矿井3D风网图及基于MATLAB仿真编程实现

针对复杂矿井通风网络解算问题,基于MATLAB语言及其图形处理平台,提出用真实3D矿井巷道连结关系(3D风网图)代替复杂网络图进行解算.该方案只需将实际矿井巷道真实描画出来,由计算机程序自动从真实巷道中提取通风网络的拓扑关系,并自动添加大气、通风机风硐、掘进巷道风筒等辅助分支,将同属性巷道分支合并,缩减通风网络图的规模,得到计算所需的内部通风网络图.3D风网图是将矿井通风网络看作一个力学模型,直接按基本回路计算自然风压.从本质上说,3D风网图表达的是"具象"的通风网络图,它超越了传统平面网络图的技术层面.应用该通风仿真程序,能有效解决矿井通风信息管理、三维矿井通风立体图的自动生成、矿井通风网络自动解算、风网参数的自动标注等问题,在铁法矿区大兴煤矿的应用结果验证了其可靠性.     

矿井通风系统平面图专用绘制软件研制

在对现有矿井通风系统图绘制软件分析的基础上,开发了矿井通风系统平面图专用绘制软件。该软件能实现巷道绘制、交叉自动消隐处理、拓扑关系自动保存、GIS功能、巷道分区用风分支集中布置的网络图自动生成与网络解算等功能。利用该软件在淮南矿业集团某新建矿井试用,实现了前期的通风系统平面图快速绘制与后期的通风系统分析一体化,节省了大量的人力物力。     

基于环境监测的矿井通风三维仿真辅助决策系统设计

为优化金属矿山矿井通风系统及辅助决策设计,弥补常用矿井通风仿真解算软件在环境监测、实时解算和辅助决策方面的不足,基于矿井通风理论、环境监测、计算机与通信技术开发矿井通风三维仿真辅助决策系统。提出通过利用实时监测到的井下通风环境参数（风量、风速等）和已存储在系统数据库里的巷道参数,实现对矿井通风网络实时解算,并将其应用到山金阿尔哈达矿井通风系统中。结果表明:矿井通风三维仿真辅助决策系统同步实现了山金阿尔哈达矿井通风系统的环境监测、风网实时解算和三维仿真模拟,提高了其矿井通风管理水平,为矿井通风系统改造优化设计和矿井向深部中段延伸时的通风系统设计提供辅助决策依据。     

矿井通风仿真系统双线图的快速自动绘制研究

在深入研究通风网络巷道连接关系的基础上,创造性地提出一种新的效率更高的通风系统双线图的快速自动绘制方法,即"假双线法"。"假双线法"与固定宽度双线法有本质的不同,其本质是将单线巷道的线型用固定宽度双线线型表示,再对交叉点进行消隐处理,无需计算双线坐标来实现双线图的快速自动绘制。该法较好地解决了传统方法的缺陷,具有普遍性,其计算量小,执行效率高,并在双线图的基础上很容易拓展生成通风系统立体图。笔者研究成果,对于研发、改进矿井通风仿真图形系统和解决其他行业类似问题具有一定的参考价值。     

基于RFID及WSN技术的矿山实时三维定位及灾害预警平台

通过对比分析国内外矿山灾害死亡事故数据,突显我国矿山安全生产形势十分严峻,提出了构建矿山实时三维定位及灾害预警平台的重要性。平台基于无线射频识别技术和无线传感网络技术,实现井下工作人员、井下移动设备的三维定位,实现井下巷道工作环境的各种参数（如温度、湿度、井巷通风风速、有害气体含量等）的实时监测,分析实时监测数据,预警井下数据异常区域,防止灾害发生,分析灾害发生位置、原因及发生时井下人员、移动设备等信息,为灾后救援工作提供有价值的决策参考。     

基于网络分析的矿井通风智能诊断专家系统

提出了矿井通风智能诊断专家系统来解决通风系统故障诊断问题,设计了矿井通风智能诊断专家系统知识库和推理机,提出用逐步线性回归分析法确定可能引起某巷道风速超限的风路集合.在知识库中把通风系统故障原因详细归类,在专家系统推理机中进一步缩小了故障范围并推断故障原因.给出了矿井通风智能诊断专家系统推理流程并设计了用户接口,故障诊断结果图可以直接显示故障巷道范围、故障原因及故障巷道列表.最后对大明矿进行了工业试验,智能诊断专家系统的故障诊断结果与实际结果一致,验证了系统的可行性.     

