分布式智能瓦斯监测系统的研究

论文摘要

目前我国煤炭开采工业由于种种原因,重大的和恶性的安全事故时有发生,其中由瓦斯爆炸引起的事故高达78.6%。因此,研制一套“分布式智能煤矿瓦斯实时预警监管系统”,来预警瓦斯爆炸,预防矿井事故、降低事故损失,这对我国的煤矿产业一项非常紧迫的任务。瓦斯突出作为引发瓦斯爆炸事故的主要原因,其发生突然、发生后十几秒至几十秒,瓦斯浓度就可达到爆炸所需的浓度下限。因此,对于瓦斯突出的预警非常困难。本文通过对瓦斯突出发生前后的样本数据进行分析和测试,设计采用将分形和支持向量机与人工神经网络结合,来预测瓦斯突出的发生,并通过两者的并发使用来解决其各自的弊端,这是一种创新性的尝试。最后本文论述了GPRS技术及其在远程数据采集中的应用,分析了传统煤矿瓦斯浓度监测系统的组成和存在的问题,提出了应用GPRS技术来解决这些问题的新思路和实现方法。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 国内外有关研究现状
• 1.4 本文工作
• 第2章 分布式智能瓦斯监测系统总体框架
• 2.1 系统功能
• 2.2 关键技术
• 2.2.1 瓦斯检测点的多传感器冗余结构
• 2.2.2 中间件技术
• 2.2.3 智能化的决策分析
• 2.2.4 精确定位
• 2.2.5 可视化管理与实时报警
• 2.2.6 抢救预案的制定
• 2.3 技术水平
• 2.3.1 瓦斯检测点采用多传感器信息融合技术
• 2.3.2 智能化的决策分析技术
• 2.3.3 精确定位技术
• 2.3.4 实时报警技术
• 2.3.5 抢救预案的制定
• 2.3.6 开放式、进化式的系统结构
• 2.4 应用前景及社会经济效益分析
• 第3章 瓦斯矿井煤层基本瓦斯参数测定与应用
• 3.1 回采工作面瓦斯涌出构成
• 3.2 煤层基本瓦斯参数测定
• 3.2.1 煤层瓦斯压力测定
• 3.2.2 煤层瓦斯含量测定
• 3.2.3 煤层瓦斯透气系数计算
• 3.2.4 煤层瓦斯钻孔流量衰减系数
• 3.3 工作面瓦斯治理
• 3.3.1 工作面上隅角瓦斯抽放
• 3.3.2 下行风与通风系统治理工作面瓦斯
• 3.4 结论
• 第4章 红外光纤矿井瓦斯检测系统的试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 红外光纤矿井瓦斯检测系统的试验原理
• 4.3 光纤链路损耗实验
• 4.4 信号波形分析
• 4.5 甲烷气体吸收实验
• 4.6.系统的检测灵敏度分析
• 4.7 小结
• 第5章 基于分形和支持向量机的人工神经网络在瓦斯突出预测中的应用的研究
• 5.1 引言
• 5.2 分形分维理论和BP神经网络基本原理
• 5.3 数据准备与模型建立
• 5.4 应用
• 5.5 对比结果
• 5.6 本论文的技术创新点
• 第6章 瓦斯突出特征分析与模糊预警
• 6.1 引言
• 6.2 瓦斯涌出、突出模型
• 6.3 梯度分析
• 6.4 模糊识别与预警
• 6.5 结论
• 第7章 提高矿井瓦斯抽放率的一种新技术
• 7.1 概述
• 7.2 裁剪脉冲加载法产生多裂纹的机理
• 7.2.1 多裂纹的产生
• 7.2.2 数值分析
• 7.2.3 模型试验研究
• 7.3 试验区及煤层性质
• 7.4 钻孔有控爆破致裂试验
• 7.4.1 爆破致裂压力
• 7.4.2 钻孔致裂爆破参数
• 7.5 测试结果与分析
• 7.5.1 数据测试
• 7.5.2 测试结果分析
• 第8章 GPRS在煤矿瓦斯浓度监测系统的应用
• 8.1 GPRS简介
• 8.2 系统构成
• 8.2.1 传统煤矿瓦斯浓度监测系统简介
• 8.2.2 传统煤矿瓦斯浓度监测系统存在的问题与解决方案
• 8.3 GPRS DTU在瓦斯浓度监测系统中的应用
• 8.3.1 GPRS DTU在煤矿瓦斯浓度监测系统中的应用
• 8.3.2 带有控制模块的GPRS DTU在煤矿瓦斯浓度监测系统中的应用
• 8.4 小结
• 第9章 总结与展望
• 9.1 总结
• 9.2 展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