煤矿断层错动型冲击地压研究现状与发展趋势

为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总了国内部分煤矿该类型冲击地压实例;从断层活化机制及其判别准则、断层错动型冲击地压理论、发生条件及其孕育过程等4个方面着重分析了断层错动型冲击地压的致灾机制;总结了断层错动型冲击地压的监测预警方法,并介绍了一些具有代表性的可用于断层错动型冲击地压预测预报的监测预警技术及其工程应用情况,包括断层错动型冲击地压监测预警与防治体系、BMS-II型微地震监测系统、多参量实时联合监测预警系统和深部钻孔应变观测技术;论述了断层错动型冲击地压防控技术,包括区域性防御措施和局部解危措施等;在分析以上问题的同时,又提出了一些新的理论观点、见解和建议.最后,指出了当前断层错动型冲击地压研究存在的一些不足,并对该类型冲击地压未来研究的发展趋势进行了多方面展望.     

面向大规模、多区域的可燃气体远程监测预警技术

为了实现大规模、多区域的可燃气体的统一监测预警,使用无线传感器网络自组网技术、通用分组无线业务( general packet radio service, GPRS)无线传输技术和服务器数据库设计了可燃气体报警器采集节点、可燃气体报警器汇聚传输节点并完成服务器云管理平台的搭建。温湿度补偿算法提高了可燃气体报警器的采集精度,多级报警策略使可燃气体预警更智能,数据传输加密算法使数据传输更安全。系统可以应用在居民小区环境对可燃气体泄露智能预警。相关管理部门根据服务器云管理平台对预警信息及时处理并长期对监测数据进行统计分析。最后对搭建的远程可燃气体监测预警系统进行应用测试。结果表明：系统丢包率和用户收到预警信息时间间隔都满足可燃气体预警的实际要求。     

基于地球多传感器网络信息的潜在滑坡判识模型

潜在滑坡的判识是滑坡预测预报中的关键问题,潜在滑坡早期判识能够有效减少灾害的发生。基于滑坡灾害诱发的各种影响因素,利用地球多源时空信息和多传感器网络,遥感监测潜在滑坡体,利用监测设备获取滑坡岩性、坡体结构、地貌形态、活动迹象等关键控制信息,从中选取滑坡灾害诱发的主要控制要素作为判识指标,建立基于多源信息的潜在滑坡多因素判识模型;特别是根据滑坡的成灾规律,分析潜在滑坡孕育过程中地貌形态改变、成灾条件变化与滑坡发生的临滑诱发条件,建立基于不同信息源的滑坡控制因素判识模型。最后,通过汶川地震灾区垮梁子滑坡体实例分析,验证潜在滑坡综合判识模型并进行优化,从而为滑坡灾害的早期判识预测提供依据。     

浅埋深工作面冲击地压切顶卸压效果监测分析

为检验宽沟煤矿浅埋深工作面采用切顶卸压的措施治理冲击地压的效果,采用钻屑、电磁辐射仪、微震监测、PASAT-M便携式微震等4种监测检验手段对W1143工作面全断面切顶卸压治理冲击地压效果进行检验.结果表明,4种监测手段检验结果一致,全断面切顶能够改变顶板应力重新分布及有效地防止工作面冲击地压事故的发生,能够最大限度地缓解和消除冲击地压危害.     

无煤柱自成巷大数据物联网监测系统及工程应用

为实现无煤柱自成巷N00工法采煤与成巷过程中矿压动态实时监测及预警,基于准分布式光纤光栅多源传感系统和云技术,构建了无煤柱自成巷N00工法大数据远程实时多源监测及预警系统.首先通过多源监测系统获得井下围岩-支护系统应力、应变实时监测数据,并利用井下工业环网传输到地面监测预警系统主机;然后建立大数据远程在线实时监测WEB系统,通过云服务器部署,授权用户可随时随地观察采煤与成巷期间支护系统受力变化特征及围岩活动规律.最后该系统在柠条塔矿S1201-II工作面进行现场工程应用.结果表明:远程实时监测系统能够及时、准确地获取现场数据,实时反馈现场生产信息,取得了良好的监测应用效果,为无煤柱自成巷N00工法安全开采提供了科学依据.     

平煤十一矿微震监测系统优化布置及应用

根据十一矿己二下山采区的采掘接替关系,提出了时空预测技术,确定了冲击地压重点防治区域.对微震监测站布置进行了优化,共布置了14个地下测站和2个地面测站.根据矿震监测记录,分析了微震信号的频谱特征和能量特征.结果表明,距矿震地点较近的震动频谱范围较宽,能量较大,低能量的震动有利于能量的释放,强矿震前会出现矿震能量和次数的静默期,最后,建立了十一矿强矿震危险监测防治体系,提出了冲击地压的解危措施.     

