煤与瓦斯突出预警方法探讨.pdf

第 4 4卷 第 1 期 2 0 1 8年 1 月 Vo 1 ． 4 4 NO ．1 J a n ．2 O 1 8 ◆ ◆ “ 煤 与 瓦斯 突出风险判 识 与监 ● ●Ⅲ ● ● ◆_ l ◆． ◆● ● ． ⋯ ◆． ● ． ⋯ ●⋯◆Ⅲ ● ’ ◆ 。 ◆ ◆ ◆ 测预 警技 术” 专题 ◆ _ ◆⋯ ◆ 1l ◆◆ 【 编者按 】 煤与 瓦斯 突 出是煤 炭开采 过程 中产 生的 瓦斯动 力现 象 ， 对煤 矿 安全 生产 危 害很 大 。随着我 国煤炭 开采 深度和 强度 的增 大 ， 煤 与瓦斯 突 出灾害 日益 严 重。对煤 与 瓦斯 突 出进 行监 测预 警 ， 是 防治煤 与 瓦斯 突 出 灾害的重要 手段之 一 。“ 十二五 ” 期 间 ， 多家科研 院所研 发 的“ 煤与 瓦斯 突 出监控 预 警 系统 ” 大幅提 高 了煤 与 瓦斯 突 出预 警的 自动化和 信 息化 水 平 ， 但 依 然存在 预警 指标 不完善 、 预警模 型 自分析 能力不足 等 问题 。鉴 于 此， 我刊策划了“ 煤与瓦斯突出风险判识与监测预警技术” 专题 ， 报道“ 十三五” 国家重点研发计划“ 煤与瓦斯 突 出风 险判识 与监 测预 警理论及 技 术体 系” 的部 分代 表性 学 术论 文 。专题研 究 内容 涉及煤 与 瓦斯 突 出灾 害 风险判识方法、 煤与瓦斯 突出事故风险多参量预警指标体 系、 基 于异构数据集成 的预警平 台、 智能煤与瓦斯 突出预 警 系统等 。在此 ， 特别 感谢 中国矿 业 大 学李 忠 辉教 授 在 本 专题 组 稿 、 审 稿 方 面给 予 的 大力 支持 和 帮 助 ， 同时对所 有 为本专题撰 稿 的专 家学者表 示衷 心的 感谢 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 8 0 1 0 0 0 6 0 5 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 1 7 2 8 7 煤与瓦斯突出预警方法探讨 赵 旭 生 ， 宁小 亮 ， 张庆华 ， 马 国龙 。 1 ． 中煤科 工集 团重庆研 究 院有限公 司 ，重 庆4 0 0 0 3 9 ； 2 ． 瓦斯 灾 害监控 与应急 技术 国家重 点实验 室 ， 重庆4 0 0 0 3 7 摘 要 给 出了煤与 瓦斯 突 出预 警的定 义 ， 明确 指 出了突 出预警 与预 测的 区别 ； 从 空 间、 时 间和指标体 系的 角度对 突出预警进行了分类， 并根据 突出灾害特点提 出了突出预警应该具有的特征 ； 以 系统论和事故理论为 指导 ， 分析 了突出预警 系统构 成和 实现途 径 ， 并阐述 了从 警 源监 测 、 警 兆识 别 、 警 情分 析 、 警度 发 布和 预 警 响 应 5个方 面进行 突 出预 警的 步骤 ， 同时给 出了采用预 警 总准确 率 、 漏报 率和虚 报 率 3个 指标进 行预警 效果评 价 的方 法。现场 应 用结果表 明 ， 所提 突 出预 警 方法 的 平均 状 态预 警 总 准确 率 为 8 9 ． 1 ， 平 均趋 势预 警 总 准 确 率为 9 2 ． 5 ， 漏报 率 为 0 。 关键词 煤与瓦斯突出；突出预警；预警分类；平均状 态预警总准确率；平均趋势预警 总准确率；漏 报 率 中 图分类 号 T D 7 1 3 文献标志 码 A 网络 出版 时间 2 0 1 7 1 2 1 5 1 1 2 3 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 7 1 2 1 3 ． 1 5 3 2 ． 