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论文中文题名:

 基于IWOA-GRU的综采工作面瓦斯浓度监测预警研究    

姓名:

 毛俊凯    

学号:

 18206202047    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 085203    

学科名称:

 工学 - 工程 - 仪器仪表工程    

学生类型:

 硕士    

学位级别:

 工程硕士    

学位年度:

 2021    

培养单位:

 西安科技大学    

院系:

 电气与控制工程学院    

专业:

 仪器仪表工程    

研究方向:

 网络智能监测技术及应用    

第一导师姓名:

 郭秀才    

第一导师单位:

 西安科技大学    

论文提交日期:

 2021-06-18    

论文答辩日期:

 2021-05-29    

论文外文题名:

 Research on Monitoring and Warning of Gas Concen-tration in Fully Mechanized Mining Watching Based on IWOA-GRU    

论文中文关键词:

 瓦斯浓度 ; 门控循环单元 ; IWOA-GRU ; 关联分析 ; 预警分析    

论文外文关键词:

 Gas concentration ; Gate Recurrent Unit ; IWOA-GRU ; Correlation Analysis ; Early warning analysis    

论文中文摘要:

瓦斯安全事故是长期以来困扰我国煤矿井下人员安全和生产作业的重大影响因素之一,对煤矿井下人员和设备安全造成了严重威胁。综采工作面作为煤矿开采的第一现场,属于瓦斯事故高发区域,因此对综采工作面瓦斯浓度异常变化趋势进行研究,实现稳定的瓦斯浓度监测并提前对瓦斯浓度异常趋势进行预警,对保障煤矿工作人员生命安全和提高煤炭资源生产有着重要的研究价值和实践意义。
本文以综采工作面瓦斯浓度监测数据为研究对象,在对瓦斯浓度监测预警方法国内外研究现状分析的基础上,对综采工作面瓦斯浓度异常变化趋势特征进行研究,确定了综采工作面瓦斯浓度预测参数,在此基础上采用门控循环单元(GRU)神经网络进行综采工作面瓦斯浓度预测。针对GRU在预测过程中由于梯度下降算法易陷入局部最优问题,采用改进鲸鱼优化算法(IWOA)对神经网络模型参数进行寻优并进行瓦斯浓度预测。将预测结果与预测样本灰色关联度分析相结合建立了IWOA-GRU瓦斯浓度预警模型并应用于综采工作面瓦斯浓度预警中,并通过实验仿真对预警可靠性进行验证。本文在煤矿KJ95X安全监测平台的基础上设计了综采工作面瓦斯浓度预警系统,通过主机、数据库与预警模型的交互式应用完成了综采工作面瓦斯浓度实时预测,实现了综采工作面瓦斯浓度数据显示、预测和预警功能。
本文通过对综采工作面瓦斯浓度数据监测预警方法的研究,可以实现综采工作面瓦斯浓度的准确预测并对瓦斯异常上升趋势进行预警,能够对煤矿安全监控系统进行完善和补充,在一定程度上确保了煤矿安全生产,具有一定的理论研究价值和工程应用价值。

论文外文摘要:

Gas safety is one of the significant factors that have plagued the safety and production operations of coal mine personnel in China for a long time and have caused serious threats to the safety of coal mine personnel and equipment. As the first site of coal mining, the fully mechanized coal mining watching belongs to the area with a high incidence of gas accidents. In light of this, the study of gas concentration abnormal change trend in the fully mechanized mining watching, to achieve stable gas concentration monitoring and early warning of the abnormal gas concentration trend, which may ensure the protection life safety of coal mine personnel and induce the production of coal resource. The abovementioned aspects have high research value and practical significance.
This thesis takes the gas concentration monitoring data of fully mechanized mining watching as the research object. Based on the analysis of the current research status of gas concentration monitoring and early warning methods domestically and abroad, this thesis study the characteristics of the abnormal change trend of gas concentration in fully mechanized mining watching, and confirming the numbers of fully mechanized mining face gas concentration prediction. Based on the said basis, a gated circulation unit (GRU) neural network is used to predict gas concentration in a fully mechanized mining watching. Aiming at the GRU prediction process which the gradient descent algorithm tends to fall into the local optimal problem, the improved Whale Optimization Algorithm (IWOA) is used to optimize the neural network model numbers and predict the gas concentration. Combining the prediction results with the gray correlation analysis of the predicted samples, the IWOA-GRU gas concentration early warning model is established and applied to the early warning of gas concentration in fully mechanized coal mining watching, and the reliability of the early warning was verified by experimental simulation. In this thesis, based on the coal mine KJ95X safety monitoring platform, a fully mechanized mining watching gas concentration early warning system is designed. Through the interactive application of the host computer, database, and early warning model, the real-time prediction of fully mechanized mining watching gas concentration is achieved, and the fully mechanized watching gas concentration. Realizing the data display, prediction, and early warning functions.
In this thesis, through the research of gas concentration data monitoring and early warning methods in fully mechanized mining watching, it can realize accurate prediction of gas concentration in fully mechanized mining face and early warning of abnormal gas rising trend, which can certainly improve and supplement the coal mine safety monitoring system. The abovementioned guarantees the safe production of coal mines and has certain theoretical research value and engineering application value.

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中图分类号:

 TD712    

开放日期:

 2021-06-21    

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