虚拟煤矿三维引擎架构设计及实现

针对现有面向煤矿行业应用的虚拟矿井系统缺乏高精度地质建模、监测监控数据集成、危险源预警等应用,不能实现与地质测量数据同步更新和专业应用等缺点,结合煤矿动态开采特点,将煤矿虚拟矿井系统的核心技术进行抽象和封装,提出了面向煤矿应用的三维引擎架构,快速高效地构建煤矿虚拟矿井系统,通过空间数据引擎动态地更新地质测量数据,同时详细介绍了虚拟煤矿三维引擎数据存储和更新技术。     

安全监控系统在煤矿安全生产中的应用

利用先进的通信计算机技术,形成矿井环境、人员、设备全方位的动态监测监控体系,实现数据实时化、预警智能化,增强矿井灾害预防能力,提高矿井安全程度。通过综合信息平台将系统实时监测的各类数据共享,使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据,提高决策科学性,从而避免或减少因决策失误而造成的安全生产事故和经济损失。     

贵州省瓦斯安全数据云平台设计与应用

针对贵州省煤矿数量多、煤层赋存条件复杂、高瓦斯矿井比例大、瓦斯安全相关数据零散、部分矿井瓦斯防治管理不到位、云上贵州计划政策需求等突出问题,提出了基于GIS二次开发的贵州省瓦斯安全数据云平台。以期建立一个基于大数据思维的的瓦斯安全管理、应用系统平台,形成瓦斯安全信息化集中管控、资源共享的机制。首先进行瓦斯安全数据云平台建设的可行性研究,然后阐述大数据平台的设计思想、建设框架、瓦斯安全指标监测、安全预警指标评判、钻孔工程管控、信息融合技术、管理运行模式等,并对主要应用功能和效果进行分析。     

基于特征点压缩原理的矿井异常监测数据模拟自动生成模型

针对矿井通风系统诊断或健康体检研究缺少及时有效调试数据的实际情况,通过分析大量矿井监测监控系统的异常数据时间序列,深入研究了监测曲线的几种异常表现类型。运用数据压缩原理与随机函数相结合的方法,提出了基于自由采样法和DP原理全局采样法的矿井异常监测数据自动生成的特征点压缩模型(CPC模型)。并基于.NET开发平台,采用C#编程语言开发了矿井通风异常实时模拟平台。通过对典型异常类型的模拟,得出的异常模拟曲线与真实异常数据基本吻合,表明特征点压缩模型可以产生通风安全监测异常模拟数据供相关研究使用。     

崩落转充填开采矿山的安全智能化监控预警技术研究

广西华锡矿业有限公司铜坑矿多层矿体已开采40多年,矿区周围形成多个规模较大的采空区,部分未得到有效治理,其周边岩层破碎,矿体自燃,导致矿岩稳固性差。为解决崩落转充填法过渡期矿山开采面临的复杂环境问题,监控预警多种致灾因素,构建了在线应力监测系统、多通道声发射系统、微震监测系统等地压监测系统。针对大厂矿区多灾源复杂环境,以数据中心为架构,形成自适应降噪方法-地下多层空区矿井多数据融合预警模型的采矿安全监测预警技术,为矿井监测预警提供新思路,实现了实时监测、精准定位、提前预警,为矿山安全与可持续发展提供保障。     

吉林省煤矿重大灾害联网预警分析技术及预警系统

为了提升吉林省煤监局所辖矿井各种灾害监测的信息化水平,提高监管、监察的及时性、可靠性,研究了一套煤矿重大灾害联网预警分析技术。建立了基于重大灾害特征规律的动态预警模型,将各矿井瓦斯、二氧化碳、火、顶板4大灾害监测系统的数据进行集成和综合分析。介绍了系统建设的技术原理、架构、联网方式、数据集成方式以及模块设计。开发了联网分析预警平台,借助阿里云服务进行发布,实现吉林省主要矿井安全信息的综合管理和集成共享、安全隐患的在线监测和动态识别以及重大灾害信息的分类、分矿井集中展示。研究为煤矿安全监管监察工作提供了有效的辅助工具及手段。     

数据实时分析的电力安全生产监测系统设计

为实时掌握电力安全生产情况并查看全面、可靠、详细的电力安全生产数据，及时进行生产异常预警，以电力安全生产监测目的和内容为基础，结合大数据技术，设计数据实时分析的电力安全生产监测系统。通过数据采集单元采集电力安全生产数据，通过通信设备将数据分别传送至本地监控站和数据分析层，本地监控站分析数据后，在权限范围内实行调度和管理，权限外的则传送至监控中心层；数据分析层采用大数据标签分类以及分析接收的全部数据，获取数据中的异常数据，向监控中心层发送异常预警；监控中心层则通过监控显示服务器查看预警结果。测试结果显示:系统各项功能运行正常，通信效果良好，能够完成电力安全生产数据的实时传输，避免缓存时间较长导致数据丢失或者损坏，全面检测电力安全生产情况。     

