基于改进遗传算法的矿井突水避险路径规划

为了降低煤矿生产中发生突水事故的人员和财产损失,在对矿井巷道结构和煤矿突水特性研究分析的基础上,提出了基于改进遗传算法的煤矿突水避险路径规划方法。以遗传算法为基础,通过对遗传算子进行重新设计,引入新的交叉、变异算子,并在适应度函数中加入安全通过概率作为路径优劣的评定标准,在尽量避免出现早熟现象的前提下,提升算法的收敛速度和可靠性,使算法更适合应用于矿井突水应急逃生和救援路径搜索。实验结果表明,将本算法应用于矿井突水避险路径规划,与传统算法相比,在搜索速度和规避淹没巷道的能力上都有明显提升。     

基于双向A*算法的矿井水灾逃生路径应用研究

矿井突水是常见的突发性强烈的灾害,当发生矿井水灾时,为了降低灾害造成的物质损失以及减少人员伤亡,提出了一种基于双向A*算法的矿井水灾逃生路径规划方法。在充分考虑影响巷道逃生因素的基础上选择合理的评估函数,利用双向A*算法对逃生路径进行规划从而实现最优设计。结合王家岭煤矿实例并将该算法的规划结果与传统A*算法的规划结果进行对比,仿真结果表明：该算法规划的逃生路径比传统A*算法节点更少,路径更优,因此在一定程度上可以提高从业人员的逃生率,具有一定的应用价值。     

聚类判别矿井突水及应用

在充分考虑到空间分布性及时间实时动态性的基础上,依次分别对各小范围内的最新水点进行逐步归类聚类分析,区分出各个含水层的标示特征值,并结合煤矿的实际突水及水质分析资料进行聚类分析,将该矿突水水源分为3类,矿山防治水的针对性和可靠性得到提高。     

基于改进萤火虫算法的矿井水害避灾路径规划

矿井水害是煤矿生产中的一种突发性灾害。为了有效地预防矿井突水事故,降低突水事故中的人员伤亡和财产损失,提出了一种基于改进萤火虫算法的矿井水害避灾路径规划。本文针对标准萤火虫算法收敛效果不佳、易陷入局部最优并结合突水环境中路径规划的特点,通过改变和设计萤火虫算法的初始化方式、萤火虫之间的距离、最大亮度、相对亮度等要素,引入考虑逃生巷道干扰因素的当量长度,并调整搜索策略,实现了对避灾路径规划的最优设计。本文结合王家岭煤矿实例将改进的萤火虫算法与A*算法进行比较,仿真结果表明:改进后的萤火虫算法具有较好的收敛性和稳定性,路径更优,具有大范围搜索优化的能力,在发生矿井突水时可有效帮助巷道受困人员脱离危险。     

基于3DMine的矿井避淹路径研究

为研究矿井水害发生时逃生的问题,本文以亭南矿区选取一段巷道为研究对象,基于3DMine建模软件通过巷道平面图纸对关键信息进行提取与分类,建立巷道信息三维网络拓扑关系生成的三维巷道模型,利用水位淹没算法进行矿井水淹模型模拟以及设计井下工作人员避淹逃生路径等。研究结果表明,该方法能够直观反应巷道分布及水位淹没情况,对于生成的避灾路线具有实际参考意义。     

基于策略的矿井水灾避灾路径动态规划研究

为了解决现有静态路径规划方法无法满足煤矿井下突水灾害动态变化需求,以及传统最短路径算法运行效率有待提升等问题,提出一种基于策略的矿井水灾避灾路径动态规划方法及系统。该方法考虑水流对人员逃生的影响,首先将巷道环境影响因子对避灾路径的影响程度量化为巷道距离当量长度;然后以时间最短为原则,引入人员逃生速度,计算逃生通过每条巷道的时间,构建以逃生时间为邻接矩阵的数学模型;并结合安全监控、水文监测系统联动策略,根据实时监测的井下环境情况,动态修改巷道节点属性,开发基于三维GIS一张图的矿井水灾避灾路径三维动态规划系统。最后,结合矿井实例进行测试分析,验证了算法设计的有效性,可以指导井下人员安全撤离,提高煤矿安全管控能力。     

