数据融合在煤矿监测时序数据处理中的应用.pdf

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1、煤矿现代化2015年第6期总差塑数据融合在煤矿监测时序数据处理中的应用杨守国，李树刚，李正禄(西安科技大学能源学院，陕西西安710054)摘要当前我国煤矿都安设了安全监控系统，但总体数据质量较差，产生的大量时序数据缺乏深入挖掘。满足不了煤矿安全生产的需要。本文利用数据融合方法，从数据级、特征级和决策级等三个层级对安全监测时序数据进行了分析处理，给出了相应的数据融合模型，提高了数据准确度，得到了更多的有效信息，为煤矿安全生产管理及决策提供了支持。本文给出的各层级数据融合方法也是数字化矿山、智能矿山建设的有益参考。

2、关键词信息融合；时序数据；预警；监控系统中图分类号：TP274文献标志码：A文章编号：1009—0797【2015)06—0067—03在我国绝大多数煤矿都安装了安全监控系统，每从图上可以看出，对于工作面瓦斯涌出量的计时都产生着大量的实时监测数据，但由于缺少相应的算，可以采用瓦斯传感器1的浓度数据c1，也可以分析处理手段，这些数据只是反应传感器所在位置的选用瓦斯传感器2的浓度数据c2，因此，两者计算环境指标，还无法从这时大量的实序数据中提取更多出来的瓦斯涌出量是相等的。但是，由于传感器测量有用信息，甚至这些实时

3、数据的有效性都无法保证。误差或人为干扰，使两者出现偏差，但两者差值在一数据融合技术是一种针对多种信息的获取、表示及其定范围内；如果偏差过大，则说明需要进行传感器调内在联系进行综合处理和优化的技术，在多个行业得校或更换。另一方面，也可以利用两瓦斯传感器监测到了广泛的应用【l-31，本文将从多个应用级别分析该同一波形的时间差与两传感器之问距离的关系，计技术在煤矿监测时序数据处理中的应用。算出巷道的风速，并与风速传感器的监测值作对比，来提高风速监测的精度，或及时发现风速传感器存1数据级融合的应用在的问题。原理式(2)

4、所示。1．1数据误差处理v=L／At(2)数据级是完成信息融合中最低级的处理，其主要任务就是消除所采集数据的误差。对于煤矿安全式中：v：平均风流速度，m／s；L：AB之间距离，nq；△t：监测系统，数据级融合的主要作用是消除干扰对数有AB两点间的运行时间，s。据的影响，从而恢复监测数据的真实性。例如：掘进1．2无效数据剔除工作面的瓦斯涌出量可由瓦斯浓度与工作面风量按煤矿井下传感器安装地点一般环境十分恶劣，式(1)计算得出。井下传感器故障率也较高。所以，在传感器运行过程q=C×Q(1)中难免发生传感器失效的事件，

5、这时传感器数据是式中：q为工作面瓦斯涌出量，m3／min；c为瓦斯传感无效的，同时，如使用该数据进行预警，就会使预警器监测浓度，％；Q为工作面风量，m3／min。结果产生很大的偏差。此时，我们就要研究无效数据一般按照相关要求，在工作面的碛头和回风都的特征，进行剔除。传感器无效数据基本有两种情要安装瓦斯浓度传感器，在回风巷道还要安装风速况：一种是传感器失效产生的数据；二是井下传感器传感器，如图1所示。调校时产生的数据。两种情况下传感器产生的数据曲线如图2、图3所示。l』lf1』lj{jlt}l5’2l鞯15：24

6、：2915：27：2215：30：14l5：33：07l5：36：0015：38：5315：∞：0515：l13115：12：58l5：14：2哇15：15：5015：17：l7图1掘进工作面传感器布置图图2井下调校时的瓦斯传感器数据曲线基金项目资助：陕西省科技计划经费资助项目(2013K11-20)、陕西省教育厅科研计划项目资．~(2013JK0868)、中国博士后基金资助项目(2013M542366)·67·煤矿现代化2015年第6期总第129期从图2所示的曲线可看出，在井下调校传感器瓦斯突出预测的重要指标

7、l8l。所以我们可以应用a、i时，对应的瓦斯浓度有以下变化规律：瓦斯浓度会在两个参数作为瓦斯突出预警的重要指标。调校开始时一上升高到某一数量，经过较小一段时2．2瓦斯涌出的矿压特征间的稳定后，瓦斯浓度又一下回复到正常值，出现一分析掘进巷道的瓦斯来源，不难发现，当煤层厚个类似方波的“脉冲”，一般出现的波峰数值等于或度稳定时，瓦斯含量变化不大时，瓦斯涌出来源有：接近调校时使用标准气样的浓度，如：一般煤矿使用①已暴露巷道四周煤面的瓦斯涌出量；②新暴露巷2％、3．5％等浓度作为调校气样浓度。道四周煤面的瓦斯涌出量；③工

8、作面新揭露煤面的从上面分析可以看出，两种传感器产生无效数瓦斯涌出量；④崩落煤炭的瓦斯涌出量。据的情况，根据其产生数据波形的特点，我们可以建作为一个大循环(24h)已暴露煤面的瓦斯涌出立相应模型}4l，将无效数据剔除，从而提高预警的准量(1)呈衰减的趋势，新暴露面的瓦斯涌出量(2)与确性。或利用附近传感器作参考，一般不会出现相近已暴露煤面的瓦斯减少量根据有关资料介绍基本保的两个传感同时失