礦井突水平行應(yīng)急管理方法研究.pdf

1、隨著地下采礦深度增加，礦井水文地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，礦井突水問(wèn)題日益嚴(yán)重，礦井的防治水形勢(shì)和應(yīng)急管理難度逐步升級(jí)。礦井突水的應(yīng)急管理問(wèn)題是迫切需要解決的問(wèn)題，也是國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。礦井突發(fā)水災(zāi)事件前兆不充分，具有復(fù)雜性特性和次生衍生損害，其破壞性較大，借助傳統(tǒng)管理方法難以有效應(yīng)對(duì)，有必要研究有效的礦井水災(zāi)應(yīng)急管理理論和方法，為礦井突發(fā)水災(zāi)事件應(yīng)急響應(yīng)提供強(qiáng)有力管控工具和智力支持。本文在前人重要研究成果的基礎(chǔ)上，提出采用復(fù)雜巨

2、系統(tǒng)研究的人工社會(huì)-計(jì)算實(shí)驗(yàn)-平行執(zhí)行，即 ACP方法，解決礦井突水應(yīng)急管理問(wèn)題，試圖給出一種針對(duì)礦井突發(fā)水災(zāi)事件的應(yīng)急管理理論和方法，達(dá)到有效協(xié)同和集成化管控。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴礦井突水平行應(yīng)急管理框架模型。提出利用人工系統(tǒng)方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情景進(jìn)行建模，應(yīng)急實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)急處置策略進(jìn)行仿真分析評(píng)估，平行執(zhí)行實(shí)施應(yīng)急方案并同步于人工系統(tǒng)的理論和方法，給出了基于時(shí)間軸模型的4D時(shí)空管理方法，為現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的時(shí)空管理提供可行途徑。平行應(yīng)

3、急管理系統(tǒng)是一種動(dòng)態(tài)演化系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)人工系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算模擬、涌現(xiàn)觀察，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急控制策略的零風(fēng)險(xiǎn)和低成本的快速實(shí)驗(yàn)，可為現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的管理和控制尋求較優(yōu)方案，通過(guò)平行執(zhí)行，人工系統(tǒng)可以直接影響或改變實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行方向，達(dá)到認(rèn)識(shí)自然、理解自然、利用自然和改造自然的目的。⑵人工礦井突水系統(tǒng)研究。通過(guò)研究“實(shí)例型”和“非實(shí)例型”的人工系統(tǒng)分類方法以及多代理系統(tǒng)建模等理論，在定義礦井突水系統(tǒng)邊界及內(nèi)涵基礎(chǔ)上，進(jìn)行角色建模和代理映射，并提出基于代理的海

4、量數(shù)據(jù)集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)代理數(shù)據(jù)集成，代理訂閱模型(APSM)完成代理之間的協(xié)調(diào)和聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建基于多代理的人工礦井突水系統(tǒng)模型。⑶礦井突水計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究。由于突水試驗(yàn)代價(jià)巨大，無(wú)法進(jìn)行突水及應(yīng)急響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，因此，如何實(shí)現(xiàn)突水應(yīng)急管理領(lǐng)域中的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，是促進(jìn)該領(lǐng)域發(fā)展的最關(guān)鍵問(wèn)題之一。論文提出使用圖探測(cè)法進(jìn)行排水管網(wǎng)智能計(jì)算，利用三角剖分、塊段分割和八分圓橢球搜索技術(shù)進(jìn)行突水水流蔓延計(jì)算，借助A*算法初始化人員的最優(yōu)逃生路線。試圖從“簡(jiǎn)單一致”觀

5、點(diǎn)出發(fā)，以礦井突水人工系統(tǒng)為載體，以 APSM為協(xié)調(diào)方法，從各簡(jiǎn)單代理行為的局部交叉到整體涌現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)礦井突水情景的時(shí)空演化計(jì)算。⑷平行應(yīng)急管理系統(tǒng)研究。從常態(tài)下的突水感知和非常態(tài)下的計(jì)算實(shí)驗(yàn)式自動(dòng)化預(yù)案兩個(gè)方面，研究探討了礦井突水平行應(yīng)急管理系統(tǒng)及其集成技術(shù)。在常態(tài)下借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)多物理場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)化分布式監(jiān)測(cè)，依托信息融合理論和方法，結(jié)合人工糾正方式同步人工系統(tǒng)，并提供數(shù)據(jù)采集、分析利用、預(yù)警預(yù)測(cè)、應(yīng)急策略評(píng)估和應(yīng)急培訓(xùn)支持，在非常態(tài)