0 0 8 ． h t ml Di s c u s s i o n o n e a r l y wa r ni n g me t ho d o f c o a l a n d g a s o u t bu r s t Z HAO Xu s h e n g ， NI NG Xi a o l i a n g 一， ZHANG Qi n g h u a 一， MA Gu o l o n g 1． CCTEG Cho ng q i ng Re s e a r c h I n s t i t u t e，Cho ng q i ng 4 0 0 0 39，Chi n a；2． St a t e Ke y La b o r a t o r y f o r Ga s Di s a s t e r M o n i t o r i n g a n d Eme r g e n c y Te c h n o l o g y，Ch o n g q i n g 4 0 0 0 3 7 ，Ch i n a Ab s t r a c t De f i n i t i on o f e a r l y w a r ni n g of c o a l a nd ga s o ut bu r s t w a s g i v e n，a nd d i f f e r e n c e be t we e n t he e a r l y wa r n i ng a n d f o r e c a s t i n g wa s c l e a r l y po i n t e d ou t ． The e a r l y wa r ni n g o f c o a l a nd ga s ou t bu r s t wa s 收稿 日期 2 0 1 7 0 9 1 8 ； 修回 日期 2 0 1 7 - 1 1 - 1 6 ； 责任编辑 胡娴。 基金项 目 国家重点研发计划资助项 目 2 0 1 6 Y F C 0 8 0 1 4 0 4 ； 重庆市“ 科技创新领军人才支持计划” 资助项 目 C S TC KJ C XL J R C1 4 ； 中国煤炭科 工集团有限公司科技创新基金资助项 目 2 0 1 3 Z D 0 0 2 。 作者简 介 赵旭生 1 9 6 9 一 ， 男 ， 陕 西周至 人， 研究员 ， 博 士 ， 现主 要从事 瓦斯灾害 防治技术研 究工作 ， E ma i l c q Z X S 1 6 3 ． c o rn。通信 作者 宁小亮 1 9 8 4 一 ， 男 ， 江西南城人 ， 副研究员 ， 硕士 ， 从事瓦斯灾害防治技术研究工作 ， E ma i l n x l f o x ma i l ． c o m。 引用格式 赵旭生 ， 宁小亮， 张庆华 ， 等． 煤与瓦斯突出预警方法探讨口] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 8 ， 4 4 1 6 - 1 0 ． Z HAO X u s h e n g ，NI NG Xi a o l i a n g ，Z HANG Qi n g h u a ，e t a 1 ．Di s c u s s i o n o n e a r l y w a r n i n g me t h o d o f c o a l a n d g a s o u t b u r s t [ J ] ． I n d u s t r y a n d M i n e Aut o ma t i o n， 2 0 1 8 ， 4 4 1 6 - 1 0 ． 2 0 1 8年 第 1期 赵旭 生等 煤 与 瓦斯 突 出预 警 方 法探 讨 7 ‘ c l a s s i f i e d f r o m a ng l e of s pa c e，t i m e a n d i nd e x s ys t e m ，a nd f e a t u r e s o f t he e a r l y wa r ni ng we r e pu t f or wa r d a c c o r d i n g t o s p e c i f i c c h a r a c t e r i s t i c s o f c o a l a n d g a s o u t b u r s t d i s a s t e r ．