基于红外成像技术的煤层露头火源反演研究

发布时间：2017-11-24 03:29

  本文关键词：基于红外成像技术的煤层露头火源反演研究

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【摘要】：煤田自燃是煤矿一大突出自然灾害，不仅严重影响煤炭的正常生产，造成大量煤炭资源的浪费，同时对井下人员的生命安全造成极大威胁。因此在煤火燃烧初期有效发现火源位置是十分重要的。 引发煤层自燃的外部因素较多，包括地形地貌特点、气候条件、地质结构、人为采动活动等等。目前用于确定煤火位置和范围的探测方法主要分为五大类：物探、化探、热探、钻探和遥感。如何根据煤火的形成机理和自燃特性，提出一种有效的探测方法，一直是困扰科研工作者的难题。 本文基于煤层露头火源燃烧的特点，在搭建松散煤体实验的基础上，采用红外热成像探测方法，从红外辐射、传热学理论和煤体自燃变化特点出发，提出一种GASA混合优化反演算法。该算法结合了遗传算法和模拟退火算法的优点，，达到了结构、行为、操作上的优化，是首次用在反演火源温度和位置的智能反演方法。其中以建立的点热源扩散方程为正演模型，作为GASA算法的目标函数，结合表面温度场信息，可以有效的反演出火源的位置和强度。点热源扩散方程由量纲分析法和热传导理论给出，是一种适用于任意点热源经任意介质向四周扩散的模型。构造的GASA混合优化算法与传统算法相比，避免了有限差分法和正则化方法离散化所带来的模型阶次误差，从而在时间和反演结果上都到达了一定的精度要求。文中对GA、SA算法和GASA混合算法的反演结果做了详尽的比较及分析，为实地火源探测提供了有力的实用价值和参考价值。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD752.2

【参考文献】

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本文编号：1220889