掘进工作面煤与瓦斯突出声电瓦斯预警指标优化研究与应用

发布时间：2020-06-13 23:43

【摘要】：随着煤矿进入深部开采作业,煤与瓦斯突出危险日趋严重。声电瓦斯监测技术已经被广泛的应用到了煤矿突出危险监测工作中。但目前掘进巷道中的声电瓦斯监测技术不够完善,存在很多影响声电瓦斯监测准确性的因素,以及各种声电信号的干扰存在和突出预警准确率较低等问题。根据以上问题,本文在实验室构建模拟了井下声电干扰信号系统,研究了声电瓦斯监测技术的数据传输和监测敏感参数及监测空间位置选择等影响监测结果的各项参数。结合金佳煤矿实际情况构建了声电瓦斯实时在线监测系统,优化影响声电监测数据的各种参数指标,并基于各个干扰源声电信号特征规律完成了分源降噪的工作。总结了突出危险前兆信息,建立了声电瓦斯综合预警体系,取得了良好的预警效果。主要研究成果如下:(1)通过实验室模拟井下声电干扰系统,实现了模拟井下数据传输的各个环节,并在此系统下得出声发射探头最佳接收频率1300Hz;电磁辐射信号随监测距离增加而减小的规律,并确定有效值为异常响应敏感指标。(2)构建声电瓦斯实时在线监测系统,优化各种影响声电信号数据的参数,确定了声电信号的敏感指标为有效值,巷道中线处为最佳监测位置;6-12m之间为最佳监测距离。(3)测试了不同干扰源的声电信号特征,确定了主要干扰信号的特征规律为两种:一种为尖端脉冲型,一种为“n”型干扰信号;并基于以上干扰信号特征采用变化率判断与递归最小二乘法相结合的滤噪方法,实现了对声电干扰信号自动识别与滤除。(4)优化了统计时间对预警效果的影响,得出8h为最佳研究突出规律统计时间,24h为与常规指标对比最佳统计时间,确定了声电瓦斯信号与常规预测指标Δh_2值相关性较大,并达到显著相关。(5)总结了金佳煤矿13次煤岩动力灾害发生时的声电瓦斯前兆特征,构建了基于PCA和案例推理的煤与瓦斯突出动态预警系统,并进行了验证与实地应用,得到了较为良好的预警效果。研究结果对声电瓦斯监测技术参数指标具有规范化作用,对煤与瓦斯突出防治与预警具有理论意义与实践价值。 【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD713

【图文】：

研究技术路线

工程硕士专业学位论文2 模拟井下声电干扰信号实验研究2 Simulation Experiment Research on EMR and AEduring Coal Mine2.1 实验系统 (Experimental System)模拟井下声电干扰信号系统主要由干扰信号源系统、电磁辐射接收探头、射接收探头、声电信号采集系统以及稳压电源组成。试验系统实物图如图 示。

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