矿井采掘系统安全生产诊断评价

采掘系统作为矿井生产的重要场所,其安全性和稳定性是保障矿井安全生产的前提。根据事故调查统计,结合现场实际情况,建立了包括顶板风险、瓦斯风险、火灾风险、水灾风险、有毒有害风险和其他风险6个类别、36项指标的多因素多级诊断评价指标体系。利用层次分析法确定各因素权重,在此基础上构建模糊综合评判模型,对采掘系统的本质安全状况进行评价。对漳村矿诊断评价结果表明:所建立的诊断评价指标体系较全面包含了矿井采掘系统的主要影响因素,能够辨识系统存在的安全隐患;模糊综合评判法作为采掘系统安全评价方法是实用有效的。     

矿井提升关键机构安全监测与预警系统研究

基于矿井提升机构安全运行的重要性,以新城某矿为研究背景,建立混合井提升关键机构的安全动态监测及预警系统。采用数值模拟方法建立提升机基础有限元模型,并进行模态分析,得出提升机基础的各阶振型频率。对分级加载过程进行时程分析,把最大振动位移达到危险值时的振动加速度作为提升机基础的安全动态监测指标。建立井架有限元模型,分别研究空载静止状态和正常使用极限状态下井架的受力与变形,从而得到井架破坏的临界预警值,以此建立预警系统。结果表明,以临界预警值作为安全性量化指标建立的预警系统能用来对提升机运行过程中产生的故障进行预警,并确定故障所在位置。     

基于水化学分析的煤矿矿井突水水源判别

矿井突水是煤矿生产过程中的主要自然灾害,准确判定矿井突水水源是解决突水问题的重要条件。基于模糊综合评判和矩阵方程分析数学原理,分别建立了矿井突水的模糊综合评判和矩阵方程分析模型;在水化学分析的基础上,建立了水样6项指标评判标准,利用两种方法分别对某煤矿3个不同突水巷道水样进行了水源判别,并与实际突水水源相比较。结果表明,模糊综合评判和矩阵方程分析均能有效判别矿井突水水源,但各有其优越性及局限性,选择何种判别方法应视矿井突水水化学资料状况而定。     

矿井提升机盘闸制动系统工作状态监控与安全

运用故障树分析(FTA)方法分析矿井提升机盘式制动系统故障原因,包括机械故障、摩擦系数故障、液压故障等,提出矿井提升机盘闸制动系统的故障树,并给出了系统状态计算机测控系统方案。采用现代检测与计算机技术,对盘闸制动系统的主要故障进行综合检测;对摩擦系数进行间接检测;研究成果,为故障报警与控制提供了保障,报警与控制结合,提高了提升机盘闸制动系统的安全性。     

基于LabVIEW的矿井提升机液压制动在线监测

为保障矿井提升机液压制动系统在运行过程中的可靠性和安全性,设计一种基于LabVIEW的提升机液压制动系统在线监测装置,将LabVIEW和可编辑逻辑控制器(PLC)相结合,充分利用LabVIEW强大的数据处理能力,通过检测液压制动系统的状态参数,分析评价设备工况;并利用新型碟簧座传感器,建立制动正压力和应变的数学模型,通过分析液压站和制动器的故障参数,采用故障诊断专家系统诊断液压制动故障,实现对提升机液压制动系统的安全预警。结果表明：该矿井提升机液压制动系统在线监测装置通过8个功能模块的实时监控,利用液压系统故障树能够系统实时诊断故障,对于保证矿井提升机的安全和可靠性、延长使用寿命、提高矿山生产效率和降低维修成本具有重要的意义。     

无线电能传输系统 保障矿井提升安全

<正>矿井提升机中数据采集与发送装置采用锂电池或铅酸蓄电池供电,带来更换问题,选用基于磁耦共振原理的无线充放电模组,利用零电压开关电路逆变产生交变电流,通过并联-并联传输结构,采用桥式整流接收电路并对电池进行充电,实现了无线电能传输功能。提升机系统是矿山生产的核心环节之一,不论是多绳摩擦式提升机还是单绳缠绕式提升机,不论是主井提升还是副井提升系统,其终端荷载均面临着称重不准、箕斗粘堵、二次装载、维护或操作不善等因素导致的过载断绳的严峻风险。近年来,矿山运输提升事故是矿山     

基于FTA的矿井监控预警诊断知识表示及推理机制

当前的矿井监测监控系统给出的预警结果只能反映传感器所在位置的参数变化,并不能依此判断传感器所在位置就是故障源。研究矿井监控预警诊断专家系统,通过建立矿井通风系统故障树设计面向故障树的基于框架与规则的混合知识表示方法,利用框架中诊断规则的推理确定故障传播关系,找到故障源。设计了矿井监控预警诊断推理机制,利用监控系统对灾变时期的火灾和瓦斯大量涌出以及正常生产时期矿井中的活塞效应、巷道风阻变化、通风构筑物故障、爆破、通风动力故障以及自然风压变化进行故障诊断推理分析,给出监控预警诊断故障源分析界面,为管理人员对矿井正常生产和灾变时期的故障处理提供依据。     

高层建筑火灾风险评估技术的研究

火灾风险评价是减少和控制高层建筑火灾的基本手段.在分析高层建筑火灾发生原因的基础上,建立了高层建筑火灾安全的模糊综合评估模型.在该模型中对数据的处理、权重的选取、多层次的综合评判进行了方法上的研究.最后用Delphi软件实现高层建筑火灾风险评价的过程.     