任楼煤矿矿井突水灾害的综合分析与治理技术

介绍了皖北矿务局任楼煤矿７２２２工作面特大导水陷落柱的突水分析与快速治理技术。     

基于GAPSO-RFR的矿井底板突水预测模型与应用

为了更精准地预测矿井突水灾害,对突水预测和救援提供帮助,减少水灾造成的损失,提出基于GAPSO-RFR的矿井突水预测模型。利用遗传-粒子群算法对随机森林回归模型(RFR)进行优化,选取34例样本对GAPSO-RFR模型进行迭代和训练。测试结果表明,GAPSO-RFR模型提高了预测精度,减少了泛化误差。同时利用模型对王家岭矿区部分盘区的10号煤层与2号煤层的突水风险进行预测分析,得出了突水风险较高的区域分布情况。     

基于FLUENT的交叉巷道煤矿老空水害突水过程模拟

煤矿水害是我国煤矿地质灾害的重要类型之一,而老空水水害在我国煤矿水害事故中占据较高的比例。在系统阐述我国矿井水害现状的基础上,探讨了老空水害的形成要素,建立了老空水突水力学模型,并利用FLUENT软件计算了老空水不同水头高度、突水口不同截面积、突水通道不同阻力下出口流量随时间的变化,模拟了全巷道网的透水情况。老空水突水过程模拟可以为老空水水害事故发生后准确了解水位变化趋势、合理指导井下员工疏散提供依据,对煤矿企业安全生产、事故救援具有重要意义。     

基于改进灰狼优化算法的矿井最短逃生路径规划研究

矿井作业环境复杂,各类地质灾害以及水害极易影响井下安全生产,因而预先对灾害发生时的人员逃生路径进行规划很有必要。为获取矿井最短逃生路线,提出了一种改进灰狼优化算法的路径规划方法。该方法针对灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization,GWO)早熟收敛和易陷入局部最优解的不足,提出了一种基于Logistic映射和Tent映射组合的改进灰狼算法(LT-GWO),提高其全局搜索能力。结合矿井实际工作环境,将改进算法应用于井下逃生路径规划,并通过设定合理路径约束和限制条件,获得了较好的路径规划结果。研究表明:所提算法在平均路径长度、路径长度标准差、平均迭代次数和平均寻优耗时等指标上显著优于已有算法,并且具有较好的鲁棒性。所提算法对于矿井灾害等应急场景下的路径规划问题研究有一定的参考价值。     

基于贝叶斯理论的突水危险源识别方法

矿井突水严重威胁人员的生命财产安全,必须对突水危险源进行准确快速识别。以5种常规离子为指标,选取山东龙郓煤矿第四系水、煤系砂岩水、太灰水共计29个训练样本和5个已知突水样本,采用贝叶斯法得出各含水层的判别函数模型,并对突水样本进行验证,均为砂岩裂隙水,与实际结果一致。贝叶斯突水水源识别模型具有准确快速的特点,可以应用到矿井水害理论研究中。     

基于GIS的矿井防治水辅助决策系统

在分析国内矿井水害现状及专家系统研究概况的基础上,提出了矿井防治水辅助决策系统的总体结构,建立了基于GIS技术的矿井水害辅助决策平台.对GIS软件进行二次开发实现了矿井突水的预测预报;利用面向对象语言VB和人工智能语言CLIPS,实现了采空区、顶板与底板突水判定及防治措施的制定.此外还针对注浆、探放水、防水煤岩柱的留设、涌水量预测等问题给出了相关计算方法、结果及操作工艺.     

