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矿井“一通三防”智能协同管控系统研究
1
作者
闫振国
曹豫其
+4 位作者
王振平
万建凯
王延平
张龙成
阮佳宁
《工矿自动化》
北大核心
2025年第7期15-26,共12页
传统矿井灾害监测预警及智能管控研究多聚焦于特定灾害的单独防控,难以有效应对复杂条件下多灾种非线性耦合风险。针对该问题,以智能通风系统为矿井灾害防控的核心载体,分析了“一通三防”智能协同管控体系,提出了一种矿井“一通三防”...
传统矿井灾害监测预警及智能管控研究多聚焦于特定灾害的单独防控,难以有效应对复杂条件下多灾种非线性耦合风险。针对该问题,以智能通风系统为矿井灾害防控的核心载体,分析了“一通三防”智能协同管控体系,提出了一种矿井“一通三防”智能协同管控系统设计方案。该系统采用高精度超声波全断面测风仪与多智能体强化学习算法,实现±0.1m/s的风速测量精度及误差≤2%的任务引导式风量调节;基于时空卷积神经网络(ST-CNN)与动态贝叶斯网络(DBN)的双通道协同架构,融合多源数据构建瓦斯安全分区,实现瓦斯异常的超前预警与区域分级联动;通过LoRa无线传感网络构建温度场实时监测体系,结合灾情仿真模拟和三级联动机制,将灾变响应时间缩短至分钟级;依托建筑信息模型和地理信息系统开发矿井拓扑网络数字孪生平台,实现通风网络与通防灾害的耦合演化模拟验证;确立了“数据驱动决策-数字孪生验证-设备集群联控(3D)”的技术路径。实际应用结果表明:该系统可实现复杂通风网络3 s内的智能解算,灾变模拟与预案匹配时间缩短至3~5min,联动控制指令传输延迟≤500ms,有效提升了灾害防控的智能化水平与应急响应能力。
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关键词
矿井
“一通三防”
智能通风系统
矿井
灾害
监测
预警
智能协同管控
瓦斯防治
粉尘防控
内因火灾防护
外因火灾防护
灾变应急响应
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职称材料
不同加卸载路径下冲击倾向性煤岩组合试件破坏特征研究
2
作者
崔峰
罗钟
+5 位作者
何仕凤
来兴平
李浩荡
马立强
赵志鹏
杨旭
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第9期258-274,共17页
冲击地压矿井采掘扰动下煤岩体破坏特征复杂,严重影响了冲击地压的监测预警与防控,开展冲击倾向性煤岩组合体在不同加卸载应力路径下的破坏及声发射特征研究,对促进冲击地压的精准监测与防控具有重大意义。以冲击危险性煤岩组合体试件...
冲击地压矿井采掘扰动下煤岩体破坏特征复杂,严重影响了冲击地压的监测预警与防控,开展冲击倾向性煤岩组合体在不同加卸载应力路径下的破坏及声发射特征研究,对促进冲击地压的精准监测与防控具有重大意义。以冲击危险性煤岩组合体试件为研究对象,采用岩石力学单轴试验机和声发射监测系统进行了常规单轴加载和不同循环加卸载试验,分析了煤岩组合体在不同应力路径下的力学性质及能量演化规律,研究了煤岩组合体声发射试件数与应力路径特征关系,并以此计算研究了b值和熵值的演化趋势,讨论了经历不同应力路径下煤岩体对应到工程现场的冲击地压研究。研究结果表明:煤岩组合体在常规加载下峰值强度最大,变下限加卸载次之,恒下限加卸载峰值强度最小;试件中煤体为X状共轭斜面剪切破坏,岩石为拉伸破坏;恒下限加卸载下试件损伤程度较高,低能量的状态输入能量后失稳破坏,变下限加卸载下试件处于高能状态输入更多的能量后失稳破坏。获得了声发射事件数、b值及熵值的演化规律及其与破坏行为之间的关系,声发射事件数随加载强度的增加逐步上升,循环加卸载声发射事件数分布随应力路径的变化表现出波动特性,累计声发射曲线呈阶梯式增长;恒下限循环加卸载下b值和熵随加卸载表现出的波动性循环特征更明显,而变下限循环加卸载在应力较高的循环中表现出波动性特征,不同应力路径下试件临近失稳破坏的共同特征为b值处于低值波动,熵值在较高水平波动。较高的采掘强度会导致煤岩体在较短时间内经历不充足的自我卸压,因而裂隙扩展释放的能量较大;较低的采掘强度使煤岩体有充足的时间进行自我卸压,裂隙扩展释放的地音能量较小。根据不同加卸载作用下煤岩体破坏特征及声发射事件数、b值、熵值的演化规律,可有效的预测煤岩体破坏行为。较低的采掘强度使煤岩体有充足的时间进行自我卸压,裂隙扩展较为频繁,地音能量释放较小。研究结果为不同采动强度的采掘方式合理选取提供了依据,在实际工程应用中可为冲击地压矿井的实现精准监测与防控提供支撑。
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关键词
煤岩组合体
冲击地压
循环载荷
矿井监测预警
采掘强度
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职称材料
题名
矿井“一通三防”智能协同管控系统研究
1
作者
闫振国
曹豫其
王振平
万建凯
王延平
张龙成
阮佳宁
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
陕西未来能源化工有限公司金鸡滩煤矿
出处
《工矿自动化》
北大核心
2025年第7期15-26,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52074214)
陕西省重点研发计划项目(2023-YBSF-190)。
文摘