S y s t e m s t r u c t u r e a n d i mp l e me n t a t i o n o f t h e e a r l y wa r n i n g we r e a n a l y z e d g u i d e d b y s y s t e m t h e o r y a n d a c c i d e n t t h e o r y．S t e p s o f t h e e a r l y wa r n i n g we r e de s c r i be d f r om f i v e a s pe c t s of de t e c t i o n o f r i s k s ou r c e， wa r ni n g s i g n i d e n t i f i c a t i o n， a n a l y s i s o f wa r ni n g s i t u a t i o n， a l e r t r e l e a s e a nd e a r l y wa r n i ng r e s p ons e． M e t ho d o f e f f e c t e va l u a t i on o f t he e a r l y wa r ni n g wa s p ut f or wa r d b y u s i n g t h r e e i nd i c a t o r s o f i ni t i a l wa r ni ng a c c u r a c y，f a l s e ne g a t i v e r a t e a nd f a l s e a l a r m r a t e ． Th e f i e l d a p p l i c a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e a v e r a g e a c c u r a c y r a t e o f s t a t e wa r n i n g i s 8 9 ． 1 9 ／ 6 ， t he a v e r a g e a c c ur a c y r a t e o f t r e nd wa r ni ng i s 92． 5 ，a nd t he f a l s e ne ga t i v e r a t e i s 0． Ke y wo r d s c oa l a nd g a s o ut bu r s t ；e a r l y wa r ni n g of o ut bu r s t ；c l a s s i f i c a t i o n of e a r l y wa r n i ng；a v e r a g e a c c ur a c y r a t e o f s t a t e wa r ni n g；a v e r a ge a c c u r a c y r a t e of t r e nd wa r n i ng；f a l s e ne g a t i v e r a t e 0 引言 中国是世界上 瓦斯灾害最严重的国家之一 ， 而 且随着开采深度和强度的增大， 瓦斯灾害 ， 尤其是煤 与 瓦斯 突 出 以下 简称 “ 突 出 ” 灾 害 日益 严 重 ， 突 出 防治一 直是 我 国煤 矿 安 全 生产 工作 的 重 点_ 1 ] 。灾 害预警作为事故 防范的首要 环节 ， 能够对安全 隐患 进行 超 前 、 全 方 位 的预测 分 析 。突 出 预警 技 术 目前 在煤矿现场 已得到一定应用 ， 对突出隐患的监测 、 分 析和管理水平的提升 ， 以及突 出事故的预 防等起到 了积极作用[ 3 ] 。但是 ， 目前从理论的角度并未对突 出预警方法进行深入研究 ， 我国尚未形成突 出灾害 预警机制 ， 同时也缺乏相应的行业标准 。鉴此 ， 本文 从突出预警概念 、 实现途径与步骤等方 面对 突出预 警方法进行探讨 ， 以期为我国突出灾 害预警机制的 建立 和 行业标 准 的形 成提 供理论 支 撑 。 ． 1 突 出预警 的概 念 1 ． 