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中国矿山应急救援体系建设现状及发展刍议 被引量：38
1
作者 邓军 李贝 +4 位作者 李海涛 张莹 徐志胜 李珍宝 关欣杰 《煤矿开采》 北大核心 2013年第6期5-9,66,共6页
矿山安全问题是近年来社会关注的焦点,作为保护国家财产和矿工生命安全的重要屏障,我国矿山应急救援体系已取得长足的发展。从我国矿山应急救援体制的演变、救援队伍的发展以及矿山应急救援保障几个方面,对我国当前矿山应急救援发展现... 矿山安全问题是近年来社会关注的焦点,作为保护国家财产和矿工生命安全的重要屏障,我国矿山应急救援体系已取得长足的发展。从我国矿山应急救援体制的演变、救援队伍的发展以及矿山应急救援保障几个方面,对我国当前矿山应急救援发展现状进行了分析。指出了我国当前矿山应急救援体系存在的问题,并提出了相应的对策措施:我国应探索多功能应急救援机制,不断完善救援配套法及标准化建设;完善资金保障体系;创新矿山应急救援队伍建设;建立和发展矿山企业救援志愿者;扶持科技装备重点项目等建议。 展开更多
关键词 矿山救援体系 安全生产 应急救援
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矿井热动力灾害及救援安全性判定研究现状及展望 被引量：12
2
作者 郭军 蔡国斌 +2 位作者 郑学召 刘荫 金彦 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期116-122,共7页
矿井热动力灾害是煤矿重特大事故的主要灾害类型,严重制约着煤炭绿色安全高效开采。总结了矿井热动力灾害的发展概况,分析了救援中热动力灾害灾变特性,对矿井火灾环境特征参数的时空演化规律、救援危险区域的判定、救援安全性评价分别... 矿井热动力灾害是煤矿重特大事故的主要灾害类型,严重制约着煤炭绿色安全高效开采。总结了矿井热动力灾害的发展概况,分析了救援中热动力灾害灾变特性,对矿井火灾环境特征参数的时空演化规律、救援危险区域的判定、救援安全性评价分别进行文献梳理与论述,探讨了现阶段研究存在的不足,对矿井热动力灾害及其救援安全性预测的重点研究方向进行了展望:救援行为影响下典型可燃物火源特性及火灾巷道环境参数变化规律,救援过程大范围巷道内环境参数的时空演化规律及继发灾害的孕灾机制,灾后瓦斯运移规律、燃烧火焰及爆炸冲击波传播规律,继发灾害叠加效应下救援危险态势的动态判定方法。研究成果对我国矿井热动力灾害及救援安全性预测领域的理论与技术研究有一定的参考价值。 展开更多
关键词 热动力灾害 危险态势判定 应急救援 继发性灾害
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声发射信号研究进展及其在煤温感知领域应用前景 被引量：11
3
作者 郭军 王凯旋 +2 位作者 蔡国斌 金彦 刘荫 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期84-92,共9页
声发射信号已广泛应用于冲击地压、煤与瓦斯突出及顶板大面积来压等动力灾害预测预报、地应力测试、岩体稳定性评价等领域。借鉴声发射技术成熟的监测原理和有效的测试手段,也可快速检测煤岩体中温度等特征参数,并有望应用于矿井煤自燃... 声发射信号已广泛应用于冲击地压、煤与瓦斯突出及顶板大面积来压等动力灾害预测预报、地应力测试、岩体稳定性评价等领域。借鉴声发射技术成熟的监测原理和有效的测试手段,也可快速检测煤岩体中温度等特征参数,并有望应用于矿井煤自燃灾害精准探测领域。通过文献调研,分析、归纳和阐述了声发射信号在非均介质、多孔介质以及煤岩体内传播时的畸变特征和传播衰减影响规律的研究进展及其应用,其主要是通过数值模拟、数学建模、特征变量控制试验,并结合声波传播理论进而研究非均介质、多孔介质及煤岩体内声发射信号传播特性和响应参数,并将研究结果应用于损伤检测、仓储粮食温度监测、矿山动力灾害预测预报等领域。重点梳理了声发射信号在不同煤岩体内的传播特性及影响因素,主要包括:不同瓦斯含量、含水率和压力载荷下的煤岩体。