基于云理论的煤矿安全监测数据关联规则挖掘

本文主要研究如何运用关联规则来评价巷道瓦斯危险源的风险程度,作为分析煤矿事故危险源的补充.文章在云模型的基础上,针对煤矿安全监测数据的特点,提出一种基于云理论的属性空间软划分模型,然后在此基础上对Apriori算法进行了改进,提出适用于对煤矿安全监测数据进行关联规则挖掘的算法.最后通过实例测试,验证了改进算法的有效性.     

一种尾矿库风险评估的可能性处理方法

尾矿库作为一种危险源,对其进行风险评估是很必要的。首先在统计国内尾矿事故的基础上分析不同事故类型发生的概率;然后根据概率可能性转换方法,将概率分布转换为可能性分布,引入可能性理论中的可能性测度;最后考虑各个事故发生时的风险,结合专家赋值法,将其综合起来,计算出尾矿库的风险值。以此风险值为基础,建立风险评估模型。结合工程实例,验证该方法的可行性和有效性。     

矿山安全态势预测预警研究

基于物联网技术获取矿山安全大数据并加以充分挖掘、利用,有利于实现矿山安全态势预测预警。以瓦斯爆炸事故为例,通过分析事故致因,构建了矿山安全态势评价指标体系,并对各评价指标进行了量化。基于长短期记忆(LSTM)网络和贝叶斯网络构建了矿山安全态势预测模型,根据矿山安全监测数据,通过LSTM得到矿山安全态势评价指标预测值,由贝叶斯网络根据评价指标预测值推理得出矿山安全事故风险概率,实现矿山安全态势预测。基于安全态势预测结果建立了预警机制,根据警情划分4级预警级别及响应部门,制定了相应的预警措施。以某煤矿某次瓦斯爆炸事故为例进行反演,结果表明基于LSTM和贝叶斯网络的矿山安全态势预测结果与实际情况吻合。     

突变级数法仿真在煤矿瓦斯风险评价中的应用

对于矿内瓦斯安全状态的评价,根据危险源理论,分析瓦斯事故的主要因素并进行多层次矛盾分解建立评价指标体系;利用突变理论结合模糊数学建立数学模型,求出总突变隶属函数,得到评价值。结合矿井内实际数据,在MATLAB环境中仿真出结果曲线,对比实际情况表明突变级数法成功率高、客观性强,为瓦斯风险评价提供一条新的思路。     

煤矿危险源安全管理系统设计

针对煤矿危险源安全管理存在的危险源辨识结果在日常安全管理中应用不深入、危险源安全状况评估不全面、整体性规划缺乏等问题,提出了一种煤矿危险源安全管理系统设计方案,介绍了系统设计目标、总体框架、关键技术、主要功能。该系统基于浏览器/服务器架构和物联网技术构建,将危险源辨识与评价结果形成的危险因素库作为系统核心,对危险源安全管理及日常安全管理业务进行重组,形成有效融合,为危险源安全管理提供一种综合性管理手段。     

省级区域煤矿事故风险综合评估方法研究

针对省级区域煤矿风险评估缺乏理论和方法的问题,提出了省级区域煤矿事故风险综合评估方法:先由专家对各煤矿事故风险指标的损害程度量化值和发生概率进行评估打分,构建综合判断矩阵,再用层次分析法确定各风险模块的权重,最后计算风险模块的综合风险等级。该方法通过对区域煤矿事故风险评估的共性研究,为省级区域煤矿事故风险管理打下理论和实践基础。     

基于Petri网的煤矿瓦斯爆炸危险源分析

通过分析与煤矿瓦斯爆炸相关的危险源,将Petri网理论与瓦斯爆炸演变过程结合起来,构建了基于Petri网的瓦斯爆炸演变模型GEFRPN,并得出了如下结论:从瓦斯爆炸演变模型的推理过程可以很清楚地看到瓦斯爆炸演变过程中各个危险源可信度的变化,从而得出各个危险源在瓦斯爆炸演变过程中所起的作用大小;由推理结果以及Petri网图可分析危险源对瓦斯爆炸的重要度,以便及早采取措施,避免瓦斯爆炸事故发生;瓦斯爆炸演变模型引入了置信度,演算结果具有模糊性,克服了事故树方法所得结果与实际情况有一定出入的不足。     

