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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