1 突 出预 警 的定 义 突出预警是指在煤与瓦斯突出灾害发生前 ， 根 据收集到的各种隐患 和前兆信息 ， 分析其发生的可 能性 、 危 险程度 和 发 展 趋 势 ， 并 按 照一 定 规 则 ， 提前 以颜 色 、 文字 、 声 、 光 等 形式 向相 关 部 门和 人 员 发 出 危险等级信号 ， 以便及时采取防控措施 ， 从而避免突 出事 故 的发生 或最 大程 度 地减少 事 故所造 成 的损失 的行 为 。 1 ． 2 突 出预 警 与预测 的 区别 突出预警与传统的突出预测从时间、 空间、 指标 全面性等方 面具有 显著 区别 ， 主要 体 现在 以下几 方 面 。 1 从 时间角度比较。传统的突出预测在时间 上是静态的， 属于“ 抽检” 性质 ， 可预测突出危险性的 状态 ， 但没有考虑危险性 的发展趋势 ； 突出预警从时 间角 度对 突 出危 险性 的分 析 是 动 态 的 ， 既 能 反 映 突 出危险性 当前状态 ， 又能分析其未来的发展趋势。 2 从空间上分析。传统突出预测仅能预测到 钻孔 接触 到 的空 间范 围 ， 而 且是 “ 点 式” 的 ， 空 间上不 连续 ； 突 出预 警对 突 出 危 险性 的分 析 在 空 间 上 是 连 续 的 、 超 前 的 。 3 传统 突出预测一般根据个别预测指标值间 接和部分地反映影 响突出危险性的三大因素 ， 且 只 对工作 面客观 突 出危 险 性 进 行 预测 ； 突 出 预警 是 采 用多指标对突出防治全过程的所有因素进行分析。 2 突 出预 警分 类及 要 求 2 ． 1 突 出预 警分 类 从预警的范围、 超前时间、 采用 的指标等角度 ， 突出预警可划分为不同的类型。 按 照预 警 的范 围不 同 ， 突 出 预警 可 以分 为宏 观 预警、 中观预警和微观预警 。例如全国煤矿 突出危 险性预警属于宏观预警 ， 省级或矿区突出预警属于 中观预警 ， 矿井或采掘工作面突 出危险性 预警为微 观预警 。 按照预警 的超前时间不 同， 突出预警 可分为 中 长期预警、 短期预警和紧急预警 。 按 照 采用 的预 警 指 标体 系 的不 同 ， 突 出 预警 可 以划分为单因素预警和综合预警。单因素预警是指 从影响事故发生 的某一方面因素或反映危害事件发 生 、 发展 的某一类征兆出发进行 的监测和预警 ； 综合 预警则是从影 响事故发生的多方面因素及反映危害 事件发生、 发展的多类征兆出发进行的监测和预警。 依照上述分类方法， 并根据 突出灾害特点和矿 井生产实际情况 ， 目前在煤 矿现场得到较好应用的 预警方法主要是针对采掘工作面的微观、 短期及紧 急预警 ， 有单 因素预警 ， 也有综合预警 。 8 工矿 自动化 2 0 1 8 年 第 4 4卷 2 ． 2 突 出预 警的特 征 由于突出灾害 自身的复杂性和特殊性 ， 所采用 的突出预警方法应该与之适应 ， 才能使 预警发挥其 作用。根 据 突出灾害 特点 ， 突 出预警应 具有 以下 特 征 。 1 综 合 性 。根 据 突 出事 故 致 因 复 杂 、 危 险 源 众 多 的特点 ， 从 系统 论和危 险源 理论 出发 ， 煤 矿灾 害 预警应该坚持综合预警的方法 ， 通过对引发具体事 故的各种危险源进行全面监测、 跟踪和综合分析 ， 实 现多方面、 多因素、 多指标的灾害预警 。 2 动态性。根据煤矿井下作业动态变化、 地 质和环境条件多变 的特点， 突出灾害预警应坚持动 态监测的原则， 通过对危险源、 环境条件参数 、 防治 措施 和管理 进行 动 态监 测 ， 分 析 采取 的措 施是 否 适 应灾 害危 险性 的变化 。 3 超 前 性 。根 据 突 出 事 故 发 生 的 突 然 性 特 点 ， 突出预警要求在时间、 空间 2 个方面都具有超前 性 ， 通过各种模型随时分析和预测工作面前方和今 后一 段时 间预警 指 标 的变 化 和 发展 趋 势 ， 在 事 故发 生 之前 实 现超前 预警 。 4 实时性 。突出事故具有突发性 ， 事故之前 有些监测指标会发生突然 的改变， 所以突出灾害预 警 对实时 性要求 较 强 ， 要 实 时掌 握 监测 地 点 的危 险 状态， 以便及时采取 防范措施 ， 所以， 进行警情分析 的周期要求比较短 ， 能够满足紧急预警的要求 。 