基于专家决策支持的煤自燃火灾防控系统设计
发布时间：2022-01-14 11:33
为应对复杂因素引起的煤自燃火灾事故,以做出有效的集约化的火灾防治决策为目标,设计了一套基于专家决策支持的煤自燃火灾防控系统。采用EDSS将引起煤自燃的相关条件作为信息参量,进行参量匹配和知识推理,初步得出若干防控决策,应用TOPSIS方法对不同决策进行评价排序,获得最优的煤自燃火灾防控决策。结果表明,基于专家决策的煤自燃火灾防控系统,能够实现煤自燃火灾防控决策的集约化。
【文章来源】：武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2020,42(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
专家决策支持系统集成结构图
煤自燃火灾防控系统由专家系统和决策支持系统组成,具备信息管理功能,系统结构如图2所示。①专家系统。输入现场地质赋存条件、矿井开采条件、矿井环境等方面对应参量值,系统进行知识推理,将参量值与专家系统知识库内对应参量值逐个匹配,推理煤层自燃发火风险,并产生自燃火灾防控决策群。②决策支持系统。决策支持系统对自燃火灾决策群进行优劣排序,通过TOPSIS综合评价,系统优选并输出评价值较高的决策。③信息管理。系统设置参量信息管理、指标信息管理和防灭火技术管理3个模块。考虑到煤自燃火灾因素、决策评价指标、防灭火技术或决策具有多样性,并且持续更新,用户可根据实际需求对系统信息进行编辑完善。该软件的主要特点与功能:①具有友好的人机交互界面,知识的获取由易于操作的窗口人工输入。②能够通过对知识库的管理和运用,完成专家系统的基础性工作,利用专家系统实现煤自燃火灾的预测和防控;③对专家系统选择的煤自燃火灾防控决策群进行优劣排序,提供适合现场情况的决策支持。
该系统存储了有记录的火灾事故案例及成功解决办法,组成火灾防控知识库,在煤层开采进程中,一方面为专家预测未知的火灾事故提供基础知识,另一方面为将要发生的火灾事故提供防控策略,全面预防和控制煤自燃的发生和扩大。以河南义马矿区千秋煤矿为例,煤层自然发火期一般为15～30天,最短为7天,属容易自燃煤层。2008年9月21日4时,21102工作面下巷闭墙及附近巷道风流中出现煤油味,闭墙内CO浓度逐渐增大,最大达到0.3%。由于21102工作面下巷闭墙处老巷多,巷道立体交错,受采动影响,巷道煤体破碎,老巷内存在漏风通道,煤体氧化升温自然发火。通过采取注浆,喷浆,充填凝胶、粉煤灰和黄土等措施,成功灭火。将千秋煤矿21102工作面状况参量输入,专家系统对自燃风险进行预测,并产生自燃火灾防控决策群。在对自然发火区进行密闭的基础上,要求防灭火技术能够起到堵漏、降温、惰化、三维扩散、环保的效果,且成本合适,最终系统优劣排序结果为:液氮技术>三相泡沫技术>凝胶技术>惰性气体>注水技术>阻化剂技术>灌浆技术,决策结果优化了矿区防灭火技术体系。系统界面示例如图3所示。应用结果表明,基于专家决策支持的煤自燃火灾防控系统可以按照发火地点的实际状况,有效利用火灾知识库内的信息储备,通过TOPSIS评价方法对防灭火技术进行优劣排序,提高决策者的信息查询和使用效率,使决策有效集约化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大数据技术的煤矿应急救援辅助决策系统的研究[J]. 刘丰军. 山东煤炭科技. 2019(10)
[2]基于灰靶决策模型的煤自燃程度判定方法[J]. 王福生,王建涛,顾亮,刘鹏. 中国科技论文. 2019(09)
[3]复合阻化剂抑制煤自燃的红外光谱实验研究[J]. 许红英,苗梦露,陈鹏. 矿业安全与环保. 2019(04)
[4]阻化剂在煤矿防灭火中的应用[J]. 白惠元,姜玉婷. 水力采煤与管道运输. 2019(02)
[5]均压防灭火技术在浅埋煤层矿井火灾防治中的应用[J]. 苗雷云. 能源与节能. 2019(05)
[6]煤矿事故应急响应的风险决策研究[J]. 王娟,戴凤威,方博. 中国安全生产科学技术. 2018(06)
[7]基于物联网的煤矿安全风险预警平台的研究及应用[J]. 王学琛,郭昕曜,李墨潇,沈宁舟. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2016(06)
[8]我国煤矿火灾防治现状及发展对策[J]. 梁运涛,侯贤军,罗海珠,田富超,于贵生. 煤炭科学技术. 2016(06)
[9]防灭火稠化剂悬砂机理及应用[J]. 秦波涛,王德明,李增华. 煤炭学报. 2008(11)