神经网络-遗传算法耦合的金融参数预测研究

神经网络-遗传算法耦合的金融参数预测系统是利用智能模拟算法——遗传算法对神经网络预测金融参量系统的拓朴结构层间权系值进行优胜劣汰演化。证明了二者耦合能提高网络系统的学习效率和预测精度，成功实现了这两种智能模拟方法的集成耦合。     

智能无人机在火灾监测和救援中的应用

针对传统无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)在火灾监测或救援应用中存在未实现智能处理的问题,本文基于大数据分析和平台处理技术,提出了搭载微型自动处理器的智能无人机。对火灾多源异构数据,采用混合处理方法,基于Spark和Hadoop的大数据集成平台,构建了一个火灾监测混合的大数据分析系统,对火灾进行实时动态监测与预警。研究结果表明,智能无人机的应用,大大提升了火灾的检测率及救援率。该研究对无人机在火灾检测和预警等方面具有一定的应用价值。     

断层影响下冲击地压多参量预测预报研究

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,在考虑断层活化影响下,提出冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马跃进煤矿的冲击地压预报,为今后深部构造影响下冲击地压的预测预报提供了参考．     

煤岩动力灾害声电协同监测技术及预警应用

为了提高煤岩动力灾害预测的准确性和可靠性,提出了声电协同监测技术,将电磁辐射和声发射进行融合,优势互补,开展了受载煤岩声电监测同步性测试及分析,开发了相应的监测系统及软件,并在采掘现场进行了监测及预警应用实践.结果表明:实验室和采掘现场不同尺度的煤岩声电信号同步性及相关性很好;采掘现场有煤岩动力灾害危险前,声发射和电磁辐射信号开始出现异常变化,且两者对危险响应的同步性很好,特别在临灾阶段,声、电信号在异常幅度和时域上的一致性变得更加明显;声电协同监测技术及系统,能够实现对冲击地压等动力灾害危险的实时监测及提前自动预警,与单方法相比,可靠性更高.     

基于多源数据的公路边坡稳定远程实时监测系统设计

针对传统边坡监测方法测量精度低、监测参数类型单一及自动化程度低等问题,提出了基于ＧＰＳ技术的多源监测方法. 首先建立现场监测单元,实时获取多维参数;然后利用ＧＰＲＳ无线通信技术建立数据通信单元,实现现场监测数据的远程自动化传输;最后利用计算机技术构建监测预警系统,实现监测数据存储、分析及灾害预警的功能,达到了监测的实时、自动化、全天候等要求. 该系统能及时预测边坡地质灾害,发布预警信息,以减少人员与财产损失.     

煤矿冲击矿压的分级预测研究

针对煤矿冲击矿压灾害,研究了冲击危险性的监测原理和冲击矿压危险的分级预测准则.通过连续监测预警技术和系统集成,应用综合指数法、微震法、电磁辐射法和钻屑法,形成冲击矿压的时空分级预测技术体系,即在时间上对冲击危险进行早期综合分析预测与即时预测相结合,在空间上进行区域预测与局部监测、点预测相结合,对冲击矿压的危险性根据危险指数的大小,按无、弱、中等和强冲击危险4级进行预测.根据预测的冲击矿压危险等级,采取加强监测、解危、甚至撤人等防治对策.工程实践表明,采用该技术,可大大提高冲击危险预测的准确性,取得良好的应用效果.     

冲击地压的不稳定能量触发机制研究

为从能量角度揭示冲击地压产生机制,通过理论分析和现场实测微震活动与冲击地压之间的时空内在联系,研究了冲击地压的不稳定能量触发机制,得出了动力灾变的能量触发条件,提出了冲击地压的预测和预防思路.研究表明:当煤岩体具备压制能力高于临界值RE_0的不稳定能量积累机制,且已经积累了超过生成突发性灾害所需要的不稳定能量E_0;同时又产生了强度大于DI_0的初始启动扰动,即:RERE_0,EE_0,DIDI_0时,会发生冲击地压灾害;累积能量密度云图可以直观地找出冲击地压成核区及其之后能量密度云的演变规律,提前圈定冲击地压潜在危险区.预测冲击地压灾害需要找到确实能代表引起这种突发性灾害的初始启动扰动DI和当时所积累的不稳定能量E的监测指标;预防冲击地压灾害,需要使不稳定能量E小于临界值E_0,或使初始启动扰动DI小于临界值DI_0.     