贵州省级瓦斯抽采与发电移动监测平台设计

针对瓦斯抽采和瓦斯发电利用监测过程中面临的数据多源异构、数据量大、数据孤岛的特点,基于数据融合与移动查询技术,提出了瓦斯抽采与瓦斯发电实时监测和移动查询平台设计构想,设计了平台系统采集、融合、发布、共享、移动查询、异常推送的运行流程,详细阐述了瓦斯抽采和瓦斯发电监控系统的数据集成融合及移动查询、监测数据网络管理终端开发、监测数据异常推送机制构建等建设内容。平台的构建实现了数据集中远程在线实时监测、多维数据对比分析、异常数据实时诊断与预警和移动查询数据,为矿井瓦斯抽采和瓦斯发电利用的奖补资金兑现提供有效技术手段。     

乌东煤矿冲击地压监测预警平台搭建与应用

为应对乌东煤矿越来越严峻的冲击地压预警与防治形势,提高冲击地压灾害预警准确性,保障煤矿安全高效生产,运用大数据分析方法和云计算技术,结合该煤矿特殊地质条件和复杂开采手段,搭建了集成微震、地音、矿山压力等多种监测手段的冲击地压预警平台,从“时间—空间—强度”三个维度建立多系统多参量监测预警指标体系,构建冲击地压危险综合预警模型。该平台实现了对监测矿井冲击危险的“全天候”、“全方位”的实时动态感知,主要功能包括:能够实时采集各监测系统的数据并完成前兆信息特征提取;展示各单系统预警指标及其临界值,并实现单系统单一指标预警到多系统融合预警的转变;可一键生成报表,实时查看设备状态,节省大量人力、物力。该平台已在乌东煤矿应用,实现矿井的分区分级预警,有效提高了冲击地压监测预警的准确性和可靠性,指导现场冲击地压防治工作,辅助科学决策。     

基于钻孔数据的瓦斯治理及灾害实时诊断评价系统开发与应用

根据现有的瓦斯治理方式及经验，结合矿井实际情况提出利用钻孔数据对瓦斯灾害进行治理及预警，同时应用大数据技术实时监测、诊断瓦斯治理工作并评价其效果，实现有效施工与安全生产同步，使钻孔与防治有效结合，提高煤矿瓦斯治理工作水平。另外在数据处理过程中实现数据共融共通，有利于促进智慧化矿井建设，为矿井安全生产提供技术保障和数据依据。     

矿井智能通风系统关键技术研究

实现矿井通风智能化是建设智能矿山的主要技术手段。针对目前通风系统调整失准、智能化水平低、预警信息不能反映到抢险救灾指挥中心等问题，提出一种矿井智能通风系统建设方案；该方案由井下监控设备和地面控制中心组成，旨在建立三维通风模拟与隐患智能识别平台，实现矿井通风数据实时动态分析、三维可视化展现以及安全预警与辅助决策；重点研究了通风监测大数据库、三维通风模拟、AI视频智能识别、预警及辅助决策、系统联动控制5个关键技术，详细阐述了各自的技术特征与实现方案。基于计算机软件开发技术、三维仿真技术以及人工智能技术设计并开发实现了矿井智能通风系统。     

基于DBN的多传感器数据融合煤矿事故预警系统

针对煤矿气体泄漏事故频发、监测难度大、环境参数界定模糊、可靠性差等问题,提出了基于DBN模型的多传感器数据融合的煤矿事故预警系统设计。系统利用NB-IOT技术设计了矿井环境信息采集节点,实时采集矿井内氧气、二氧化碳、烷类气体浓度,通过深度信念网络对多个传感器数据进行融合,提取特征并分类,直接得到矿井内环境状态,有效降低了环境参数模糊造成的判断失误。实验表明,系统能够对矿井状态进行准确判断,对煤矿安全事故预警有较大的参考价值。     

数据挖掘在煤矿安全监测监控系统中的应用

煤矿企业的安全管理一直是煤矿管理活动的重中之重。随着矿井开采深度的不断加深,瓦斯等有害气体的管理变得尤为重要。虽然煤矿企业在不同程度上建立了安全监测监控系统,对局部异常情况建立预警、报警机制,但是缺乏对监测监控数据的整体性、深入性、连续性的分析,没有充分发挥安全监测监控系统的预测预判功能,没有更好地指导煤矿安全生产。针对煤矿安全监测监控数据多源异构的特点,提出采用数据挖掘分析的手段,对历史数据进行归纳总结,建立经典关联分析模型,及时对新产生数据进行分析判断,掌握矿井环境动态发展趋势,为安全管理提供科学决策依据。     

