摘要
本课题采用实验测试、数值模拟和技术集成等手段，开展了采空区热动力灾害在线预警技术及装备研究，取得了以下成果。基于实验室测试获得了多元气氛条件下煤的自热效应及气体逸出规律，研究了遗煤表面多种气体竞争吸附特性。搭建了采空区热动力灾害热态试验模拟平台，实现了采空区煤自燃热态模拟及多场多参数测量。通过模拟探测实验，研究了采空区热动力灾害过程中温度场和气体浓度场的演化规律；基于控制体能量、质量守恒方程，建立了热动力灾害演变过程推演模型。研究了多组分气体浓度、温度、压强等参量检测技术，提出一种复杂背景气下的组分识别和浓度检测的新方法，可实现CO浓度的准确检测。开发了井下原位多参数气体在线分析仪及与之配套的采空区气体智能化采集、多级有源除尘除湿装置，数据预处理与传输装置，并对装备的防爆性、电磁兼容性、环境适用性等方面进行研究，开发了相应热动力灾害监测软件。结合混合气体监测数据的时间和空间特征，提出了基于多元融合时空特征卷积网络的预测方法，进一步基于实时流式大数据增量式学习建立了灾害耦合演变过程预测、预警处理大数据平台。
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