矿井水灾

摘要： 矿井水灾是影响煤矿安全生产的主要灾害之一,矿井排水系统的优劣对于能否及时处理水灾事故有着关键的影响.通过对国内外矿井排水系统的分析,根据沁裕煤矿实际情况进行了排水系统的联合试验,结果发现,沁裕煤矿全矿井和中央水泵房的涌排比分别为0.23和0.27,满足相关规定,为矿井水害的治理提供了安全保障.

摘要： 为了更精准地预测矿井突水灾害,对突水预测和救援提供帮助,减少水灾造成的损失,提出基于GAPSO-RFR的矿井突水预测模型.利用遗传-粒子群算法对随机森林回归模型(RFR)进行优化,选取34例样本对GAPSO-RFR模型进行迭代和训练.测试结果表明,GAPSO-RFR模型提高了预测精度,减少了泛化误差.同时利用模型对王家岭矿区部分盘区的10号煤层与2号煤层的突水风险进行预测分析,得出了突水风险较高的区域分布情况.

摘要： 矿井突涌水图像中突涌水纹理与煤岩图像相比具有时空域变化性强的特点,现有基于图像纹理特征的矿井水灾识别方法对于复杂突涌水纹理特征的提取能力有限、识别率较低.针对该问题,提出了一种基于Gabor域时空泛化建模的矿井水灾感知方法.该方法分别对训练样本图像和待测样本图像进行不同感受野、不同方向下的Gabor分解,将各子带的期望与标准差组合,构成本方向的学习特征向量和待测特征向量;根据最小熵原理对特征向量进行时空泛化建模,以去除时空域敏感性;采用特征向量各分量之间的夹角作为相似性测度,对学习特征向量和待测特征向量进行相似性比较,实现突涌水识别.实验结果表明,该方法识别率达89.4％,识别时间为136ms,基本满足井下水灾实时感知需求.

摘要： 针对图像识别用于矿井水灾感知时存在识别率低、稳定性和时效性差等问题,提出了一种基于灰度共生矩阵与回归分析的矿井水灾感知方法.计算样本图像的灰度共生矩阵,提取灰度共生矩阵的对比度、差异性、齐次性、熵、相关性、能量作为特征值并组成特征向量;以样本图像的特征向量到非线性回归方程的最小距离之和最大为依据确定分类器,通过分类器识别水灾.实验结果表明,对于分辨率为256×256的图像,该方法在无烟煤、砂岩、突涌水组成的数据集上的识别率为96.33％,单张图像平均耗时16.288 5 ms.

摘要： 在分析水质监测法、涌水量监测法、水温监测法、气温监测法、湿度监测法、水位监测法、电阻率监测法、应力监测法、微震监测法、水文钻孔法等矿井水灾感知方法原理和特点的基础上,提出了基于图像监测的矿井水灾感知方法和基于图像的大数据矿井水灾感知与水源判定方法,得出以下结论:①水质监测法不但可感知矿井水灾,还可判定引发水灾的水源,该方法感知地表水和老空水引发的矿井水灾准确率较高.②基于时间的涌水量监测法具有准确率高的优点,但部署复杂、实时性差;基于流速的涌水量监测法具有操作简单、实时性好等优点,但测量误差较大.③水温监测法不但可感知矿井水灾,还可判定引发水灾的水源,但不适用于矿井水灾水源温度与正常矿井涌水温度差异较小的水灾感知.④气温监测法具有简单、方便等优点,但受煤炭自燃等矿井火灾、瓦斯与煤尘爆炸、地面气温、矿井通风量、井下设备开停、井下作业人员数量等影响,不适用于矿井水灾水源温度与正常矿井涌水温度差异较小的水灾感知.⑤湿度监测法具有简单、方便等优点,但受地面空气湿度和温度、矿井通风量、煤炭自燃等矿井火灾等影响.⑥通过水位监测法可及时掌握地表水和地下水水源变化,但需探明老空水位置等.⑦电阻率监测法具有响应快、灵敏度高等优点,但准确率受采掘环境影响大,电极布置困难.⑧应力监测法和微震监测法具有实时性好的优点,但受煤与瓦斯突出、冲击地压等影响,需与其他矿井水灾感知方法配合使用.⑨水文钻孔法具有信息量大的优点,但需与其他矿井水灾感知方法配合使用.⑩基于图像监测的矿井水灾感知方法具有非接触、实时快速、监测范围广、部署与安装简单、成本低、使用维护方便等优点.[11]基于图像的大数据矿井水灾感知与水源判定方法同时监测矿井水、导水通道和水源,不但可感知矿井水灾,还可判定引发水灾的水源,具有可靠性高的优点.

