作為制約煤炭安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一,煤自燃始終是煤炭企業(yè)需要時時面對的問題。因此,采取科學(xué)有效的煤自燃預(yù)測預(yù)報技術(shù),是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要前提條件。傳統(tǒng)的井下預(yù)測預(yù)報方法存在指標參數(shù)單一、鋪設(shè)距離遠、束管易堵塞漏氣及光纖線路易損壞等缺點。針對以上存在問題,本文以青龍煤礦11811采空區(qū)為研究對象,采用煤自燃指標氣體實驗、GA-BP采空區(qū)溫度預(yù)測模型建立、現(xiàn)場應(yīng)用相結(jié)合的研究方法,對采空區(qū)煤自燃監(jiān)測預(yù)警技術(shù)進行了系統(tǒng)研究,對實現(xiàn)采空區(qū)煤自燃災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警具有重要的意義。通過青龍煤礦16#、17#、18#煤層煤樣程序升溫實驗,總結(jié)分析各氣體隨溫度的變化規(guī)律,確定煤自燃監(jiān)測預(yù)警氣體及特征溫度,劃分煤層自然程度預(yù)警等級。選取井下監(jiān)測預(yù)警氣體指標濃度作為模型的輸入層,輸出目標為預(yù)測煤溫。通過遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建GA-BP采空區(qū)溫度預(yù)測模型。通過對模型進行誤差分析,優(yōu)選最佳的采空區(qū)溫度預(yù)測模型。構(gòu)建集O2、CO、CH4、壓差等傳感器于一體的煤自燃無線監(jiān)測預(yù)警裝置、基站及系統(tǒng),并開發(fā)了采空區(qū)監(jiān)測預(yù)警軟件,能夠?qū)崿F(xiàn)在線實時監(jiān)測、煤自燃預(yù)警及歷史數(shù)據(jù)趨勢分析等功能。該系統(tǒng)應(yīng)用于青龍煤礦1181... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

迭代次數(shù)與mse的誤差曲線圖

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文30的增加總體呈現(xiàn)下降的趨勢，說明遺傳算法確實會對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能起到優(yōu)化作用。進一步可以發(fā)現(xiàn)，當遺傳算法進化至第60次時，最優(yōu)個體適應(yīng)度值達到了最小值，其值為1500，即進化60次之后BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值到達了最優(yōu)狀態(tài)，說明遺傳算法尋優(yōu)速度快，預(yù)測精度高，此時在訓(xùn)練集上的預(yù)測效果較好。圖3.7GA-BP的適應(yīng)度曲線3.3.3結(jié)果分析采用遺傳算法改進BP網(wǎng)絡(luò)，改善傳統(tǒng)BP網(wǎng)絡(luò)模型存在的缺陷，即構(gòu)建GA-BP網(wǎng)絡(luò)模型。運行基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)煤自燃溫度預(yù)測模型，尋找出最優(yōu)初始的連接權(quán)值和閾值，見下表3.4所示。表3.4GA-BP網(wǎng)絡(luò)初始連接權(quán)值和閾值連接權(quán)值1（IW）連接權(quán)值2（LW）閾值1b1閾值2b2-0.0617-1.9368-3.39370.51445.29370.0344-0.02442.0305-5.04850.96613.57034.5541-0.45371.8097-1.95794.24972.34364.0435-2.6117-1.81918.0791-0.75414.03683.42531.68714.0756-1.65874.79741.30420.04953.50614.0467-2.551-2.17880.12176.0543本文將程序升溫校驗集23組數(shù)據(jù)及全局最優(yōu)初始連接值和閾值代入式（3.18）中，

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文364.2采空區(qū)煤自燃無線監(jiān)測硬件4.2.1煤自燃無線監(jiān)測裝置本安型多參數(shù)無線監(jiān)測設(shè)備，是實現(xiàn)傳感器與基站連接并傳輸各種數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備。其硬件結(jié)構(gòu)組成見下圖4.3所示，主要由傳感器、無線模塊及液晶屏等組成，可將井下各氣體濃度值、濕度等參數(shù)進行采集并傳輸給基站。圖4.4是無線監(jiān)測裝置的實物圖。其中，CO傳感器量程為0～2000ppm，O2傳感器可檢測范圍為0～25%，CH4傳感器可檢測范圍為0～10%。該無線傳感器內(nèi)部的紅外收發(fā)模塊是對各參數(shù)校正的重要組成部分，電源采用外接內(nèi)置雙電源，預(yù)留的RS485通信接口可用于信息傳輸（該接口遵循modbusRTU協(xié)議）。O2傳感器CH4CO傳感器傳感器濕度傳感器微處理器無線模塊紅外校準模塊顯示模塊報警模塊電源壓差傳感器圖4.3無線監(jiān)測裝置硬件結(jié)構(gòu)組成圖圖4.4無線監(jiān)測裝置實物圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]采空區(qū)環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)研究開發(fā)[D]. 陳寶強.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于ZigBee的煤礦采空區(qū)無線自組網(wǎng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 劉強.西安科技大學(xué) 2012
[3]多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)在火災(zāi)探測中的應(yīng)用研究[D]. 韓菁.重慶理工大學(xué) 2011
[4]基于信息融合技術(shù)的火災(zāi)探測方法研究[D]. 雷倩茹.華北電力大學(xué)（北京） 2010
[5]煤礦瓦斯安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[D]. 王志崗.天津大學(xué) 2006



本文編號：3585808