您的位置:六盘水新闻网 >> 新闻频道 >> 地方新闻

矿井下的“全天候智能安监员”

——KJ918矿用煤与瓦斯突出预测参数监测系统推广应用纪实

作者: 来源:中国六盘水网—六盘水日报 时间:2021/09/17 09:14

□乌蒙新报记者 祖大华

核心提示:

长期以来,煤与瓦斯突出一直是困扰采矿界的世界难题。而“他”的出现,解决了煤与瓦斯突出2个动力因素(地应力和瓦斯数据)实时跟踪采集、判据的自动生成与校核难题,实现远程实时监测预警,还不占用现场的作业时间与空间。“他”利用人工智能技术,能够自动探测矿井工作面的突出危险预警指标,自动建立突出档案,分析突出特征,并根据长时和短时指标的分析结果,实时进行预测报警,通过远程监控中心、地面中心站以报表、语音、短信提示对监测工作面进行预警提示。“他”就是贵州凯瑞测控设备有限公司(以下简称“贵州凯瑞”)研发并投用的KJ918矿用煤与瓦斯突出预测参数监测系统(以下简称“KJ918系统”),是矿井下的“全天候智能安监员”。

三级预警分析系统,实时监测分析井下动态

在六盘水高新区红桥科技产业园D9栋4层的贵州凯瑞监控室,液晶大屏上的六盘水市煤与瓦斯突出远程预警平台显示:贵州某公司旗下煤矿风速监测值0.3、平均值0.29(报警门限>4),甲烷监测值0.17、平均值0.19(报警门限>1),集中应力活动0,实时分析结论为:正常。

“预警平台就是公司的第三级预警监测系统,还有两级预警监测系统分别安装于使用煤矿的井下和调度中心。”贵州凯瑞总工程师苏燹介绍,六盘水市煤与瓦斯突出远程预警平台是通过KJ918系统,实时监测井下瓦斯量、地应力及风速动态数据,分析同一时空上这些数据的变化趋势来预警突出危险性,超过数学模型的逻辑分析参数时自动报警,同时通过短信的方式传送到煤矿负责人绑定的手机上,煤矿将对其采取相应措施进行处理。

苏燹介绍,三级预警监测系统分别为:系列传感器和分站实时预警为第一级,主要担负实时数据采集,当发现煤层特性(地应力或瓦斯)发生突然变化时,实现就地报警、断电控制任务;矿井地面监控分析中心为第二级,该服务器上安装着煤与瓦斯突出实时跟踪分析专家诊断系统软件,由该软件完成数据的处理、归纳、分析、判断、预警、建立专家数据库、输出各种报表、发出各种提示功能;远程专家分析中心为第三级,是通过互联网从煤矿地面监控中心服务器获得实时数据,由煤与瓦斯突出防治专家和研究人员组成队伍,在技术上及时发现现场实时跟踪分析系统数据,对现场分析、处理、预警提供技术支持。

“该系统将井下煤与瓦斯突出危险性实时监测预警技术转入产业化应用,解决了矿井实际问题,由于随时能监测到工作面的突出危险性及防突措施的应用效果,大大提高了矿井生产安全和经济效益,有利于破解矿井采掘失调难题,弥补了当前普遍采用的K1值和钻粉量预测突出危险性的不足。”苏燹说。

获得多项专利技术,列入煤矿先进技术装备推广目录

贵州凯瑞成立于2021年6月,依托西安西科测控设备有限公司技术及设备,主要经营矿山安全生产设备的开发、制造、销售、工程安装、代理及其技术的研究等。

从事煤与瓦斯突出研究已有38年的苏燹,既是该公司的法人、董事长,也是KJ918系统研发的研究员、工程师。他曾在重庆煤科院、西安科大、六枝工矿等单位从事煤与瓦斯突出防控工作;2015年起在水矿集团开展了利用KJ918(A)系统连续预警突出危险性的现场应用研究,并将研究成果转化为生产力,创办了西安西科测控设备有限公司及贵州凯瑞,其研发的KJ918(A)系统在煤与瓦斯突出矿井使用效果明显。

该系统是以煤与瓦斯突出综合作用的假说为理论依据,应用人工智能、大数据等技术,通过微震传感器、瓦斯传感器和风速传感器等,很好地解决了煤与瓦斯突出2个动力因素(地应力和瓦斯)数据的实时跟踪采集、判据的自动生成与校核的难题,实现远程实时监测预警,还不占用现场的作业时间与空间;能够自动探测矿井工作面的突出危险预警指标,根据分析结果,系统能在分站、地面中心站、远程预警中心以报表、语音、短信提示的方式对监测工作面进行预警提示。主要适用于煤矿井下回采工作面、掘进工作面、石门揭煤等。

该系统自2007年开始研发,经过大量的实验研究,2014年获得了煤与瓦斯突出、预警技术和装备、煤与瓦斯分析方法、多噪音环境情况下采集地应力技术等7项专利技术;2020年,微震传感器设备获得专利技术——解决了无法实时监测煤矿井下地应力变化的难题。

苏燹介绍,国家安全监管总局近年来组织开展了煤矿安全生产先进适用技术装备征集工作,经专家评审,KJ918(A)矿用煤与瓦斯突出预测参数监测系统被列入2017年煤矿安全生产先进适用技术装备推广目录(第三批) 。

增加井下安全,已用于7个矿井26个工作面

KJ918(A)系统经过贵州水城矿业集团、山西晋煤集团、河南平煤集团、四川芙蓉煤矿等各种复杂地质条件下的多年现场应用检验,均取得了良好的效果,解决了煤与瓦斯突出、冲击地压实时预警的难题。

“该系统可以给我们准确预报工作面煤与瓦斯突出相关参数,为矿方提前采取安全生产措施争取了宝贵时间。”已使用该系统6年多的一煤矿相关负责人表示:他所在的煤矿属于煤与瓦斯突出矿井,已有3个工作面使用了KJ918(A)系统,至今尚未发生煤与瓦斯突出事故。

苏燹表示,与点预测比较,该系统预警煤与瓦斯突出和冲击地压危险性的准确率达到了80%以上,是矿井下的“全天候智能安监员”,并且不占用工作面的作业时间和空间、不需要大量资料的录入,就能实时对突出危险性的连续监测和预警。

“矿方将采掘生产工艺、生产安排、防突措施与系统的分析、预警结果相结合,可以显著提高突出工作面的采掘速度和生产效率。”苏燹希望,尽量与各地区、各单位合作,一起为消除煤岩复合型动力灾害(煤与瓦斯突出、冲击地压)事故而努力。

目前,该系统已推广应用至全国7个矿井26个工作面,助力矿井管理人员实时准确了解井下瓦斯、地应力、风速等情况,提前采取安全处置措施、提前安排采掘接续进度,既降低了安全生产风险,又提高了煤矿经济效益,对于促进全市煤炭产业高质量发展、巩固六盘水西南地区重要能源基地地位具有重要意义。