5 智能化。由于煤矿事故 的突发性 ， 预警要 求具有非常强的时效性 ， 预警应该在尽可能短的时 间内完成 ， 因此 ， 煤矿灾害预警应尽量借助 自动化 、 智 能化 手段完 成 。 6 简便性 。煤矿灾害预警采用 的监测指标较 多 ， 但 是并 不是所有 指标 都能 同时获 取 ， 指 标获 取的 同步性差异较大 ， 而预警 的实时性要求当出现危险 情况时必须及时发布预警， 所以， 对预警模型的要求 就是要能实现部分指标获取时的预警功能； 同时， 指 标 的获取和模型计算应该简便 ， 不 占用大量计算资 源和时间 ， 以便能够快速反应 ， 所 以， 煤矿灾害预警 模 型和指标监测应该坚持简便易行的原则。 3突 出预 警 实现方 法 3 ． 1 突 出预 警 系统 构成 从系统论角度 出发 ， 突出预警包含信息 、 硬件 、 软件、 人员和制度五大要素 u ， 集 突出警源监测 、 警兆识别 、 警情分析、 警度发布和预警响应为一体的 有机整体 ， 其构成如图 I 所示。 制度 人员 软件 硬件 信息 图 1 预警 系统构成 Fi g ． 1 Co mp o n e n t s o f e a r l y wa r n i n g s y s t e m 3 ． 2 突 出预警 实现途 径 突出预警的实现途径 在事故理论 、 预警理论、 煤与瓦斯突出防治理论的指导下 ， 借助煤矿井下监 控环网和地面办公局域 网， 利用相关监测 、 检查仪器 等 ， 动态采集突出相关的各种隐患和前兆信息 ， 并利 用 建立 的预警 指标 和模 型对 其 进行 辨 识 和 分析 ， 对 突出危险状态和发展趋势进行整体评价 ， 确定预警 等级结果并通过网络、 电话、 短信、 广播等手段及 时 向相关机构和人员进行发布 ， 提醒尽快采取防范措 施 ， 达 到突 出动态 监 测 、 智 能分 析 、 实 时 预报 和 趋 势 把 握 的 目的 。 3 ． 3 突 出预 警 步骤 煤与瓦斯突出预警包括突出警源监测 、 突出警 兆识别 、 突出警情分析、 突出警度结果和突 出预警响 应发布 5个步骤。 1 突出警源监测。突出预警中需要监测的警 源就是矿井生产过程中与突出事故相关的各种危险 源 ， 主要包括 2 类危险源 第 1类危险源是储存有大 量弹性潜能和瓦斯内能 的客观突出危险煤体 ， 其所 具有的特征主要集中在瓦斯地质、 应力集 中、 煤层赋 存 、 煤层结构、 煤体结构、 日常预测等方面； 第 2类危 险 源主要 包 括 防 突 措 施 缺 陷 和 防 突 管 理 隐 患 2个 方 面 。 在 突 出预警 过程 中， 针 对客 观突 出危险煤 体 ， 应 以突出煤体所具备 的特征为监测要素 ； 针对防突措 施缺陷 ， 应以防突措施实施参数为监测要素 ； 而针对 防突管理隐患 ， 则应以防突流程为监测要素。可采 用的监测方式主要有 2种 一是通过煤矿安全监控 系统对相关内容进行动态的监测 ； 二是通过人工方 式或借助相关仪器装备以人工或半 自动的形式进行 监 测 。 2 突出警兆识别 。突出警兆是指突出警情发 生的征兆 ， 这些征兆与突出警源有直接或间接关系 ， 反映了突出危险的状态及其发展趋势。突出警兆的 识别 是在 对突 出警 源进 行 监 测 的基 础 上 ， 从 收集 的 2 0 1 8年 第 1 期 赵 旭 生等 煤 与 瓦斯 突 出预 警 方 法探 讨 9 ’ 各种安全信息中识别与突出事件相关的有效前兆信 息 。与 突 出相关 的 煤 层结 构 参 数 变 化 、 钻 孔 施 工 异 常现 象 、 矿 压 、 声 响 、 电磁 辐射 、 声 发 射 、 瓦斯 涌 出等 各 种征 兆均 可作 为 煤 与 瓦斯 突 出预 警 中的警 兆 ． 对 其进 行 有 效 识 别 ， 为 煤 与 瓦 斯 突 出 预 警 提 供 重 要 信息。 3 突出警 情分 析 。根据 对 突 出警 源 的监 测 数 据 和突 出警 兆识 别结果 ， 利 用建 立 的突 出预警 模 型 ， 分析 工作 面在 时 间上 和空 间上 的突 } } J 危 险性 及其 发 展趋 势 ， 并将 其划 定 为一定 的等 级 。 