基于多传感器融合的煤矿危险气体巡检系统

来源 :煤矿安全 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xunitt1
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设计了基于多传感器融合技术的煤矿危险气体巡检系统,将系统整体架构分为执行层、网络层和决策层,决策层中的监控平台和服务器与执行层中的可移动巡检机器人通过网络层实现数据传输;介绍了危险气体巡检作业流程及巡检机器人的模块组成和功能分类,机器人中的智能感知模块对应环境参数监测功能,通过搭载多种传感器实现机器人的自主导航避障和危险气体体积分数数据采集,采用BP神经网络算法实现多传感器融合,完成煤矿井下环境的多种危险气体体积分数实时监测.
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注入CO2增强煤层气开发过程中,煤储层渗透率的变化受有效应力变化、气体吸附/解吸引起的煤基质膨胀/收缩和气体滑脱效应耦合作用影响;为此,采用稳态法进行CH4、CO2渗流试验,研究不同应力环境下煤的吸附应变和气体滑脱效应对CH4、CO2渗流过程的影响.试验结果表明:相同应力环境下煤吸附CO2产生的最大吸附应变为CH4的1.01~2.39倍,使得CH4在为煤中渗透率始终高于CO2;同时随着埋深增加,外部应力增大,吸附应变减小;低应力环境下渗透率随气体压力减小呈“V”字形变化,随着外部应力增大,渗透率与气体压力
针对下石节煤矿222工作面开采过程中双重卸压造成工作面瓦斯涌出量高导致瓦斯超限的安全难题,结合采动裂隙“O”型圈和“环形裂隙体”理论,在分析厚煤层综放开采双重卸压采动覆岩破坏特征的基础上;采用相似模拟和数值模拟研究了双重卸压工作面开采采空区覆岩裂隙演化模型,确定了裂隙场和应力场演化反馈机制,依据裂隙密度,将覆岩裂隙场划分为贯通渗透区、纵向渗透区和水平渗透区;结合Fluent模拟瓦斯流场运移机理,将双重卸压采空区覆岩裂隙场+应力场+瓦斯渗流场相互耦合,进一步补充了采空区瓦斯流场规律:低位低浓度瓦斯流动带和高
为研究成煤环境对煤样孔隙结构的影响,以榆神府矿区柠条塔、张家峁煤矿富油煤为研究对象,开展显微煤岩组分定量与煤相分析,通过压汞法分析其孔径分布与孔隙结构特征,探究了该区域富油煤孔隙结构特征与煤相存在的内在联系.研究发现:榆神府矿区富油煤沼泽类别以湿地草本沼泽相和干燥森林沼泽相为主,动水能力较弱;立足于柠条塔、张家峁富油煤孔隙结构对比,柠条塔2-2煤小孔、中孔、大孔发育较为均衡,而张家峁4-2煤中的小孔、中孔发育较好,大孔发育相对较差;对榆神府矿区富油煤而言,在相似煤阶条件下,其TPI煤相特征主要控制着大孔发
针对确定煤巷突出预测敏感指标的“三率法”中存在的不足和探测期间人员易受突出威胁等问题,提出了一种实验室测定煤巷突出预测敏感指标及临界值的方法;根据模拟软分层的视密度和水分与现场原始煤层一致的原则,确定了模拟软分层的成型压力及压制步骤,再充入低压和高压的瓦斯,分别打钻测定各种煤巷突出预测指标的数值,计算得到各个预测指标的敏感度,可以得到一种敏感度最高的预测指标;再通过突出模拟实验或测定初始释放瓦斯膨胀能指标,确定敏感度最高指标的临界值.现场验证证明:这种方法获得的预测指标及临界值是有效的,可以直接用于现场的
为了优化高突矿井地质异常体的探测效果,基于地震法和无线电坑透法,结合高突矿井瓦斯地质因素,采用以锤击激发为震源、以滚动式短排列探测为测量方式的便携地震法,结合高密度无线电坑透法实施重难点分区探测,提出了一种高效、精细的地质异常体综合探测技术.结果表明:采用此探测技术可探查采掘工作面内部及外围100 m范围内断层、裂隙等精细地质异常体的赋存状况,消除井下物探施工时放炮给高突矿井带来的安全隐患,全面完善工作面内部及外围煤岩层的地质构造分布信息,同时重难点分区对比探测提高物探效率,实现高突矿井地质异常体的高效、
为了分析瓦斯抽采钻孔封孔段注浆密封过程中封孔材料对钻孔密封性的影响,采集不同矿区水泥基封孔材料,在实验室测试其黏度、膨胀率、析水率、凝结时间及凝固后的强度参数指标,从前期封孔材料注浆到后期固结密封全过程分析各指标对钻孔密封的影响.结果 表明:封孔材料前期注浆时浆液黏度是衡量其流动性的关键指标,浆液黏度上升越快,流动性降低越快,封堵钻孔围岩裂隙的难度越大;中期注浆完成后,不同材料表现出膨胀性和析水性,材料的膨胀特性可为钻孔围岩提供支护作用,提高钻孔封孔段异质结构的稳定性和完整性,材料的析水性会造成钻孔壁面与
为了解决薄基岩浅埋煤层巷道过沟遇到的问题,以张家峁煤矿4-2煤层3条巷道过老来沟为例,通过钻探工程、压水试验、岩心鉴定、钻孔录像、水化学测试等多种探查技术方法,查明巷道过沟掘进段4-2煤顶部覆岩结构、基岩风化程度、新鲜基岩厚度和风化带水文地质特征,依据探查结果,提出“地面超前注浆、地面河道修复治理、井下补充注浆”技术思路,避免巷道直接掘进遇到的水文地质及工程地质问题,既保障矿井高效安全生产,也保护地表水资源.
鹤煤九矿首次在3204上煤巷使用全煤锚索支护,但原支护条件下变形量较大,支护强度不足,效果差,为此,对3204下煤巷顶板支护方式进行了研究和优化;分析了不同顶板锚索支护方式下3204下煤巷塑性区发育、巷道围岩应力分布和巷道顶板下沉规律;综合现场施工和支护成本后,确定锚索支护从“3-0-3”方式改变为“4-3-4”方式;优化后3204下煤巷巷道变形量明显降低.优化方案在鹤煤三矿4101工作面上煤巷推广应用,现场监测数据显示,该巷道顶底板最大移近量129 mm,两帮最大移近量140 mm,顶板离层量最大值20
当深埋巷道遭遇高水压断层时,为确定其合理的控制对策,以邢东煤矿一运输巷为背景,考虑岩石破坏后的强度下降与渗透率突变问题,对高水压断层附近深埋巷道围岩位移、塑性区、渗透系数以及涌水量变化规律展开数值模拟研究;提出了“超前预注浆+锚网梁+锚索+工字钢棚+喷浆”联合支护控制对策.结果表明:当深埋巷道掘进面距高水压断层小于21 m,随着巷道的向前掘进,无支护条件下巷道顶底板、两帮以及掘进面位移、塑性区以及涌水量将呈指数式增大,巷道顶板以及左帮是巷道围岩首先发生失稳及突水的部位;采用“超前预注浆+锚网梁+锚索+工字
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