本文關(guān)鍵詞：基于紅外成像技術(shù)的煤層露頭火源反演研究

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【摘要】：煤田自燃是煤礦一大突出自然災(zāi)害，不僅嚴(yán)重影響煤炭的正常生產(chǎn)，造成大量煤炭資源的浪費(fèi)，同時對井下人員的生命安全造成極大威脅。因此在煤火燃燒初期有效發(fā)現(xiàn)火源位置是十分重要的。 引發(fā)煤層自燃的外部因素較多，包括地形地貌特點(diǎn)、氣候條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、人為采動活動等等。目前用于確定煤火位置和范圍的探測方法主要分為五大類：物探、化探、熱探、鉆探和遙感。如何根據(jù)煤火的形成機(jī)理和自燃特性，提出一種有效的探測方法，一直是困擾科研工作者的難題。 本文基于煤層露頭火源燃燒的特點(diǎn)，在搭建松散煤體實(shí)驗的基礎(chǔ)上，采用紅外熱成像探測方法，從紅外輻射、傳熱學(xué)理論和煤體自燃變化特點(diǎn)出發(fā)，提出一種GASA混合優(yōu)化反演算法。該算法結(jié)合了遺傳算法和模擬退火算法的優(yōu)點(diǎn)，，達(dá)到了結(jié)構(gòu)、行為、操作上的優(yōu)化，是首次用在反演火源溫度和位置的智能反演方法。其中以建立的點(diǎn)熱源擴(kuò)散方程為正演模型，作為GASA算法的目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合表面溫度場信息，可以有效的反演出火源的位置和強(qiáng)度。點(diǎn)熱源擴(kuò)散方程由量綱分析法和熱傳導(dǎo)理論給出，是一種適用于任意點(diǎn)熱源經(jīng)任意介質(zhì)向四周擴(kuò)散的模型。構(gòu)造的GASA混合優(yōu)化算法與傳統(tǒng)算法相比，避免了有限差分法和正則化方法離散化所帶來的模型階次誤差，從而在時間和反演結(jié)果上都到達(dá)了一定的精度要求。文中對GA、SA算法和GASA混合算法的反演結(jié)果做了詳盡的比較及分析，為實(shí)地火源探測提供了有力的實(shí)用價值和參考價值。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1220889