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煤矿采空区火与瓦斯复合灾害实验系统设计
1
作者 宋双林 闫树福 +3 位作者 刘磊 蒋爽 孙勇 詹远 《工矿自动化》 北大核心 2025年第9期106-114,共9页
相似模拟实验可较直观再现采空区火与瓦斯复合灾害的形成与演化过程,但现有实验平台存在相似比例确定缺少理论依据、几何尺寸较小和系统结构简单等问题,难以真实还原井下采空区的复杂环境特征。针对该问题,介绍了采场相似物理模型设计原... 相似模拟实验可较直观再现采空区火与瓦斯复合灾害的形成与演化过程,但现有实验平台存在相似比例确定缺少理论依据、几何尺寸较小和系统结构简单等问题,难以真实还原井下采空区的复杂环境特征。针对该问题,介绍了采场相似物理模型设计原理,基于采空区质量守恒、动量守恒、能量守恒及浓度方程,应用相似性原理,推导并量化了相似实验台各物理参数比例关系。设计了采空区火与瓦斯复合灾害相似实验系统,该系统主要包括采场相似物理模型、煤自燃模拟、可燃气体模拟、气体信息实时采集分析和火与瓦斯复合灾害反演分析等核心单元:采场相似物理模型为系统的基础载体,煤自燃模拟单元模拟煤自燃过程,可燃气体模拟单元构建采空区气体环境,气体信息实时采集分析单元分析物理模型内气体信息变化情况,火与瓦斯复合灾害反演分析单元实现采空区煤自燃-瓦斯积聚-爆炸耦合致灾全过程模拟与反演分析。对比分析结果表明,该系统可在确保几何相似性的前提下,实现实验环境的灵活配置,较现有系统在模拟功能、相似性、参数控制、操作便捷性和实验结果可靠性等方面具有显著优势。 展开更多
关键词 采空区 火与瓦斯复合灾害 相似模拟实验 采场相似物理模型 相似变换 比例关系
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特厚煤层采动应力演化与动力灾害防控关键技术
2
作者 张庆华 袁本庆 任启寒 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期176-188,共13页
针对我国特厚煤层深部开采面临的采掘扰动易诱发动力灾害及瓦斯防治存在的钻孔控制盲区、效果检验可靠性不足等问题,以窑街矿区金河煤矿单一特厚突出煤层为工程背景,系统研究了采掘全过程应力场动态演化规律、采掘工作面区域防突关键技... 针对我国特厚煤层深部开采面临的采掘扰动易诱发动力灾害及瓦斯防治存在的钻孔控制盲区、效果检验可靠性不足等问题,以窑街矿区金河煤矿单一特厚突出煤层为工程背景,系统研究了采掘全过程应力场动态演化规律、采掘工作面区域防突关键技术及掘进工作面局部高应力区高效卸压增透技术。通过FLAC3D数值模拟揭示了大采放比综放工作面弧形卸压区发育特征:初采期宽度5~7m、构造区3~5m、正常区10~15m;同时,发现多重采动应力叠加下掘进工作面存在超高应力集中现象,应力集中系数λ高达2.4~3.0;据此提出了基于应力主控因素的风险分级管控方法:回采工作面划分一级风险区(λ>2.0)、二级风险区(1.5≤λ≤2.0),掘进工作面增设三级风险区(1.0≤λ<1.5),并制定了差异化防控对策。针对采掘工作面采用传统区域防治技术存在的难题,研发应用了4项关键技术以提升防突可靠性:区域措施钻孔三维反演系统,实现钻孔轨迹三维可视化与风险区域识别,消除区域措施钻孔“立体薄弱区”;抽采达标分层立体预测模型,以顶分层最小抽采半径为布孔标准,确保中上部煤体充分抽采;内胆贴壁式瓦斯含量取样装置,减少瓦斯逸散,实测可解吸瓦斯含量较传统孔口取样提高6.25%~20.59%;“分区-分带-分层”全覆盖检验方法,对构造区、软煤带等高风险区域加密检测,重点层位分层验证,减少检验盲区。针对掘进工作面高应力区(如16219-1掘进工作面七重采动影响带),应用改进的超高压水力割缝技术装备(高刚度轻质钻杆、防滑装置、水质过滤器);结果表明,16219-1掘进工作面高应力区应力集中系数由3.0降至1.6,煤层透气性系数提升近10倍,抽采达标时间缩短1/3,残余瓦斯含量降至4.73m^(3)/t,掘进期间CH4、CO_(2)涌出平稳(最大CO_(2)体积分数为0.48%)、高能量微震事件减少,实现了消突和应力降低“双重”目标。 展开更多
关键词 特厚煤层 动力灾害 应力场 水力割缝 风险管控 瓦斯防治