基于GIS的煤矿企业风险预测预警系统设计

为及时掌握煤矿风险信息并对风险进行有效预测预警,设计了一种基于GIS的煤矿企业风险预测预警系统。该系统利用GIS信息采集平台对危险源信息进行有效的采集处理;利用风险预警模型对采集的信息进行数据挖掘分析、算法运算分析等综合预测分析,并得出风险预警结论;利用GIS分析展现平台对预警结果进行综合可视化预警与展现,为矿井安全生产调度提供辅助决策支持。该系统可实现煤矿企业风险治理的精准管控。     

基于贝叶斯网络的可信平台控制模块风险评估模型

对可信平台控制模块(TPCM)的风险进行了分析,针对其特点和风险定量评估要求,提出了基于贝叶斯网络的TPCM风险评估模型。在对影响TPCM可信性的风险识别的基础上,根据风险之间的相关性,建立了贝叶斯风险评估网络模型;基于专家评价数据,进一步运用贝叶斯网络推理工具定量评估风险的发生概率及其影响,评估风险强度并对其进行排序,以确定整个TPCM中各风险的控制优先级。最后通过实例分析验证了该模型的有效性。     

因果图在重大安全事故分析中的应用

将最小割集和最小径集的概念引入了因果图理论，并用于重大安全事故的定性和定量分析中。以煤矿行业为应用背景，通过最小割集、最小径集和事件对顶事件的概率影响，分析了各事件对瓦斯爆炸的影响，并在此基础上提供了事故预防方案。研究表明：因果图方法能有效地用于安全分析，是预测重大安全事故的定性和定量方法，并能为事故原因调查、事故预防措施提供有效的方案。采用因果图方法对煤矿瓦斯爆炸进行安全分析的结果与实际一致，在此基础上提出的预防措施比较有效。     

煤矿事故案例的安全职能分析及数据库系统设计

指出煤矿事故案例的安全职能是加强人员安全意识、促进安全政策的落实、为事故应急处理提供参考、预测矿井危险性、促使决策者加大安全投入、利于形成安全理念、促进新技术及装备的开发和应用;分析了煤矿事故案例数据库系统的结构、功能及开发方式。该数据库系统的建立实现了煤矿事故案例的共享检索和高效管理,下一步将深入研究该系统的事故处理措施智能提取、事故危险性预测等功能。     

煤矿安全隐患量化管理信息化的研究

分析了现有煤矿安全隐患管理系统存在的问题,提出了煤矿安全隐患量化管理信息化的解决方案。该方案将煤矿安全隐患的闭合处理、安全隐患分析、安全隐患与事故之间的联系有机地整合在一起,并采用安全隐患采集器完成煤矿安全隐患的闭合处理过程。实际应用表明,该方案缩短了安全隐患的处理时间,提升了安全隐患的处理质量,有效降低了各类事故的发生率。     

基于FTA的煤矿瓦斯事故分析

给出了事故树分析的步骤,绘制出了煤矿瓦斯事故树图,运用事故树分析方法对瓦斯事故进行了逻辑分析;采用布尔代数法,找出了煤矿瓦斯爆炸事故发生的最小割集、最小径集;通过对最小割集(最小径集)的求解,确定了基本事件的结构重要度,从而了解了煤矿的危险程度和安全程度,掌握了导致瓦斯事故发生的各基本原因事件的组合关系及其重要程度;给出了防治瓦斯事故发生的措施。     

基于虚拟现实技术的煤矿安全培训系统

针对传统煤矿安全培训手段单一、效果不理想的问题,提出了基于虚拟现实技术的煤矿安全培训系统。该系统应用虚拟现实开发软件3DS MAX和Virtools DEV来完成设备建模、场景构建和交互式系统的开发,实现了煤矿风险预控、事故案例再现和事故应急救援的仿真。应用结果表明,该系统通过三维仿真和交互形式可有效提高煤矿安全培训的针对性和实施效果,达到提高安全意识、减少安全事故的目的。     

基于声音识别的煤矿重特大事故报警方法研究

煤矿瓦斯与煤尘爆炸会产生爆炸声,煤与瓦斯突出会产生煤炮声、支架发出的嘎嘎声和破裂折断声等,冲击地压会产生巨大的岩石破碎声响和震动等,煤矿透水会发出“嘶嘶”的水叫声、大量透水会产生水流声等,煤矿顶板冒落会发出顶板断裂声、煤岩落地撞击声、支护损毁声等。针对煤矿重特大事故声音特点,提出了煤矿井下瓦斯与煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、冲击地压、水灾、顶板冒落等事故报警方法:各事故声音的时域和频域特征与其他声音不同,可通过矿用防爆拾音设备和系统实时监测声音,通过声音智能分析和声音频率、幅度、短时能量等特征参数分析感知事故并报警;通过监测和分析不同监测地点声音强度特征、声音发生的先后关系和防爆拾音设备损坏的先后关系等判定事故发生地点;根据各事故特点提出了多信息融合分析的灾害识别方法,减小工作面落煤、爆破作业、采煤设备、掘进设备、运输提升设备、供电设备、乳化液泵、水泵和局部通风机工作等产生的声音干扰。论述了不同拾音设备的优缺点,矿用拾音设备宜采用麦克风阵列;研究了适用于煤矿重特大事故的声音识别分类器。     

