关键词:
冲击地压
数据挖掘
聚类分析
智能预警
数据仓库
摘要:
我国煤炭资源丰富,占世界储量的11.60%,国民经济快速发展的同时更要对井下工作人员安全进行保护,其中冲击地压具有极大破坏性,严重威胁煤矿安全生产,冲击地压可能诱发煤与瓦斯突出、煤层自燃发火、冒顶等群死群伤的次生灾害,况且现在我国进入深部开采高峰期,煤矿冲击地压发生强度、频次及区域都在逐年增加。因此,研制实时、可靠的冲击地压监测系统,建立高效、准确的冲击地压预警系统符合我国智能矿山的战略部署。本文首先参考国内外优秀的冲击地压监测技术的成功经验,通过冲击地压前兆信息显现,结合日趋先进的数据挖掘技术、数据仓库技术等大数据技术,深入研究并架构了冲击地压智能预警系统的基本框架,设计并开发了一套基于B/S模式的数据可视化界面。其次,由于煤矿冲击地压的复杂机理和冲击地压监测数据的复杂性、多样性特点,采用了市场上比较流行的数据库技术和数据仓库技术,对冲击地压监测数据进行了数据仓库的建模,使开发者能从不同角度分析和使用冲击地压监测数据,并且,数据仓库的建立也是数据挖掘工作的前提。然后,详细介绍了数据挖掘技术并重点探讨了其中的聚类算法,特别是K-means算法,针对K-means算法的不足点,对算法进行了改进,把改进后的算法运用到冲击地压监测数据样本后大大提高了准确率和运行速率。最后,设计并开发了冲击地压智能预警系统的可视化界面,通过可视化技术的直观、形象的特点来让每个用户都可以看懂监测数据。冲击地压智能预警系统分为软件启动、数据获取、数据挖掘、数据可视化四个大模块组成,此系统是以Java语言为主,CSS、JavaScript、HTML等语言为辅,Tomcat为服务器,Mysql为冲击地压监测数据仓库的基于B/S模式的Java Web项目。用户可以通过B/S模式的Web可视化界面将业务请求发送至Tomcat服务器,服务器请求执行用户的请求后返回浏览器,用户随时随地就可以通过浏览器实现实时查询、分析监测数据等功能,给用户提供了极大的便利性。数据挖掘技术在冲击地压智能预警系统中的应用,有助于改进现有的冲击地压监测系统,增强冲击地压灾害的预报和预警能力,不仅保障了井下的人员安全,也对我国煤炭经济的可持续发展做出了一定的贡献。