中小型煤礦氡監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國多數(shù)煤礦是高瓦斯煤礦,瓦斯突出和瓦斯爆炸是這些煤礦的主要危險因素。對中小煤礦調(diào)查發(fā)現(xiàn)迫切需要針對性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)適用的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備和新的瓦斯突出監(jiān)測預(yù)警方法。中小煤礦受利益驅(qū)使常常超員、超量采煤,我國約三分之二的事故發(fā)生在中小煤礦。論文綜合采用氡監(jiān)測、紅外熱成像、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)等增強(qiáng)現(xiàn)有的系統(tǒng)功能,提高中小煤礦安全生產(chǎn)能力。
　　 瓦斯突出是煤礦中的一種動力現(xiàn)象,瓦斯突出具有突發(fā)性,且破壞性極大,常引起窒息、瓦斯爆炸等特大事故。

2、因發(fā)生機(jī)理復(fù)雜,且突出要素之間相互制約,因而預(yù)測突出的地點與突出強(qiáng)度的難度很大。瓦斯突出預(yù)測是煤炭行業(yè)的難題,目前尚無有效的方法可以準(zhǔn)確預(yù)測。論文介紹了瓦斯突出預(yù)測的常用方法、和瓦斯突出的規(guī)律、地質(zhì)構(gòu)造。因還原環(huán)境,煤對鈾的吸附能力較強(qiáng),致使煤礦的放射性水平普遍較高,高壓瓦斯賦存于封閉的地質(zhì)構(gòu)造中。
　　 提出了一種煤礦礦井瓦斯突出區(qū)的放射性氡異常模型及一種預(yù)測瓦斯突出的方法(Radon Index Method to Pred

3、ict Gas Outburst,RIMPGO)。該方法建立了瓦斯突出的放射性氡濃度異常指標(biāo),通過試驗驗證了其有效性。因為氡的監(jiān)測比常用的地球物理方法,如聲發(fā)射方法、電磁輻射法,簡單而且設(shè)備造價低,易于操作,這種方法具有理論和實際應(yīng)用價值。
　　 開發(fā)了一套適合中小煤礦瓦斯危險綜合智能監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)(XY-1),能有效地監(jiān)測煤礦明火和采空區(qū)煤自燃,既做到對煤礦井下瓦斯、通風(fēng)、設(shè)施、設(shè)備實時準(zhǔn)確的遠(yuǎn)程監(jiān)控,又可遠(yuǎn)程監(jiān)視作業(yè)現(xiàn)場。系統(tǒng)

4、具有自學(xué)習(xí)能力,報警正確率高。系統(tǒng)應(yīng)用信息融合技術(shù),管理煤礦監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)量多而且種類多的探測器,分析事故特征因素,對人工報警的處理結(jié)果自動學(xué)習(xí),提高了系統(tǒng)的智能水平和自動化水平,減少了誤報率。
　　 開發(fā)了適用于煤礦惡劣生產(chǎn)環(huán)境,防爆、防塵、防水,能長期可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行,成本低,性價比高的嵌入式視頻服務(wù)器。它運(yùn)用了先進(jìn)的H.264算法,碼率小(最小可達(dá)到64kbps),視頻圖像清晰。針對煤礦低照度條件下使用了自動防塵刷,并采用了灰

5、度分段處理,自適應(yīng)濾波器技術(shù),以保證圖像清晰,可有效提取監(jiān)控對象的特征。采用高速采樣技術(shù),高速視頻信號處理等技術(shù)保證系統(tǒng)可無衰減地傳輸53dB(信噪比)信號。
　　 開發(fā)了一種可實時傳輸煤礦瓦斯監(jiān)控數(shù)據(jù)和64路數(shù)字視頻的通信軟件。它可適應(yīng)多種通信方式,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬有限時,瓦斯含量和通風(fēng)量、人員位置信息優(yōu)先傳輸,視頻圖像優(yōu)先級次之;它也能自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬變化,設(shè)定合理的視頻幀率、尺寸、分辨率、碼率;還有視頻圖像錯誤隱藏能力,視頻時延

6、小于1秒。解決了中小煤礦礦區(qū)的通信設(shè)施差,可靠性不高,無線信道接入互聯(lián)網(wǎng)的帶寬變化大等引起的煤礦視頻監(jiān)控的效果降低問題。
　　 開發(fā)了一種能用于煤礦低照度條件并可獲取紅外熱圖像的視頻服務(wù)器系統(tǒng)。開發(fā)了礦井明火、火花紅外圖像增強(qiáng),特征提取,智能報警軟件。應(yīng)用高速采樣技術(shù),自適應(yīng)圖像濾波技術(shù),保證了視頻圖像清晰度。論文分析了爆炸的條件,爆炸事故樹,事故特征源。為減少瓦斯爆炸事故,研究了熱紅外成像技術(shù)監(jiān)測引發(fā)瓦斯爆炸的事故特征源,如電