基于混沌理论的煤层自燃隐患点的探测与研究

发布时间：2021-11-25 10:59

　　煤炭的自燃隐患一直是影响煤炭安全生产的重大威胁之一，是自然界存在的一种客观现象，并且这种现象十分隐蔽，不容易被觉察。煤炭自燃如果不及时预防，那么给人类的经济、财产、安全等带来的损失是无法估量的。有数据表明，由煤矿自燃所引发的火灾占火灾总数的90%以上。因此，如何提前预防煤炭的自燃就成了各国科研学者研究的首要的任务。为了能够及早的探测自燃发火点，并采取有效的防治措施，本文在理论层面上将在弱信号检测领域具有广泛应用的混沌理论应用在煤炭自燃的检测上。由于混沌理论对周期信号非常敏感，而对噪声干扰免疫，使得这一理论研究成为可能。主要研究内容和成果如下：1)针对传统的煤炭自燃预测方法的不足和不及时性等问题，结合煤炭自燃过程中伴生气体的特性，通过比较煤炭自燃过程中产生的CO气体和烃类气体的性质，分析并选取CO气体作为预测煤炭自燃隐患点的指标气体。2)对CO的时间序列进行了相空间的重构，并利用最大Lyapunov指数法验证了煤炭自燃所释放出的CO气体的混沌特性。3)建立了Duffing混沌振子的仿真模型，描述了Duffing振子检测CO浓度的原理，以此来实现对煤层自燃隐患点的预测。4)设计了混沌Duf... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同煤着火点的柱状图

类气体共存，这会对检测工作带来较大的干扰。在探测煤炭的自燃中，烃类气体只能是一种辅助性的检测方法。表 3.2 对应的柱状图如图 3.1 所示。图3.1 烃类气体对应的温度范围从图3.1可以很直观的看出，烃类气体出现时的温度范围为100 C~180 C之间，而此时煤炭的自燃程度已经很剧烈了。所以烃类气体不利于煤炭自燃的早期预报。对比表3.2，本文给出了不同煤种产生CO气体时所对应的初始温度，如表3.3所示。表3.3 各煤种 CO 出现的临界温度煤种 褐煤 长焰煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤温度( C)41 66 59 66 81 94 130 83

放出烃类气体时，煤的自燃温度已经很高了，煤炭自燃已达到了很剧烈的程度，这对自燃的早期预报非常不利。将表 3.4 转化成曲线图，如图 3.3 所示。图3.3 不同煤种产生气体所对应的临界温度

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混沌理论的微弱信号放大原理与方法研究[J]. 赵文礼,夏炜,刘鹏,王林泽.  物理学报. 2010(05)
[2]测氡法在探测浅埋煤层火源范围中的应用[J]. 梅国栋,王云海,刘璐.  煤炭科学技术. 2007(10)
[3]基于DSP和混沌理论的微弱信号检测[J]. 翟文正,全雪峰,王海龙,石广田.  微计算机信息. 2007(11)
[4]煤层自燃指标气体的试验研究[J]. 吴玉国,邬剑明,王俊峰.  中国煤炭. 2007(04)
[5]基于混沌理论的检测技术进展[J]. 张健,王竹萍,吕宁,于晓洋,陈德运.  电子器件. 2005(02)
[6]煤层自燃火区温度检测技术的研究与应用[J]. 邬剑明,高尚青.  中国安全科学学报. 2004(10)
[7]采空区煤炭自燃预测预报方法及探讨[J]. 唐明云.  煤炭技术. 2004(10)
[8]综放开采自燃火源点分布规律及判定[J]. 许满贵,陈晓坤.  煤矿安全. 2003(11)
[9]基于互相关检测和混沌理论的弱信号检测方法研究[J]. 聂春燕,石要武.  仪器仪表学报. 2001(01)
[10]基于自相关函数和混沌理论的微弱正弦信号检测方法[J]. 聂春燕.  计量技术. 2001(01)

硕士论文
[1]基于混沌理论的微弱信号检测[D]. 崔芹.哈尔滨工程大学 2008
[2]基于混沌理论的信号检测方法研究[D]. 郭富新.吉林大学 2005
[3]煤自燃全过程测试和指标气体的研究与应用[D]. 许延辉.西安科技大学 2005
[4]基于温度场法的采空区火源定位技术研究[D]. 唐明云.安徽理工大学 2005
[5]煤自燃特性参数研究及应用[D]. 刘高文.西安科技学院 2002



本文编号：3518001