、火灾束管监测系统、无线自组网温度监测系统和分布式光纤温度监测系统的指标数据,基于实验研究、现场观测、专家经验等数据,建立了矿井火灾多源信息融合预警系统,结合人工神经网络、多指标预警逻辑推理、运用灰色关联分析法建立实验数据拟合函数的计算方法,实现了矿井火灾多源信息融合算法,处理来自不同位置、具有不同物理意义的多源火灾信息,得出了火灾预警指标体系和火灾发展规律,以及煤自燃程度6个阶段的预警指标气体判定和对应的温度范围.     

煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术

为提高煤岩冲击动力灾害的监测预警效果,采用系统的理论研究和集成创新,完善了弹塑脆性突变模型,揭示了煤岩体损伤及冲击动力破坏特征与声发射、微震、电磁辐射等前兆信息的耦合关系,提出了煤岩体冲击破坏前兆信息辨识准则与监测原理,建立了煤岩冲击动力灾害的连续监测预警技术体系,即煤岩冲击动力灾害时间上从早期综合分析预测到实时监测预警,空间上从区域监测预警到局部监测预警、点验证的时空连续监测预警,并按无、弱、中、强4级对煤岩冲击危险进行分级预测预报。应用结果表明:该技术体系可较为有效地判别和预警煤岩冲击动力灾害危险,应用矿井降低煤岩冲击动力灾害显现71%。     

瓦斯灾害预警系统简介

煤矿瓦斯灾害预警技术是集成信息技术、煤矿瓦斯治理技术和日常安全管理工作于一体的综合安全技术,主要通过煤矿安全监控系统、矿井局域网、各职能部门用户和专门的瓦斯灾害预警系统软件,将散落在煤矿各职能部门的各类安全信息进行集中管理和综合分析,实现对瓦斯灾害事故的动态和超前预警(图1).     

基于大数据的云边一体化煤矿安全生产风险监测预警平台

针对煤矿风险监测预警需要建立边缘端实时数据采集、计算,云端海量数据存储、治理、分析和预警的需求,提出建立基于边缘和云端一体化煤矿风险监测预警平台,为煤矿事故风险监测预警和煤监机构远程监管监察服务。设计了由煤矿、煤监局边缘端数据资源层和云端平台服务层、应用层构成的一体化煤矿风险监测预警平台;重点研究了边缘端与云端的数据交互,风险监测预警应用系统功能。应用结果表明:系统运行稳定可靠,可有效提升煤矿的事故风险监测预警、监管监察部门的远程监管监察、精准执法能力,提升执法效能。     

白皎煤矿瓦斯灾害预警系统建设与应用北大核心

为提升白皎煤矿瓦斯灾害防治水平,分析了矿井瓦斯灾害特征,并以事故防治及预警理论为指导,在建设安全信息监测采集系统的基础上,构建了集突出预警、爆炸预警、通风在线监测分析于一体的瓦斯灾害预警系统,实现了瓦斯灾害的在线监测、综合预警和灾害信息的及时发布,提升了矿井瓦斯灾害防治精细化、规范化、过程化管理水平。现场应用表明,预警系统能对工作面瓦斯灾害危险进行准确、及时评价和预警,为矿井瓦斯灾害防治提供了技术支持。     

白皎煤矿瓦斯灾害预警系统建设与应用

为提升白皎煤矿瓦斯灾害防治水平,分析了矿井瓦斯灾害特征,并以事故防治及预警理论为指导,在建设安全信息监测采集系统的基础上,构建了集突出预警、爆炸预警、通风在线监测分析于一体的瓦斯灾害预警系统,实现了瓦斯灾害的在线监测、综合预警和灾害信息的及时发布,提升了矿井瓦斯灾害防治精细化、规范化、过程化管理水平。现场应用表明,预警系统能对工作面瓦斯灾害危险进行准确、及时评价和预警,为矿井瓦斯灾害防治提供了技术支持。     