摘要： 矿井突水是常见的突发性强烈的灾害,当发生矿井水灾时,为了降低灾害造成的物质损失以及减少人员伤亡,提出了一种基于双向A?算法的矿井水灾逃生路径规划方法.在充分考虑影响巷道逃生因素的基础上选择合理的评估函数,利用双向A?算法对逃生路径进行规划从而实现最优设计.结合王家岭煤矿实例并将该算法的规划结果与传统A?算法的规划结果进行对比,仿真结果表明:该算法规划的逃生路径比传统A?算法节点更少,路径更优,因此在一定程度上可以提高从业人员的逃生率,具有一定的应用价值.

摘要： 分析了矿井水灾视频图像特征,提出了基于视频图像的矿井水灾识别及趋势预测方法,包括水灾视频动态识别、区域分割、面积估算及趋势预测,并通过了试验验证,得出如下主要结论:①阈值像素灰度统计法和像素灰度值统计法均可监测和识别水灾,阈值像素灰度统计法不但可抑制低于灰度阈值的噪声,提高识别的准确性,还可减少像素灰度统计数,增强特定像素灰度范围的对比度.②阈值分割法和视频差分分割法均可分割水灾区域图像,前者整体性较好,后者细节刻画更强.③根据分割出的水灾区域图像可估算突水区域面积及进行趋势预测.

摘要： A method based on Converse Earth platform for virtual realization of mine water inrush process is proposed, which visualizes the process of water inrush. The water inrush process at any point of roadway is deduced by analyzing the water inrush flow spreading downward and water level rising. In the process of water inrush, the theory of fluid mechanics is used to determine the water inrush from the water in the coal floor, calculate the average flow velocity of the water in the horizontal roadway, and introduce the equivalent length to solve the time when the water flows through different lanes, to plan the escape route and formulate emergency rescue. The decision provides a basis for the virtual realization of the mine water inrush process.%提出了一种基于Converse Earth平台对矿井突水漫延过程虚拟实现的方法,对突水漫延过程进行可视化表现,模拟突水水流在巷道中的漫延过程,分析突水水流在巷道下向蔓延及水位上向升涨等情况,实现了在巷道任一点的突水过程推演.在突水漫延过程中利用流体力学理论求出煤矿底板突水的突水量,计算突水水流在水平巷道的平均流速,引入当量长度求解水流通过不同巷道的时间,为规划逃生路径及制定应急救援决策提供了依据,并且对矿井突水过程进行了虚拟实现.

摘要： 矿山救护工作是矿山安全生产工作的重要组成部分,事关矿工生命和国家财产的安全,关系人民群众的根本利益.当出现矿井灾害时,能迅速出动,科学、安全、迅速地完成救援任务,为完成救援任务保护好自身安全,这就需要矿山救护队了解和掌握对处理各类灾害事故对自身的要求,对遇险人员生存条件进行分析以便采取相应的救援措施进行救援.文章根据矿山救护规则和参考矿山救护队多年的救灾实践经验材料归纳了处理矿井水灾事故对矿山救护队的要求,对遇险人员生存条件判断分析和抢救人员的救援措施.

摘要： 煤矿水害是制约我国煤炭开采活动和煤矿区可持续发展的重要因素，查清地下水的补给、径流、赋存和排泄条件是预防治理的重要基础。通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系.研究表明:73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其它开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似.根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且白垩系砾岩水占67％,占主导作用,矿井突水通道为活化的F1断层.

摘要： 煤矿水害是制约我国煤炭开采活动和煤矿区可持续发展的重要因素，查清地下水的补给、径流、赋存和排泄条件是预防治理的重要基础。通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系.研究表明:73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其它开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似.根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且白垩系砾岩水占67％,占主导作用,矿井突水通道为活化的F1断层.

摘要： 煤矿水害是制约我国煤炭开采活动和煤矿区可持续发展的重要因素，查清地下水的补给、径流、赋存和排泄条件是预防治理的重要基础。通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系.研究表明:73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其它开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似.根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且白垩系砾岩水占67％,占主导作用,矿井突水通道为活化的F1断层.

摘要： 煤矿水害是制约我国煤炭开采活动和煤矿区可持续发展的重要因素，查清地下水的补给、径流、赋存和排泄条件是预防治理的重要基础。通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系.研究表明:73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其它开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似.根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且白垩系砾岩水占67％,占主导作用,矿井突水通道为活化的F1断层.

摘要： 朱庄煤矿深部采区太原组灰岩含水层具有高承压、强富水、补给充沛、无垂直分带性、存在强径流带和垂向导水通道、与奥灰有水力联系等特点,自6煤开采以来多次发生底板灰岩突水事故,最大涌水量1400m3/h,严重威胁矿井的安全生产.Ⅲ631工作面回采过程中发生多次灰岩涌水,针对Ⅲ631工作面水文地质条件及底板水害特征,通过引入石油领域地面水平井钻探工艺,采用地面顺层水平井和侧钻分支水平井钻探手段对涌水段及未采段进行精确有效探查,再结合高效的地面高压注浆控制工艺,对探查到的涌水通道及原生溶隙、构造裂隙等进行注浆改造,完成了工作面涌水快速封堵及区域超前治理.

