冲击地压多信号监测软件的设计

针对冲击地压监测系统存在监测信号单一,无法实现实时对比分析等缺点,开发设计了一种基于VC++6.0,针对煤岩电磁辐射、微震和声发射等特征信号的多信号监测软件;介绍了该软件的结构和功能及各功能模块的设计。该软件具有多通道实时显示、数据存储、历史查询、趋势分析、统计等功能,通过对比分析多种煤岩特征信号,可以对煤岩动力灾害进行有效的预测。     

新的受载煤岩电磁辐射信号去噪算法

针对煤矿井下现场电磁干扰多,采用煤岩受载产生的电磁辐射(EME)预测煤岩动力灾害效果有待提高,提出一种新的结合自适应集合经验模态分解(AEEMD)和改进小波变换(IWT)的电磁辐射信号去噪算法,克服了模态混叠,弥补了对小波基存在选择性的不足.分别采用IWT、EMD—IWT及AEEMD—IWT对构造的带噪信号进行去噪仿真及试验测试研究,结果表明:AEEMD—IWT算法去噪性能优越,对高信噪比和低信噪比的电磁辐射信号均能有效去噪.     

矿用声发射监测仪的研制

利用声发射信号预测煤岩动力灾害是国际煤矿安全领域的前沿课题,矿用声发射监测仪的研制,为建立声发射等多信息综合判识准则并依据该准则有效地预测煤岩动力灾害奠定了一定的基础。     

煤与瓦斯突出电磁辐射的监测及应用

根据煤与瓦斯突出产生电磁辐射的原理和煤岩破裂电磁辐射信号的特征，设计出了电磁辐射监测仪．并将该监测仪应用于煤与瓦斯突出的预测预报，得到了大量的实验数据．从中总结出煤与瓦斯突出危险程度与电磁辐射强度和脉冲数的关系，给出了有突出危险时电磁辐射强度和脉冲数的临界值。实验证明电磁辐射监测仪在实际应用中效果良好。     

回采作业对冲击地压电磁辐射测量的影响分析

为了分析工作面回采过程中各作业工序对电磁辐射测量的影响,在长沟峪煤矿回采工作面进行跟班测试,并对各回采工序的电磁辐射监测信号进行了定量分析。结果表明,绞车、刮板输送机、电铃等电气设备对电磁辐射测量的影响最大,是在线式电磁辐射监测的主要干扰源;支柱加压、人员走动等非涉电作业活动对电磁辐射测量的影响较小。研究结果为现场使用电磁辐射临界值法判别煤岩动力灾害危险时排除干扰源的影响提供了可靠依据。     

基于加卸载响应比的煤样破坏前兆实验分析

基于加卸载响应比理论,实验研究了煤样在加卸载过程中声发射与电磁辐射的响应比特征,得出如下结论:①在单轴加卸载过程中,声发射与电磁辐射的加卸载响应比能比较好地反映煤样的稳定状态,煤样状态稳定时加卸载响应比较低,反之升高。②加卸载响应比增加到峰值之后,煤样开始遵循自身的演化规律,在发生宏观破坏之前加卸载响应比有明显的"急剧增长-迅速回落"过程,可以通过这一特征来预测煤样的宏观破坏。③由于煤样的不均匀性,加卸载响应比峰值时间与发生宏观破坏时间不一致,在应用加卸载响应比方法进行灾变预测时,应充分考虑煤岩不均匀程度,根据具体情况确定特征时间的尺度。实验结果表明,通过声发射和电磁辐射加卸载响应比预测煤岩动力灾害具有一定的可行性。     

