瓦斯异常涌出动态响应机制及灾害控制技术的研究
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摘要
本文研究工作面局部瓦斯异常涌出危险状态下,利用监控系统及时识别其危险状态,判断其相邻区域的危险程度及危险蔓延状况,及时进行预警,建立应急响应机制;研究系统分级分区监控及分站层异地断电控制技术和方法,实现对危险区域及相邻区域危险状况蔓延及时进行控制,避免灾害的扩大。
本文根据煤矿生产区域的布置情况及风流状况,划分瓦斯灾害危险区域及危险级别;采用模糊数学原理及模式识别技术,根据瓦斯浓度的变化率指标,建立危险识别预测模型,采用Fisher判别法确定其危险临界值,动态预测不同区域的危险程度。
采用CAN-bus现场总线作为通讯方式,建立危险区相邻区域危险状况分时集中动态监控系统,充分发挥CAN总线的带优先权的非破坏性总线仲裁机制,采取主从式和多主式相结合的通讯模式,在局部工作面发生瓦斯异常涌出时,通过危险程度判识数学模型,由中心站和分站分级分区分时动态识别各相邻区域的危险升级情况,及时采取相应的控制手段和响应机制,有序地进行灾害控制,避免事故的蔓延扩大,降低灾害带来的损失。
本文首次提出针对瓦斯异常危险区域及相邻区域危险状况分时集中动态监测技术的研究,以及危险区域及相邻区域井下监控分站分级分区控制技术的研究。
Under the state of local gas emission abnormal state, monitoring systems are deployed to identify their risk and determine the extent of the adjacent zone and the risk of the spread of dangerous conditions, timely warning and urgent response mechanism are investigated in this paper. The system can monitor with grading zoning and sub-station and do power-off protection control layer by layer, these techniques and methods will help to prevent the risk spread to dangerous zone and adjacent zone , thus controlling the disaster and avoiding expansion.
In this paper, in accordance with the layout of coal production areas and airflow conditions, gas disaster risk zones and risk level are classified . fuzzy mathematics theory and model recognition technology are used. according to the change rate targets of gas concentration , the risk identification and prediction model are established , Fisher identification method are used to determine the risk threshold, the degree of risk in different regions can be forecasted dynamically.
CAN field bus are used as a means of communication, time-sharing central dynamic monitoring system for dangerous conditions in areas adjacent to the region are established, giving full play to the CAN bus with priority non-destructive arbitration mechanism and main-auxiliary and multi - the combination are used as the main type of communication model, when gas emission occurred the degree of risk will be identified through the mathematical model, the dangerous escalation situation will be identified dynamically from a central station and sub-station grading zoning in adjacent region ,thus timely taking appropriate control measures and response mechanisms for disaster control and avoiding the accident spread, reducing the losses caused by disasters.
In this paper, time-sharing central dynamic monitoring aimed at abnormal gas hazardous area and the adjacent region are proposed for the first time, monitoring sub-station grading zoning controlling technology are studied as well.
本文根据煤矿生产区域的布置情况及风流状况,划分瓦斯灾害危险区域及危险级别;采用模糊数学原理及模式识别技术,根据瓦斯浓度的变化率指标,建立危险识别预测模型,采用Fisher判别法确定其危险临界值,动态预测不同区域的危险程度。
采用CAN-bus现场总线作为通讯方式,建立危险区相邻区域危险状况分时集中动态监控系统,充分发挥CAN总线的带优先权的非破坏性总线仲裁机制,采取主从式和多主式相结合的通讯模式,在局部工作面发生瓦斯异常涌出时,通过危险程度判识数学模型,由中心站和分站分级分区分时动态识别各相邻区域的危险升级情况,及时采取相应的控制手段和响应机制,有序地进行灾害控制,避免事故的蔓延扩大,降低灾害带来的损失。
本文首次提出针对瓦斯异常危险区域及相邻区域危险状况分时集中动态监测技术的研究,以及危险区域及相邻区域井下监控分站分级分区控制技术的研究。
Under the state of local gas emission abnormal state, monitoring systems are deployed to identify their risk and determine the extent of the adjacent zone and the risk of the spread of dangerous conditions, timely warning and urgent response mechanism are investigated in this paper. The system can monitor with grading zoning and sub-station and do power-off protection control layer by layer, these techniques and methods will help to prevent the risk spread to dangerous zone and adjacent zone , thus controlling the disaster and avoiding expansion.