研究并总结了声发射信号的处理与分析方法,受制于矿井下煤自燃隐患发生时会加热煤岩体及周围环境空气,产生“燃烧音”的同时也会伴有一定的环境噪音,为推进声发射信号处理与分析技术进一步完善和系统化,将声发射信号特征参数处理分析与小波分析、声波滤除算法等理论有机结合,提出了构建声发射信号特征参数分析与提取算法技术思路来处理声信号。声发射信号在煤岩体内传播过程中,受煤岩体物理性质、煤种、瓦斯含量、含水率等多因素影响,尤其是在松散煤体内传播过程中,还会受到煤自燃形成的非均匀温度场、煤体块度、煤自燃气体组分浓度、松散煤体空隙特征等因素影响。结合声学和煤自燃理论,展望了声发射信号在煤体温度监测和煤自燃灾害预警领域的应用前景,其途径包括针对煤岩体内声发射信号的传播衰减特征开展试验模拟与数值仿真,以及理论分析与建模,以进行温度反演与非均温度场重建,为解决采空区等隐蔽空间火源精准探测难题提供新的思路。 展开更多
关键词 声发射信号 煤自燃 传播规律 煤温感知 煤火探测
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松散煤体准多孔介质声速煤−温映射关系模型 被引量：2
4
作者 郭军 陈昌明 +3 位作者 金永飞 蔡国斌 文虎 李帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3510-3521,共12页
采空区等隐蔽空间煤温的精准判识一直是亟待解决的世界性难题,研究声学测温技术对精准探测松散煤体温度具有重要的实际意义,而声速与煤温之间映射关系的科学准确构建是声学法测煤温的关键。为此,考虑松散煤体自燃进程特征参数对声波传... 采空区等隐蔽空间煤温的精准判识一直是亟待解决的世界性难题,研究声学测温技术对精准探测松散煤体温度具有重要的实际意义,而声速与煤温之间映射关系的科学准确构建是声学法测煤温的关键。为此,考虑松散煤体自燃进程特征参数对声波传播的影响,建立了松散煤体准多孔介质的声速-煤温映射关系模型;设计搭建了松散煤体声学测温实验系统,通过开展多种粒径(0.6~1.5、1~3、3~5 cm)松散煤体的声波测温试验,研究了不同粒径煤样低温氧化阶段(30~50℃)所产生的气体组分、体积分数对声传播的影响规律,确定了等效路径转换因子λ;基于实测声速与等效路径转换因子间的关系,提出并确定了气体组分介质修正系数φ,验证了声速-煤温映射关系模型的可行性。结果表明:松散煤体声波传播路径受煤体粒径、温度及气体组分介质变化量等特征参数的影响,构建出声速-煤温映射关系模型;常温下声波在松散煤体准多孔介质中的传播路径主要受煤样颗粒间孔隙的影响,在煤样粒径为0.6~1.5、1~3、3~5 cm中的声波传输等效路径转换因子λ分别为1.426 1、1.371 1、1.315 2,与粒径呈负相关关系;煤温对声波传播的影响表现为煤自燃进程中气体组分介质变化对实测声速结果的改变,验证了声速与煤温之间映射关系的可行性;模型反演的煤温与实验煤温间误差率在0~6.46%内,平均煤温误差2.52℃,能够很好地反映煤体温度。 展开更多
关键词 松散煤体 声学测温 煤温反演 等效路径 准多孔介质
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基于伪随机序列的松散煤体声学测温方法及应用 被引量：2
5
作者 郭军 高文静 +2 位作者 蔡国斌 刘荫 王凯旋 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期123-131,共9页
长期以来,采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生,受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素,较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点,可实现采空区等... 长期以来,采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生,受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素,较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点,可实现采空区等隐蔽火源位置精准探测且极具发展前景。