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

作     者：郭军 王凯旋 金永飞 文虎 吴建斌 蔡国斌 GUO Jun;WANG Kaixuan;JIN Yongfei;WEN Hu;WU Jianbin;CAI Guobin

作者机构：西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 国家矿山应急救援(西安)研究中心陕西西安710054 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(52004209) 国家自然科学基金面上资助项目(52174198) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2023年第48卷第S01期

页      码：111-121页

摘      要：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。

主 题 词：煤自燃 智能化 智能预警 监测预警 辅助决策 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.2022.0689

馆 藏 号：203123101...