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基于VR技术的煤矿灾害应急培训系统开发
3
作者 魏晓 刘雄 +1 位作者 孙云川 蒋旭刚 《中国煤炭》 北大核心 2025年第7期189-198,共10页
为了克服煤矿传统应急培训方式效果不佳、缺乏针对性、即时反馈性和多人协同应急处置逃生训练难以实现的问题,基于虚拟仿真技术开发了包括灾害体验、煤矿灾害应急教学、隐患与灾情判识、协同逃生训练、自救互救训练和综合考核评价6个子... 为了克服煤矿传统应急培训方式效果不佳、缺乏针对性、即时反馈性和多人协同应急处置逃生训练难以实现的问题,基于虚拟仿真技术开发了包括灾害体验、煤矿灾害应急教学、隐患与灾情判识、协同逃生训练、自救互救训练和综合考核评价6个子系统的矿井灾害应急培训系统功能框架。利用三维激光扫描仪、3Ds Max三维建模软件和Unity 3D游戏引擎建立了矿井灾害虚拟场景,通过C#语言脚本编程和基于HTC VIVE头盔和VR跑步机设备实现学员与矿井灾害虚拟场景的交互,从而完成系统的开发,并对学员进行灾害现场逃生测试,完成培训平台的效果评估。结果表明,首次测试中虚拟培训组、传统课堂组和自主学习组的学员逃生平均用时265.3、455.3、561.5 s,虚拟培训组逃生速度显著快于其他2组;第二次测试中3组时间分别降至191.6、355.3、451.1 s,逃生用时均值均有改善,但虚拟组最优;在逃生过程出现错误次数均值上,虚拟培训组、传统课堂组、自主学习组分别从2.42、7.08、10.41次减至0.41、3.24、5.82次,表明虚拟仿真培训方式可显著提升避灾逃生效率。 展开更多
关键词 应急培训 VR培训系统 模拟训练 灾害虚拟场景
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煤矿井下钻进工况参数智能控制技术发展与展望 被引量：1
4
作者 王清峰 刘洋 +2 位作者 陈航 史书翰 崔小超 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页
煤矿智能化和高产高效矿井的建设,对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程,指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后,煤矿井下钻探... 煤矿智能化和高产高效矿井的建设,对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程,指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后,煤矿井下钻探技术目前正处于智能化钻探探索阶段。从基于专家数据库、机器学习、云系统等3个方向,总结阐述了煤矿井下钻探智能化的关键核心技术——钻进工况参数智能控制技术的发展情况:专家数据库方面,介绍了其在矿业领域的主要应用范围,以及被引入到智能化钻探领域后的4个发展阶段,并对比给出了每个阶段的技术特点和先进性;机器学习方面,总结了在优化模型、优化算法、辅助控制手段等方向的最新研究成果,阐明了每个研究方向面临的难题和未来的研究思路;云系统方面,从石油开采、地质勘探、煤矿井下钻探3个方向探讨了最新发展情况。结合当前应用条件,综合评述了3种钻进工况参数智能控制方法的优缺点,分析了当前智能钻进存在的控制手段单一、多功能拓展应用不足等问题,从技术延展、控制闭环、策略多元、体系统一等角度对煤矿井下钻进工况参数智能控制与煤矿智能化建设深度融合应用提出了展望,为基于多信息融合的自适应钻进技术研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 智能化钻进 钻进工况参数 智能控制 专家数据库 机器学习 云系统
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多风机联合高效运转按需调风策略及实验研究
5
