基于Hadoop技术的突水治理平台的云服务及实现

通过对大数据、Hadoop等技术的介绍,总结出矿山突水大数据云平台的框架、服务内容和运作机制,并最终建立了一套基于Hadoop的矿山突水治理云系统。通过矿山突水治理云系统实现矿山突水数据的存储,并通过数据进行突水预测、可视化和突水防控措施的管理。     

矿山突水监测技术的研究现状及发展趋势

由于矿山事故的频繁发生,人们对矿山安全极为重视。而矿山突水是导致矿山事故的重要原因之一,矿山突水的监测成为了矿山监测的重要组成部分,本文对矿山突水监测技术的研究现状及发展趋势进行总结和论述。     

矿山突水监测技术落后的研究现状及发展趋势

由于矿山事故的频繁发生,人们对矿山安全极为重视.而矿山突水是导致矿山事故的重要原因之一,矿山突水的监测成为了矿山监测的重要组成部分,本文对矿山突水监测技术的研究现状及发展趋势进行总结和论述.     

底板突水煤层的突变学特征

对建立在力学分析基础上的突水条件进行适当变换，得到煤层底板突水势函数，它符合尖点突变模型。进一步分析，发现煤层底板突水具有突变、缓慢两条路径，并在突水临界点附近具有发散性和４ 模态软化等性质。根据这些特性，可通过调控煤层底板突水条件使之不突水，从而达到煤层底板突水治理并防患于未然的目的。     

基于模糊聚类分析的矿井突水预测及危险性评价

运用模糊数学的基本原理，分析了矿井地下水突水条件及其影响因素，通过模糊聚类的实例分析，建立了区分矿山井下工作面突水的危险性预测与判别标准，为井下地下水防治和矿山安全生产提供了重要保证。     

矿山井巷模型快速构建与突水避灾三维动态仿真

为准确规划人员最优避灾路径,以矿井现场实测数据为基础,联合Python与Blender快速生成矿山三维井巷模型,建立基于时空动态性的突水漫延仿真平台;综合考虑不同因素对巷道通行状况的影响,建立一种支持从源节点至多目标节点的前N条最优避灾路径搜索方法;调用Blender时间线功能,建立人员避灾逃生演示模型;以山东某矿为工程背景,开展矿井突水与人员最优路径避灾仿真模拟。结果表明:基于Python与Blender联合开发的矿井突水应急避灾仿真平台,可实现矿山井巷系统几何模型的快速构建;可真实模拟不同突水状态下水流漫延过程,为受灾人员规划出前N条最佳避灾路径,并可结合实时水情及时优化最佳避灾路径。     

基于小波神经网络的煤层底板突水非线性预测方法研究

针对煤层底板突水系统为一非线性动力学系统的特性,并在考察目前煤层底板突水预测方法的基础上,给出利用小波神经网络对煤层底板突水进行预测的可行性和优越性;阐述了小波神经网络的基本原理;提出和分析了基于小波神经网络的煤层底板突水预测模型及算法;并通过实例证明,应用小波神经网络解决煤层底板突水预测的可行性和优越性。研究及实践表明:小波神经网络的预测精度更高、更准确。     

仙亭煤矿“突水危险区”治理技术探讨

原上京矿务局后洋井+500m运输大巷(仙亭煤矿五采区运输大巷延伸)于1991年发生突水事故,经专家论证突水点及其周边列为"突水危险区".本文通过对"突水危险区"的突水机理、突水通道进行分析,提出了治理方案,以实现安全开采"突水危险区"压覆煤炭资源的目的.     