煤岩瓦斯复合动力灾害监测预警与防控技术研究进展

煤岩瓦斯复合动力灾害是深部煤炭开采的重大安全隐患,探明其致灾机理、发展监测预警及防控技术是防治关键。提出了煤岩瓦斯复合动力灾害防治“四面体”理论,即分别从灾害分类、灾害机理、灾害预警、灾害防控4个层面概述煤岩瓦斯复合动力灾害研究进展。总结了以能量释放主体、初始瓦斯压力、载荷条件为主的复合动力灾害类型划分依据;梳理了理论分析尺度和实验室尺度下的复合动力灾害机理研究进展,发现应力路径、微裂纹动态演化和煤岩赋存地质因素临界指标是致灾机理研究的关键;概述了以前期灾害前兆信息判识、中期灾害前兆信息采集、后期灾害一体化监测预警为主线的复合动力灾害监测预警技术研究进展;揭示了复合动力灾害消能减灾一体化防控技术和多尺度分源防控关键技术科学内涵。在此基础上针对两淮矿区灾害特点,提出了深部强动载条件下复合动力灾害智能判识与预警方法和分区协同防控方法。基于当前研究进展,提出了煤岩瓦斯复合动力灾害研究亟待解决的问题,助力实现深部煤炭安全、精准、高效开采。     

微震监测技术在顶板来压预测预报中的应用

介绍了微震监测系统在千秋煤矿预测预报顶板来压中的应用情况。实践结果表明,微震监测系统可实现对综放工作面老顶初次来压的预测判断;微震监测与日常钻屑量监测、矿压监测等数据较为一致,采用综合性的冲击地压预测预报技术能更有效地对采场动力灾害进行预测预报;用大能量事件频次作为微震监测系统的有效参数可较准确地对采场动力现象进行预测预报,并总结出顶板来压的前兆信息模式,该项结论能有效预防采场动力现象和冲击地压事故的发生。     

电磁辐射仪在煤矿冲击地压监测预报中的应用

阐述了煤矿冲击地压的成因及影响因素,介绍了电磁辐射仪在忻州窑煤矿冲击地压监测预报中的应用,详细介绍了电磁辐射仪的组成、工作原理及特点。通过在忻州窑煤矿的电磁辐射测试证明,该电磁辐射仪既可用于预报冲击地压,也可进行冲击地压防治措施效果检验,具有非接触、非扰动、简单实用、安全准确的特点,是预测预报冲击地压的合理选择。     

矿井动力灾害实时在线监测系统设计

针对目前煤矿深部动力灾害的监测主要依赖于在线采集装置,无法实现数据的并行和快速采样的缺点,设计了一套动力灾害实时在线监测系统。该系统利用声发射、瓦斯、应力等传感器实时监测矿井动力灾害发生过程中煤岩释放的应变能及瓦斯浓度、煤岩应力参数,利用监测站实时采集、处理各种传感器信号,通过上位机数据管理软件对特征参数指标变化规律进行有效分析、结果预警等,从而实现了对动力灾害的连续动态监测。实际应用结果证明了该系统的可靠性。     

基于ZigBee技术的煤岩动力灾害电磁辐射监测节点设计

针对目前煤岩体动力灾害电磁辐射监测预警系统中测点数量多,布设受矿井巷道结构影响大等问题,提出了一种基于ZigBee技术的煤岩体电磁辐射信号无线监测节点设计方案.该方案具有拓扑结构灵活、功耗低、可靠性强等优点,与煤矿以太环网通信接口兼容,可以实现对巷道煤岩体电磁辐射的连续性监测,对于提高煤岩体电磁辐射的监测水平具有重要意义.     

张双楼煤矿应力集中区冲击地压灾害防控实践

目前的爆破卸压防治措施仅针对煤层顶板,对顶板-煤体-底板三协同爆破卸压治理研究较少,特别对坚硬厚层砂岩顶板覆层区域的冲击灾害防治研究更少。针对上述问题,以江苏徐矿能源股份有限公司张双楼煤矿74101工作面为工程背景,从开采布局、煤岩冲击倾向性、砂岩覆层区应力集中程度方面分析了其冲击灾害诱发因素,揭示了煤岩体突然失稳破坏诱发冲击灾害的原因,认为顶板砂岩覆层异常、断层地质构造、底板坚硬细砂岩等地质条件造成局部高应力集中是诱发冲击灾害的主要原因。采用矿震震动波CT反演技术精准探测得到74101工作面强冲击危险区:运输巷侧沿巷道75 m,延伸工作面60 m椭圆形区域;轨道巷侧沿巷道60 m,延伸工作面80 m椭圆形区域。针对划分的高应力集中区,提出了精准的“顶板-煤体-底板”一体化爆破卸压技术,对74101工作面冲击危险区域进行卸压防冲,并采用微震监测手段及现场观测对卸压防冲效果进行评价。结果表明:爆破卸压后,74101工作面厚硬砂岩覆层区矿震日累计能量由1.57×104 J降低至104 J以下,震动频次降低50%,矿震活动呈现低能量、低频次的特征,冲击危险性显著降低,验证了一体化爆破卸压技术适用于张双楼煤矿厚硬砂岩覆层区冲击动力灾害防治。     