高突矿井巷道掘进过程中危险源预警系统的研究

为了对高突矿井巷道掘进过程中可能遇到的突出煤层进行预警,以便及早消除安全隐患,预防灾害的发生,研究了突出煤层的精细地质模型的构建,并通过GIS最短距离分析方法计算巷道掘进头到突出煤层的法距;基于Longruan GIS3.0和煤矿虚拟环境系统VRMine,研究开发了高突矿井巷道掘进过程中危险源预警系统,实现了预警模型的三维可视化以及预警评价,并用新庄孜煤矿的实际数据进行了实例验证。结果表明,高突矿井巷道掘进过程中危险源预警系统可以辅助煤矿安全管理。     

基于4M-C-I煤矿安全评价指标体系的灰色关联分析

针对现有煤矿安全评价指标体系不能全面体现事故发生根本原因的问题,从人员、设备、环境、管理、安全文化和安全信息6个方面分析了煤矿安全评价影响因素,给出了煤矿事故轨迹交叉致因模型,建立了煤矿安全评价指标体系,对影响煤矿安全事故的因素进行灰色关联分析,明确各因素间的耦合及关联关系。应用结果表明,该分析能客观评价煤矿企业的真实安全程度,为煤矿事故预测提供实施决策管理。     

基于主成分分析法的煤矿安全事故原因统计

以2001—2011年煤矿安全事故发生频次为例,应用主成分分析法得到煤矿安全事故原因的第1、第2主成分,进一步分析得出煤矿安全事故主要是由冒顶事故和机械事故引起。分析结果表明,主成分分析法对煤矿安全设施规划有一定的指导作用。     

矿用电机车一体化LED照明系统设计

针对矿用电机车白炽灯照明系统存在照度低、射程近、易发生追尾事故、耗电量大的问题,提出了矿用电机车一体化LED照明系统的实现方案,详细介绍了LED照明灯、恒流源线路、模块化逆变电源、场效应管并联均流的设计要点。实际应用表明,该系统消除了矿用电机车运输中的安全隐患,解决了白色照明灯和红色尾灯一体化、逆变电源高压与低压分离的难题,耗电量低,节电效果好。     

煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法研究

提出了基于温度的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:使用红外热像仪等监测物体温度,使用甲烷传感器监测环境甲烷浓度;当物体温度高于煤矿井下环境温度和已暴露煤岩温度,并且高于环境温度和已暴露煤岩温度的物体数量较多、体积和面积较大,则判定发生冲击地压、煤与瓦斯突出、矿井火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故;进一步判别高温物体温度,若大于设定阈值,则判定发生矿井火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故,反之,则判定发生冲击地压或煤与瓦斯突出事故;进一步分析甲烷浓度变化,若甲烷浓度迅速升高,则判定发生煤与瓦斯突出事故,反之,则判定发生冲击地压事故。提出了基于速度的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:使用激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、双目视觉摄像机等监测物体移动速度,使用甲烷传感器监测环境甲烷浓度;当物体移动速度不小于设定阈值时,则判定发生冲击地压、煤与瓦斯突出或瓦斯和煤尘爆炸事故;进一步判别速度异常物体的数量、体积和面积,若速度异常物体的数量较少、体积和面积较小,则判定发生瓦斯和煤尘爆炸事故,若速度异常物体的数量较多、体积和面积较大,则判定发生冲击地压或煤与瓦斯突出事故;进一步分析甲烷浓度变化,若甲烷浓度迅速升高,则判定发生煤与瓦斯突出事故,反之,则判定发生冲击地压事故。提出了多信息融合的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警及灾源判定方法:监测并融合温度、速度、加速度、掩埋深度、声音、气压、风速、风向、粉尘、甲烷浓度、设备状态、微震、地音、应力、红外辐射、电磁辐射、图像等多种信息,感知冲击地压和煤与瓦斯突出;通过不同位置参数变化的幅度、先后时序关系及传感器损坏情况,判定灾源。