高灵敏度地下水流速流向观测系统在地质灾害监测预警领域的应用

陕西煤业化工技术研究院"矿井地质保障技术研发室"成功研制了基于显微成像技术的地下水流速和流向观测系统。该系统利用图像粒子跟踪测速(PTV)算法分析水中颗粒物质的运移速度,通过概率统计分析判别得到地下水最终的流速和流向信息,测量灵敏度高,无测量下限,该系统分为单孔测量版和群孔监测版。可以应用于水文地质勘查、开采活动中重大水体监测、突水溃沙灾害监测预警、滑坡灾害监测预警等多个跟地下水体相关的测量、监测、预警领域。     

煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术“十三五”研究进展

冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿典型动力灾害的风险判识和监控预警是煤矿安全生产的重点和难点。在“十三五”期间,针对该问题重点开展了煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警关键技术研究及装备研发工作,建立了开采扰动和多场耦合叠加效应下煤矿动力灾害孕育演化机理和发生发展的新理论,提出了煤矿典型动力灾害多参量前兆信息智能判识理论及预警模型;开发了具有故障自诊断、高灵敏、标校周期长的前兆信息采集传感技术与装备;通过对异构数据融合、自组网、抗干扰等技术研究,提出了矿井关键区域人机环参数全面采集、多元信息共网传输新方法,为煤矿典型动力灾害监控预警系统安全无故障运行提供了技术保障;构建了自动化、信息化、智能化预警平台,平台具备故障自诊断、高灵敏、响应时间短、标校周期长、抗干扰等功能,预警准确率提升到90 % 以上。通过煤矿典型动力灾害监测预警基础研究-关键技术开发-应用示范的有机融合,实现了煤矿重大灾害灾变隐患在线监测、智能判识和实时准确预警。     

基于视频技术的煤矿在线应急预警系统研究

研究基于视频技术的煤矿在线应急预警系统,提升煤矿在线应急反应能力和预警能力。该系统由矿井内控制层、地面网络层和在线应急预警层组成,矿井内控制层利用传感器、USB摄像头等设备,通过V4L2视频图像采集技术采集视频图像;地面网络层通过视频监控设备控制视频监控、地面控制等设备,并利用视频处理服务器采集矿井现场视频数据和完成报警,同时这些矿井现场视频数据传输至在线应急预警层;在线应急预警层使用模糊积分法构建在线应急预警模型,实现煤矿在线应急预警,并向客户端发出预警通知信息。实验表明,当视频图像数据量为8 000 h,系统传输耗时仅为0.8 s,在线应急反应能力好;预警的矿井应急程度与实际矿井应急程度一致,在线应急预警性能卓越。     

煤矿在线智能应急预警系统的研究与应用

根据瓦斯地质异常、采矿应力和瓦斯排放特征,考虑我国煤、瓦斯突出防治技术和矿山规律,结合矿山生产过程、地质资料和多种历史气体动态现象,对多源信息进行综合分析,建立了综合预警指标系统和煤矿模型,确定并建立了煤和瓦斯突出预测的指标模型和系统。此外,利用该模型建立在线综合系统和数据库,进行了瓦斯突出的预测,实现了煤矿工作面爆发危险的实时监测和智能识别。预测系统的应用结果表明,系统软硬件可以保证瓦斯突出的连续稳定预警,预警结果及时且准确,与矿山的实际风险一致。     

煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展

新一轮能源变革正在孕育,互联网+及智能化发展势头强劲,在总结我国煤矿典型动力灾害预防存在主要问题及思考煤矿监控预警如何面对新一轮科技创新的基础上,提出了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警新理念与关键技术。煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警是在煤炭精准开采的理念指导下,基于多相多场耦合灾变孕育演化机理,利用灾害前兆信息采集传感与多网融合传输技术、多源海量前兆信息提取挖掘方法,能够实现煤矿典型动力灾害前兆信息深度感知、风险精准判识及监控预警的新模式新方法。该模式能够实现煤矿监控预警由传统的经验型、定性型向精准型、定量型转变,全面提升我国煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警能力。凝练了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警的4个关键科学问题和8个主要研究方向,围绕基础理论研究、关键技术开发和预警平台搭建,重点阐述了12个方面的研究进展,为实现冲击地压、煤与瓦斯突出和煤岩瓦斯复合动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时精准预警提供了技术路径。     