作者 蔡春城 吴征艳 +4 位作者 郝海清 祝令锦 邵昊 蒋曙光 王凯 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e... 针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e_(13)为调控对象,风量分别降低0.05、0.10 m^(3)/s,利用复杂通风管网实验平台进行风机与通风调节设施的协同调控实验。实验结果与计算值的最大相对误差仅为5.65%,调节准确度超过85%,验证了风量智能化按需协同调控策略在复杂通风管网实验平台的可行性。 展开更多
关键词 多风机 联合运转 按需调风 复杂通风管网 调风策略
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基于知识图谱的煤矿液态二氧化碳防灭火技术研究进展与展望
6
作者 白刚 王新阳 +3 位作者 周西华 张潇文 王继仁 宋双林 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期80-88,共9页
在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此... 在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此背景下,就中国知网中检索2000—2024年收录的190篇文献,利用文献可视化分析软件VOSviewer对我国液态二氧化碳防灭火技术研究进展进行探究,分析作者共被引、关键词共现等特征,并结合文献计量学方法,讨论了我国液态二氧化碳防灭火技术的发展历程、时空分布与热点方向等发展特征。研究结果表明:2000—2024年液态二氧化碳防灭火技术研究整体呈上升趋势,利用VOSviewer的作者共被引功能,发现目前存在6个科研成果产出较高的学术团体;VOSviewer的关键词共被引聚类图表明,目前已形成了3个相关性密切的关键词聚类,分别为采空区防灭火研究、液态二氧化碳防灭火技术研究、二氧化碳相变特征研究。在此基础上,剖析了我国液态二氧化碳防灭火研究存在的不足:(1)技术应用存在局限性;(2)二氧化碳灭火机理研究不足;(3)监测评估体系不完善;(4)关键技术突破与设备研发面临瓶颈。未来发展方向应聚焦于:(1)构建全流程综合应用策略,强化技术集成与协同创新;(2)深化微观机理探索,构建系统性理论模型;(3)完善监测体系建设,优化评估方法与手段;(4)攻克输送技术难题,研发智能管道安全设备。 展开更多
关键词 液态二氧化碳 防灭火 文献可视化分析 关键词聚类 研究进展 展望
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煤矿采场顶板灾害预警技术研究进展及展望 被引量：7
7
作者 王昊 李杰 +2 位作者 郑闯凯 刘文杰 朱墨然 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期46-52,共7页
简述了采场顶板灾害预警技术发展的理论基础,归纳总结了超前段、采场支架、采空区三大类实时监测预警系统,系统梳理了锚杆支护巷道矿压、钻孔应力、电磁辐射、微电流、微震/地音、采场支架阻力、采空区风压等各类在线式监测预警系统的... 简述了采场顶板灾害预警技术发展的理论基础,归纳总结了超前段、采场支架、采空区三大类实时监测预警系统,系统梳理了锚杆支护巷道矿压、钻孔应力、电磁辐射、微电流、微震/地音、采场支架阻力、采空区风压等各类在线式监测预警系统的预警原理及测站布置。在此基础上,指出了当前煤矿采场顶板实时监测预警系统存在的不足,并对采场顶板实时监测预警系统的进一步融合发展与体系化应用进行了展望与初步构想:基于各类在线式监测系统的多源信息,实现采场顶板灾害融合预警及矿井灾害预警系统的制度化管理。通过综合分析各类在线式监测预警系统的技术现状,为采场顶板灾害实时预警系统的进一步发展指明方向。 展开更多
关键词 采场顶板 超前巷道 监测预警 微震监测 实时预警 研究进展
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陕西省煤矿瓦斯灾害防治现状及对策研究 被引量：6
8
作者 曹建军 刘军 王中华 《中国煤炭》 北大核心 2024年第2期35-43,共9页