非煤矿山突水淹井应急救援适用性技术综述

矿山水害事故破坏性大,突发性强,给人民生命和国家财产造成无法挽回的损失,突水淹井应急救援已引起社会各界的高度关注。本文通过对近年来非煤矿山突水淹井应急救援现状调研和分析,指出了目前突水应急救援技术和装备存在的主要问题。针对突水应急救援危险性大、技术难度高和时效性强的特点,阐述了突水应急救援适用性关键配套技术,对井下突水点位置探测、强排水、在地面快速钻孔形成救生通道的快速钻探、快速注浆堵水等突水应急救援适用性技术的原理和应用条件进行了详细介绍。     

基于物联网的金属矿突水仿真及避险引导系统

针对金属矿突水仿真及避险问题,引入了当量长度概念,构建了井巷工程静态模型和突水漫延过程的动态模型。以传感器为底层监测单元、以无线自组织网络为通讯方案、以指引灯为反馈手段,构建了突水实时监测预警系统,确立了避险引导及突水数据获取机制,实现了突水发生前后巷道、水体、人员状态的监测及动态修正预测仿真。以国内某金属矿山实际数据为例,检验了系统的可行性和有效性。     

矿井突水路径搜索算法与应用

为了实现对矿井突水路径的搜索以及突水范围的预测,基于图论与网络理论,以巷道交叉点的标高为搜索权重,将水流流向分成下向蔓 延和上向升涨两个突水阶段,提出了水流下向、上向蔓延路径搜索算法。实现了对突水路径的搜索,并在已知巷道突水点的情况下,通过两个 时刻的巷道水位变化,计算得出了单位时间的突水量,结合给定的矿井巷道拓扑结构信息,对未来时间段的突水范围和水位标高点进行预测。 研究结果表明:在已知矿井突水点和矿井基础数据信息的情况下,应用无向图宽度优先搜索法生成矿井突水路径, 并结合得出的单位时间的突 水量,对下一时间段的突水量进行计算并对突水范围进行预测。     

矿山设备综合智能预警控制系统研发应用

系统采用先进的传感控制技术,以千兆以太环网作为通讯媒介,运用工业级可编程控制器和上位机组态软件,搭建数字化监控集成平台,实现对矿山设备智能监测、自动控制及安全预警,达到矿山主要生产环节"减人增安、减人增效"目的。运用SQL Server数据管理系统传输至云平台及矿安宝手机APP,实现信息共享,为安全监察、应急指挥决策及事故分析提供数据支撑,构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防性工作机制,实现本质安全型矿山。     

高峰水库下采空区重大安全风险评估及治理对策

湖南柿竹园多金属矿老蛇形坪矿区闭坑后被高峰水库淹没,周边民采矿点超深越界偷采井下保水矿柱,形成了高峰水库下积水采空区透水隐患。为了保证临近矿区安全开采,消除采空区透水隐患,在三维流固耦合有限差分数值模拟的基础上,对53#关键采空区和18m隔水矿柱的稳定性进行了分析,采用事故树法排查了可能发生出突水事故的104种基本事件,分析了高峰水库重大安全隐患的风险等级,并提出了隐患治理对策,可为水下开采的矿山突水安全评估及治理提供参考。     

基于多代理系统(MAS)的煤矿水害事故响应系统

针对煤矿水灾害问题,提出水灾害响应的概念,并以此为基础建立以水灾害预防与治理为主的煤矿水害事故响应系统。该系统将煤矿突水预防和应急响应作为系统的需求,通过Agent组织煤矿及救援单位的有效资源,并以多代理系统(MAS,Multi-AgentSystem)为基础设计了煤矿水灾害响应的协商机制。不仅能及时地响应煤矿的常效排水需求,而且能在水灾害发生后快速制定应急救援方案,克服了原有煤矿水灾害救治流程中响应速度慢、缺乏目的性,救援资源难以有效调配的缺点,为煤矿水灾害的预防、应急救援、灾后处理提供了综合信息平台。应用案例表明,该系统对于提升煤矿水灾害救治的应急能力具有显著效果,并可有效地降低水灾害的人员和财产损失。     

