基于安全監(jiān)控系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)的瓦斯?jié)舛阮A(yù)測預(yù)警研究.pdf

1、瓦斯災(zāi)害一直是目前困擾我國煤礦安全生產(chǎn)的最重要因素之一。充分利用煤礦現(xiàn)場的海量安全監(jiān)測數(shù)據(jù)并加以有效分析,實現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠的瓦斯?jié)舛阮A(yù)測,將能夠顯著提高對于瓦斯災(zāi)害的預(yù)警能力。瓦斯?jié)舛阮A(yù)測是瓦斯災(zāi)害防控的有效手段,也是礦井通風(fēng)瓦斯安全研究中的重要課題。本文針對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實時采集的瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù),研究基于關(guān)聯(lián)分析的瓦斯?jié)舛阮A(yù)測及預(yù)警分析方法,開展了以下研究工作:
　　研究了煤礦瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法。分析了煤礦現(xiàn)場瓦斯監(jiān)測數(shù)

2、據(jù)的實際表現(xiàn)特點,通過對瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)替代、缺失數(shù)據(jù)補齊、數(shù)據(jù)消噪處理,在盡可能消除隨機(jī)、不確定性因素對預(yù)測分析影響的前提下,研究了瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)希爾伯特—黃變換(HHT)分析方法,通過經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)方法將瓦斯?jié)舛葧r間序列分解成不同瞬時頻率固有模態(tài)函數(shù)(IMF)分量的疊加,依據(jù)瓦斯?jié)舛葧r間序列的瞬時特征選取適合的方法進(jìn)行預(yù)測,以降低預(yù)測復(fù)雜度并提高預(yù)測精度,實現(xiàn)了有效的瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理,并為準(zhǔn)確、可靠的瓦斯?jié)舛阮A(yù)測奠定

3、了基礎(chǔ)。
　　研究了監(jiān)測點瓦斯?jié)舛阮A(yù)測方法?；谕咚?jié)舛缺O(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理,以預(yù)測有效度作為預(yù)測精度的評估準(zhǔn)則;結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)聚類分析方法和高斯過程回歸模型,動態(tài)確定瓦斯?jié)舛葧r間序列樣本最佳重構(gòu)維數(shù);通過將瓦斯?jié)舛葮颖緞澐殖申P(guān)聯(lián)度較強的若干類別,作為虛擬變量表示諸多隨機(jī)、不確定性因素共同作用下的瓦斯?jié)舛葎討B(tài)特征,以消除這些因素對預(yù)測精度的影響;依據(jù)瓦斯?jié)舛葧r間序列 HHT分析結(jié)果,綜合自回歸模型(AR)和高斯過程回歸(GPR)兩種預(yù)測,

4、實現(xiàn)監(jiān)測點瓦斯?jié)舛茸赃m應(yīng)預(yù)測。
　　研究了工作面多變量瓦斯?jié)舛阮A(yù)測方法?；谕咚?jié)舛缺O(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理,將工作面及其關(guān)聯(lián)巷道監(jiān)測點瓦斯?jié)舛葧r間序列視為關(guān)聯(lián)變量,通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),建立了多變量瓦斯?jié)舛葧r間序列關(guān)聯(lián)分析模型;應(yīng)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理提取工作面瓦斯?jié)舛葧r間序列強關(guān)聯(lián)變量,形成工作面強關(guān)聯(lián)多變量瓦斯?jié)舛葧r間序列樣本組;通過混沌相空間重構(gòu)方法確定多變量瓦斯?jié)舛葧r間序列樣本重構(gòu)維數(shù),構(gòu)建多變量瓦斯?jié)舛阮A(yù)測模型,應(yīng)用高斯過程回歸方法實現(xiàn)

5、工作面瓦斯?jié)舛阮A(yù)測。
　　研究了基于瓦斯?jié)舛阮A(yù)測的瓦斯預(yù)警分析方法。在瓦斯?jié)舛阮A(yù)測的基礎(chǔ)上,將預(yù)警指標(biāo)確定為預(yù)警基本指標(biāo)和關(guān)聯(lián)性指標(biāo),通過瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析確定基本指標(biāo)閾值;通過瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析方法分析瓦斯?jié)舛葮颖镜年P(guān)聯(lián)特征,確定關(guān)聯(lián)性指標(biāo)閾值;通過預(yù)測值與預(yù)警指標(biāo)閾值的比較進(jìn)行瓦斯?jié)舛犬惓７治?劃分預(yù)警等級,實現(xiàn)動態(tài)和精細(xì)化的瓦斯預(yù)警分析。
　　研究了瓦斯?jié)舛阮A(yù)測及預(yù)警分析應(yīng)用。通過對寧夏汝箕溝煤礦瓦斯監(jiān)測