煤矿通风瓦斯超限预控与监管技术及系统

煤矿安全监控系统具备瓦斯、风速等监测、超限报警和断电功能，在瓦斯防治和煤矿安全生产工作中扮演着至关重要的角色。然而，现有的煤矿安全监控系统与地理信息系统尚无法实现以下功能：煤矿通风瓦斯超限预控、通风瓦斯事故灾变推演、应急预案的动态三维可视化。此外，各种异构煤矿安全监控系统难以联网，给煤矿安全生产监管带来了挑战。

本项目针对上述迫切需要解决的关键技术难题，进行了深入研究与创新，取得了重大创新性成果。

1. 主要科技创新内容： (1) 首次提出基于3DGIS技术和煤矿安全监控系统的多元信息融合面域化瓦斯越限预控方法；成功研制基于3DGIS技术的煤矿安全监控与瓦斯超限预控系统；首次制定《MT/T1079矿用断电控制器》中华人民共和国煤炭行业标准。 (2) 首次提出各种异构煤矿安全监控系统联网信息传输方法、数据格式等；首次制定《MT/T1116煤矿安全生产监控系统联网技术要求》中华人民共和国煤炭行业标准。 (3) 首创基于三维生产场景与实时监测数据的通风瓦斯事故灾变推演技术和应急预案动态三维可视化技术。 (4) 首创基于真实生产环境和事故仿真模型的多人同时在线协同演练技术。

2. 授权专利等主要知识产权： (1) 研究制定2项《中华人民共和国煤炭行业标准》（均为首次发布）。 (2) 授权专利和软件著作权27项，其中发明专利2项。 (3) 出版著作2部。 (4) 发表论文30余篇，其中EI收录12篇。 (5) 研制系统及产品6种，取得矿用安全标志证书和防爆合格证11项。

3. 技术经济指标及第三方评价： 获中国煤炭工业协会科学技术奖3项，其中一等奖2项。中国煤炭工业协会组织和主持该项目科研成果鉴定，认为“整体技术达到国际领先水平”。

4. 应用推广及效益情况： (1) 成果已在西山煤电集团、大同煤矿集团、阳泉煤业集团、汾西矿业集团、霍州煤电集团、晋煤集团、沈阳煤业集团、郑州煤业集团、潞安矿业集团等近100对生产矿井应用。2011年瓦斯超限次数与2008年相比降低70%以上。近3年，新增销售额169.02亿元，新增利税39.18亿元；其中，直接经济效益：新增销售额53.37亿元，新增利润8.79亿元，新增税收3.78亿元。 (2) 研究制定的2项《中华人民共和国煤炭行业标准》在全国煤炭行业应用，规范了煤矿安全监控系统联网；规范了矿用断电控制器性能、参数和功能，统一了试验方法和检验规则，促进了产品标准化和规范化。 (3) 煤矿通风瓦斯超限预控技术和系统，减少了瓦斯超限断电，为煤炭连续生产创造了条件，减少了瓦斯爆炸等事故，提高了生产率和设备利用率。 (4) 通风瓦斯事故灾变推演技术和应急预案动态三维可视化技术，可快速推演出不同时间灾害波及范围和撤离路线，并三维可视化显示；为紧急避险和应急救援提供了快速有效的辅助决策工具。 (5) 解决了一些煤矿安全生产和煤矿监控领域关键性技术难题，显著促进了行业科技进步。 (6) 培养博士和博士后10余名，硕士20余名。

煤矿安全监控系统具有瓦斯、风速等监测、超限报警和断电功能，在瓦斯防治和煤矿安全生产工作中发挥着重要作用。但现有煤矿安全临控系统和地理信息系统均不能实现煤矿通风瓦斯超限预控、通风瓦斯事故灾变推演、应急预案动态三维可视化；各种异构煤矿安全监控系统难以联网，给煤矿安全生产监管带来了困难。该项目针对上述急需解决的关键性技术难题，进行了研究和创新，取得，重大创新性成果。1.主要科技创新内容：(1)首次提出基于3DGIS技术和煤矿安全监控系统的、多元信息融合的面域化瓦斯越限预控方法；研制成功基于3DGIS技术的煤矿安全监控与瓦斯超限预控系统；首次制定中华人民共和国煤炭行业标准《MT/T1079矿用断电控制器》。(2)首次提出各种异构煤矿安全监控系统联网信息传输方法、数据格式等；首次制定中华人民共和国煤炭行业标准《MT/T1116煤矿安全生产监控系统联网技术要求》。(3)首创基于三维生产场景与实时监测数据的通风瓦斯事故灾变推演技术和应急预案动态三维可视化技术。(4)首创基于真实生产环境和事故仿真模型的多人同时在线协同演练技术。2.授权专利等主要知识产权：(1)研究制定中华人民共和国煤炭行业标准2项(均为首次发布)。(2)授权专利和软件著作权27项，其中，发明专利2项。(3)出版著作2部。(4)发表论文30余篇，其中EI收录12篇。(5)研制系统及产品6种，取得矿用安全标志证书和防爆合格证11项。3.技术经济指标及第三方评价：获中国煤炭工业协会科学技术奖3项，其中一等奖2项。中国煤炭工业协会组织和主持该项目科研成果鉴定“整体技术达到国际领先水平”。4.应用推广及效益情况：(1)成果已在西山煤电集团、大同煤矿集团、阳泉煤业集团、汾西矿业集团、霍州煤电集团、晋煤集团、沈阳煤业集团、郑州煤业集团、潞安矿业集团等矿区近100对生产矿井应用。2011年瓦斯超限次数与2008年相比降低70％以上。近3年，新增销售额169.02亿元，新增利税39.18亿元；其中，直接经济效益：新增销售额53.37亿元，新增利润8.79亿元，新增税收3.78亿元。(2)研究制定的2项中华人民共和国煤炭行业标准，在全国煤炭行业应用，规范了煤矿安全监控系统联网；规范了矿用断电控制器性能、参数和功能，统一了试验方法和检验规则。促进了产品标准化和规范化。(3)煤矿通风瓦斯超限预控技术和系统，减少了瓦斯超限断电，为煤炭连续生产创造了条件，减少了瓦斯爆炸等事故，提高了生产率和设备利用率。(4)通风瓦斯事故灾变推演技术和应急预案动态三维可视化技术，可快速推演出不同时间灾害波及范围和撤离路线，并三维可视化显示；为紧急避险和应急救援提供了快速有效的辅助决策工具。(5)解决了一些煤矿安全生产和煤矿监控领域关键性技术难题，显著促进了行业科技进步。(6)培养博士和博士后10余名，硕士20余名。