煤矿采场瓦斯分布与分布场重构技术研究
发布时间：2021-12-30 00:09
瓦斯事故是煤矿最严重的事故形式，往往造成大量的人员伤亡和重大的经济损失。煤矿瓦斯爆炸事故中，绝大多数发生在回采掘进区域。回采掘进区域巷道是主要的瓦斯涌出区域，容易发生瓦斯积聚。对采掘巷道风流内的瓦斯分布主要采用计算机数值模拟，能够认识瓦斯的分布规律，优化通风设计，但无法根据现场瓦斯浓度对瓦斯涌出及积聚区域做出判断及预测，不能根据煤矿实测瓦斯浓度数据对采场的瓦斯分布做出有效分析。利用现场瓦斯浓度监测数据进行瓦斯分布场的重构，可以实现对采场瓦斯分布的定量化认识，实现快速确定瓦斯涌出与积聚区域。因此，本文主要就采场瓦斯分布规律进行理论和试验分析、瓦斯分布场重构技术进行研究。论文完成的主要工作有：（1）建立回采工作面巷道中通风物理模型和风流紊流流动的数学模型。根据现有湍流理论，基于CFD分析软件计算平台，对井下巷道内风流运移过程进行了数值模拟分析，掌握了采场巷道内的风流流场和瓦斯分布的一般规律，为重构瓦斯分布场提供了理论依据。研究显示采煤机机头截割部和上隅角是容易发生瓦斯积聚区域，应加强该区域的瓦斯浓度监测。（2）对采掘工作面瓦斯监测的基本要求做了介绍，阐述了采场瓦斯监测网络的实现，提出通过改...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 课题背景及选题意义
1.2 国内外研究现状
1.3 当前煤矿采场瓦斯分布研究存在的问题
1.4 本论文的主要研究工作
2 基于 ANSYS 的采场瓦斯分布数值分析
2.1 采掘工作面的瓦斯来源
2.2 采场瓦斯运移方式分析
2.3 采煤工作面瓦斯分布的数值分析
2.4 模型边界条件与数值模拟
2.5 采场巷道瓦斯积聚分析
2.6 本章小结
3 采场瓦斯浓度监测与分布分析
3.1 工作面瓦斯监测的基本要求
3.2 采场瓦斯浓度分布数据的监测
3.3 工作面瓦斯浓度分布的测量与分析
3.4 瓦斯分布的趋势面分析
3.5 基于双立方插值的采场瓦斯浓度分布分析
3.6 基于最小二乘法的双立方空间外插
3.7 本章小结
4 基于空间信息统计学的采场瓦斯分布场重构
4.1 空间内插方法
4.2 空间信息统计学
4.3 空间信息统计学的基本假设及理论
4.4 变异函数及变异曲线
4.5 普通克里格法
4.6 工作面瓦斯分布的插值比较分析
4.7 本章小结
5 基于神经网络的瓦斯分布场重构
5.1 引言
5.2 神经网络的基本概念
5.3 基于神经网络的瓦斯分布场重建
5.4 本章小结
6 有限稀疏数据下瓦斯分布场重构性能与分析
6.1 采煤工作面的现场测量数据
6.2 重构性能对比分析
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]开采薄煤层采空区瓦斯分布规律数值模拟研究[J]. 赵洪宝,潘卫东,汪昕. 煤炭学报. 2011(S2)
[2]基于fluent的采空区流场分布数值模拟分析[J]. 张振彬,袁树杰. 煤炭科技. 2011(02)
[3]12°上下行通风工作面煤壁涌出瓦斯分布规律数值模拟[J]. 段支勇,孙冬. 煤. 2011(06)
[4]品位估值的自适应径向基神经网络构建技术[J]. 贾明涛,叶加冕,寇向宇,王李管. 煤炭学报. 2010(09)
[5]电阻层析成像系统敏感场特性分析及图像重建[J]. 张彦俊,陈宇,陈德运,于晓洋. 计算机科学. 2010(08)
[6]对称与非对称碳氢火焰温度场重建实验研究[J]. 王兴刚,黄群星,刘冬,马增益. 能源工程. 2010(03)
[7]四川省降水空间分布的插值分析[J]. 徐天献,王玉宽,傅斌. 人民长江. 2010(10)
[8]空间数据插值算法比较分析[J]. 王金玲,张东明. 矿山测量. 2010(02)
[9]基于Contourlet变换的双三次插值算法[J]. 徐彤阳,方勇. 计算机工程. 2010(07)
[10]采空区渗透率分布对流场的影响[J]. 高建良,王海生. 中国安全科学学报. 2010(03)
博士论文
[1]三维数据场的三维重建与模型的虚拟切割研究[D]. 朱经纬.华中科技大学 2007
[2]新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D]. 高欣.浙江大学 2004
硕士论文
[1]局部通风倾斜巷道掘进工作面瓦斯分布规律[D]. 刘金金.河南理工大学 2011
[2]倾斜巷道风流中瓦斯分布的数值模拟[D]. 罗娣.河南理工大学 2009
[3]Y型通风方式下采空区瓦斯流场数值模拟研究[D]. 戚良锋.安徽理工大学 2009
