煤自燃多源信息融合预警研究.pdf

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1、StudyonEarlyWarningMethodforCoalSpontaneousCombustionBasedonMulti-informationFusionDissertationSubmittedtoXi’anUniversityofScienceandTechnologyInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringBy：ChenXiaokunSafetyTechnologyandEngineeringDissertationDirectedb

2、y：ProfessorLiuTieminApril,2012西安科技大学学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了感谢。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西

3、安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适应本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：煤自燃多源信息融合预警研究专业：安全技术及工程博士生：陈晓坤（签名）指导教师：刘铁民（签名）摘要我国煤炭自燃火灾十分严重，给矿井安全生产带来了极大的威胁。煤自燃早期的监测、识别与预

4、警，对煤自燃火灾的预防与治理具有重要意义。本文基于大型煤自然发火模拟实验，分析了气体指标与煤温的对应关系，确定了煤自燃程度量化识别指标，采用多源信息融合与模式识别方法建立了煤自燃预警模型，研究了煤自燃多元化特征信息的监测方法和煤自燃多源信息融合预警方法，并开发出煤自燃多源信息融合预警系统。采用装煤量15t的特大型煤自然发火实验台，模拟了煤从常温至燃点的自然发火全过程，总结分析了气体指标参数与煤温的对应关系，确定了煤自燃程度量化识别指标，建立了煤自燃火灾监测预警指标体系；基于实验数据与现场观测结果，采用模糊聚类与模式识别、支持向量机、神经网络等数学方

5、法建立了煤自燃预警模型。针对煤自燃易发的采空区，研究了束管监测系统和无线组网温度监测系统相结合的煤自燃监测方法，基于煤自然发火中心热量传递模型和气体渗流模型，确定出采空区煤自燃特征参数监测点布置的关键参数，优化了测点布置方案；提出了通过融合来自不同监测系统、不同监测地点的温度、气体等多元化煤自燃特征信息来，判定煤自燃程度、确定发火位置的自燃多源信息融合预警方法；研发出基于矿井安全监控、束管监测和无线自组网温度监测集成的多源信息融合煤自燃火灾预警系统，实现了煤自燃火灾的全面监测、识别与早期预警；结合试验矿井的具体情况，制定了煤自燃多源信息融合预警系统

6、建设方案，完成集成通讯网络构建与系统软硬件的安装；现场工业试验结果表明，各类监测数据采集、通讯具有良好的时效性和可靠性，整个系统运行稳定，关键功能和技术指标能满足煤自燃早期识别与预警的需要。煤自燃多源信息融合预警方法的研究与相应系统的开发对煤自燃火灾监测预防技术的发展具有重要的促进作用。关键词：煤自燃；多源信息融合；预警方法；特征信息；无线自组网研究类型：应用研究Subject：StudyonEarlyWarningMethodforCoalSpontaneousCombustionBasedonMulti-informationFusionSpe

7、cialty：SafetyTechnologyandEngineeringName：ChenXiao-kun（Signature）Instructor：LiuTie-min（Signature）ABSTRACTCoalspontaneouscombustionisverysevereinourcountry,whichgreatlythreatenssafetyforcoalmines.Earlymonitoring,identificationandwarningofcoalspontaneouscombustionareimportantfor

8、preventionandcontrolofcoalcombustionfire.Inthispaper,accordin