煤礦典型動力災害風險判識及監控預警，科學出版社2022年5月出版的一本圖書
基本介紹
- 中文名：煤礦典型動力災害風險判識及監控預警
- 作者：袁亮
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2022年5月1日
- 頁數：495 頁
- 定價：398 元
- ISBN：9787030720290
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書圍繞擬解決的重大科學問題“煤礦典型動力災害風險判識及監控預警”，以煤與瓦斯突出、衝擊地壓等典型的煤礦動力災害為研究對象，通過對煤礦典型動力災害多相多場耦合災變機理研究及深度感知等技術和裝備的研發，促進煤與瓦斯突出、衝擊地壓等煤礦典型動力災害風險判識及監控預警能力的提升，最終實現煤礦重大災害災變隱患線上監測、智慧型判識和實時準確預警。本書首先從理論上提出了多相多場耦合條件下動力災害孕育演化機理和煤礦典型動力災害多參量前兆信息智慧型判識理論及預警方法，其次在技術上涉及了基於大數據與雲技術的動力災害多元海量前兆信息提取挖掘方法、關鍵區域人機環參數全面採集、多元信息共網傳輸新方法、煤礦典型動力災害前兆深度感知、泛在採集技術和裝備，從而實現了煤礦典型動力災害監控預警基礎研究-關鍵技術開發-套用示範有機融合
圖書目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究意義與當前研究不足 1
1.2 本書研究思想和內容 2
第2章 煤礦衝擊地壓失穩災變動力學機理與多場耦合致災機制 8
2.1 多場多尺度耦合作用下煤岩變形和裂隙擴展特徵 8
2.1.1 多場作用下覆岩采動裂隙場演化規律研究 8
2.1.2 流固耦合作用下覆岩裂隙滲流特徵物理實驗 28
2.2 複雜地質構造與采動應力疊加下衝擊地壓災變機理及防治 38
2.2.1 複雜地質賦存條件下衝擊地壓機理及誘因研究 38
2.2.2 工作面過斷層動態力學回響特徵研究 41
2.3 煤岩失穩破裂過程中的能量演化機理 46
2.3.1 基於應力-應變過程的能量積聚與釋放機制 46
2.3.2 巷道圍岩失穩破壞的能量釋放機制 48
2.3.3 構造應力場煤巷掘進衝擊地壓能量分區演化機制 51
2.3.4 煤礦深部開採衝擊地壓致災機理與套用分析 59
2.4 開採擾動下多場耦合煤岩衝擊失穩的動力學機理 67
2.4.1 開採擾動下工作面圍岩應力場分布與變化規律 67
2.4.2 工作面圍岩多場耦合誘沖機理 71
2.5 高地壓煤層掘進工作面圍岩多場演化規律及耦合誘沖機制 77
2.5.1 體元－區域－系統衝擊地壓模型及套用 77
2.5.2 高地壓礦震擾動下煤柱應力偏量集中區誘沖機制 79
第3章 煤與瓦斯突出災變機理及複合動力災害孕育機制 82
3.1 複雜地質構造對煤與瓦斯突出的主控機制 82
3.1.1 斷層構造應力場分布規律研究 82
3.1.2 褶曲構造應力場相似模擬實驗 90
3.2 煤層采動多相多場耦合誘突機理 93
3.2.1 採掘過程擾動應力場的動態演化規律 94
3.2.2 采動區含瓦斯煤體多場耦合誘突機制及數值反演 100
3.3 煤與瓦斯突出的固氣兩相動力學演化機理 109
3.3.1 突出瓦斯-煤粉兩相流形成理論分析 109
3.3.2 突出瓦斯-煤粉兩相流動力特徵試驗研究 112
3.4 煤與瓦斯突出過程的大尺度物理模擬分析及反演 122
3.4.1 煤與瓦斯突出物理模擬相似體系 122
3.4.2 小尺度瞬間揭露煤與瓦斯突出物理模擬實驗分析 129
3.4.3 大尺度煤與瓦斯突出物理模擬實驗分析 133
3.5 煤炭開採衝擊-突出複合型動力災害發生機理及孕災機制 143
3.5.1 衝擊-突出複合型動力災害主要表現特徵 144
3.5.2 衝擊能量對衝擊-突出複合型動力災害的影響規律研究 144
3.5.3 衝擊-突出複合型煤岩瓦斯動力災害發生的動態演化規律研究 154