摘要： 朱庄煤矿深部采区太原组灰岩含水层具有高承压、强富水、补给充沛、无垂直分带性、存在强径流带和垂向导水通道、与奥灰有水力联系等特点,自6煤开采以来多次发生底板灰岩突水事故,最大涌水量1400m3/h,严重威胁矿井的安全生产.Ⅲ631工作面回采过程中发生多次灰岩涌水,针对Ⅲ631工作面水文地质条件及底板水害特征,通过引入石油领域地面水平井钻探工艺,采用地面顺层水平井和侧钻分支水平井钻探手段对涌水段及未采段进行精确有效探查,再结合高效的地面高压注浆控制工艺,对探查到的涌水通道及原生溶隙、构造裂隙等进行注浆改造,完成了工作面涌水快速封堵及区域超前治理.

摘要： 朱庄煤矿深部采区太原组灰岩含水层具有高承压、强富水、补给充沛、无垂直分带性、存在强径流带和垂向导水通道、与奥灰有水力联系等特点,自6煤开采以来多次发生底板灰岩突水事故,最大涌水量1400m3/h,严重威胁矿井的安全生产.Ⅲ631工作面回采过程中发生多次灰岩涌水,针对Ⅲ631工作面水文地质条件及底板水害特征,通过引入石油领域地面水平井钻探工艺,采用地面顺层水平井和侧钻分支水平井钻探手段对涌水段及未采段进行精确有效探查,再结合高效的地面高压注浆控制工艺,对探查到的涌水通道及原生溶隙、构造裂隙等进行注浆改造,完成了工作面涌水快速封堵及区域超前治理.

摘要： 朱庄煤矿深部采区太原组灰岩含水层具有高承压、强富水、补给充沛、无垂直分带性、存在强径流带和垂向导水通道、与奥灰有水力联系等特点,自6煤开采以来多次发生底板灰岩突水事故,最大涌水量1400m3/h,严重威胁矿井的安全生产.Ⅲ631工作面回采过程中发生多次灰岩涌水,针对Ⅲ631工作面水文地质条件及底板水害特征,通过引入石油领域地面水平井钻探工艺,采用地面顺层水平井和侧钻分支水平井钻探手段对涌水段及未采段进行精确有效探查,再结合高效的地面高压注浆控制工艺,对探查到的涌水通道及原生溶隙、构造裂隙等进行注浆改造,完成了工作面涌水快速封堵及区域超前治理.

摘要： 随着我国煤矿进入深部开采,面临越来越严重的水害问题,严重制约着煤矿开采的可持续发展.本文归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点,针对不同的水害类型,提出了煤层顶、底板水害探查技术及装备;导水陷落柱探查、治理技术与装备;采空区水探查技术、装备及防治方法;巷道穿越(导水)断层破碎带的管棚支护技术等几种典型煤矿水害的实用探测、治理技术及装备.

摘要： 本实用新型涉及煤矿安全检测技术领域，尤其为一种煤矿矿井水水灾用岩壁湿度检测报警装置，包括转动箱、转动架、传动螺纹杆和立柱，所述立柱的上端安装有调节箱，所述调节箱内部的中间位置上安装有从动锥形齿轮，所述从动锥形齿轮与调节箱之间转动连接，所述从动锥形齿轮内部安装有传动螺母，所述传动螺母套覆在传动螺纹杆上，所述传动螺纹杆的下端设置在立柱内，所述传动螺纹杆的上端安装有转动架，所述转动架内安装有安装架，所述安装架通过转轴与转动架之间转动连接，所述转动架的后方位置上安装有转动箱；本实用新型中，通过设置转动箱和调节箱，增加了装置测试的稳定性，增加了装置的测试范围。

摘要： 本发明公开了一种基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，本矿井水灾报警系统包括水流流速监测设备、巷道水位监测设备、水仓水位监测设备、排水量监测设备等，利用多种传感器全面监测矿井水灾的特有特征，通过监测巷道水位、水流流速、声音、图像异常，可第一时间感知矿井水灾，通过采集矿井水仓水位和排水量，并监测总涌水量变化进行报警，保证了矿井水灾报警的准确性。本报警方法充分考虑了煤矿井下干扰物的运动特点，设计了排除干扰的技术方案，兼具快速性和准确性，并可自动及时采取相应联动措施，为未在突水发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间，有效防止和减少矿井水灾造成的人员伤亡。