基于施耐德网络云EcoStruxure平台的高校宿舍智能管理系统设计

针对目前高校宿舍存在的体温检测不及时、功率电器违规使用、电费能耗过高及作息不规律等问题,设计了基于施耐德网络云EcoStruxure平台的高校宿舍智能管理系统,构建了具有红外体温检测、宿舍用电监测及健康作息提醒等功能的控制平台,并将监测数据传于施耐德网络云EcoStruxure平台进行网络监控。经现场验证,该系统功能齐全、监测稳定、可靠性高,满足了高等院校学生宿舍的智能化网络化管理的要求,可为未来智慧校园建设打下基础。     

基于BIM的考虑多源信息的超高层建筑结构智能监测方法

超高层建筑结构复杂,施工周期长,在进行超高层建筑结构监测的过程中,如何准确、及时地完成监测内容是监测的重点和难点.针对以上问题,结合某超高层结构,研究了多源信息融合方法、建筑信息模型(building information modelling, BIM)技术在结构监测方案制定、三维可视化施工模拟指导传感器安装及可视化智能监测系统搭建等方面的具体应用.解决了超高层建筑结构监测过程中,由于施工过程复杂并且传感器种类、数量过多导致的未能及时完成监测内容的问题,搭建基于BIM技术的智能监测平台,可以更直观地读取监测数据,为类似的超高层建筑施工过程监测项目提供参考.     

体元-区域-系统冲击地压模型及应用

基于弹塑性力学和损伤力学原理,考虑到煤岩体内部存在大量节理裂隙,在弹塑脆性模型的基础上增加了结构面单元,构建了体能势函数,建立了能量的积聚、耗散与煤岩动态变形破裂过程之间的联系,并以此为依据从能量角度建立了体元-区域-系统冲击地压模型.结果表明:冲击地压是含结构面煤岩体组成的力学平衡系统在外界扰动作用下的失稳现象;基于该模型分析了煤岩系统在不同应力状态下变形破坏的演化规律及相应的地球物理信号特征;对跃进煤矿23130掘进工作面电磁辐射监测数据进行分析,验证了该模型的正确性.     

近直立特厚煤层冲击地压的地质动力条件评价

建立了冲击地压地质动力条件评价方法及评价指标,对乌东煤矿进行了逐一评判;采用地质动力区划方法确定了冲击地压的主要影响因素及其相互作用关系;采用岩体应力状态分析系统进行危险区划分;计算了乌东煤矿冲击地压发生的临界能量密度,结合数值计算方法确定了采动对能量密度的影响,并对未开采工作面进行了危险区域预测.结果表明:乌东煤矿+500m和+475m开采水平均具备冲击地压发生的地质动力条件,Ⅰ-1,Ⅳ-2,Ⅳ-4等区划断裂对乌东煤矿影响显著.乌东煤矿冲击地压的临界能量密度为1.29×105 J/m3,采动将导致能量密度提高31.8%~47.1%.乌东煤矿冲击地压发生在高应力区和应力梯度区的可能性大,未开采工作面在上述区域应加强监测和解危工作,预防冲击地压的发生.     

大型会展场馆全寿命周期集成管理系统研究

针对大型会展场馆的特点,基于大型会展场馆全寿命周期集成管理的机理分析,构建了大型会展场馆全寿命周期集成管理系统的基本功能框架、层次化框架及系统运行整体框架。对实现该系统的关键技术进行了研究,其中包括异构平台大规模多源数据共享和交换技术、智能人机交互技术、客流引导模型等。     

基于云平台的实验室环境监测系统设计研究

按照实验室通风及废气净化需求,须对实验室环境进行实时监测,为此基于云平台设计了一套实验室环境智能监测系统,其监测数据包括实验室环境温湿度、实验室多种废气浓度、酒精、一氧化碳、可燃性气体(甲烷、液化气等)、粉尘等.该系统选用STM32F103C8T6作为微处理芯片,采用监测指标传感器实时获取实验室环境数据并基于OLED屏...     

基于多参量检测的高压并联电容器在线监测系统

针对已有高压并联电容器在线监测方法仅通过监测电流值、温度值或谐波等参量中的某一种来判断电容器故障与否的局限性,提出一套基于嵌入式设计的多参量联合在线故障监测与诊断系统.该系统利用分布式现场传感设备对高压电容器的电压、电流、温度进行同步采集,并在图形化编程软件LabVIEW环境下完成对上述3种参量以及电流、电压谐波的智能分析.多参量联合监测的设计在提高诊断可信度的同时,降低了运行维护成本.贵港供电局110kV江南变电站试运行结果表明,本系统能够实现对现场并联电容器组运行状态的在线监测和预警功能.