3.5.4 煤炭開採衝擊-突出複合型煤岩瓦斯動力災害孕災機制探討 159
第4章 衝擊地壓風險智慧型判識與監控預警理論及技術體系 161
4.1 衝擊地壓力學機理與分類 161
4.1.1 衝擊地壓三場耦合致災機理 161
4.1.2 震動對煤岩體作用的試驗研究 164
4.1.3 基於主控因素的衝擊地壓分類方法 168
4.2 衝擊危險主控因素智慧型辨識與危險評價方法 170
4.2.1 不同類型衝擊地壓主控因素分析 170
4.2.2 衝擊危險綜合智慧型判識評價模型 175
4.3 衝擊地壓三場監測指標體系構建 178
4.3.1 預警指標構建 178
4.3.2 預警指標效能評價與檢驗 182
4.3.3 衝擊危險監測多參量指標體系的建立 186
4.4 衝擊地壓三場監控預警模型與技術體系 186
4.4.1 監控預警的理論基礎 186
4.4.2 預警準確率的含義 188
4.4.3 三場監控預警模型 188
4.4.4 衝擊地壓分源監測方法權重模型 192
4.5 衝擊地壓三場監測方法 195
4.5.1 應力場監測方法 195
4.5.2 震動場監測方法 197
4.5.3 能量場監測方法 197
4.6 衝擊地壓應力場監控預警技術與裝備開發 201
4.6.1 衝擊危險的雙震源一體化反演預警技術 201
4.6.2 衝擊地壓地應力連續監控預警技術 203
4.7 現場套用與示範 206
4.7.1 礦井概況 206
4.7.2 KJ470雙震源一體化反演的套用 207
4.7.3 多參量監控預警套用 207
第5章 煤與瓦斯突出風險判識與監控預警理論及技術體系 221
5.1 煤與瓦斯突出風險因素分析及預警指標體系構建 221
5.1.1 煤與瓦斯突出風險因素分析 221
5.1.2 煤與瓦斯突出預警指標體系構建 226
5.2 煤與瓦斯突出前兆信息特徵規律 227
5.2.1 瓦斯-應力-溫度互耦關係及前兆特徵 227
5.2.2 聲發射和電磁輻射前兆特徵 235
5.3 突出預警模型構建 239
5.3.1 生產系統合理性評判模型 239
5.3.2 採掘工作面聲電瓦斯預警模型 250
5.3.3 防突措施失效判識模型 257
5.3.4 突出多元信息融合動態預警模型 263
5.4 突出預警信息採集方法及途徑 268
5.5 煤與瓦斯突出預警系統 269
5.5.1 設計原則與總體架構 269
5.5.2 資料庫設計 272
5.5.3 系統功能模組 272
5.6 典型工程套用 275
5.6.1 礦井概況 275
5.6.2 多元信息融合突出預警系統 275
5.6.3 預警套用 278
第6章 煤礦動力災害前兆採集感測與多網融合傳輸技術及方法 279
6.1 煤礦典型動力災害多元前兆信息感測技術及裝備 279
6.1.1 光纖微震監測裝置研究 279
6.1.2 分散式多點雷射甲烷監測裝置研究 288
6.1.3 三軸應力感測器研究 299
6.1.4 無線鑽屑瓦斯解吸指標測定裝置及鑽孔瓦斯湧出初速度測定裝置 306
6.2 關鍵區域無線自組網輸技術與裝備 308
6.2.1 無線自組網節點及基站研究 308
6.2.2 基於AODV路由最佳化設計 315
6.2.3 無線自組網基站及節點樣機設計 317
6.3 關鍵區域設備非接觸供電及數據傳輸技術與裝備 322
6.3.1 礦用非接觸供電及電力載波技術研究 322
6.3.2 透明傳輸網關研究 332
6.4 災害前兆信息採集、解析及協同控制技術與裝備 333
第7章 基於數據融合的煤礦典型動力災害多元信息挖掘分析技術 338
7.1 井下感測器數據的多元海量動態信息的聚合理論與方法 338
7.1.1 基於變分模態分解與小波包的微震信號降噪濾波方法 338
7.1.2 基於奇異值分解中值法的瓦斯濃度數據降噪方法 341
7.1.3 基於字典學習的自適應微震數據壓縮感知方法 345
7.1.4 基於有效投影的壓縮採樣匹配追蹤算法在瓦斯數據壓縮感知中的套用 348
