基于无导师神经网络的煤炭自燃危险性聚类分析

针对煤矿井下煤炭自然发火危险性预测这一重要问题，首先简要分析了有导师神经网络预测模型的不足，然后根据专家给出的危险性判别指标建立了一种新的基于无导师神经网络的聚类模型．在此基础上，采用误差平方和准则及其算法编制了相应的软件，并对柴里煤矿具有煤炭自然发火危险的两个工作面的发火危险性进行了预测与分析，预测结果对指导自然火灾的预防有重要意义．     

基于人工神经网络的矿井自然发火预测模型及应用

指出了矿井自然发火及其预测对安全生产的重要性以及传统的预测方法存在的缺陷。应用神经网络建立了时间序列的自然发火预测模型,克服了传统预测方法必须事先构建函数的不足之处,提高了自然火发预测的精度。实际应用表明该预测模型的预测精度较高,具有较大的理论意义和应用价值。     

忻州窑矿8916综放面采空区自燃性预测

根据忻州窑矿８９１６综放面的采空区现场观测和煤样实验自然发火特性，确定采空区自然发火危险区域，并根据采空区自然发火动态模型，计算出８９１６工作面实际推进剂的采空区温度，氧气浓度分布状况及其随工作面移动的变化，计算结果与实际观测值基本吻合，用此法可随时预测采空区自然发火危险性。     

基于粗集-支持向量机的采空区自然发火预测

将粗集和支持向量机两种算法有机结合起来,建立了基于粗集与支持向量机的采空区自然发火预测模型。通过粗集对采空区自然发火影响因子进行预处理,将约简属性作为输入向量,利用支持向量机进行分类处理,选择了支持向量机核函数,利用变步长搜索法对支持向量机参数进行了优化。在对粗集-支持向量机方法的实验中,通过与支持向量机方法和神经网络方法的比较,发现在样本有限的情况下,基于粗集-支持向量机的采空区自然发火预测方法预测精度更高,训练速度更快,为采空区自然发火预测提供了一种新的方法。     

近距离煤层开采上覆采空区气体分布规律

为了研究近距离煤层开采上覆采空区气体分布规律,确定上覆采空区自然发火危险区域,运用多孔介质渗流理论建立近距离煤层开采上覆采空区三维数学模型;对上覆及下覆采空区孔隙结构及孔隙率进行研究,利用Fluent软件对上覆采空区气体分布规律进行数值模拟.研究结果表明,上覆采空区在采煤工作面上部水平方向30 m范围内氧气浓度和瓦斯浓度超限,存在自然发火危险性.     

基于灰色理论的矿井自然发火预测模型及应用

指出了矿井自然发火及其预测对安全生产的重要性。应用灰色系统建立了时间序列的自然发火预测模型,提高了自然发火预测的精度。实际应用表明该预测模型的预测精度较高,具有较大的理论意义和应用价值。     

基于BP神经网络灰色关联分析的煤与瓦斯突出危险性预测

基于BP神经网络理论和灰色关联分析,建立了煤与瓦斯突出危险性预测模型,使用数学软件MATLAB7.0,对收集资料的煤层进行了突出危险程度预测,预测结果与矿井实际情况相符。表明灰色关联BP神经网络模型对煤与瓦斯突出危险性预测准确性高,具有较高的实用性。     

梁家煤矿采空区煤炭自然发火危险性评估

结合模糊数学和多目标决策理论,运用层次分析法建立了评价采空区自燃发火危险性的指标体系和评价模型。并根据该模型对山东龙口矿业集团公司梁家煤矿4410综放工作面采空区的自燃发火危险程度进行了定量评估,由此来确定其自燃发火危险性,从而为合理预防采空区自燃发火提供了科学依据。     