4 突出警 度发 布 。突 出预 警 的警 度是 基 于警 情分 析结 果 的 、 突 出危 险程 度 的 表 现形 式 。预 警 警 度体 系 的建立 应根 据 预警 的性质 和矿 井 防突需 要 进 行 。突 出 警度 发 布 是 指通 过 网络 、 电话 、 短 信 、 广 播 等手 段 ， 将分 析得 到 的突 出预警 结 果 以 文字 、 声音 、 光 、 电信 号等 方式 向煤 矿相 关部 门及 人员 发布 ， 针 对 广大 工人 、 防突部 门 、 调 度 部 门、 矿 领 导 等 不 同 部 门 及人 员 ， 突 出警 度 发布 的等 级条 件 、 内 容和方式 均 应 有所 区别 。 5 突 出 预 警 响 应 。根 据 警 情 类 型 和 严 重 程 度 ， 采取 相应 的 突 出 防 治 或 保 护 措 施 ， 消 除 突 出 隐 患 ， 以避 免突 出事 故 的发生 或 降低事 故造 成 的损 害 。 预警 响应 包括 自动 响应 和 人 工 响 应 2种 模 式 ， 自动 响应 模式 一般 通过 建立 预警 与监 控 设备 的联 动来 实 现 ， 主要 用来 执行 自动 断 电等 防护性 措施 ； 人工 响 应 模式 通常 利用 预警 响应 制度 来实 现 ， 通过 制定 、 执行 防 突措施 ， 实 现对 突 出事故 的 防控 。 4预 警 效果 评价 方 法 对 预 警效 果 进 行评 价 就 是 以 预警 结 果 为 依据 ， 评估 预警 方法 、 模 型及 系统 的准 确性 和可 靠性 ． 检 验 预警 是否 能有 效地 指导 防突 工 作 ， 同时 这 也 是 对 预 警方 法 、 模 型及 系 统进 行改 进 和完善 的基 础 。 以采 掘工 作 面 为 单 位 ， 采 用 预 警 总 准 确 率 叼 。 、 漏报 率 和虚 报率 三个指 标 对 每个 工 作 面 的 突 出预 警效 果进 行独 立评 价 ， 具体 计算 方法 如式 1 式 3 所 示 。为 了便 于 分析 ， 不论 预警 结果 等级 如何 划分 ， 统 一分 为无 突 出 危 险预 警 结 果 和 有 突 出 危 险 预警 结果 2类 。 一 1 0 0 1 式 中 为 预警 总次数 ， 即预警 无 突 出危 险 次 数 与 预 警 有 突 出危 险次 数 之 和 ； 为 漏 报 次数 ， 即预 警 无 突出危险 ， 但实际有突 出危 险报警 次数； 为虚报 次数 ， 即预 警 有 突 出 危 险 ， 但 实 际无 突 出 危 险 报 警 次数 。 7 7 2 一 n 2 1 0 0Y o 2 7 7 2 一 L J l，』 r ／ a一 1 00Y o 3 一 L J J 。 从上述分析可知， 漏报率和虚报率越低， 预警总 准确 率越 高 ， 预警效 果 就越好 。从 安全 的角度 考虑 ， 科 学 合理 的 预 警 方 法 和模 型 应 该 保 证 预 警 漏 报 率 为 0。 5现 场应 用 在 贵州 水城 矿业 集 团 有 限责任 公 司大湾 煤矿 进 行 突出 预警试 验 ， 该矿 突 出灾害 严重 ， 平 均煤 层 瓦 斯 压 力为 2 ． 6 9 MP a ， 平均 瓦斯 含量 为 1 4 ． 5 m。 ／ t ， 建 矿 以来 发生 煤 与 瓦 斯 突 出 l 7次 ， 平 均 突 出 强 度 为 l 8 7 t ， 平 均 突 出涌 出瓦斯 量为 1 4 1 0 0 m。 。 根 据 大湾矿 地 质环境 、 采 掘情 况及 灾 害特征 ， 从 区域 和局部 的 角 度 构 建 突 出预 警 指 标 体 系 图 2 ， 并 依据 预警 指标 确 定 监 测 预警 对 象 和 内容 ， 在 试 验 矿 井部 署 突 出预警 相 关 软 硬件 系统 ， 其 总体 架 构 如 图 3所示 。 警 源 监 测 突出预 警指标体 系 区 域预警指标l l 局部预警指 标l I l ．L L ． ．L _ 瓦 虚 区 区 同 瓦 局 宙 斯 力 域 域 常 斯 部 发 地 集 措 效 预 涌 措 射 质 中 施 检 测 出 施 缺 缺 _ 。