基于ADAMS仿真平台的自行火炮故障仿真预测方法

针对故障仿真预测技术的现状和发展,分析了ADAMS仿真平台和专家系统的优缺点.根据自行火炮系统结构的特殊性,提出基于ADAMS(Automatic Dynamic Analysis Mechanical System)仿真平台和专家系统的故障仿真系统的建模方法和设计思想.仿真过程根据用户输入的初始状态真实体现出系统在服役状态的量变,产生动态模糊关系矩阵,并由动态模糊综合评判得到系统可能出现的故障,由预测结果调用知识库中的诊断知识产生实际发生的故障部件.这样建立的仿真模型不仅能表达领域对象的动态属性、行为特性,又能表达专家的经验、判断决策等知识,还具备较强的数值计算及过程控制能力.     

基于故障树的震压造型机可靠性模糊综合评判

针对震压造型机工作失效影响因素复杂且具有模糊性,提出了故障树分析法和模糊综合评判法。首先分析出导致震压造型机失效的主要原因有4个,即压实无力、不震击、震击无力及震击不稳,并找出了导致这些因素发生的原因,建立了震压造型机失效故障树;其次求出了故障树中各因素的结构重要度;接着以设备工作中"压实无力"为例,采用模糊集理论与专家综合评判相结合的方法获得了导致震压造型机压实无力中模糊不确定因素"内部泄漏严重、压力损失过大及压实时压力较低"的失效概率,最后利用模糊综合评判法进行分析,得出了该设备的压实状况。结果表明,利用故障树和模糊综合评判法对震压造型机故障进行评价是可行的。     

平庄西露天矿露井联采高陡长大 边坡稳定性监测研究

为掌握平庄西露天矿露井联采顶帮边坡的岩移规律与稳定性状态,揭示地下开采对边坡稳定性的影响,基于对典型滑坡位移-时间特征的 认识,提出用位移历时曲线与位移加速度历时曲线形态判断边坡稳定性状态,并详细对比分析了布置在井工开采边界以及边坡走向与倾向方向 上各监测线的地表位移监测数据。结果表明,平庄西露天矿顶帮现状边坡整体处于稳定状态,II区凸边坡为相对不稳定区域;边坡岩移规律及 稳定性主要受断层、弱层、边坡平面形态、地下开采及其引起的断层活化等因素综合控制;地下开采对边坡稳定性影响范围的边界大约在边坡 表面出露标高+572m。     

基于三角模糊数的矿井火灾事故树分析

利用事故树分析法对矿井火灾进行分析,结合平煤六矿建立了矿井火灾事故树.应用模糊重要度法对事故树基本事件进行排序,把导致火灾的两大因素进行模糊分级.从模糊概率排序以及分级可以看出,引燃火源和可燃物是比较危险的因素,发生的概率比较大.要想从根本上杜绝火灾,就要严格管理这两个重要的因素.这对于煤矿决策管理有着较重要的意义.     

基于BP神经网络的矿车运行时矿井摩擦阻力的预测*

为了快速有效地确定矿车等运输设备在巷道内运行时矿井摩擦阻力的变化情况,克服模拟软件计算量和现场实测工作量大的问题,以巷道风流速度、矿车运行速度、阻塞比、矿车长度4个矿车运行时巷道摩擦阻力的影响因素作为切入点,采用动网格技术模拟得到矿车在巷道内运行时有关矿井摩擦阻力的数据,以此为样本构建基于BP神经网络的矿井摩擦阻力预测模型,运用MATLAB软件进行网络训练,并将BP神经网络预测值与FLUENT模拟值进行对比。研究结果表明:BP神经网络结构比较简单,能以较快速度收敛,预测值与模拟值最大误差在7%以内,该神经网络模型用于求解矿车等运输设备在巷道内运行时摩擦阻力的变化情况是可行的。     

承压水体上邻近断层开采底板岩层破裂与导水特征

大部分煤矿都不程度的受到承压水的影响,承压水的突出绝大多数与断层有直接的关系。以山西某矿承压水体上煤层开采为背景,分析了断层带突水的影响因素及突水机理;通过对矿区水文地质的综合评价,对矿区潜在威胁的断层建立离散元数值模型,进行流固耦合数值分析,以探究邻近构造带底板岩层的应力分布特点及破裂和渗流特征。通过计算表明,随着工作面逐步开采邻近断层,底板破裂深度增大,沿断层面两侧岩体发生滑移错动并伴随渗流发生。     

