煤矿灾害智能预警架构及关键技术研究_中国煤炭行业知识服务平台

煤矿灾害智能预警架构及关键技术研究

作者

丁震李浩荡张庆华
单位

国家能源集团公司煤炭与运输产业管理部中煤科工集团重庆研究院有限公司
摘要

我国已初步实现对煤矿瓦斯、火灾、水害、顶板、粉尘五大灾害的监测报警或预警，但智能化水平较低，不具备自我分析和决策能力。在智慧矿山概念框架下，阐述了煤矿灾害智能预警的内涵，提出了灾害智能预警的感知数据精准化、预警模型智能化、预警防灾协同化、应急决策高效化4个方面的特征。设计了煤矿灾害智能预警总体架构：由感知控制层、传输层、存储分析层和应用层4个层级组成，可实现对各类灾害的智能预警和智能管控；采用统一标准、统一采集、统一存储、统一分析、统一展现的数据处理原则，实现灾害智能预警多源异构数据共享与深度挖掘利用，从而解决数据孤岛、数据烟囱等问题。基于煤矿灾害智能预警总体架构，设计了灾害智能预警业务流程，为灾害智能预警设计提供参考。总结了煤矿灾害智能预警关键技术，包括瓦斯、火灾、水害、顶板、粉尘精准监测预警技术和灾害融合智能预警技术，分析了各关键技术难点及发展方向。以青龙寺煤矿灾害智能预警平台为实例，展示了灾害智能预警技术在监测监控、灾害预警、应急救援、分级管控等方面的应用效果。提出应深入研究灾害精准感知技术及装备、多场耦合致灾机理、预警模型自学习自适应技术，以实现高级阶段的灾害智能化预警。
关键词

智慧矿山灾害智能预警灾害融合预警灾害精准感知多场耦合致灾预警模型自学习协同控制
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助项目（U21A20110）；
文章目录

0 引言
1 灾害智能预警内涵及特征
1.1 灾害智能预警内涵
1.2 灾害智能预警特征
2 灾害智能预警体系框架设计
2.1 灾害智能预警总体架构
2.2 灾害智能预警业务流程
3 灾害智能预警关键技术
3.1 瓦斯灾害精准监测预警技术
3.2 火灾精准监测预警技术
3.3 水害精准监测预警技术
3.4 顶板及冲击地压灾害精准监测预警技术
3.5 粉尘监测预警技术
3.6 灾害融合智能预警技术
4 灾害智能预警实践
5 结论及展望
引用格式

丁震,李浩荡,张庆华.煤矿灾害智能预警架构及关键技术研究[J].工矿自动化,2023,49(04):15-22.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2022090016.