煤矿自动化与信息化技术回顾与展望

目前,煤炭在我国能源生产结构中的占比为74.29%,在我国能源消费结构中的占比为71.26%,又是廉价、供应可靠、可洁净利用的能源,它与石油、天然气相比储产比最大,而核电、水电、风电等能源规模又无法与其相比,因此,煤炭仍将是我国的主要能源。"十一五"期间,煤矿安全监控、煤矿井下人员位置监测、煤炭产量远程监测、全矿井移动通信、无人值守远程监控技术及系统取得了突破和快速发展,在煤矿安全生产工作中发挥着重要作用。今后还需进一步加强传感器无盲区布置方法,基于煤矿安全监控系统的瓦斯、火灾、冲击地压等煤矿重大灾害预警技术,无人工作面遥控技术,本质安全无线通信与光纤通信技术,煤矿井下人员精确定位技术,煤矿井下生命探测技术,基于3D GIS的煤矿安全生产管理信息系统等的研究。     

基于流媒体技术的煤矿安全远程视频监控系统研究

文章比较详细地介绍了流媒体技术的相关概念和原理,通过对煤矿安全视频信息的分析,结合流媒体技术,提出了将流媒体技术应用于煤矿安全远程监控系统中视频传输模块的设计方案。     

《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见

提出了《煤矿安全规程》修订应增加矿井移动通信、广播通信、视频监视、人员定位、煤炭产量监测、矿井火灾监控、矿山压力监测、水文监测、远程监控等内容。提出了严禁矿井监控系统与视频监视系统共用信道;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;主干网络应采用具有冗余功能的千兆或千兆以上矿用以太光网络;矿井移动设备和无线接入等应优选WiFi、ZigBee、4G等技术。提出了煤矿安全监控系统和矿井有线调度通信系统等的关键光缆和电缆应分设两条,从不同的井筒或一个井筒的不同位置进入井下;系统光缆和电缆应具有防护措施;底鼓不严重的矿井,系统光缆和电缆应埋入巷道底板与巷帮夹角处。提出了煤矿安全监控系统应具有主要通风机监控、瓦斯抽采监控功能;具有呼吸尘浓度、总粉尘浓度实时在线监测功能;具有风向监测功能;具有瓦斯变化率等分析功能;具有煤与瓦斯突出报警功能;高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应选用全量程和高低浓度甲烷传感器,优选激光或红外甲烷传感器;采用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等甲烷检测设备,必须定期使用校准气样和空气气样调校,每15d至少调校1次;甲烷超限断电功能每15d至少测试1次;高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在上隅角设置甲烷传感器,报警浓度为1.0%CH4,断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为1.0%CH4等。     

D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中的研究

文章介绍了近年来D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测的应用和发展,探讨了该技术用于监测煤矿区沉陷的可行性、与传统的变形监测技术对比所具有的优势,并指出了目前该技术在煤矿区沉陷监测中存在的问题及解决方法。     

光纤bragg光栅在煤矿安全中的应用探讨

介绍了光纤bragg光栅传感原理,阐述了光纤bragg光栅传感技术在矿山防治煤岩动力灾害、火灾和水灾中的应用。基于光纤bragg光栅传感原理研制的传感器通过测量光的波长可测量应变、应力、温度、位移、压强等物理量,具有抗电磁干扰、易于传输、测量精确和准分布式测量等优点,在煤矿安全监测中具有广泛的应用前景。     

ARM9 及CPLD 的煤岩识别系统

综放采煤自动化的关键在于自动识别煤炭和岩石。根据煤炭和岩石图像灰度分布的差别,在s3C2440A＋cPLD平台上建立CCD传感器数字处理系统。利用ARM9处理器对图像的离散脉冲噪声进行中值滤波和对计算得出的灰度直方图进行观测可实现煤和岩石的辨别。系统经过MATLAB仿真得出的结果比较理想,并对煤炭行业有很高实用性。