_ 一 陷 ___ 陷 突出 预警系统 I 短 预警服务器 宙喜 I i 线 麓 I 一，i 囊 囊 量 慧 嚣 熬 金 罴 ； ． Fi g． 3 Ar c hi t e c t ur e of e ar l y wa r ni ng s ys t e m 首先 ， 在 井下 利 用 D GC瓦 斯 含 量 直 接 测定 仪 、 WKT E无 线 电 波 透 视 仪 、 钻 孔 轨 迹 监 测 仪 、 新 型 WT C瓦斯突出参数仪、 Y S F S A 声发射监测系统 、 1 0 工矿 自动 化 2 0 1 8年 第 4 4卷 G J J 1 0 0激光测 距 仪 、 井 下 数 据 采 集仪 、 瓦 斯 传 感 器 等装备对 瓦斯 含量 、 地 质 构 造 、 钻 孔轨 迹 、 声 发 射 信 息、 钻屑指标 、 采掘进度、 瓦斯浓度等预警信息进行 监测、 检测 ， 并借助井下环网和办公网对这些信息进 行 传输 与采 集 ； 接 着 ， 在通 风科 、 抽采科 、 地测 科等 部 门部署 预警软 件系统 图 4 ， 实 现 对瓦 斯地 质 异 常 、 措 施缺 陷 、 瓦斯 涌 出 异常 、 应 力 异 常 、 日常预 测 指标 异 常等 突 出异 常信 息进行 分析 ； 然后 ， 预警 系统根 据 分 析的结 果发 布不 同等级 预 警 结 果 ， 其 中将 预 警结 果 分为状 态预 警和 趋 势 预警 两 类 ， 并 分别 划 分 为 正 常 、 威胁 、 危 险和绿 色 、 橙色 、 红 色预警 级别 ； 最后 ， 相 关 部 门根 据 预警 结 果 采 取 相 应 措 施 。试 验 期 间 对 1 1 1 1 1 3回采工作面及 1 2 0 2 0 0 、 1 2 0 2 0 0 、 1 2 0 2 0 3等工 作 面巷道 进行 了 1 5 2 d跟 踪 预警 ， 系统 实 现 了突 出 危 险监测 、 识别 、 分 析 与 预警 ， 多次 对 突 出危 险 进 行 了超前预 警提 醒 ， 保 障 了工 作 面 的安 全 采 掘 。对 预 警结果 与工作 面实 际突 出危险进 行跟 踪对 比和统 计 得 出 ， 预 警 系统 的平 均状态 预警 总准 确率为 8 9 ． 1 V 0 ， 平 均趋势 预警 总准确 率为 9 2 ． 5 ， 漏报 率为 0 。 突出预 警管理平 台 嘲 _ 标准 的制定 具有 重要支 撑作用 。 参考文献 R e f e r e n c e s [1 ] 胡千庭．预防煤矿瓦斯 灾害新技术 的研究[ J ] ．矿业 安全与环保 ， 2 0 0 6 ， 3 3 5 卜7 ． HU Qi a n t i n g ． S t u d y o n n e w t e c h n i q u e s f o r p r e v e n t i n g g a s d i s a s t e r i n c o a I mi n e s [ J ] ． Mi n i n g S a f e t y ＆ E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n， 2 0 0 6 ， 3 3 5 l 一 7 ． [ 2] 李学来 ， 刘 见中．瓦斯灾害治理新技术[ J 3 ．中国安全 科 学学 报 ， 2 0 0 4， 1 4 7 1 0 1 1 0 4 ． LI Xu e l a i ．LI U J i a n z h o n g ．Ne w a c h i e v e me n t s o f g a s c o n t r o l t e c h n o l o g y [ J 3 ．C h i n a S a f e t y S c i e n c e J o u r n a l ， 2 0 0 4 ，1 4 7 1 0 1 1 0 4 ． [ 3] 文光才 ， 宁小亮 ， 赵旭 生．矿井煤 与瓦斯 突出预警技 术及其应用E J 3 ．煤炭科学技术 ， 2 0 1 1 ． 