煤矿通风系统动态预警研究

实现煤矿“通风可靠”是煤矿安全生产的关键之策,开展了矿井通风网络实时模拟与动态预警分析的研究。以山西朔州某矿为应用背景,利用“测风求阻”模型完成该矿的通风基础参数获取工作,从表征矿井通风系统安全状况的巷道风流状态、用风地点通风状况和通风系统可靠性3个方面进行了预警分析,实现了对矿井通风安全的预警预报。     

瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统研究与应用

为了解决高瓦斯易自燃煤层工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治智能化程度低、缺乏灾害风险的精准分级管控等问题，构建了以瓦斯抽采与自然发火监测数据为基础、以风险分级智能化管控为核心的瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统。采用API接口调用方式建立数据采集平台，构建了基于多源信息融合、K-Means聚类分析、预警规则知识库等方法的分析预警模型，设计开发了瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统软件，实现了复合灾害的精准监控、风险动态评判和智能预警。在试点工作面的应用结果表明，该系统可直观展示复合灾害监测预警信息，使采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治工作透明化，有效提升了灾害防治的智能化水平。     

基于BIM技术的煤矿井下施工安全预警系统研究

介绍了一种基于BIM技术分析的实时监测、事件报告和预警平台,结合基于RSS距离的加权质心定位算法,用于改善煤矿井下施工安全管理和预防事故。该平台利用物联网、云计算、实时操作数据库、应用网关和应用程序接口,无缝集成了监控、分析和本地化方法,用于空气质量参数(包括温度、湿度、CH4、CO2和CO)的传感器表现出出色的性能,每个参数的回归常数始终大于0.97。该框架支持实时监控、识别异常事件(>90%),并验证矿工在地下矿山恶劣环境中的定位(误差小于1.8 m)。该研究成果能够有效促进煤矿井下安全,为矿井安全预警研究提供依据。     

煤矿重大危险源预警识别体系方案及数据传输系统的研究和应用

 摘要：本文针对开滦钱家营矿,重点对煤矿安全生产的水、火、瓦斯、顶板监测现状和存在的主要问题进行了分析,并对煤矿重大危险源预警识别体系平台与钱家营矿数据传输系统的实现进行了研究和设计。本项目是对矿井重大事故危险源的监测及矿井灾变预警技术方面的研究与应用,包括水文地质、煤自燃、瓦斯和顶板压力等方面,是与矿山安全生产紧密相关的,有利于提高煤矿灾害的预防和应急处理能力。     

基于区块链技术的煤炭运输安全预警研究

为了提升预警效果,避免安全事件发生,设计了基于区块链技术的煤炭运输安全预警方法。通过对煤炭运输安全预警系统总体进行设计,实现煤炭运输安全预警,同时还对煤炭运输安全系统的硬件和软件进行设计。系统硬件部分主要设计了总线架构以及信息传输接口,用于提高数据的准确性以及信息传输的安全性;系统软件部分设计了网络层区块、煤炭运输安全预警评价体系以及煤炭预警系统参数,用于对数据进行判断,减少信息丢失,并提高炭运输安全预警性。实验证明:该方法提高了煤炭运输安全预警效果,可以保证煤炭运输的安全性。     

基于多层关联规则算法的煤矿突出预警模型

为提升煤矿突出预警精度,提出基于多层关联规则算法的煤矿突出预警模型。分析造成煤矿突出问题产生的主要因素,并以此为基础,由地质构造、煤层赋存参数与瓦斯参数3方面出发,选取压扭性断层、煤厚变化量以及煤层瓦斯含量等煤矿突出预警指标,构建煤矿突出预警指标体系。采用层次分析法构建煤矿突出预警模型,利用多层关联规则算法挖掘模型内同层指标关联规则与跨层指标的关联规则,确定预警模型内各指标的权重,根据组合权重确定煤矿突出预警结果,并将预警结果分为安全、威胁、危险与突出4个等级。实验结果显示,所研究模型的预警精度基本保持在99%以上。