[10]矿井防灭火新技术——三相泡沫[J]. 王德明. 煤矿安全. 2004(07)
博士论文
[1]鹤岗矿区复杂煤层直燃特性及防治技术研究[D]. 杜福荣.辽宁工程技术大学 2016
本文编号：3588430
【文章来源】：武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2020,42(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
专家决策支持系统集成结构图
煤自燃火灾防控系统由专家系统和决策支持系统组成,具备信息管理功能,系统结构如图2所示。①专家系统。输入现场地质赋存条件、矿井开采条件、矿井环境等方面对应参量值,系统进行知识推理,将参量值与专家系统知识库内对应参量值逐个匹配,推理煤层自燃发火风险,并产生自燃火灾防控决策群。②决策支持系统。决策支持系统对自燃火灾决策群进行优劣排序,通过TOPSIS综合评价,系统优选并输出评价值较高的决策。③信息管理。系统设置参量信息管理、指标信息管理和防灭火技术管理3个模块。考虑到煤自燃火灾因素、决策评价指标、防灭火技术或决策具有多样性,并且持续更新,用户可根据实际需求对系统信息进行编辑完善。该软件的主要特点与功能:①具有友好的人机交互界面,知识的获取由易于操作的窗口人工输入。②能够通过对知识库的管理和运用,完成专家系统的基础性工作,利用专家系统实现煤自燃火灾的预测和防控;③对专家系统选择的煤自燃火灾防控决策群进行优劣排序,提供适合现场情况的决策支持。
该系统存储了有记录的火灾事故案例及成功解决办法,组成火灾防控知识库,在煤层开采进程中,一方面为专家预测未知的火灾事故提供基础知识,另一方面为将要发生的火灾事故提供防控策略,全面预防和控制煤自燃的发生和扩大。以河南义马矿区千秋煤矿为例,煤层自然发火期一般为15～30天,最短为7天,属容易自燃煤层。2008年9月21日4时,21102工作面下巷闭墙及附近巷道风流中出现煤油味,闭墙内CO浓度逐渐增大,最大达到0.3%。由于21102工作面下巷闭墙处老巷多,巷道立体交错,受采动影响,巷道煤体破碎,老巷内存在漏风通道,煤体氧化升温自然发火。通过采取注浆,喷浆,充填凝胶、粉煤灰和黄土等措施,成功灭火。将千秋煤矿21102工作面状况参量输入,专家系统对自燃风险进行预测,并产生自燃火灾防控决策群。在对自然发火区进行密闭的基础上,要求防灭火技术能够起到堵漏、降温、惰化、三维扩散、环保的效果,且成本合适,最终系统优劣排序结果为:液氮技术>三相泡沫技术>凝胶技术>惰性气体>注水技术>阻化剂技术>灌浆技术,决策结果优化了矿区防灭火技术体系。系统界面示例如图3所示。应用结果表明,基于专家决策支持的煤自燃火灾防控系统可以按照发火地点的实际状况,有效利用火灾知识库内的信息储备,通过TOPSIS评价方法对防灭火技术进行优劣排序,提高决策者的信息查询和使用效率,使决策有效集约化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大数据技术的煤矿应急救援辅助决策系统的研究[J]. 刘丰军. 山东煤炭科技. 2019(10)
[2]基于灰靶决策模型的煤自燃程度判定方法[J]. 王福生,王建涛,顾亮,刘鹏. 中国科技论文. 2019(09)
[3]复合阻化剂抑制煤自燃的红外光谱实验研究[J]. 许红英,苗梦露,陈鹏. 矿业安全与环保. 2019(04)
[4]阻化剂在煤矿防灭火中的应用[J]. 白惠元,姜玉婷. 水力采煤与管道运输. 2019(02)
[5]均压防灭火技术在浅埋煤层矿井火灾防治中的应用[J]. 苗雷云. 能源与节能. 2019(05)
[6]煤矿事故应急响应的风险决策研究[J]. 王娟,戴凤威,方博. 中国安全生产科学技术. 2018(06)
[7]基于物联网的煤矿安全风险预警平台的研究及应用[J]. 王学琛,郭昕曜,李墨潇,沈宁舟. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2016(06)
[8]我国煤矿火灾防治现状及发展对策[J]. 梁运涛,侯贤军,罗海珠,田富超,于贵生. 煤炭科学技术. 2016(06)
[9]防灭火稠化剂悬砂机理及应用[J]. 秦波涛,王德明,李增华. 煤炭学报. 2008(11)
[10]矿井防灭火新技术——三相泡沫[J]. 王德明. 煤矿安全. 2004(07)
博士论文
[1]鹤岗矿区复杂煤层直燃特性及防治技术研究[D]. 杜福荣.辽宁工程技术大学 2016
本文编号：3588430
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