安全预警集成系统在煤矿瓦斯管理中的应用研究

摘要

煤矿瓦斯灾害是煤矿安全生产的“五大自然灾害”之首,如果管理不当会酿成重大的恶性事故。随着采矿工业的发展,机械化程度不断提高,随之而来的是矿井瓦斯涌出量的急剧增加,煤矿安全生产受到严重威胁,造成的损失极其惨重。因此有效的防治瓦斯事故,对煤矿的安全生产起到十分重要的作用。
　　鉴于采空区瓦斯的重要性,本文以采空区瓦斯为研究对象,系统地阐述了采空区瓦斯赋存情况及危害。以国内外煤矿安全管理理论及预警系统研究现状为依据,提出预警系统的必要性及存在问题。借助Fluent数值模拟得到采空区瓦斯运移规律,明确上隅角瓦斯预警关键位置。结合两种预测模型,实现集预测、管理于一身的安全预警集成系统。旨在为煤矿瓦斯安全管理提供一种新的管理模式,由“事后管理”变为“事前控制”,将危险消灭在萌芽中,确保煤矿的安全正常生产。
　　本论文主要研究成果:
　　(1)通过对采空区瓦斯赋存情况分析,运用Fluent软件,数值模拟采空区瓦斯浓度场变化,得到采空区瓦斯运移规律,为系统建设提供理论基础研究。
　　(2)阐述分析时间序列预测和灰色预测两种典型的预测模型,通过Matlab软件完成代码实现。
　　(3)在分析两种典型的预测模型基础上,通过VB-Matlab混合编程完成系统计算模块;利用VB软件初步构建预警系统,实现系统开发。
　　以某煤业公司1057综采工作面为例,进行试验,认为该系统完成了瓦斯危险源监控预警的目的,提出的安全预警集成系统在设计理论性、通用性和专业性应用方面达到了国家对煤矿安全生产的需要,在软件功能、用户界面上实现了人—机相互协调。

目录

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英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 研究的主要内容

1.5 技术路线

2 采空区瓦斯运移数值模拟

2.1 采空区瓦斯的危害及赋存情况

2.2 采空区瓦斯运移数学模型

2.3 采空区瓦斯运移规律数值模型的建立

2.4 数值模拟与分析

2.5 本章小节

3 预警系统预测模型理论及技术实现

3.1 瓦斯涌出量预测模型理论

3.2 技术实现—VB与Matlab混合编程

3.3 本章小节

4 煤矿瓦斯安全预警集成系统的建立

4.1 煤矿瓦斯安全预警集成系统简介

4.2 集成系统建立的可行性分析

4.3 系统界面设计

4.4 本章小节

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录