7.2 礦山監測數據挖掘與線上預警理論與方法研究 351
7.2.1 基於Bagging算法的改進BP神經網路集成學習模型 351
7.2.2 基於RBF神經網路的煤與瓦斯突出預測方法 356
7.2.3 基於Tri-training的數據流集成分類算法 359
7.3 需求驅動的煤礦災害預警服務知識體系及其關鍵技術研究 361
7.3.1 研究方法 361
7.3.2 基於SaaS模式的煤礦典型動力災害預警服務方法研究 362
7.3.3 面向煤礦災害預警需求的即時主動信息推送方法 365
7.4 基於特徵漂移的煤礦衝擊地壓、災害線上預警方法 369
7.4.1 基於特徵漂移的煤礦衝擊地壓災害線上預警方法研究 369
7.4.2 研究結果與結論 373
7.5 基於大數據分析的災害危險區域快速辨識及智慧型評價技術研究 378
7.5.1 礦山動力災害的全息預警方法 378
7.5.2 基於實時監測數據的礦山動力災害模態預警方法 380
第8章 基於雲技術的煤礦典型動力災害區域監控預警系統平台 383
8.1 具有推理能力、語義一致性的煤礦典型動力災害知識庫構建技術 383
8.1.1 基於改進七步法的煤礦典型動力災害本體構建方法 383
8.1.2 基於詞向量和條件隨機場的概念抽取 386
8.1.3 基於雙向MGU模型的關係抽取 390
8.1.4 煤礦典型動力災害本體形式化表示 394
8.2 區域性煤礦典型動力災害風險判識技術 397
8.3 面向煤礦動力災害風險判識的區域性雲架構技術 405
8.4 煤與瓦斯突出動力災害遠程監控預警系統研發 407
8.4.1 煤與瓦斯突出動力災害區域預警指標體系構建及系統概要設計 407
8.4.2 煤與瓦斯突出動力災害遠程監控預警系統開發 411
8.5 衝擊地壓動力災害遠程監控預警系統研發 416
8.5.1 監控系統的數據標準化 416
8.5.2 監測數據集成傳輸軟體設計 418
8.5.3 監測數據集成傳輸軟體實現 420
8.5.4 衝擊地壓動力災害遠程監控預警系統設計及實現 421
第9章 煤礦典型動力災害監控預警技術集成及示範 427
9.1 煤礦典型動力災害監控預警技術集成架構建立 427
9.1.1 研究內容及方案 427
9.1.2 煤礦典型動力災害主控因素與風險判識方法集成 431
9.1.3 煤礦典型動力災害監控預警技術架構體系構建 431
9.1.4 煤礦典型動力災害監控預警技術裝備示範套用的流程 436
9.2 衝擊地壓多元集成監控預警系統平台套用示範 437
9.2.1 衝擊地壓多元集成監控預警系統平台示範方案 437
9.2.2 山東能源集團有限責任公司衝擊地壓示範工程 440
9.2.3 大同煤礦集團有限責任公司忻州窯礦衝擊地壓示範工程 447
9.2.4 神華新疆能源有限責任公司衝擊地壓示範工程 453
9.2.5 衝擊地壓多元集成監控預警系統平台示範套用結果 461
9.3 煤與瓦斯突出多元集成監控預警系統平台套用示範 462
9.3.1 煤與瓦斯突出多元集成監控預警系統平台示範方案 462
9.3.2 陽泉煤業(集團)有限責任公司煤與瓦斯突出示範工程 465
9.3.3 貴州盤江精煤股份有限公司煤與瓦斯突出示範工程 468
9.3.4 煤與瓦斯突出多元集成監控預警平台示範套用結果 472
9.4 衝擊-突出複合型動力災害多元集成監控預警技術套用示範 473
9.4.1 衝擊-突出複合型動力災害多元集成監控預警系統平台示範方案 473
9.4.2 胡家河煤礦衝擊-突出複合型災害示範工程 474
9.4.3 衝擊-突出複合型動力災害多元集成監控預警平台示範套用結果 485
9.5 煤礦典型動力災害遠程監控預警系統綜合平台套用示範 485
9.5.1 煤礦典型動力災害遠程監控預警系統綜合平台套用示範方案 486
9.5.2 煤礦典型動力災害多元信息挖掘分析技術套用示範 489
9.5.3 遠程監控預警技術支持系統建設 489
9.5.4 綜合平台示範效果 490
主要參考文獻 491
作者簡介
袁亮 等