对陕西省煤矿瓦斯灾害特征进行了整体分析,并重点分析了韩城矿区3号和11号煤层瓦斯突出特点。分别对高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井采取的灾害防治方法及存在的不足进行了较为全面的阐述。瓦斯突出矿井形成了地面L型钻井水力压裂区域瓦斯排... 对陕西省煤矿瓦斯灾害特征进行了整体分析,并重点分析了韩城矿区3号和11号煤层瓦斯突出特点。分别对高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井采取的灾害防治方法及存在的不足进行了较为全面的阐述。瓦斯突出矿井形成了地面L型钻井水力压裂区域瓦斯排采技术、穿层钻孔高压水射流钻扩一体化瓦斯抽采技术等10项瓦斯抽采技术、瓦斯抽采“四化”经验和智能管控平台系统,但在矿井通风、瓦斯地质、瓦斯抽采和瓦斯管理等方面存在不足;高瓦斯矿井形成了诸多先进经验、典型先进模式,但在瓦斯地质、通风系统、防突措施、安全防护、监测监控和管控模式等方面存在不足。提出了高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井灾害防治对策,认为高瓦斯矿井应从瓦斯地质探测、瓦斯抽采系统、通风系统及瓦斯管理等方面加强针对性瓦斯防治对策:瓦斯突出矿井应进一步开展突出机理及规律精细化研究,实施区域性预测及大区域预测防控技术,推广瓦斯灾害远程在线智能预警,加强矿井防突技术、设施及人才管控力量。 展开更多
关键词 瓦斯灾害 高瓦斯矿井 瓦斯突出矿井 防治现状 防治对策
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带式输送机回程托辊卡死故障摩擦升温实验研究 被引量：2
9
作者 梁运涛 张鹏成 +3 位作者 孙勇 贾宝山 崔鑫峰 王睿德 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期95-103,共9页
回程托辊卡死是导致带式输送机火灾的主要原因之一。为研究带式输送机回程托辊卡死故障摩擦升温特性,采用平台实验与数值模拟相结合的方法,研究了输送带速度、巷道风速和环境温度对卡死回程托辊温度的影响,结果表明:卡死回程托辊温度随... 回程托辊卡死是导致带式输送机火灾的主要原因之一。为研究带式输送机回程托辊卡死故障摩擦升温特性,采用平台实验与数值模拟相结合的方法,研究了输送带速度、巷道风速和环境温度对卡死回程托辊温度的影响,结果表明:卡死回程托辊温度随环境温度和输送带速度的增加而显著升高,温度达到稳态的时间延长;巷道风速的提高有效降低了卡死回程托辊温度并缩短了温度达到稳态的时间。考虑到输送带磨穿卡死的回程托辊导致托辊内部煤粉积聚并引发火灾的情况,进一步研究了输送带速度、巷道风速、环境温度及卡死回程托辊内煤粉积存比例(煤粉在托辊内部积存体积与托辊可容纳煤粉最大体积之比)对煤粉最高温度的影响,结果表明:输送带速度、巷道风速和环境温度对卡死回程托辊内煤粉最高温度的影响,与对卡死回程托辊温度的影响规律一致;卡死回程托辊内煤粉积存比例的增加会加剧煤粉温度的升高;在环境温度为20℃、输送带速度为3.5 m/s、巷道风速为1 m/s、100%煤粉积存比例的工况下,煤粉最高温度达87.5℃,较25%煤粉积存比例时升高了43.2℃,高于中低阶煤的自燃临界温度,火灾风险显著增加。 展开更多
关键词 带式输送机 回程托辊 托辊卡死故障 摩擦升温 外因火灾
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基于统一数字底座的煤矿灾害融合管控平台 被引量：1
10
作者 何桥 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第11期109-117,共9页
针对煤矿灾害监测预警与透明地质系统数据多源异构、预警结果可视化手段单一、业务流程不畅、数字化决策支撑不足等问题,提出了基于统一数字底座的煤矿灾害融合管控平台。该平台分为数据采集层、数据存储层、应用支撑层和应用层,以透明... 针对煤矿灾害监测预警与透明地质系统数据多源异构、预警结果可视化手段单一、业务流程不畅、数字化决策支撑不足等问题,提出了基于统一数字底座的煤矿灾害融合管控平台。该平台分为数据采集层、数据存储层、应用支撑层和应用层,以透明地质系统为井巷工程数据来源,利用智能通风系统进行通风网络解算和通风决策分析,集成各灾害预警系统分析结果和控制策略,从空间和业务2条主线按照“隐蔽致灾因素—安全监测—安全管理—灾害预警—仿真规划—协同控制”进行灾害全链路管控。