In this paper, in accordance with the layout of coal production areas and airflow conditions, gas disaster risk zones and risk level are classified . fuzzy mathematics theory and model recognition technology are used. according to the change rate targets of gas concentration , the risk identification and prediction model are established , Fisher identification method are used to determine the risk threshold, the degree of risk in different regions can be forecasted dynamically.
CAN field bus are used as a means of communication, time-sharing central dynamic monitoring system for dangerous conditions in areas adjacent to the region are established, giving full play to the CAN bus with priority non-destructive arbitration mechanism and main-auxiliary and multi - the combination are used as the main type of communication model, when gas emission occurred the degree of risk will be identified through the mathematical model, the dangerous escalation situation will be identified dynamically from a central station and sub-station grading zoning in adjacent region ,thus timely taking appropriate control measures and response mechanisms for disaster control and avoiding the accident spread, reducing the losses caused by disasters.
In this paper, time-sharing central dynamic monitoring aimed at abnormal gas hazardous area and the adjacent region are proposed for the first time, monitoring sub-station grading zoning controlling technology are studied as well.
引文
[1].杨立刚.我国煤矿安全事故的原因分析[J].安全.2008.10:5-7
[2].马丕梁,陈东科.煤矿瓦斯灾害防治于册[M].北京:化学工业出版社,2007.05
[3].周世宁,林柏全.煤矿瓦斯动力灾害防治师论及控制技术[M].北京:科学出版社.2007.09
[4].付建华,程远平.中国煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策[J].采矿与安仝工程学报.2007.24-3:253-259
[5].刘新喜,王勇,赵云胜.回采工作面瓦斯涌出特征及其灰色预测模型[J].中国安全科学学报,2001-2:11-16
[6].刘永市,傅贵,于鹏.矿井瓦斯爆炸毒害气体传播规律初步研究[J].煤矿安全,2008.05
[7].贾智伟.景国勋.张强.瓦斯爆炸事故有毒气体扩散及危险区域分析[J].中国安全科学学报,2007.01
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[11].施式亮.瓦斯爆炸事故树的微机分析模型及应用程序[J].西安矿业学院学报,1995.15(2)113-117
[12].贺晓刚等.煤矿瓦斯爆炸的风险评价[J].煤矿安全,48-50
[13].邵长安,拿贺,关欣.煤矿安全预警系统的构建研究[J].煤炭技术,2007,26(05)
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[16].韩宁等.数字化瓦斯远程监控网络设计[J].煤矿安全,2006.37(05)
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[19].潘真.基于INTERNET数字化远程矿井瓦斯预警系统的研究与实现[C].西安科技大学硕士论文,2007
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[22].丁刚,严辉,夏巍.丛于CAN总线的煤矿瓦斯报警节点系统的设计[J].工矿自动化,2008.02,63-65
[23].阳小燕,刘义伦,周国荣.基于CAN总线的煤矿安全分布式监控系统[J].微计算机信息,2007.23(19)
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[72].郭继冲,汝彦冬,李辉.基于矿井下CAN总线的硬件设计[J].黑龙江科技学院学报,2005.01,45
[73].王洪滨,孙继平.基于PIC的CAN智能矿井监控分站的设计[J].煤炭工程,2006.07,105
[74].夏魏,丁刚,严辉.基于CAN总线的智能煤矿安全监控系统的设计[J].工矿自动化,2006.12,38
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[74].夏魏,丁刚,严辉.基于CAN总线的智能煤矿安全监控系统的设计[J].工矿自动化,2006.12,38