基于风网的自学习动态监测系统分析

煤矿井下巷道风速是随时变化的,主要规律是一种围绕某一平均值的上下起伏的平稳随机过程,其表现为平均风速和脉动风速,风速传感器最大限度地反映了井下主要巷道风速信息。我们将井下风速传感器与通风解算技术相结合,对全矿井的风网进行实时计算,从而得到了全矿井较准确的实时分风量分布状况。系统能够将风速传感器采集到的实时风速转换为巷道的实时风量,根据月风量统计结果进行巷道阻力系数的自动调整;系统采用相关分析技术,测定煤矿井下数据之间相关关系和规律,并据此建立预分析测模型,进而进行风量的预测和控制;系统具有自我学习功能,通过不断修正模型参数,将实时井下探测数据用于分析和预测,为安全管理提供有效指导。     

矿井通风网络压能图节点分层算法研究

为解决人工绘制矿井通风网络图与压能图工作量繁重的问题,基于对矿井通风网络图与矿井通风压能图的特点与作用的研究,提出了具有通风网络图与压能图部分特点的矿井通风网络压能图的概念及其特点与作用。采用分层算法实现对矿井通风网络压能图中各节点纵向相对位置的确定,为避免巷道两端节点压能值因取整相等时被分到同一层的问题,提出运用最长路径算法对各巷道节点进行第1次分层,再利用各节点的相对压能值进行2次分层的绘制方法。构造以分层算法绘制通风网络压能图的整体框架,为实现矿井通风网络压能图的自动绘制提供了技术支持。     

巷道贯通后风流方向预判理论及实践

为预防煤矿井下巷道贯通后瓦斯事故,利用能量守恒定律及能量方程理论,研究煤矿井下巷道贯通对风流方向的影响。基于空气静压、速压和位压在流动过程中的变化特征,运用流体能量平衡方程建立煤矿井巷通风过程中流经任一巷道断面的风流总能量方程,进而提出煤矿井下巷道贯通后风流方向预判理论,给出2种不同贯通情况下风压能的测定方法,并以屯宝煤矿为例进行验证分析。结果表明：所提巷道贯通后风流方向预判理论,能够准确判定煤矿井下巷道贯通后的风流方向,进而减少瓦斯事故发生率,提高矿井通风管理水平。     

组件式通风地理信息系统(GIS)的应用研究

根据现代煤矿通风系统对人机交互的要求,利用MapInfo及其组件MapX和Visual Basic编程语言,研究开发了煤矿通风管理系统。该系统能实现地图与数据库的自动连接和双向查询,完成信息的动态可视化管理,在实际应用中取得了良好的效果,为煤矿生产管理部门对矿井通风信息的管理和决策提供了一条新的有效的途径。     

基于OPC的煤矿安全监测系统的设计

针对控制网接入上层管理网难和各个安全监控系统互不兼容的问题,设计了一种基于OPC技术的煤矿安全监测系统。通过各种工控设备配有的OPC服务器,与矿井下各安全监控分站建立通讯关系,并遵循统一的OPC协议,将采集的井下实时状况数据整合到SQL Server2005关系数据库中,借助工业以太网上传给企业的安全管理平台,经过数据分析和图表显示,可以快捷直观地了解井下具体情况,同时也可以通过网页W eb在整个煤矿企业内部办公网络中进行发布,让安全信息得到全矿的分享。这里以煤矿注浆监测系统为例,重点介绍了利用OPC技术实现上层网与终端注浆监控网通讯的方案。     

基于Adam优化深度神经网络快速确定瓦斯抽采半径*

为解决煤矿瓦斯有效抽采半径难以快速准确确定的问题,采用基于Adam算法优化DNN（深度神经网络）方法来预测瓦斯抽采半径。查阅文献共收集已得到验证的970组数据集,每组数据选取煤层瓦斯初始渗透率、钻孔直径、抽采时间、地应力、煤层初始瓦斯压力作为预测模型的5个特征量,有效抽采半径作为目标输出值。接着预测模型进行不断学习和训练,最终训练得到1个最优的瓦斯有效抽采半径预测模型。利用训练好的最优预测模型结合Python语言开发出计算有效抽采半径的软件,并使用该软件在四季春煤矿和鹤煤六矿进行有效抽采半径预测的工程实例研究,验证该软件预测抽采半径的实用性和准确性。研究结果表明:通过使用开发的软件,可快速且较准确地计算出矿井瓦斯有效抽采半径,可为暂不具备现场测试条件的矿井抽采设计提供一定的参考依据。     

