问题概述：

煤炭是我国的主要能源，约占一次能源的70%。瓦斯、水、火、顶板等灾害困扰着煤矿安全生产。2017年全国煤矿发生死亡事故219起，死亡375人，百万吨死亡率0.106；其中重大事故6起、死亡69人；事故起数、死亡人数、重特大事故和百万吨死亡率均大幅下降，安全生产形势持续稳定好转。

据统计，我国煤矿重特大事故死亡人数，瓦斯事故占66.5%，其次是水灾、火灾等。因此，加强瓦斯、水灾、火灾、冲击地压事故监测、报警和预警，是减少煤矿重特大事故发生和煤矿事故死亡人数，降低百万吨死亡率的有效措施。

为实现煤矿瓦斯、水灾、火灾、冲击地压事故预警，人们进行了大量的理论研究、试验研究和现场试验，提出了多种预警方法，取得了大量研究成果。煤矿瓦斯、水灾、火灾、冲击地压事故预警，涉及煤炭地质赋存条件、开采方法和工艺、传感器技术等诸多因素，现有煤矿瓦斯、水灾、火灾、冲击地压事故预警方法，漏报率和误报率还很高，难以满足煤矿安全生产需要。

事故调查表明，矿井火灾、瓦斯煤尘爆炸等事故，由于创伤和烧伤造成人员死亡人数不足20%，一氧化碳中毒窒息死亡人数达80%多。一氧化碳浓度越高、持续时间越长，对人体伤害越重，直至死亡。因此，及时发现事故和快速有效的应急救援，将能挽救他们的生命。

2007年12月5日23时07分，山西洪洞瑞之源煤矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成105人死亡。事故调查表明，爆源位于9号煤层40m掘采工作面。爆源附近的某作业队共24人，发现事故后，及时逃生。而远离爆源的人员，因没有及时得到事故通知而遇难。

2010年3月1日7时20分，神华集团乌海能源公司骆驼山煤矿在基建施工中发生透水事故。事故调查表明，16煤层回风巷掘进工作面发生煤层底板奥灰水透水事故。事故发生后，没有及时撤人。事故共造成32人遇难。这两起事故再次表明，及时发现事故并快速响应，可避免大量人员伤亡。

现有各种煤矿安全监测监控技术、装备和系统，主要监测甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧气、烟雾、温度、风速、风压、风向、水位、水质等，部分系统具有煤与瓦斯突出事故报警功能，但不能辨识和感知瓦斯煤尘爆炸、火灾、水灾等事故。目前，煤矿事故发现和报警，主要由人工完成，存在发现晚、上报时间长、响应慢等问题，应急救援响应时间长，这将错过最佳黄金救援时间。特别当事故现场人员全部遇难，将不能及时发现事故。

为减少事故伤亡，避免或减少次生事故发生，急需进行煤矿重特大事故智能报警方法研究，针对煤矿瓦斯煤尘爆炸、水灾和火灾等事故特点，研发矿用物联网、人工智能和大数据等，分析实时监测数据、图像和声音等，及时发现煤矿瓦斯煤尘爆炸、水灾、火灾等事故，并通过调度通信、广播通信、移动通信和人员定位等系统发出报警信号和逃生路线，必要时切断煤矿井下电源。

重要意义：

煤矿重特大灾害智能报警方法工程技术难题突破并应用后，将自动快速发现煤矿瓦斯、水灾、火灾等煤矿重特大灾害，自动快速启动应急预案，为应急救援赢得宝贵的时间。这将提高事故应急救援响应速度和效率，为减少事故人员伤亡和财产损失，提供有效的技术和装备保障；具有重大的社会效益和经济效益。