目前该技术在松散煤体温度测量领域尚处于基础研究和实验室研究阶段,仍需开展大量研究。基于伪随机序列的优越性能,将其引入作为声源信号,并根据声学测温原理和伪随机序列声源信号产生原理,搭建了松散煤体声波测温试验系统。系统主体部分包括声学测试系统、程序升温系统、隔音系统和煤样箱体,结合试验测试和仿真模拟方法,验证了系统的准确性。利用理论分析、Matlab仿真和试验测试相结合的方法,开展伪随机序列声源信号的失真特性研究,确定了该信号的最佳处理方法,成功将其应用于松散煤体测温中。结果表明:伪随机序列可以作为采空区、煤堆、煤仓等空间的松散煤体声学测温的声源信号,但需运用二次相关PHAT–β算法对伪随机序列声源信号发生频率区间(1000~3000 Hz)进行处理,使频带变窄,能量集中;运用伪随机序列声源信号测量声波在松散煤体中飞渡时间,发现不同距离下声波飞渡时间测量结果误差小于5%,并通过了对比验证;伪随机序列作为松散煤体的测温声源信号时,所反演温度与不同粒径的煤样温度之间的平均绝对误差为2.051℃,平均误差率5.293%,能够较为精准、可靠地反演煤温。 展开更多
关键词 声学测温 松散煤体 伪随机序列 声源信号 声波飞渡时间
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煤自燃进程精细划分方法及其智能监测预警——煤火精准防控技术变革 被引量：22
6
作者 郭军 王凯旋 +3 位作者 金永飞 文虎 吴建斌 蔡国斌 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期111-121,共11页
为提升煤自燃火灾风险隐患的智能化防控能力和水平,实现煤自燃指标数据近场实时采集、智能分析与精准预警。通过采集多个矿区新鲜煤样,采用煤自燃程序升温试验、自然发火试验等手段,测定煤自然发火特征参数。结合煤自燃机理细化指标曲... 为提升煤自燃火灾风险隐患的智能化防控能力和水平,实现煤自燃指标数据近场实时采集、智能分析与精准预警。通过采集多个矿区新鲜煤样,采用煤自燃程序升温试验、自然发火试验等手段,测定煤自然发火特征参数。结合煤自燃机理细化指标曲线特征点位,构建了I类容易自燃煤层分级预警模型,确定相关预警指标及阈值。设计研发ZDC7型矿井火灾智能监测预警系统,主要包括矿用本安型多参数无线传感器(GD7)、矿用本安型无线监测主机(ZDC7-Z)、智能管控软件平台等。矿用多参数传感器能够独立近场采集数据(CO,CH_(4),CO_(2),O_(2),H_(2)S,温湿度和压差等),利用监测主机采用的带状受限空间能量有效的容错拓扑控制技术与开放无线感知网络协议标准,确保ZDC7系统便捷地融入煤矿井下工业环网,同时有效、稳定地保障数据信息传输至多终端(手机APP、地面工控机、井下交互界面等)。智能管控软件平台内嵌智能分析预警模块,能够结合深度学习和多元回归分析等理论以实现多源信息融合自处理,智能分析火灾预警级别和煤自燃异常区域态势预测,并根据监测信息的预处理分析实现火灾防控技术方案的辅助决策支持。作为一种在线实时感知煤自燃特征信息、智能识别判定煤自燃程度、内嵌煤自燃分级预警与辅助决策模型的矿井火灾智能监测预警系统,已开展现场工业试验与应用,技术装备符合国家智能化矿井建设的相关规范和标准,满足煤矿企业对矿井火灾的智能化监测预警与防控工作实际需求,可有效保障煤矿企业的绿色安全开采。 展开更多
关键词 煤自燃 智能化 智能预警 监测预警 辅助决策
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矿井胶带火灾巷道环境多参数时空演化规律 被引量：30
7
作者 郭军 刘荫 +2 位作者 金永飞 郑学召 张泽 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期21-27,共7页
