采空区遗煤自燃危险程度自动预测系统研究

摘要

矿井火灾是煤矿安全生产的主要自然灾害之一。与其他灾害有所不同的是，矿井火灾不仅容易造成人员伤亡，而且会导致大量的资源被燃烧，而煤自燃是引发矿井火灾的原因之一。 论文首先阐述了煤自然发火的过程、影响因素和采空区煤自然发火危险程度预测方法；对已有的采空区遗煤自燃危险程度预测技术进行分析，并对其中的问题进行了总结；同时，简要说明了神府矿区某矿煤自燃危险程度预测现状及相关设备；并采用观测实验的方法，对神府矿区某矿D5201回采工作面采空区遗煤自燃危险程度进行观测法预测； 其次，采用本文所设计的束管监测硬件设备，采集并传输采空区气体至地面气相色谱仪中进行成分分析，并将分析的结果以excel表的形式自动输入到本文开发的软件中，软件系统采用归一化和聚类离散化以及粗糙集理论，对样本数据进行预处理，为预测作好数据准备；为了提高分类精度和运算速度，提出可利用粗糙集进行属性约简；最后，引入模糊多类支持向量机理论；在模型构建方面，为了提高煤自燃危险程度预测的精度，构造了一种基于偏二叉树的模糊多类支持向量机。 再次，设计了一种粗糙集模糊多类支持向量机(RS-FSVM)采空区煤自燃危险程度预测计算模型。设计相关实验证了算法的优越性。同时，将实验结果与第2章中采用的实验观测方法进行了对比验证。理论分析和实验结果都表明：论文提出的计算模型具有更高的检测精度，并能达到实时预测的目的，为采空区煤自燃危险程度预测系统软件提供了一种很好的计算方法。 最后，设计并实现了采空区煤自燃自动预测系统软硬件平台。首先对该平台进行了总体设计；其次，对系统硬件部分组成，进行了选型设计；最后，针对前几章的研究结果，开发了相应的预测软件，实现了自动预测及预警。

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