水灾是煤矿重特大事故之一,及时发现水灾事故，撤出井下作业人员，开展有效应急救援，对减少事故伤亡和财产损失具有重要意义。
目前，矿井水灾的发现与报警主要依靠井下作业人员，若突水现场人员遇难，或突水现场人员只顾自己逃生，不及时将灾情上报矿调度室，将不能通知井下其他作业地点的作业人员撤离，也不能组织有效的应急救援，将会造成大量人员伤亡、设备损毁和淹井。研究矿井水灾识别方法对避免和减少煤矿水灾事故伤亡和财产损失具有重要意义。为此，本文在分析矿井水灾视频图像特征的基础上提出了一种基于视频图像的矿井水灾识别及趋势预测方法，包括水灾视频动态识别、区域分割、面积估算及趋势预测，并通过了试验验证，得出如下主要结论：①阈值像素灰度统计法和像素灰度值统计法均可监测和识别水灾，阈值像素灰度统计法不但可抑制低于灰度阈值的噪声，提高识别的准确性，还可减少像素灰度统计数，增强特定像素灰度范围的对比度。②阈值分割法和视频差分分割法均可分割水灾区域图像，前者整体性较好，后者细节刻画更强。③根据分割出的水灾区域图像可估算突水区域面积及进行趋势预测。
研究矿井灾变时期通风网络风烟流演化与控风机理，开发灾变风流应急调控与智能决策关键技术装备，对保障矿井通风系统安全稳定、提升灾害防控能力具有重要意义。矿井火灾风烟流区域联动与智能调控系统通过在通风网络中预设可远程控制的通风设施、监测关键区域通风参数和环境参数、迭代解算通风网络、智能控制可调风门开度、开发可视化界面，实现了火灾时期风烟流区域联动与可视化智能调控。
(1) 根据矿井火灾风烟流演化规律，结合通风网络结构介绍了风烟流区域联动控制机理。将火灾时期通风网络划分为烟流区和非烟流区2个并联分支，通过增阻或减阻方式调节2个分支风量分配；通过设置烟雾传感器、可调风门等通风设施并进行远程连续调控，实现火灾时期烟流演化区域和人员逃生区域所需风量的动态调控。
(2) 研究了矿井火灾风烟流智能调控的影响因素，根据矿井火灾前后通风网络结构构建了火灾风烟流智能调控模型，分析了火灾风烟流智能调控可视化功能实现算法。矿井火灾风烟流区域联动与智能调控系统根据关键分支风量参数、主要通风机运行参数和简化通风网络结构等进行通风网络迭代解算，获取火区风阻，再根据火区风阻对系统启动后的通风网络进行解算，实现矿井火灾风烟流智能调控可视化。
(3) 矿井火灾风烟流区域联动与智能调控系统在以太网通信异常状态下，可通过井下分布式监控站点间通信状态、远程指令，以及温度、烟雾、风烟流组分中CH4，CO，O2浓度等信息的交叉感知与研判，实现自主决策型火灾风烟流区域联动控制。