Risk management and workers’ safety behavior control in coal mine

According to the risk management characteristics and the actual needs of safety production in coal mine, we thoroughly analyze the system of risk management method in coal mine and implement it in Geting Coal Mine. The system manages and controls the potential accident risks, hazard sources and human behavior risks. On this basis, the system of workers’ safety behavior control technology in coal mine is further studied, the “three disobeying” is classified and managed, the “three disobeying” database and safety countermeasures database are established, and the application software - the system of risk management and safety countermeasures optimization in coal mine based on B/S mode is developed and applied, which uses intranet to analyze and supervise the “three disobeying”, publish early-warning information, optimize management and control countermeasures; at the same time, the important prompting messages can be automatically sent to the mobile phones of relevant managers and the person in charge through public communication system in order to improve the real time capability and effectiveness of unsafe behavior control. The technological system and application software implemented in Geting Coal Mine has achieved good results.     

Linux平台下煤矿安全信息管理系统的安全性实现

为有效保障煤矿安全信息在网络传输与实时交换中的安全性,保证数据信息的完整性与私密性,笔者建立了Linux平台下的煤矿安全信息管理系统,并为保障其安全性实现提出了解决方案,其主要内容涵盖了防火墙技术、Web服务器的安全性、远程管理的安全性、管理系统的安全性、数据库安全性、安全性分析与评测等各个方面,并就实现的有关方法与技术进行了详细分析与探讨;详细阐述了Netfilter/iptables框架下的包过滤防火墙体系构建,SSL协议通道下的数据信息的加密传输及系统的安全认证机制,为煤矿数据信息的安全传输提供了有效手段。Linux以系统的低成本、运行的安全可靠性,为煤矿企业提供了一条经济实用的信息化道路。     

煤矿安全生产调度指挥信息系统及其应用

介绍了煤矿安全生产指挥信息系统的由来、组成、特点、功能及其效果与前景。该系统以对煤矿安全生产指挥决策信息支持为目的 ,集矿山安全、工况监测及生产调度信息的采集、实时传输处理、图像 /图形显示、图形和数据存储管理及输出为一体 ,已在平煤集团公司多个矿区安装使用 ,产生了较好的经济效益及社会效益。     

中国煤矿企业应急管理研究回溯与前瞻——基于CiteSpace知识图谱的文献计量分析

我国煤矿事故多发,经济损失严重,如何科学地从煤矿企业应急管理体系、应急管理能力等方面进行深入研究对煤矿企业的安全生产具有重要意义。截至2017年12月20日,以中国知网（CNKI）的期刊库、硕博论文数据库和会议数据库中发表的煤矿企业应急管理方面的352篇论文作为数据来源,使用CiteSpace工具进行高产机构分析、作者分布特征分析和关键词分析,展现中国煤矿企业应急管理研究的空间分布特征、研究热点,并追踪前沿研究问题。研究结果表明:煤矿应急管理研究领域,研究机构和学者的分布呈现多样化发展趋势;而相关的研究热点主题呈多元化,主要体现在煤矿企业应急预案、煤矿企业应急管理存在问题、煤矿企业应急管理解决对策、煤矿企业应急管理能力、煤矿企业应急救援系统及煤矿企业应急管理体系研究等6个方面;结合煤矿企业应急管理的实际需求和研究现状,煤矿安全应急协同机制和能力、员工行为层面的煤矿企业应急管理策略以及煤矿企业应急物流能力等方面研究将是未来趋势。     

矿井通风网络解算可视化软件研究

采用面向对象编程语言Visual Basic6.0为开发工具,以Access为后台数据库,开发了具有风机优选功能的矿井通风网络解算软件。该软件承袭了Windows系统应用程序界面直观、交互性好的特点,集矿井通风网络解算、自然风压计算、风机自动选型以及经济断面优化等功能于一体,并辅以强大的数据管理系统,为矿山通风设计和管理工作提供了便利工具。     

动态瓦斯地质预测算法研究与可视化应用

为实现煤矿瓦斯地质动态精准预测与可视化,基于煤层埋深、厚度、倾角、地质构造等多种因素,通过将相似的地质模块定义为同一微单元,在此基础上将反距离权重插值算法和递归邻域搜索策略与数据优化处理算法相结合,应用于瓦斯地质动态预测可视化系统开发。研究结果表明:根据递归邻域搜索算法模型开发的多级瓦斯地质图动态分析系统利用瓦斯地质基础数据可对矿井瓦斯含量、压力、涌出量等瓦斯赋存参数进行实时分析和计算,动态绘制散点图、等值线和区域预测图,使瓦斯区域预测图过渡更加平缓,显著提高预测的精准性及整体的显示效果,同时其制图耗时也无明显增加,可为高瓦斯矿井安全生产提供决策依据。