乌兰木伦煤矿2-2煤二盘区首采面探放水技术

为提高矿井水害防治效果,降低矿山安全隐患,首先,以乌兰木伦2^-2煤二盘区首采面为研究对象,分析矿区水文地质状况,探究导水裂隙带贯通情况对水害的影响;然后,采取物探、钻探相结合的方式开展探放水现场试验,预测评估工作面突水量,并通过工作面水量计算设计合理的排水系统;最后,提出回采工作面预留保护煤柱和局部区域顶板强排疏放等消除工作面水害隐患的措施。结果表明：2^-2煤回采过程中导水裂隙带贯通上覆采空区,具有较大的突水危险;经物探和钻探法相结合的探放水方式后,底板突水系数最大值为0.001 MPa/m,突水可能性较小;采取局部区域顶板强排疏放可有效降低突水危险。     

煤层底板突水危险性预测的熵权-正态云模型

为克服煤层底板突水危险性分级时的不确定性和模糊性,建立一种用于煤层底板突水危险性分级预测的熵权-正态云模型。选取13个影响因素构建评价指标体系,通过熵权法(EWM)得到各评价指标权重,利用正态云模型计算综合不确定度,进而得到预测结果,以肥城矿区的14个地质块段作为检测样本,预测底板突水危险性等级。结果表明：该模型的预测结果基本与实际情况相符,且较层次分析法(AHP)在预测准确性和误差上更具优势,准确性提高7.14%,平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)分别降低0.21、0.35、0.069、0.27。     

基于改进AHP的地下矿突水风险评价

地下矿突水风险的有效评价是矿井水害防治与安全开采的基本前提与重要基础。为了科学有效地评价地下矿突水事故风险,在深入研究分析与归纳地下矿突水因素的基础上,构建了较为全面的矿井突水事故风险评价指标体系,体系包括7个一级指标,各一级指标有与之对应的二级指标。应用德尔菲法对各项指标进行统一打分并求平均值,对层次分析法进行改进并应用于确定各项指标的权重,然后根据风险评价模型计算出评价结果。最后,结合国内某典型矿山进行实际的应用,所得结果与实际情况一致性较好,说明该方法可以提高矿井突水风险评价的有效性与准确性,具有较好的可行性。     

基于PCA_Fuzzy_RF模型的煤层底板突水预测

针对煤层底板突水问题,提出了基于主成分分析、模糊数学和随机森林的一种新预测模型。首先通过主成分分析将6个影响因素(水压、采高、隔水层厚度、断层落差、煤层倾角、断层距工作面距离)进行降维,提取4个主成分因子,其次对主成分因子进行模糊化,作为随机森林模型的输入变量,建立基于PCA_Fuzzy_RF的煤层底板突水预测模型。利用华北矿区实测资料的50组数据作为PCA_Fuzzy_RF模型的训练数据,10组数据作为测试数据,并将预测结果与BP神经网络及Fisher模型进行对比分析,结果表明,PCA_Fuzzy_RF模型的误判率为0,适用于解决煤层底板突水问题。     

一种新型的矿井突水分析与预测的支持向量机模型

针对矿井突水样本数少,信息不完整的特点,提出了矿井突水分析的线性核H-SVMs模型。推导模型的理论推广误差公式,设计自顶向下基于SVM最大间隔逐层分类构造H-SVMs的新方法,并应用于实际的矿井突水预测。实验结果表明,线性核H-SVMs模型结构简单、泛化能力强,不仅能很好地预测矿井突水,而且其层次结构能正确反映突水的等级关系,各判别函数的法向量还可以指示各突水影响因素的权重,通过判决函数能有效分析突水影响因素并提取突水预测规则,为矿井突水预测提供了新的方法。     

吕梁矿区薄层灰岩突水判别研究

吕梁矿区某矿山西组煤层受奥陶系灰岩含水层和太原组灰岩含水层高承压水威胁,工作面回采时发生了底板突水.为了快速、准确判别突水水源类型,分析突水原因并制定合理的治理措施,采用灰色关联度法分析水质关联度,利用弹塑性理论计算了煤层采动后底板最大破坏深度,分析了隔水层厚度及岩性组合的隔水性能.分析结果表明,煤层底板隔水层厚度平均26m,且软岩所占比例达到62.18％,灰色关联度分析突水水源接近太原组灰岩水,底板最大破坏深度26.7m,距离煤壁22.4m,与实际突水点吻合,判断突水水源为太原组灰岩水.