3 9 2 5 5 5 8 ． W EN Gua n gc a i ，NI NG Xi a o l i a n g，ZHAO Xu s he n g． Co a l a nd ga s ou t b ur s t e a r l y wa r ni n g t e c h no l o gy a nd a p p l i c a t io n i n c o a l mi n e[ J ] ． C o a l S c i e n c e a n d Te c hno l o g y，2 0l 1，39 2 5 5 - 5 8． [ 4] Z HAO Xu s h e n g ， HU Qi a n n t i n g ， N I N G X i a o l i a n g ． Re s e a r c h on c omp r e h e ns i v e e a r l y wa r n i ng t e c hn ol o gy o f c o a l a n d g a s o u t b u r s t [ J ] ．P r o c e d i a E n g i n e e r i n g ， 2 01 1， 2 6 Co mpl e t e 2 3 76 23 8 2． [5 ] 宁小亮．煤与瓦斯 突 出灾害监控预警 技术[ J ] ．中国 安伞生产． 2 O 1 6 9 5 0 5 1 ． [ 6] 宁小亮 ， 蒲阳．基于矿压监测动态特 征的瓦斯突 出预 警系统设计[ J ] ．工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 3 1 0 1 3 ． NI NG Xi a o l i a n g，PU Ya n g． De s i g n of e a r l y wa r ni ng s ys t e m o f g a s o ut bu r s t ba s e d o n d yn a mi c c h a r a c t e r i s t i c s o f p r e s s u r e mo n i t o r i n g [ J ] ．I n d u s t r y a nd M i n e Aut o ma t i on， 2 0l 5， 4l 3 l 0 1 3． [ 7] 詹 晓燕．环境安 全预警 系统研 究[ D ] ．杭 州 浙汀大 学 ， 2 0 0 5 ． [ 8] 单慧．企业可持 续发展 预警 系统研究 [ D] ．长 沙 湖 南师范大学 ， 2 0 0 7 ． [ 9] G R O S S I E ， L OP S M． Mu l t i f r a me s e q u e n t i a l p r o c e d u r e s i n e a r l y wa r n i n g s u r v e i l l a n c e r a d a r s y s t e ms [ c ] ／ ／ I E E E R a d a r C o n f e r e n c e ， R o me ， 2 0 0 8 ． [ I O 3 L I U Ka i n a n ， NI NG L i n g ， Z HAN G Me i y u n ． Re s e a r c h on t he e a r l y wa r ni ng t e c hn ol o gy of t h e mi ne s a f e t y b a s e d o n w i r e l e s s s e n s o r n e t wo r k s[ c 2 ／ ／ I n t e r n a t i ona l Con f e r en c e o n Ad v an c e s i n Ene r gy Engi n e e r i n g，201 0 ． [ 1 1 3 B AI S TA D E ． B e n e f i t s o f e a r l y w a r n i n g [ J] ． Tu r b o ma c h i n e r y I n t e r n a t i o n a l ， 2 0 0 6， 4 7 1 3 4 3 5 ．