基于瓦斯监测的采煤工作面瓦斯分布的研究
采煤工作面论文 无线传感器网络论文 趋势面分析论文
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因为采煤工作面中瓦斯涌出源很多,并且瓦斯浓度受很多因素的影响,所以采煤工作面的瓦斯浓度分布十分复杂,尤其是上隅角,此处的瓦斯浓度通常是最高的,一旦超过煤矿瓦斯安全浓度的上限,就给煤矿生产带来很大的风险,因此,研究采煤工作面上的瓦斯浓度分布规律有十分重要的意义。本论文在第二章中分析了在采煤工作面中瓦斯涌出的主要影响因素,研究了几个瓦斯涌出源涌出规律以及其涌出量计算方法。在第三章中,介绍了趋势面分析法以及相应的检验方法,以便得到最佳的趋势面,除此之外还介绍了如何绘制趋势面等值图和异常分量等值图,通过这两个等值图,我们就可以清楚地知道局部地质因素和区域性地质因素对瓦斯涌出量的影响。这两章为后面分析整个采煤工作面的瓦斯浓度分布规律打下了理论基础。为了更加准确地获得采煤工作面上各个观测面的瓦斯浓度,本论文采用了无线传感器网络,瓦斯传感器测量节被点分布呈网状拓扑结构,进行采集各个瓦斯观测点的瓦斯数据,测量网络的基站节点和测量节点主要包含了ZigBee无线通信单元、系统控制处理器单元、瓦斯传感器检测单元和电源电压转换与供给单元等四个独立工作单元。根据各个观测点的观测数据,建立1~5阶趋势面拟合方程模型,然后通过趋势面模型的适度检验,获得最适合的趋势面方程,通过surfer绘制出采煤工作面瓦斯浓度分布的等值线图以及趋势图,通过等值线图和趋势图,从整体角度上分析采煤工作面上瓦斯分布情况,然后在风流条件下,在不同的方向、采煤工作面截面以及上隅角布置了测量节点,分析这几种情况下瓦斯浓度的变化,并通过流体动力学方面的知识做出了原因解剖,最后在不同的风速下,分析了采煤工作面的瓦斯浓度分布情况。
致谢 | 第4-5页 |
摘要 | 第5-6页 |
Abstract | 第6-7页 |
目录 | 第8-10页 |
Contents | 第10-12页 |
图清单 | 第12-15页 |
表清单 | 第15-17页 |
变量注释表 | 第17-18页 |
1 绪论 | 第18-23页 |
1.1 概述 | 第18-21页 |
1.2 主要研究内容与章节安排 | 第21-23页 |
2 采煤工作面中瓦斯涌出的分析 | 第23-34页 |
2.1 瓦斯产生的原因以及赋存规律 | 第23-25页 |
2.2 瓦斯的来源 | 第25-28页 |
2.3 瓦斯涌出的主要影响因素 | 第28-29页 |
2.4 采煤工作面各个瓦斯涌出源瓦斯涌出规律 | 第29-33页 |
2.5 本章小结 | 第33-34页 |
3 趋势面分析法 | 第34-43页 |
3.1 趋势面分析法模型 | 第34-36页 |
3.2 趋势面系数的求解 | 第36-40页 |
3.3 剩余分析 | 第40-41页 |
3.4 趋势面模型的适度检验 | 第41-42页 |
3.5 本章小结 | 第42-43页 |
4 采煤工作面瓦斯监测方法的研究 | 第43-64页 |
4.1 在采煤工作面中监测瓦斯的方案 | 第43-49页 |
4.2 瓦斯测量节点各个单元的设计 | 第49-63页 |
4.3 本章小结 | 第63-64页 |
5 基于瓦斯监测的采场瓦斯分布研究 | 第64-74页 |
5.1 瓦斯分布的趋势面求解 | 第64-70页 |
5.2 采煤工作面瓦斯的分布规律 | 第70-73页 |
5.3 本章小结 | 第73-74页 |
6.在风耦条件下瓦斯分布的研究 | 第74-86页 |
6.1 流体动力学的基础理论 | 第74-76页 |
6.2 风耦情况下瓦斯运动形式 | 第76-77页 |
6.3 风流耦合条件下瓦斯分布的分析 | 第77-84页 |
6.4 风速对采煤工作面瓦斯浓度分布情况的影响 | 第84-85页 |
6.5 本章小结 | 第85-86页 |
7 总结与展望 | 第86-88页 |
7.1 总结 | 第86-87页 |
7.2 展望 | 第87-88页 |
参考文献 | 第88-92页 |
作者简历 | 第92-94页 |
学位论文数据集 | 第94页 |
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