基于AHP优化的采空区自燃危险性预测研究

采空区煤炭自燃是造成矿井火灾的内在因素,其影响因素多,且具有突发性和不确定性,很难定量分析。为了对采空区自燃危险性进行预测,全面考虑影响采空区煤炭自燃的因素,根据模糊数学原理,采用了基于AHP优化模型对引起煤矿采空区煤炭自燃的各因素进行层次分析,建立合理的采空区自燃评价指标体系,确定各指标权重并分析其在层次模型中的可靠性,分析影响自燃危险的各因素的相对安全状态。用此模型对平煤十矿己15-24080工作面,预测结果为"良",证实了优化的AHP数学模型对煤矿采空区自燃危险性预测的可行性,为矿区自燃危险的防治提供了理论依据。     

巷道布置对易燃厚煤层自然发火危险性的影响

为了有效地对煤矿自然发火危险性进行评估,控制煤矿自然发火源和降低火灾危险性.结合模糊数学和多目标决策理论,运用层次分析法建立评价工作面自然发火危险度的指标体系和评价模型,采用现场专家打分法确定一次采全高不同巷道布置形式开采易燃厚煤层单因素依附目标层的隶属度,并对镇城底矿22204工作面煤炭自然发火危险程度进行定量评估.对比得出,在易燃厚煤层中改革巷道布置,可以降低煤层自然发火概率.     

采空区自燃“三带”的灰色关联分析与预测研究

采用灰色系统理论对于陈家山煤矿416综放工作面采空区自燃"三带"与CO变化、工作面推进度等影响因素进行了分析。通过灰色关联分析发现CO变化与工作面推进距离存在一定相关性,即通过灰色绝对关联度,将工作面推进度与采空区自燃"三带"和煤炭自然发火期关联起来。对于研究得出的工作面推进距离,采用了GM(1,1)以及残差GM(1,1)预测模型,来预测非正规工作条件下采空区自然"三带"位置变化,本文所研究的成果对于指导煤矿现场预防自燃火灾具有重要的指导作用。     

高位巷道瓦斯抽采诱导浮煤自燃影响效应

基于高瓦斯易自燃煤层高位巷道瓦斯抽采技术条件下,以研究煤自燃形成机理为切入点,依据义马煤业集团耿村矿13190工作面自然发火实际情况,通过理论分析,数学建模及现场辅助测试,对煤岩裂隙发育漏风通道模式、采空区浮煤碎胀特性、漏风动力源展开研究,发现巷道瓦斯抽采,增加了高瓦斯易自燃煤层的自燃风险,主要体现在:1)造成工作面、采空区及抽放巷道端口间存在漏风通道及动力;2)采动应力及抽采巷道松动圈造成采空区煤岩裂隙充分发育,采空区浮煤压实程度降低,浮煤碎胀性增加,有利于煤自燃蓄热;3)采空区浮煤一旦氧化,造成采空区高温点与漏风通道间存在温度梯度,从而形成的内生火风压,加剧采空区破裂浮煤的自燃进程,诱导采空区浮煤自燃发生。     

放顶煤采空区瓦斯源强度与自燃的关联性

研究了采空区瓦斯涌出与遗留煤自燃之间的内在耦合关联问题。通过运用G3软件对采空区非线性渗流-多组分气体-温度场和非均匀耗氧的数值模型的求解,量化给出采空区不同瓦斯涌出强度下各变量分布状态。计算结果表明：采空区瓦斯源涌出与工作面风压形成压力平衡,决定着工作面与采空区之间的风流交换和瓦斯涌出,影响变化近似呈一一对应的线性关系。瓦斯涌出强度越大,采空区氧浓度分布空间大大缩小,采空区自燃氧化带宽度与瓦斯涌出近似呈衰减变化。从自燃升温过程模拟得到,高强度瓦斯涌出能够抑制采空区自燃升温,延长了采空区自然发火期。模拟结果符合现场实际情况。研究指出高瓦斯易自燃矿井采空区瓦斯治理应与自燃防治相结合综合考虑。     

综放工作面采空区煤自燃过程的动态数值模拟

综放工作面采空区浮煤自燃主要取决于浮煤厚度，氧浓度，漏风强度，工作面推进速度和自燃发火期5个参量，工作面正常生产时，采空区自燃三带处于一个动态的稳定状态。根据综放工作面采空区自燃发火特点，将松散煤体自燃发火数学模型简化，建立了综放工作面采空区湿度变化的动态数学模型，用计算机动态模拟采空区浮煤自在升温过程，对时反映采空区温度分布状态及其动态变化规律，对采空区浮煤自然危险性进行超前预测，指导综放工作面的安全生产。     

瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统研究与应用

为了解决高瓦斯易自燃煤层工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治智能化程度低、缺乏灾害风险的精准分级管控等问题,构建了以瓦斯抽采与自然发火监测数据为基础、以风险分级智能化管控为核心的瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统。采用API接口调用方式建立数据采集平台,构建了基于多源信息融合、K-Means聚类分析、预警规则知识库等方法的分析预警模型,设计开发了瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统软件,实现了复合灾害的精准监控、风险动态评判和智能预警。在试点工作面的应用结果表明,该系统可直观展示复合灾害监测预警信息,使采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治工作透明化,有效提升了灾害防治的智能化水平。     

煤矿采空区自然发火多参数监测系统研究

提出采用气体分析法和测温法相结合来监测煤自燃特征信息的方法,针对采空区煤自燃特征信息特点,研发了采空区无线自组网温度监测系统,并集成煤自燃束管监测系统和安全监控系统系统,构成可对矿井采空区不同位置指标气体和温度同时实时监测的新型煤矿采空区自然发火多参数监测系统。重点在监测方法、系统集成、关键单元的设计和监测方案等方面进行了研究,该系统的研究对于早期发现矿井采空区浮煤自燃隐患,判断自燃危险程度,确定自燃危险区域提供可靠依据。     

10101综放工作面采空区自燃“三带”分布特征

针对豹子沟煤矿10101综放工作面开采,分析探讨可能引起采空区自然发火火灾危险因素;应用气相色谱分析仪和束管取气的方法测定该工作面采空区自燃“三带”分布数据;采用现场实测方法和采用数值模拟法分析采空区自燃“三带”规律,经比照,得出不同风量条件下采空区自燃“三带”分布特征,最终确定范围为:散热带小于27.2 m,氧化自燃带27.2~74.5 m,窒息带大于74.5 m;结合煤层最短自然发火期,确定工作面的最小安全推进速度为1.84米/天。     

基于FEMLAB的采空区煤层自然发火影响因素数值模拟

为了解决采空区煤层气抽采效率低、采空区漏风、煤层自然发火等问题,建立了采空区流场和温度场耦合数学模型,利用FEMLAB软件对采空区气体流场分布进行了数值模拟,分析了有无抽采对采空区煤层气改变氧化升温带的主要影响因素,以此研究合理的抽采位置、抽采方法、抽采量及工作面推进速度。研究发现,在推进度v=2.0 m/d下,采空区经历了缓慢氧化、加剧氧化和激烈氧化3个过程,70 d后发生采空区自燃;在推进度v=2.6 m/d下,采空区在100 d后发生采空区自燃;采空区自燃危险区域应在35~280 m,自燃氧化带宽度约为245 m。     

高位钻孔瓦斯抽放采空区自燃“三带”的数值模拟

通过简化模型代替采空区复杂流动环境,建立采空区漏风流场的数学物理模型;利用FLUENT软件模拟采空区气体速度场、氧浓度场分布,根据双指标综合划分采空区自燃“三带”;分别对1301工作面正常回采时和高位钻孔抽放条件下采空区自燃“三带”数值模拟,得出高位钻孔抽放对采空区自燃“三带”的影响范围,实现现场无法到达情况下的理论分析.     

基于物元模型的采空区煤炭自燃危险性评价

基于可拓理论,建立了采空区煤炭自燃危险性评价物元模型,采用简单关联函数确定评价指标权重。确定了采空区煤炭自燃危险性评价指标及等级量值范围,依据山西某矿15101工作面实际,结合现场和实验室相关参数测定,获取了待评物元样本,对采空区自燃危险性进行了物元可拓评价。结果表明:该模型评价结果与实际情况相符,采用动态客观权重确定方法能有效避免主观因素的影响,将物元模型应用于采空区煤炭自燃危险性评价是合理可行的。