该平台利用Web API和FIP接口对透明地质系统数据与服务进行集成,基于统一的预警信息描述规范对灾害预警数据进行集成,通过“场景—模型—对象—属性”层级结构的数据对象模型对安全监测数据进行集成,解决了数据一致性难题;从巷道拓扑关系生成、巷道三维模型生成和要素空间关系生成等方面进行井巷工程三维参数化建模,实现了基于透明地质系统数据的井巷工程自动更新;采用“模型压缩+浏览器端缓存+渲染调度策略优化”,实现了基于WebGL的地质体三维可视化;通过逐级确认的预警事件协同处置机制,提升了预警结果及处置的可靠性。现场应用结果表明,该平台实现了基于统一数字底座的瓦斯、水害、火灾、矿压、粉尘、智能通风等系统数据同步、功能集成、流程衔接和统一可视化,为开展融合透明地质的灾害预警提供了支撑。 展开更多
关键词 煤矿灾害预警 灾害融合管控平台 统一数字底座 透明地质 数据集成 三维建模 三维可视化
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煤尘爆炸灾害防控关键技术及发展趋势 被引量：2
11
作者 司荣军 黄子超 《矿业安全与环保》 北大核心 2024年第6期18-25,共8页
煤尘爆炸是煤矿井下热动力灾害的主要模式之一,并与井下赋存的瓦斯耦合形成复合灾害。目前煤尘爆炸灾害防控主要包括被动式隔爆技术、主动式抑隔爆技术等。在煤矿智能化建设的背景下,传统的被动式隔爆水棚的应用条件受限,不能完全满足... 煤尘爆炸是煤矿井下热动力灾害的主要模式之一,并与井下赋存的瓦斯耦合形成复合灾害。目前煤尘爆炸灾害防控主要包括被动式隔爆技术、主动式抑隔爆技术等。在煤矿智能化建设的背景下,传统的被动式隔爆水棚的应用条件受限,不能完全满足灾害精准、有效、智能防控的需求;机械式隔爆技术、主动式抑隔爆技术、爆炸区域联控技术具有较好的推广应用前景。在此基础上,考虑到煤矿井下的复杂环境及煤尘爆炸传播的致灾过程,分析了抑隔爆装置区域联控技术要求、爆炸信息的准确感知及阈值综合判定、爆炸传播能量与抑爆剂用量之间的关系、机械式隔爆装置应用规范等技术瓶颈问题,为进一步提升爆炸防控技术装备的适用性、可靠性提供了研究思路。 展开更多
关键词 煤尘爆炸 隔爆设施 主动式抑爆技术 灾害防控技术 发展趋势
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煤矿安全监控系统研究现状与展望 被引量：5
12
作者 邓飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期14-19,29,共7页
回顾了我国煤矿安全监控系统的发展历程,系统地阐述了现有安全监控系统感知、传输与应用软件相关关键技术的研究进展。针对煤矿安全生产新需求和技术发展趋势,提出了新一代云边端煤矿安全数智化监控系统架构,该架构明确了系统端侧应具... 回顾了我国煤矿安全监控系统的发展历程,系统地阐述了现有安全监控系统感知、传输与应用软件相关关键技术的研究进展。针对煤矿安全生产新需求和技术发展趋势,提出了新一代云边端煤矿安全数智化监控系统架构,该架构明确了系统端侧应具备多模精准感知,边缘侧实现区域风险就地判识与管控,云端负责全矿井智能监测预警。探讨了灾害数字孪生、面域化全息感知、全IP传感网构建、多模态学习、同步仿真、风险分析与处置等关键技术的发展方向,为煤矿安全智能化水平的提升提供了新思路。 展开更多
关键词 煤矿 安全监控系统 全息感知 数字孪生 灾害模拟 多模态学习 隐患风险判识
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2000—2023年我国煤矿事故发生规律与时空特征研究
13
作者 熊思 梁运涛 +2 位作者 贾宝山 田富超 徐以诺 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第10期121-129,共9页
