[發明專利]基于螢火蟲算法的礦井井筒安全提升檢測方法

無效

• 申請號: 201310099802.8
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103234575A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 周孟然;劉繼平;陳銀翠;王賓;董祥林;黃曉吾;宮關;曲鵬;胡廣;付學強;聶夢雅
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;淮北礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及礦井井筒安全提升檢測方法領域，具體為一種基于螢火蟲算法的礦井井筒安全提升檢測方法。

背景技術

隨著我國經濟的逐步發展，煤炭開采技術逐漸向高產高效的方向發展。但是根據礦業集團對井筒變形井壁破壞與“四含”水水位變化的監測結果表明：隨著含水層（底含）的排水地層固結壓縮，地層對井筒施加了一個豎向的負摩阻力，當該負摩阻力積累到一定值時，井壁中的某個薄弱部位出現了豎向壓縮破壞；由于地層及其受力的不均勻性，將出現井塔基礎的差異沉降，直接影響井塔的安全生產；根據井壁破壞與地下水位和地表沉降的關系，很多礦井筒井壁處于較為危險的應力狀態，能建立一個系統、全面的礦井井壁安全預測系統，就可以對礦井井壁安全進行準確預測，并有效預防和減少安全事故的發生。

目前國內外都已經發展了人工智能化預測，如采用神經網絡算法來預測，在預測快速性和準確性等方面有了較大的提高，但這種算法主要問題是，由于該算法有一個學習的過程，需要較長的訓練時間，故收斂速度較慢，以及目標函數會收斂于局部極小值，限制了其應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于螢火蟲算法的礦井井筒安全提升檢測方法，以解決現有技術預測方法收斂速度慢和局部收斂的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

基于螢火蟲算法的礦井井筒安全提升檢測方法，其特征在于：基于遠程監控技術，采用多路溫度傳感器和多路壓力傳感器測待檢測區域的溫度和壓力大小，并采用單總線將溫度和壓力信號傳送給監測儀表RTU，然后經監測儀表RTU處理后采用RS485總線經RS232/RS485總線轉換器轉換成PC機上能識別的RS232信號，進而經RS232總線送入上位機內置軟件的螢火蟲算法模型中，經過演算獲得較準確的未來發展趨勢預警，并將數據實時顯示在PC機上，包括以下步驟：

（1）根據待檢測礦井的具體情況，設置幾個檢測平面，采用多路壓力傳感器模塊分別檢測不同待檢測平面各點的壓力大小，同時每個壓力傳感器模塊附近分別配置溫度傳感器進行溫度測量；

（2）在所述上位機中，裝有組態王軟件和MATLAB軟件，MATLAB軟件用來對采集的數據通過螢火蟲算法進行運算并對數據趨勢進行預測，組態王軟件用來時時顯示這些數據代表的礦井井壁溫度和壓力的變化趨勢，其中壓力傳感器包括輪輻荷重傳感器、接入輪輻荷重傳感器輸出端的轉化控制芯片DS2438，并將每個壓力傳感器掛接到單總線上，監測儀表RTU通過單總線采集多路溫度傳感器和多路壓力傳感器的數據；?

（3）在步驟（2）中所提及的輪輻荷重傳感器與監測儀表RTU的通信任務中，監測儀表RTU中的CPU先輸出一個地址信號通過單總線給轉化控制芯片DS2438，由于每片轉化控制芯片DS2438有唯一的64位序列號，如果它們接收到的地址與自己的序列號相匹配，則此片轉化控制芯片DS2438發出一個應答，然后CPU就可以向應答的那片轉化控制芯片DS2438發出命令請求輪輻荷重傳感器轉化的相應壓力值，所述待檢測點的壓力大小通過如下公式計算出來：

I=Current Register(4096×RSENS),]]>

式中I為輪輻荷重傳感器轉化的電流值，即為待檢測點的壓力大小，Current?Register為當前電流寄存器中的值，RSENS為參考電阻，即外接電阻；

同時各壓力傳感器對應位置的溫度傳感器檢測的溫度數據也有單總線送入監測儀表RTU中進行處理；

（4）監測儀表RTU將采集的多路溫度傳感器和多路壓力傳感器的數據轉換成RS485數據送到RS485總線上，RS485總線上的數據通過連接的RS232/RS485總線轉換器轉換成PC機能識別的電平，將數據經RS232總線送到上位機的RS232接口，隨即送入上位機中的組態王軟件并送到MATLAB軟件的螢火蟲算法模型中；