摘要： 本发明公开了一种基于图像的矿井水灾感知报警方法，本报警方法通过在巷道顶部放置摄像机和补光灯，对巷道底板积水进行监测，摄像机图像采集方向和补光灯投射方向一致，均朝向巷道底板；摄像机采集包括补光照射区域巷道底板图像，当监测到巷道底板图像的亮度或特定条件的像素数目等特征满足设定条件，则进行水灾报警处理。本矿井水灾报警方法充分考虑了煤矿井下水灾巷道积水的特征特点，实施简单，为井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间。

摘要： 本发明公开了一种基于图像的矿井水灾感知预警方法，本预警方法通过在巷道、采煤工作面和掘进工作面设置摄像机和补光灯，摄像机图像采集方向和补光灯投射方向一致，均朝向煤岩壁；采集并监测煤岩壁图像，当监测煤岩壁挂水图像特征满足设定条件，则进入预警状态，并进行水灾预警处理。本预警方法充分考虑了煤矿井下水灾煤岩壁挂水图像的亮度等特征特点，实施简单，为井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间。

摘要： 一种基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，包括矿井水实况监测模块、传输模块、控制模块、预警发布模块：所述矿井水实况监测模块包括流速监测单元和水位监测单元，用于实时获取监测点水的流速和水位数据；所述传输模块包括发射单元和接收单元，所述接收单元用于接收所述流速监测单元和水位监测单元获取的实时数据，所述发射单元用于向控制模块传输所述流速监测单元和水位监测单元获取的实时数据；所述控制模块内预设有矿井水临界流速阈值和水位临界阈值，通过比对实时监测获得的流速和水位值与各临界阈值相比较，判断是否发出水灾预警。通过融合全矿井各监测点的的水位、流速等实时数据，并通过控制模块进行灾情预判，能够及时感知矿井水灾。

摘要： 本发明公开了一种基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，本矿井水灾报警系统包括水流流速监测设备、巷道水位监测设备、水仓水位监测设备、排水量监测设备等，利用多种传感器全面监测矿井水灾的特有特征，通过监测巷道水位、水流流速、声音、图像异常，可第一时间感知矿井水灾，通过采集矿井水仓水位和排水量，并监测总涌水量变化进行报警，保证了矿井水灾报警的准确性。本报警方法充分考虑了煤矿井下干扰物的运动特点，设计了排除干扰的技术方案，兼具快速性和准确性，并可自动及时采取相应联动措施，为未在突水发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间，有效防止和减少矿井水灾造成的人员伤亡。

摘要： 本发明公开了一种矿井水灾水位感知与探测装置，包括光纤、向光纤发送光脉冲的光源装置和处理光纤返回信号的信号处理装置，所述光纤布置在矿井巷道壁上，且光纤呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸。本发明矿井水灾水位感知与探测装置，其能在井下发生水灾断电后，通过沿矿井巷道布置的呈正弦波或三角波形状的光纤来感测矿井全域水情及水位情况，避免了现有煤矿水灾监测装置在井下断电后无法工作的技术问题。且本发明矿井水灾水位感知与探测装置能对矿井巷道全域进行探测，探测范围广。

摘要： 本发明公开了一种多路图像采集的矿井水灾监测方法及装置，包括：预先在多个目标监测区域设置位置标记；利用多路摄像头采集各目标监测区域的视频数据；为采集的多路视频数据，按照时间轴组合成一路视频流，发送给上位机；上位机接收该路视频流，并基于所述时间轴从该路视频流的多个位置选取相应的目标图像；根据所述位置标记将该目标图像进行分割；按照设定的顺序依次从各目标图像的不同位置选取至少一张分割图像，组合各分割子图像以获得待检图像；利用所述待检图像与预设标准图像进行对比。本发明方法能够对多个目标监测区域实现完整监控，极大降低设备成本和系统复杂度，尤其适用于矿井中数量较大的监测区域的监测场景。

摘要： 本发明提供一种矿井水灾过程中涉险人员危险性评估方法、设备及介质。所述方法包括：确定矿井水灾过程中涉险人员受到危险的直接影响因素；获取所述直接影响因素在矿井水灾中的实际状况；根据所述实际状况，定量评估所述矿井水灾过程中涉险人员受到的水流危险性、气体危险性和通行危险性；根据所述水流危险性、气体危险性和通行危险性，评估所述矿井水灾过程中涉险人员受到的综合危险性。本发明实施例能够有效提高矿井水灾过程中涉险人员危险性评估的准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于图像的矿井水灾感知报警方法，本报警方法通过在巷道顶部放置摄像机和补光灯，对巷道底板积水进行监测，摄像机图像采集方向和补光灯投射方向一致，均朝向巷道底板；摄像机采集包括补光照射区域巷道底板图像，当监测到巷道底板图像的亮度或特定条件的像素数目等特征满足设定条件，则进行水灾报警处理。本矿井水灾报警方法充分考虑了煤矿井下水灾巷道积水的特征特点，实施简单，为井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间。