[4]基于地质统计学的固体矿床储量估算的研究与实践[D]. 刘爱平.成都理工大学 2009
[5]克里金（kriging）插值方法在煤层分布检测中的应用研究[D]. 翟进乾.太原理工大学 2008
[6]综放面采空区瓦斯渗流规律及其数值模拟研究[D]. 张伟.西安科技大学 2008
[7]MATLAB平台下基于克立格理论的固体资源储量估算系统的开发与实践[D]. 黄厚辉.成都理工大学 2007
[8]局部通风掘进工作面风流流场和瓦斯分布数值模拟[D]. 徐昆伦.河南理工大学 2007
本文编号：3557094
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 课题背景及选题意义
1.2 国内外研究现状
1.3 当前煤矿采场瓦斯分布研究存在的问题
1.4 本论文的主要研究工作
2 基于 ANSYS 的采场瓦斯分布数值分析
2.1 采掘工作面的瓦斯来源
2.2 采场瓦斯运移方式分析
2.3 采煤工作面瓦斯分布的数值分析
2.4 模型边界条件与数值模拟
2.5 采场巷道瓦斯积聚分析
2.6 本章小结
3 采场瓦斯浓度监测与分布分析
3.1 工作面瓦斯监测的基本要求
3.2 采场瓦斯浓度分布数据的监测
3.3 工作面瓦斯浓度分布的测量与分析
3.4 瓦斯分布的趋势面分析
3.5 基于双立方插值的采场瓦斯浓度分布分析
3.6 基于最小二乘法的双立方空间外插
3.7 本章小结
4 基于空间信息统计学的采场瓦斯分布场重构
4.1 空间内插方法
4.2 空间信息统计学
4.3 空间信息统计学的基本假设及理论
4.4 变异函数及变异曲线
4.5 普通克里格法
4.6 工作面瓦斯分布的插值比较分析
4.7 本章小结
5 基于神经网络的瓦斯分布场重构
5.1 引言
5.2 神经网络的基本概念
5.3 基于神经网络的瓦斯分布场重建
5.4 本章小结
6 有限稀疏数据下瓦斯分布场重构性能与分析
6.1 采煤工作面的现场测量数据
6.2 重构性能对比分析
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]开采薄煤层采空区瓦斯分布规律数值模拟研究[J]. 赵洪宝,潘卫东,汪昕. 煤炭学报. 2011(S2)
[2]基于fluent的采空区流场分布数值模拟分析[J]. 张振彬,袁树杰. 煤炭科技. 2011(02)
[3]12°上下行通风工作面煤壁涌出瓦斯分布规律数值模拟[J]. 段支勇,孙冬. 煤. 2011(06)
[4]品位估值的自适应径向基神经网络构建技术[J]. 贾明涛,叶加冕,寇向宇,王李管. 煤炭学报. 2010(09)
[5]电阻层析成像系统敏感场特性分析及图像重建[J]. 张彦俊,陈宇,陈德运,于晓洋. 计算机科学. 2010(08)
[6]对称与非对称碳氢火焰温度场重建实验研究[J]. 王兴刚,黄群星,刘冬,马增益. 能源工程. 2010(03)
[7]四川省降水空间分布的插值分析[J]. 徐天献,王玉宽,傅斌. 人民长江. 2010(10)
[8]空间数据插值算法比较分析[J]. 王金玲,张东明. 矿山测量. 2010(02)
[9]基于Contourlet变换的双三次插值算法[J]. 徐彤阳,方勇. 计算机工程. 2010(07)
[10]采空区渗透率分布对流场的影响[J]. 高建良,王海生. 中国安全科学学报. 2010(03)
博士论文
[1]三维数据场的三维重建与模型的虚拟切割研究[D]. 朱经纬.华中科技大学 2007
[2]新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D]. 高欣.浙江大学 2004
硕士论文
[1]局部通风倾斜巷道掘进工作面瓦斯分布规律[D]. 刘金金.河南理工大学 2011
[2]倾斜巷道风流中瓦斯分布的数值模拟[D]. 罗娣.河南理工大学 2009
[3]Y型通风方式下采空区瓦斯流场数值模拟研究[D]. 戚良锋.安徽理工大学 2009
[4]基于地质统计学的固体矿床储量估算的研究与实践[D]. 刘爱平.成都理工大学 2009
[5]克里金（kriging）插值方法在煤层分布检测中的应用研究[D]. 翟进乾.太原理工大学 2008
[6]综放面采空区瓦斯渗流规律及其数值模拟研究[D]. 张伟.西安科技大学 2008
[7]MATLAB平台下基于克立格理论的固体资源储量估算系统的开发与实践[D]. 黄厚辉.成都理工大学 2007
[8]局部通风掘进工作面风流流场和瓦斯分布数值模拟[D]. 徐昆伦.河南理工大学 2007
本文编号：3557094
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3557094.html