为探索煤矿事故发生规律,基于重心模型理论对2000—2023年煤矿事故的时空特征进行分析,通过GIS绘制煤矿事故的重心迁移轨迹,得出事故迁移距离和方向。研究结果表明:2000—2023年间,我国煤矿事故起数下降95.81%,死亡人数下降92.36%,事故... 为探索煤矿事故发生规律,基于重心模型理论对2000—2023年煤矿事故的时空特征进行分析,通过GIS绘制煤矿事故的重心迁移轨迹,得出事故迁移距离和方向。研究结果表明:2000—2023年间,我国煤矿事故起数下降95.81%,死亡人数下降92.36%,事故起数重心向东北方向迁移211.15 km,死亡人数重心向东北方向迁移230.78 km,煤炭产量重心向西南方向迁移185.42 km,GDP重心向西南方向迁移210.56 km,空间重心的转移表明中国西南地区的煤矿安全形势得到较大改善,与东部地区的煤矿安全形势差距缩小;顶板灾害在煤矿事故中发生频率最高,占煤矿事故的50.42%,顶板事故死亡人数最多,瓦斯灾害次之。研究结果对于矿井制定和采取有针对性的灾害防控措施具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 煤矿事故 GIS 时空特征 重心迁移 统计分析
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湿度对煤矿粉尘浓度监测的影响规律及补偿研究 被引量：2
14
作者 张安然 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期140-145,共6页
矿井环境湿度严重影响煤矿粉尘浓度监测质量,为了提高煤矿井下高湿度环境下的粉尘浓度监测精度,开展了湿度对粉尘浓度监测的影响规律和湿度补偿技术研究。在观测煤矿粉尘颗粒吸湿生长形貌特征的基础上,通过实验得到了不同湿度条件下煤... 矿井环境湿度严重影响煤矿粉尘浓度监测质量,为了提高煤矿井下高湿度环境下的粉尘浓度监测精度,开展了湿度对粉尘浓度监测的影响规律和湿度补偿技术研究。在观测煤矿粉尘颗粒吸湿生长形貌特征的基础上,通过实验得到了不同湿度条件下煤矿粉尘颗粒粒径变化规律及湿度对粉尘浓度监测的影响机制:煤矿粉尘颗粒粒径随着湿度的增加呈现指数型增长趋势;当环境湿度由50%逐步增加至90%时,煤矿粉尘浓度呈现指数型增长趋势。提出一种基于不同角度散射光特性的湿度在线补偿技术,研究了环境湿度、粉尘颗粒粒径和散射光通量之间的关系,构建了湿度补偿实验模型,将湿度补偿实验模型嵌入多角度光散射粉尘浓度监测单元中,实现带湿度补偿的煤矿粉尘浓度监测。实验结果表明:带湿度补偿的多角度光散射粉尘浓度监测单元的监测误差≤11.2%,较不带湿度补偿的粉尘浓度监测单元降低了2.9%,验证了湿度补偿的有效性。 展开更多
关键词 煤矿粉尘浓度监测 湿度补偿 粉尘颗粒粒径 散射光通量 多角度 光散射
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基于地表沉陷参数的工作面合理回采速度:以内蒙古红庆梁煤矿为例 被引量：1
15
作者 李一哲 张闯 +5 位作者 郝晓波 李云鹏 赵立平 卜文超 王燕亮 程胜锦 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第25期10612-10618,共7页
工作面合理回采速度是矿井安全稳定生产的前提,开采沉陷是回采速度和煤矿冲击地压灾害的关联参量。为了弄清工作面回采速度、沉陷参数、冲击显现的关系,以内蒙古红庆梁煤矿11302工作面为工程背景,实测分析了工作面开采全时期内的地表沉... 工作面合理回采速度是矿井安全稳定生产的前提,开采沉陷是回采速度和煤矿冲击地压灾害的关联参量。为了弄清工作面回采速度、沉陷参数、冲击显现的关系,以内蒙古红庆梁煤矿11302工作面为工程背景,实测分析了工作面开采全时期内的地表沉陷规律,明确了地表移动动态参数,分析了工作面回采速度与沉陷参数、沉陷参数与微震事件的函数关系表达,以降低微震事件数为判别依据,得到了基于不同地表沉陷参数下的工作面合理回采速度。结果表明:工作面走向和倾向最大下沉量分别为2460 mm和2073 mm,下沉系数为0.47;超前影响范围和平均下沉速度均随着回采速度增大而减小;超前影响角随着回采速度增大而增大,拟合系数均超过0.65。相邻观测时期的微震事件总数和单日平均微震事件数随3个沉陷参数的增大而分别减小、减小和增大。微震事件整体较低至快速升高临界条件下的超前影响角、超前影响范围、米平均下沉速度和日平均下沉速度分别为60.6°、253 m、3.41 mm/m、26.4 mm/d,工作面回采速度低于7.30 m/d时,不同沉陷参数下的矿山微震显现程度均较弱,有利于降低冲击灾害风险。研究结果为地表沉陷观测下的工作面回采速度防冲方法提供了理论依据。 展开更多