基于物联网的矿井瓦斯安全监测技术研究

通过在矿井中部署大量分布式的瓦斯监测智能节点,构建基于物联网的矿井瓦斯安全监测系统。详细阐述了系统的设计原理和组成结构。针对矿井中瓦斯监测的重要性,重点设计了分布式节点信息采集及数据融合算法,给出了算法主要设计原理和实现流程,测试表明该算法具有很强的抗干扰能力。     

彬长矿区复杂地质条件下煤矿灾害预警平台研究与应用

陕西彬长矿业集团有限公司(以下简称“彬长矿业”)下属5对矿井开采条件复杂，受水、火、瓦斯、冲击地压等灾害影响严重，亟需基于监测数据构建分析模型对各类灾害进行超前分析和预警，以此促进矿井安全生产。分析了几种灾害的大数据特征，研究了监测预警模型和预警指标体系，研发了煤矿复杂地质条件下灾害监测预警平台，该平台可实现灾害的实时监测和预警，并可以“一张图”综合展示。现场实际应用表明，通过对各监测系统实时数据和历史数据的集成、加工、挖掘，形成了有效的安全预警模型，实现了彬长矿业下属5对矿井灾害的实时监测、大数据分析、提前预警和预警信息分析推送等功能，大大提升了彬长矿业的灾害监测和预警水平。     

煤矿瓦斯灾害风险信息管控平台的建立与应用

针对珲春矿业集团瓦斯防治客观实际,结合国内先进瓦斯治理经验,采用信息化手段,从瓦斯地质、瓦斯危险预测预报、瓦斯抽采达标管理等方面入手,进行瓦斯地质区域危险性评估、瓦斯抽采达标全方位评判、通风系统实时监测解算和展示、瓦斯日常管理数据的实时自动上传、瓦斯涌出的动态分析和实时预警、矿井隐患及时交互和全过程追踪等方面的瓦斯灾害风险防控技术研究,以软件系统为载体,建设7套专业子系统和1个集成平台共同组成煤矿瓦斯灾害风险信息管控平台,实现矿井瓦斯灾害提前预警和超前防控,为矿井的安全、高效开采提供保障。     

基于GIS的矿井通风在线监控与预警系统

目前对矿井通风监测采用人工方式,需大量的时间、人力和物力,且数据的实时性较低。开发了一套通风网络在线监测及预警分析软件,能结合井下通风监测传感器,实现通风网络根据井下的实时变化进行动态解算,并在通风系统图上清晰、直观地动态显示各巷道的风量、风速等,并能对井下巷道通风系统可靠性动态分析、通风异常在线监测及报警,可为矿井通风安全管理及安全生产提供科学管理工具和先进技术手段。     

基于多源数据融合的矿井水害“一张图”预警平台构建与应用

现阶段矿井水害预警工作以水文地质参数、应力、应变等指标的阈值上下限监测为主,监测到的信息难以体现工作面开采过程中复杂的突水机理。为解决亭南矿在开采过程中顶板及老空水突水的监测预警问题,以“上三带”理论为基础,采用单因子监测指标梳理、多源数据融合预警方法,基于Spring Boot框架和GIS技术构建并设计了矿井水害“一张图”预警平台。结果表明：①该矿水害预警指标选取应集中在矿井水情、水文信息、微震导水通道监测及涌水量预测方面;②平台具备矿井水情风险五大数据库以及基础信息管理、数据信息管理和多源数据融合预警三大主要功能;③将导水裂隙带高度、进尺点与采空区距离、水压变幅3个指标的监测数据划分成4个预警等级,有效满足了矿井水害防治的实际需要。该平台的建立有助于矿井水害“一张图”管理模式的形成。     

大型煤矿水灾害安全风险预警模型研究

针对矿井水灾害的定量预警,分析了安全预警指标,建立了地面水监测预警模型、井下水监测预警模型、矿井水质变化预警模型和基于GIS的水灾害危险源预警模型,提出了针对大型煤矿的水灾害预警实现模型,提高了煤矿生产的安全性,增加了煤炭企业的社会和经济效益。     

煤矿瓦斯灾害大数据智能识别与预警方法

瓦斯灾害是影响煤矿井下安全开采的主要灾害。随着矿井生产环境逐渐复杂,影响瓦斯灾害的因素及其相互作用关系更加复杂。基于矿井智能化开采的实际需求,针对瓦斯灾害的监测与预测方法,分析了煤矿瓦斯灾害与隐患类型,根据瓦斯灾害特征与智能识别方法,设计了煤矿瓦斯灾害大数据智能预警平台,实现了煤矿瓦斯灾害的隐患识别与危险性预测,并进行了“一张图”显示。实践应用表明：大数据智能识别与预警方法可以有效预测矿井瓦斯灾害事故。