一
研究背景
目前煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出监测预警方法主要有钻屑法、微震法、声发射法、电磁辐射法、电测法、声波探测法、顶板离层观测法、煤岩体变形测量法、应力监测法及红外辐射法等。煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出监测预警方法通过分析有关参数变化趋势,判断动力灾害发生的危险性和可能性,但无法预报动力灾害发生时间、位置和强度等,在煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出发生时也不能精准报警。目前煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出监测预警方法主要用于长期监测预警,指导钻孔卸压和抽采等防治冲击地压和煤与瓦斯突出作业,消除冲击地压和煤与瓦斯突出危险因素,但不能替代煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出事故报警。
二
研究内容
1、煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出图像感知报警方法
根据煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出温度、颜色、深度、掩埋等图像特征,提出了煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出图像感知报警方法流程。根据煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出温度、颜色、深度、掩埋等图像特征,识别煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出;再根据巷道空间和采掘工作面的甲烷浓度变化,区分冲击地压和煤与瓦斯突出,如果甲烷浓度迅速大面积升高,则判定为煤与瓦斯突出,否则判定为冲击地压。
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2、减少煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出抛出的煤岩对图像感知影响的方法
1)摄像机多点布置。摄像机应安装在掘进工作面、掘进巷道中间和入口,回采工作面、进风巷道中间和入口,主运输大巷和辅助运输大巷等地点。煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出发生时,靠近灾源附近的摄像机会被损毁,但离灾源较远的摄像机会被保存下来,用于动力灾害感知报警。
2)摄像机设置在较高位置。在同样条件下,靠近顶板的位置受煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出抛出的煤岩影响小。因此,摄像机应设置在巷道顶板、巷道两帮靠近顶板、液压支架顶部及液压立柱靠近顶部等较高位置。
3)视频数据及时传输。光信号和电信号传输速度远大于煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出抛出的煤岩速度。因此,及时通过光缆和电缆等传输视频数据,可以在摄像机及线缆(电缆和光缆)损毁前,将已采集到的图像信号传输到地面,用于煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警。
4)甲烷传感器多点布置。甲烷传感器应设置在掘进工作面及其回风流、采煤工作面及其回风巷和进风巷、总回风巷等地点,感知瓦斯是否大范围大幅增多。如果甲烷浓度均大幅升高,则判定为煤与瓦斯突出;否则,判定为冲击地压。
作者简介
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孙继平(1958—),男,山西翼城人,教授,博士,博士研究生导师,中国矿业大学(北京)原副校长;获国家科技进步奖和技术发明奖二等奖4项(第1完成人3项);作为第1完成人获省部级科技进步特等奖和一等奖9项;作为第1完成人主持制定中华人民共和国煤炭行业、安全生产行业和能源行业标准48项;作为第1发明人获国家授权发明专利130余件;主持制定《煤矿安全规程》第十一章“监控与通信”;被SCI和EI检索的第1作者或独立完成论文100余篇;作为第1作者或独立完成著作12部;作为国务院煤矿事故调查专家组组长参加了10起煤矿特别重大事故调查工作;E-mail:sjp@cumtb.edu.cn。
引用格式
孙继平,程继杰. 煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出事故自动发现与报警方法研究[J]. 工矿自动化,2024,50(5):1-5, 13.
SUN Jiping, CHENG Jijie. Research on automatic detection and alarm methods for coal mine rock burst and coal and gas outburst accidents[J]. Journal of Mine Automation,2024,50(5):1-5, 13.
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