关键词 冲击地压 沉陷规律 沉陷参数 微震事件 回采速度
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煤矿水害事故致因复杂网络分析
16
作者 马莲净 肖海波 +3 位作者 赵宝峰 江松 刘迪 王颂 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第4期35-42,共8页
为有效提升煤矿水害事故综合防治能力,利用复杂网络与鲁棒性分析方法探寻事故关键致因。根据近40年国内发生的111起典型煤矿水害案例报告,构建煤矿水害无权有向网络,计算网络不同尺度下度数、聚类系数、中介中心性等各致因权重,挖掘关... 为有效提升煤矿水害事故综合防治能力,利用复杂网络与鲁棒性分析方法探寻事故关键致因。根据近40年国内发生的111起典型煤矿水害案例报告,构建煤矿水害无权有向网络,计算网络不同尺度下度数、聚类系数、中介中心性等各致因权重,挖掘关键致因,评估3种不同策略下蓄意攻击对致因网络模型的破坏,寻求系统性防治的最优解。研究结果表明:煤矿水害致因网络具有小世界特性,致因间关联紧密;按度数排列攻击对网络破坏最大,相应关键致因包括组织工人进行冒险作业、未落实防治水技术管理责任、未按照要求开展探放水工作、违法违规组织生产作业、安全管理机构不健全、隐患排查工作不到位、煤矿安全监管监察工作存在漏洞、上级单位未履行安全管理职责。 展开更多
关键词 煤矿水害事故 致因网络 复杂网络 聚类系数 规避措施
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基于目标检测与跟踪的轻量化煤矿区域限员算法
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作者 樊荣 邓飞 +2 位作者 游磊 杨筱彧 李涛 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期51-58,共8页
目前基于视频监控的井下区域限员算法主要利用多目标跟踪实现,存在运算复杂难以实现低功耗嵌入式移植,易受环境光源干扰等问题。针对上述问题,提出了一种基于目标检测与跟踪的轻量化煤矿区域限员算法。利用多台双目结构光摄像仪采集重... 目前基于视频监控的井下区域限员算法主要利用多目标跟踪实现,存在运算复杂难以实现低功耗嵌入式移植,易受环境光源干扰等问题。针对上述问题,提出了一种基于目标检测与跟踪的轻量化煤矿区域限员算法。利用多台双目结构光摄像仪采集重点区域进出口的彩色图和深度图,基于改进的轻量化目标检测模型GF−YOLOv8,完成工作人员的图像定位;采用交并比优先策略对目标与轨迹进行匹配,减少了传统目标跟踪算法的匹配次数,提升了跟踪的运算速度;以跟踪轨迹为基础,通过多摄像仪的跨线计数的方式,统计重点区域总人数,当达到限员人数时,输出报警信息。试验结果表明:双目结构光摄像仪可以有效克服光照影响;改进的目标检测模型GF−YOLOv8的AP@0.5和AP@0.5:0.95较YOLOv8分别提高了0.24%,3.42%,参数量和每秒浮点运算次数分别降低了17.29%,2.58%;交并比优先策略与DeepSort算法精度相近,但具有更低的匹配复杂度;在限员报警次数方面,真实报警次数为17次,交并比优先策略正确报警16次,漏报1次。 展开更多
关键词 煤矿区域限员 区域人数统计 目标检测与跟踪 双目结构光摄像仪 GF−YOLOv8 交并比优先策略
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煤矿打钻管理系统关键技术研究与应用
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作者 张海峰 罗明华 +2 位作者 黄春 朱兴林 游磊 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期193-198,共6页