采用物理相似模拟实验的方法,借助自主搭建的矿井外因火灾烟气蔓延相似模拟实验平台,研究了矿井平直巷道内胶带火灾发展初期高温、CO等有毒有害气体浓度等灾害多参数的时空演化规律。通过试验模拟,确定了适宜胶带火灾发展的最佳风速,得... 采用物理相似模拟实验的方法,借助自主搭建的矿井外因火灾烟气蔓延相似模拟实验平台,研究了矿井平直巷道内胶带火灾发展初期高温、CO等有毒有害气体浓度等灾害多参数的时空演化规律。通过试验模拟,确定了适宜胶带火灾发展的最佳风速,得到了最佳工况条件下,模拟巷道内温度场与有毒有害气体浓度场的分布规律。结果表明:当风速为0. 4 m/s时,胶带质量损失率最大,且热量扩散率最高,为试验的最佳风速;火灾烟气蔓延过程中,巷道温度呈现出随着距火源距离增加而先升高后降低的趋势;气态产物CO浓度表现出指数升高到一定阶段后逐渐趋于稳定,而CO_2气体浓度则表现出线性升高的趋势。研究成果将对矿井火灾事故救援中危险区域划分,以及矿井外因火灾的蔓延扩散规律研究具有一定的指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 矿业工程 胶带火灾 相似模拟试验 时空演化规律 温度场 浓度场
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地下煤自燃隐蔽火源探测方法综述及新技术展望 被引量：20
8
作者 郭军 刘华 +3 位作者 金彦 蔡国斌 刘荫 杨盼盼 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期111-119,共9页
为精确判定地下隐蔽高温火区的位置和范围,针对现有隐蔽火源探测常用的技术手段(热红外探测法、电阻率法、气体探测法、测氡法及数理解算法等)的原理及应用概况,分析煤矿井下隐蔽火源探测技术的研究发展现状,对比各类探测技术手段优缺... 为精确判定地下隐蔽高温火区的位置和范围,针对现有隐蔽火源探测常用的技术手段(热红外探测法、电阻率法、气体探测法、测氡法及数理解算法等)的原理及应用概况,分析煤矿井下隐蔽火源探测技术的研究发展现状,对比各类探测技术手段优缺点。结果表明:现有的常规探测技术可一定程度上实现煤矿井下采空区隐蔽火源位置探测及圈定,但受实际环境因素影响较大,难以实现位置和煤自燃程度的精准判定。声学法测温技术是一种相对成熟有效的温度检测技术,已在大气、海洋、高炉测温等领域广泛应用。在学科交叉融合理念的推动下,结合煤矿采空区隐蔽火源探测需求,探索基于声学法的煤体温度场重构方法,将为采空区隐蔽火源的精准探测技术发展提供新的研究方向和研发思路。 展开更多
关键词 煤自燃 隐蔽火源 探测法 采空区 声学测温
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采空区隐蔽火源探测及声学法煤温感知新技术探讨 被引量：16
9
作者 郭军 李帅 +2 位作者 蔡国斌 李睿涵 金彦 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期5-11,共7页
为精准判定采空区等地下隐蔽火区高温点的位置和范围,综述现有采空区煤自燃温度探测技术,重点总结和分析红外探测法、分布式光纤测温法、指标气体探测法、热电偶测温技术以及同位素测氡法等煤层测温手段的研究进展与技术瓶颈,着重研究... 为精准判定采空区等地下隐蔽火区高温点的位置和范围,综述现有采空区煤自燃温度探测技术,重点总结和分析红外探测法、分布式光纤测温法、指标气体探测法、热电偶测温技术以及同位素测氡法等煤层测温手段的研究进展与技术瓶颈,着重研究声学法测温的技术原理及实现方式;结合分层建模和插值建模的优点,探讨声学测温技术在采空区松散煤体煤温反演探测应用中的可行性。结果表明:受限于煤层赋存及开采方式等煤矿现场的实际情况,准确反演和精确定位采空区等隐蔽火源高温点和位置的探测方法和装备技术有待进一步发展;声学法探测松散煤体自燃温度的基本原理、传播衰减规律、温度场重构模型及其关键特征参量需进一步准确获取;综合考量声学测温技术原理和实现过程,该技术适用于采空区松散煤体自燃火区的环境特征,有望成为采空区隐蔽火源位置精准探测发展前景良好的探测方法。 展开更多
关键词 煤自燃 声学测温 隐蔽火源 煤温探测
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