煤礦瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制 論文

1、1煤礦瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制模型摘要本文討論的是對煤礦瓦斯和煤塵的監(jiān)測與控制問題.針對問題一：首先，根據(jù)相對瓦斯涌出量、絕對瓦斯涌出量的計算方法，通過EXCEL計算出總回風(fēng)巷中的平均相對瓦斯涌出量、平均絕對瓦斯涌出量，分別為、；然后，根據(jù)高、低瓦斯礦井的分類標(biāo)準(zhǔn)，得出該礦t9.752849m3min23.19896m3井為高瓦斯礦井.針對問題二：由于發(fā)生爆炸只由瓦斯和煤塵所導(dǎo)致，因此，只要研究瓦斯和煤塵的爆炸可能性，就可以評估整個煤礦各

2、個監(jiān)測點的不安全程度.本文定義整個煤礦的不安全度為各個監(jiān)測點中瓦斯?jié)舛鹊母怕拭芏群瘮?shù)、煤塵濃度的概率密度函數(shù)與其相應(yīng)的不安全程度乘積積分值之和.為此，對各個監(jiān)測點的瓦斯與煤塵不安全程度按照一定的原則進(jìn)行權(quán)重分配，并根據(jù)實際情況進(jìn)行機(jī)理分析，合理的定義了不安全程度與瓦斯和煤塵濃度的函數(shù)關(guān)系，之后再通過MATLAB做出了各個監(jiān)測點瓦斯與煤塵的濃度頻數(shù)分布直方圖，找出概率密度函數(shù)，通過分析直方圖得到簡化模型，求出整個煤礦的不安全度為.1934

3、7.0針對問題三：根據(jù)題意，建立了一個以最佳總通風(fēng)量為目標(biāo)的優(yōu)化模型；利用線性擬合，求出各監(jiān)測點中風(fēng)速與煤塵濃度、瓦斯?jié)舛汝P(guān)系表達(dá)式，并在原來的基礎(chǔ)上優(yōu)化，得到關(guān)于煤塵濃度、瓦斯?jié)舛鹊募s束條件；根據(jù)附件中的表2的信息，可以得到各監(jiān)測點風(fēng)速的限制條件；以掘進(jìn)巷中的局部通風(fēng)機(jī)，其額定風(fēng)量一般為150400m3min、局部通風(fēng)機(jī)所在的巷道中至少需要有15%的余裕風(fēng)量（新鮮風(fēng)）為約束條件；建立一個完整的優(yōu)化模型，通過Lingo軟件求解得：最佳總

4、通風(fēng)量為：1415.06以及兩個采煤工作面所需要的風(fēng)量分別為：476.14、548.55min3mmin3m局部通風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量為331.8.min3mmin3m本文計算出了個監(jiān)測點的不安全度；同時利用數(shù)據(jù)擬合，使結(jié)果更準(zhǔn)確，且本文解決了一類礦井安全問題，給礦井安全提供了一個檢測標(biāo)準(zhǔn).關(guān)鍵詞：機(jī)理分析；數(shù)據(jù)擬合；權(quán)重分配；不安全度；優(yōu)化3二、模型的假設(shè)1假設(shè)各工作面能夠進(jìn)行正常工作；2假設(shè)掘進(jìn)巷需要安裝局部通風(fēng)機(jī)，其額定風(fēng)量一般為；mi

5、n4001503m?3假設(shè)局部通風(fēng)機(jī)所在的巷道中至少需要有15%的余裕風(fēng)量（新鮮風(fēng)）才能保證風(fēng)在巷道中的正常流動，否則可能會出現(xiàn)負(fù)壓導(dǎo)致乏風(fēng)逆流，即局部通風(fēng)機(jī)將乏風(fēng)吸入并送至掘進(jìn)工作面；4假設(shè)一般情況下煤塵的爆炸濃度是，而當(dāng)?shù)V井空氣中瓦斯?jié)舛仍黾訒r，320030mg?會使煤塵爆炸下限降低；5假設(shè)在新鮮空氣中瓦斯爆炸界限一般為；%16%5?6假設(shè)煤礦已經(jīng)安裝完善的通風(fēng)系統(tǒng)和瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)，所有的采煤工作面、掘進(jìn)面和回風(fēng)巷都已經(jīng)安裝甲烷傳

6、感器，每個傳感器都與地面控制中心相連，當(dāng)井下瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時，控制中心將自動切斷電源，停止采煤作業(yè)，人員撤離采煤現(xiàn)場；7假設(shè)每班工作8小時，進(jìn)行不間斷的工作，即：全天24小時均工作；8假設(shè)瓦斯僅考慮甲烷，不考慮其它氣體；9假設(shè)風(fēng)速在巷道轉(zhuǎn)彎處不會發(fā)生變化；10假設(shè)進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)都是新鮮風(fēng)，不含其它雜質(zhì)；11假設(shè)主巷道斷面大約為，其他各采煤區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷和掘進(jìn)巷的斷面大25m約為，掘進(jìn)巷道中的風(fēng)筒直徑為；24mmm40012假設(shè)井巷不會出現(xiàn)

7、漏風(fēng)現(xiàn)象.三、符號說明；1代表瓦斯，2代表煤塵；i21?i表示對工作面Ⅰ，工作面Ⅱ，掘進(jìn)工作面，回風(fēng)巷Ⅰ，回風(fēng)巷j612??jⅡ，總回風(fēng)巷依次進(jìn)行編號；第個編號下的瓦斯?jié)舛?；jx1j第個編號下瓦斯的不安全度；jy1j第個編號下的煤塵濃度；jx2j第個編號下煤塵的不安全度；jy2j第個編號下的瓦斯不安全度的權(quán)重；ja1j第個編號下的煤塵不安全度的權(quán)重；ja2j第個編號下的瓦斯?jié)舛绕骄?；jx1j第個編號下的煤塵濃度平均值；jx2j煤礦的整