煤矿技术

长期以来，顶板灾害在我国煤矿事故中占据主要位置，其发生频率和致命性是煤矿安全生产的主要挑战。通过分析顶板岩性、矿压表现特征和实例统计，得出我国回采工作面顶板灾害主要表现为片帮冒顶、顶板大面积突然垮落和大面积切顶压架三种类型。系统分析了各类型顶板灾害的发生特点及其成因：片帮冒顶多发生于松软煤岩体和管理不善的工作面；顶板大面积突然垮落主要由坚硬顶板的瞬时垮落引起；大面积切顶压架则常见于浅埋薄基岩或累积下沉严重的工作面。针对我国煤矿顶板灾害监测与防治，提出了工作面顶板灾害全景监测预警技术架构，包括微震监测系统、矿压监测系统和三维激光扫描技术，以动态掌握采场围岩活动规律和支架工况，实现顶板灾害的有效监测预警。此外，还建议在工作面开采前优化采煤方法和科学布置工作面，以及在开采过程中采用顶板弱化技术，综合防治顶板灾害。

基于数据挖掘技术的煤矿信息管理优化 数据挖掘技术为革新煤矿企业传统信息管理系统提供了新的途径。通过构建数据仓库模型，并借助SQL Server等数据管理工具，可有效实现煤矿信息的深度挖掘，并将其应用于互联网和企业内部网络，从而提升信息管理效率。

为确保煤矿安全监控系统监控效果可靠，根据相关规定建立了合规性评估体系，包括设备安装、配置、系统运行维护、异常统计分析和平台运行组件等标准。基于开源GIS技术实现了矿井巷道布局的矢量化，结合实时监测数据，制定了各项评估方法。研发了煤矿安全监控系统自我检测系统，并成功应用于煤矿实地，有效支持系统异常的自动识别。

计算机技术的普及推动了数据挖掘技术在煤矿行业的应用。数据挖掘技术可以优化煤矿企业的生产流程、设备控制和人员管理。煤矿企业数据库中的半结构化数据蕴藏着巨大价值，利用计算机进行数据挖掘，可以有效提升煤矿开采效率。

针对煤矿井下环境复杂多变、事故频发的现状,研制出一种基于无线传感器网络的煤矿综合监控系统。该系统融合Zigbee无线技术和Web Server,实现井下环境参数监测、人员定位、短消息通信和设备远程控制等功能。

针对煤矿瓦斯灾害的特点，提出了利用粗糙集理论进行瓦斯灾害预测的方法。分析了瓦斯灾害的特征，并建立了相应的知识库。应用粗糙集理论构建了煤矿瓦斯灾害预测的数据挖掘模型，讨论了模型中的属性关系，并采用信息熵准则对预测方法进行了优化。通过实际案例验证了粗糙集理论在瓦斯灾害预测中的有效性和实用性。

为实现我国煤炭工业高质量发展，针对煤矿智能化初级阶段，开展了相关技术体系研究和工程建设。 智能化煤矿顶层设计 以“矿山即平台”理念为指导，将智能化煤矿整体架构划分为设备层、基础设施层、服务层和应用层，以实现煤矿生产、安全、生态、保障的智能化闭环管理。 多源异构数据融合 针对智能化煤矿信息孤岛问题，开展了多源异构数据建模、特征提取与数据挖掘技术研究，并研发了基于数据驱动的信息实体建模与更新技术。 高精度三维地质模型构建 研究了智能化煤矿高精度三维地质模型构建方法，提出了基于地质模型动态更新的煤层厚度自适应截割控制方法。 智能化工作面采掘接续设计 研发了工作面采掘接续智能设计技术，实现了接续工作面图纸、规程、规范的智能设计，大幅降低了采掘接续过程中的重复劳动。 掘锚一体机智能化技术研究 研究了掘锚一体机的位姿检测与导航技术、自动打锚杆技术、自动铺网技术、巷道三维建模与质量监测技术，并探索了基于远程视频监控的巷道智能高效掘进技术与装备。 智能化开采工作面推广应用 以“有人巡视，无人操作”为特征的智能化开采工作面在全国逐渐推广应用，开展了基于三维地质模型动态更新的采煤机自适应截割技术研发与实践。

煤矿综采自动化技术的研究已逐步成熟，但由于自动化综采工作面采煤工艺复杂，智能化系统庞大，各设备作业条件复杂。分析显示，各自动化子系统间存在信息孤岛现象，现有综采自动化设备和系统不能有效联通，数据可用性较低。为了在海量、噪声大、模糊和随机的实际数据中，提取和挖掘具有潜在价值的控制和生产决策信息，研究人员探索了如何通过深度数据挖掘技术实现对综采自动化系统的精准开采。基于数据挖掘技术建立的开采模型，通过融合数据分析实现实时工况数据和传感器测量数据的实时控制反馈，应用智能开采模型算法和控制算法进行迭代优化。随着数据挖掘技术的不断进步，系统和装备的分析决策功能得到增强，最终转化为精准开采决策，显著提升了综采工作面的智能化水平。

基于神经网络的自学习方法，应用人工神经元网络系统理论，在西山煤电集团东曲矿综采工作面的实际资料统计分析基础上，预测工作面的日进度、日产量、回采工效率、坑木消耗、配件消耗等综合技术经济指标，预测结果精确度高，与实际相符。这一研究方法为煤矿综采工作面的计划、生产和管理提供了新的预测决策方法。

本系统利用煤矿安全生产大数据，采用组合数据挖掘方法，建立了煤矿事故预测信息系统。详细阐述了系统需求分析与设计流程。