基于随机森林的阻变型通风网络故障诊断方法*

为了在矿井通风网络发生阻变型故障时,能够快速准确判断出故障位置和故障量,提出1种基于随机森林的通风网络故障位置和故障量诊断方法。利用矿井通风仿真系统IMVS将唐安矿模拟故障生成空间数据集并进行数据预处理,构建基于随机森林的故障诊断模型,并利用该诊断模型对唐安矿矿井通风网络模拟故障位置和故障量进行判断和预测。引用多种方法对模型进行度量,通过唐安矿模拟实验验证基于随机森林的故障诊断模型的有效性。将随机森林和决策树的故障诊断准确率进行对比,研究结果表明:随机森林较决策树故障准确率有进一步的提高,并发现故障地点失误诊断多是相邻巷道,在一定程度上工作人员对故障地点的判断并不受其影响。     

矿井安全评价中的几个问题的初步研究

研究了矿井灾害系统危险评价中的几个关键问题，分析了煤矿灾害系统的结构特点，针对矿井灾害系统这样一个过程性本质模糊的灾害发生环境，提出了危险程度的模糊风险度量理论和基于此理论的定量表示方法，以及对不同灾害事故后果相关性计算方法。还论述了全矿与其各组成部分的危险程度之间的相互关系。     

大断层采动“活化”导水特性研究

煤层回采引起的断层“活化”导水是矿井突水的一种重要形式,具有很高的危险性和隐敝性。依托具体的工程背景,建立简化的力学模型和数值模型,根据弹塑性力学和裂隙介质水动力学理论分析不同推进距离时断层面上的主应力和法向应力变化情况,并通过模拟计算得出回采过程中应力变化与塑性破坏特征。研究结果表明,新集矿区F10大型断层在煤层推进至距断层20 m位置时开始有“活化”趋势,断层带岩体位移值陡增到005 m,距10 m时断层面主应力急剧增大,峰值应力向浅部转移,断层带发生明显位移,孔裂隙扩张。为保证生产安全,需预设30 m防水煤柱,避免煤岩体突水通道沟通主干断层及承压含水层,该研究成果可为矿井生产提供一定的参考价值。     

临近断层特厚煤层分层开采冲击地压发生机制

为了研究临近断层分层开采的冲击地压发生机制,以老虎台矿特厚煤层开采为研究背景,采用地质动力区划方法、数值模拟和现场监测方法对井田的地质动力环境、临近断层开采的围岩应力分布规律和断层滑移特征及其与冲击地压的关系进行了研究。采用地质动力区划方法,将老虎台井田断裂构造划分为5级,通过地震和矿震分布情况,确定老虎台矿地质构造活跃,处于较高的应力环境;采用FLAC3D数值模拟和锚索应力监测方法,分析断层围岩应力演化规律和断层滑移规律,在断层和开采共同作用下工作面断层侧超前支承压力急剧升高。结果表明,地质动力环境为冲击地压的发生创造了外界环境条件,断层和采动的耦合作用是冲击地压诱发的主要原因。     

基于层次分析法的矿井突水风险模糊综合评价

突水风险评价是矿井水害预控管理的重要内容,应用层次分析法与模糊数学理论,对矿井的突水风险进行科学与合理评价。在评价过程中,建立了矿井突水风险评价指标体系,通过比较矩阵的计算确定出突水风险各相关因素的影响权重,并进行权重总排序,找出矿井突水主要影响因素。基于该评价体系,建立二级模糊综合评价模型。应用表明:该评价方法能够对多个定性与定量指标影响的评价进行综合权衡,比较准确有效地反映出矿井突水风险等级。     

山丘地形下近浅埋煤层综采面静动载叠加的矿压显现特征研究

针对近浅埋综采面过山丘地形发生强矿压显现的问题,采用现场监测、理论分析与数值模拟相结合的方法,建立山丘静载应力传递模型和不同岩层赋存特征的沙土型与土石型山丘工作面关键块体结构力学模型,分析山丘地形工作面矿压发生机理。研究表明:山丘静载向工作面传递的垂直应力呈钟形分布,山丘高静载应力易激发弱铰接结构失稳;山丘坡体中关键层的有无导致了土石型和沙土型山丘工作面矿压发生机理的差异性;坡体断裂块的倾斜回转运动是沙土型山丘工作面发生强矿压的主导因素,断裂块不同的倾斜回转方向导致工作面在上坡段矿压显现缓和而下坡段显现剧烈;土石型山丘工作面的矿压显现主要受坡体中关键块体结构稳定状态的控制,工作面在上坡初和坡顶段动载矿压强烈而下坡段后期较缓和。数值计算结果与现场监测和理论分析相符。