针对煤矿探放水和瓦斯抽采治理中“一钻一视频”系统存在的摄像仪迁移不便、远程监钻验钻手段匮乏等问题,研究了基于电缆的远距离传输技术和基于AI视频分析的钻杆自动识别计数技术。从煤矿打钻作业的流程和管理需求出发,结合打钻人员和... 针对煤矿探放水和瓦斯抽采治理中“一钻一视频”系统存在的摄像仪迁移不便、远程监钻验钻手段匮乏等问题,研究了基于电缆的远距离传输技术和基于AI视频分析的钻杆自动识别计数技术。从煤矿打钻作业的流程和管理需求出发,结合打钻人员和管理人员的应用痛点,研发了煤矿打钻管理系统,向用户提供实时视频监视、监控画面调节、基础信息管理、打钻业务管理、录像查询、台账及报表管理、双向语音对讲、智能辅助验钻等功能,实现打钻作业的全流程信息化管理。实验及实践应用表明:系统可通过电缆实现视频图像的2 km远距离传输,钻杆自动识别计数准确率大于97.00%。 展开更多
关键词 打钻作业 一钻一视频 AI视频分析 打钻管理系统 钻杆计数 辅助验钻
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煤矿胶带转载点粉尘浓度异常溯源算法研究
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作者 陈美竹 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第4期180-186,共7页
煤矿胶带转载点虽通过布设传感器和降尘设备初步实现了对粉尘的监测和控制,但当区域粉尘浓度异常时,异常原因的排查仍高度依赖人工经验,存在响应滞后问题。为实现对粉尘浓度异常原因的远程、快速、准确定位,提出了一种融合有序约束Apri... 煤矿胶带转载点虽通过布设传感器和降尘设备初步实现了对粉尘的监测和控制,但当区域粉尘浓度异常时,异常原因的排查仍高度依赖人工经验,存在响应滞后问题。为实现对粉尘浓度异常原因的远程、快速、准确定位,提出了一种融合有序约束Apriori算法与溯源树机制的粉尘浓度异常溯源算法。基于区域防尘设备的布设情况,利用有序约束Apriori算法挖掘异常关联规则,生成带优先级的异常原因表;结合粉尘浓度动态阈值与瞬时阈值设定溯源触发条件,构建集成回溯标记与节点权重的多层级溯源树;当满足触发条件时,采用基于回溯标记与节点优先级的深度优先搜索算法快速定位异常原因。实验结果表明:在矿井胶带转载点场景下,该算法能有效识别粉尘浓度异常的高频诱因(如喷雾装置故障),溯源准确率为96.96%。 展开更多
关键词 粉尘防治 煤矿胶带转载点 溯源树 APRIORI算法 深度优先搜索 软件开发
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煤矿井下定向钻杆声波特性研究
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作者 闫保永 曹柳 +1 位作者 王国震 张晓泽 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期31-38,共8页
声波传输技术具有信道稳定、传输速度快、不依赖其他传输介质等优点,是未来煤矿井下随钻测量技术的重要发展方向。基于连续钻柱波动方程,采用传递矩阵法对当前煤矿井下使用的不同结构定向钻杆声透射性能进行研究:以不同钻杆长度L、接头... 声波传输技术具有信道稳定、传输速度快、不依赖其他传输介质等优点,是未来煤矿井下随钻测量技术的重要发展方向。基于连续钻柱波动方程,采用传递矩阵法对当前煤矿井下使用的不同结构定向钻杆声透射性能进行研究:以不同钻杆长度L、接头长度2l+b、钻杆壁厚R_(0)-r、接头壁厚R_(0)-R_(1),以及钻杆级联数量N为参数构建频率响应特性计算参数矩阵,搭建钻柱声透射试验平台进行验证,共分析了1215种参数组合的钻柱频谱特性。研究结果表明:①组成周期性钻柱的单根钻杆长短对信号的通带影响较大,随着单根钻杆长度的增长,钻柱通带变窄,阻带变宽,钻柱通带周期变短;②随着接头长度的增长,计算周期内通带变窄,阻带变宽,影响钻柱信号传递;③直管段壁厚对钻柱信道的影响主要在于截面积的突变情况,随着直管段截面积与接头段截面积比值的增大,钻柱的透射系数波动减小,单一通带内透射系数更为平稳,此时更适合信号传输。 展开更多
关键词 声波 随钻测量 定向钻进 频谱特性 钻杆
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