基于改进DK算法的煤矿水害逃生三维仿真平台研究

为研究某煤矿突发水害后井下人员受突水点和巷道淹没影响的逃生路径规划问题,建立了基于改进DK算法的煤矿水害逃生仿真平台。首先,基于WebGL建模煤矿巷道的三维环境;其次,通过突水量模型和巷道淹没范围模型解算巷道中水流量、水流半径和水流路径的实时变化;然后,基于改进DK算法计算巷道当量距离的影响系数;最后,通过有效逃生路径搜索算法得出逃生路径规划结果。结果表明：突水水源、突水通道、巷道结构、人员位置、人员数量为突水灾害影响逃生路径的5类因素,基于改进DK算法的煤矿水害逃生仿真平台能有效提高井下人员的逃生率。     

基于PLC的矿井排水安全和节能系统

矿井水害是煤矿工业生产过程中的一个重要危害,如何利用当前高速发展的电子和自动控制技术预防和消除矿井水害,是煤矿工业实现安全生产的重要课题。文章提出一种基于PLC和智能传感器技术的矿井水害报警和应对系统,为减少矿井水害及节约能源提供了一种思路。     

矿井水灾害预测的安全评价研究

本文简要介绍了矿井水的危害，从矿井水害危险性评价的原有方法入手，分析了原有方法的缺点与不足，寻求更加客观的定量评价方法一层次分析法。以掘进工作面为例，进行矿井透水事故危险性评价。结果表明，层次分析法更能反映矿井的客观实际，为矿井水害防治、做好安全生产提供了理论依据。     

巷道环境与产烟产热影响下的矿井火灾避灾路径选择

当前矿井火灾逃生研究主要关注火灾产烟产热而忽视巷道环境本身对人员的影响,引入危险度概念,用于定量描述灾变时期各巷道逃生路径难易程度。危险度分为静态危险度和动态危险度,其中静态危险度表征巷道不同坡度和不平整度,动态危险度表征CO体积分数、巷道温度和能见度。利用FDS火灾数值模拟软件建立巷道模型,获取火灾发生发展过程中产烟产热数据。通过求取逃生过程中人体总耗氧量来表征人员危险度,在具备生存条件的前提下,筛选最优路径,为应急救援提供数据和理论指导。结果表明：基于危险度的人员逃生路径选择方法,选择的路径更加合理,有利于降低人员逃生压力,减少盲目逃生的伤亡。     

基于格子Boltzmann的矿井巷道突水计算机仿真

为了研究矿井巷道突水蔓延规律,使用格子Boltzmann方法建立了井下突水蔓延二维仿真模型,平直边界采用反弹格式处理,曲边界采用BFL格式处理。因需要模拟复杂巷道,采用分块耦合算法将巷道分成若干规则的块,各块分别独立计算,只在边界处交换数据,从而去除冗余网格,简化网格计算,提高系统资源利用效率。最后通过一个仿真实例,形象、直观的展示了突水发生时地下矿巷道突水水流的演变过程,对矿山突水事故防治和井下人员逃生决策具有现实指导意义。     

王河煤矿突水规律分析及矿井防治水对策

王河煤矿水文地质条件复杂,自建井以来,发生大小突水100余次,水害直接制约了矿井安全生产。通过对矿井水害分析,找出突水规律,提出了矿井防治水对策。     

基于客观组合权-改进集对分析模型的矿井突水水源识别

矿井水害事故的发生对煤矿的安全开采带来很大的影响,快速准确地识别突水事件中所涉及的水源,是预防和解决矿井水害的关键手段之一。基于客观组合权和集对分析理论,针对矿井突水水源识别问题,以东滩矿4个含水层中的40个水样为识别样本,选取Na⁺+K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-和HCO₃^-共6项水化学指标作为识别因子,构建了矿井突水的水源识别模型,并利用该模型对10个检验样本进行水源识别。结果表明：客观组合权既避免了主观赋权法的主观随意性的缺点,又弥补了单一客观赋权法带来的片面性较强的不足,能合理地对识别指标进行权重赋值。Ca²⁺和Mg²⁺的权重明显高于其他离子,分别为0.28和0.25,二者的权重之和占比达53%,说明这2个指标在突水水源识别中起主要作用。利用客观组合权-改进集对分析模型对10个检验样本进行识别,准确率达到90%,说明该模型在矿...