传统矿井灾害监测预警及智能管控研究多聚焦于特定灾害的单独防控,难以有效应对复杂条件下多灾种非线性耦合风险。针对该问题,以智能通风系统为矿井灾害防控的核心载体,分析了“一通三防”智能协同管控体系,提出了一种矿井“一通三防”智能协同管控系统设计方案。该系统采用高精度超声波全断面测风仪与多智能体强化学习算法,实现±0.1m/s的风速测量精度及误差≤2%的任务引导式风量调节;基于时空卷积神经网络(ST-CNN)与动态贝叶斯网络(DBN)的双通道协同架构,融合多源数据构建瓦斯安全分区,实现瓦斯异常的超前预警与区域分级联动;通过LoRa无线传感网络构建温度场实时监测体系,结合灾情仿真模拟和三级联动机制,将灾变响应时间缩短至分钟级;依托建筑信息模型和地理信息系统开发矿井拓扑网络数字孪生平台,实现通风网络与通防灾害的耦合演化模拟验证;确立了“数据驱动决策-数字孪生验证-设备集群联控(3D)”的技术路径。实际应用结果表明:该系统可实现复杂通风网络3 s内的智能解算,灾变模拟与预案匹配时间缩短至3~5min,联动控制指令传输延迟≤500ms,有效提升了灾害防控的智能化水平与应急响应能力。
关键词
矿井
“一通三防”
智能通风系统
矿井
灾害
监测
预警
智能协同管控
瓦斯防治
粉尘防控
内因火灾防护
外因火灾防护
灾变应急响应
Keywords
"One Ventilation and Three Prevention"in mines
intelligent ventilation system
mine disaster monitoring and early warning
intelligent collaborative control
gas prevention
dust prevention
endogenous fire protection
exogenous fire protection
disaster emergency response
分类号
TD724 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
不同加卸载路径下冲击倾向性煤岩组合试件破坏特征研究
2
作者
崔峰
罗钟
何仕凤
来兴平
李浩荡
马立强
赵志鹏
杨旭
机构
西安科技大学能源与矿业工程学院
新疆工程学院新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室
新疆工程学院新疆煤炭绿色智能开采工程研究中心
国家能源集团新疆能源有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第9期258-274,共17页
基金
国家自然科学基金资助项目(52422404)
新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题资助项目(KLXGY-KA2501)。
文摘
冲击地压矿井采掘扰动下煤岩体破坏特征复杂,严重影响了冲击地压的监测预警与防控,开展冲击倾向性煤岩组合体在不同加卸载应力路径下的破坏及声发射特征研究,对促进冲击地压的精准监测与防控具有重大意义。以冲击危险性煤岩组合体试件为研究对象,采用岩石力学单轴试验机和声发射监测系统进行了常规单轴加载和不同循环加卸载试验,分析了煤岩组合体在不同应力路径下的力学性质及能量演化规律,研究了煤岩组合体声发射试件数与应力路径特征关系,并以此计算研究了b值和熵值的演化趋势,讨论了经历不同应力路径下煤岩体对应到工程现场的冲击地压研究。研究结果表明:煤岩组合体在常规加载下峰值强度最大,变下限加卸载次之,恒下限加卸载峰值强度最小;试件中煤体为X状共轭斜面剪切破坏,岩石为拉伸破坏;恒下限加卸载下试件损伤程度较高,低能量的状态输入能量后失稳破坏,变下限加卸载下试件处于高能状态输入更多的能量后失稳破坏。获得了声发射事件数、b值及熵值的演化规律及其与破坏行为之间的关系,声发射事件数随加载强度的增加逐步上升,循环加卸载声发射事件数分布随应力路径的变化表现出波动特性,累计声发射曲线呈阶梯式增长;恒下限循环加卸载下b值和熵随加卸载表现出的波动性循环特征更明显,而变下限循环加卸载在应力较高的循环中表现出波动性特征,不同应力路径下试件临近失稳破坏的共同特征为b值处于低值波动,熵值在较高水平波动。较高的采掘强度会导致煤岩体在较短时间内经历不充足的自我卸压,因而裂隙扩展释放的能量较大;较低的采掘强度使煤岩体有充足的时间进行自我卸压,裂隙扩展释放的地音能量较小。根据不同加卸载作用下煤岩体破坏特征及声发射事件数、b值、熵值的演化规律,可有效的预测煤岩体破坏行为。较低的采掘强度使煤岩体有充足的时间进行自我卸压,裂隙扩展较为频繁,地音能量释放较小。研究结果为不同采动强度的采掘方式合理选取提供了依据,在实际工程应用中可为冲击地压矿井的实现精准监测与防控提供支撑。
关键词
煤岩组合体
冲击地压
循环载荷
矿井监测预警
采掘强度
Keywords
coal and rock combination
rock burst
cyclic load
mine monitoring and early warning
mining intensity
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
操作
1
矿井“一通三防”智能协同管控系统研究
闫振国
曹豫其
王振平
万建凯
王延平
张龙成
阮佳宁
《工矿自动化》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
不同加卸载路径下冲击倾向性煤岩组合试件破坏特征研究
崔峰
罗钟
何仕凤
来兴平
李浩荡
马立强
赵志鹏
杨旭
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
0
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